酸素燃焼技術は、燃焼時に空気の代わりに純酸素 (O2) を使用する、より高度な燃料燃焼方法です。従来の燃焼では、空気には約 78% の窒素が含まれており、燃焼生成物には窒素酸化物 (NOx) やその他の汚染物質が含まれます。酸素燃焼で酸素濃縮空気または純酸素を使用すると、二酸化炭素 (CO2) と水蒸気の排気ガスが生成されます。
大気中の二酸化炭素排出に対する懸念が高まるにつれ、酸素燃焼技術の市場シェアが拡大しています。人為的 CO2、つまり人間の活動によって生成される CO2 は、発電所、輸送機関、産業における化石燃料の燃焼から生じます。化石燃料は現在、世界のエネルギーの大半を供給しており、少なくとも今後数十年間は供給が続くと予測されています。化石燃料を効率的かつ環境に優しい方法で使用し続けるために、実証および大規模な商業展開に向けて、ほぼゼロ排出の技術が開発されています。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2023 |
| 研究期間 | 2022-2032 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 9.2% |
| 市場規模 | 2020 |
| 急成長市場 | アジア太平洋 |
| 最大市場 | 北米 |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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厳しい環境規制
多くの国では、大気汚染や気候変動への懸念に対応して、発電所に厳しい排出規制を課しています。酸素燃焼技術は、窒素酸化物 (NOx) の発生を抑え、より効果的な炭素回収を可能にすることで、発電所がこれらの規制を満たすのに役立ちます。欧州連合の産業排出指令では、大規模な燃焼施設からの汚染物質の排出制限を定めており、酸素燃焼などの技術の使用を奨励しています。
さらに、炭素税やキャップアンドトレード制度などの炭素価格設定メカニズムを導入することで、産業界は炭素排出量を削減するよう促されます。炭素回収の可能性があることから、酸素燃焼は炭素義務を管理したい企業にとって魅力的な選択肢となります。2023年8月1日現在、世界中で74の炭素価格設定制度が運用されています。炭素税または排出量取引制度（ETS）は、2つの可能な戦略です。世界銀行の炭素価格設定ダッシュボードは、低炭素技術の採用に対する経済的インセンティブを生み出す炭素価格設定政策の導入における世界的な勢いを強調しています。
さらに、いくつかの地域では再生可能エネルギーポートフォリオ基準が制定されており、再生可能エネルギー源からの特定割合の発電が義務付けられています。カリフォルニア州の再生可能エネルギーポートフォリオ基準 (RPS) は 2002 年に制定され、2030 年までに州の電力供給の 60% を再生可能エネルギーが占める必要があります。このプログラムにより、州の負荷供給組織は RPS 認定施設からの再生可能エネルギーに対する需要が高まります。酸素燃焼は再生可能エネルギー技術と組み合わせることで、発電の持続可能性を高めることができます。環境の持続可能性に対する世界の関心が高まるにつれて、酸素燃焼技術の市場動向は低炭素の未来に貢献する態勢が整っています。
高コスト
酸素燃焼技術の導入における最も重要な資本投資は、酸素分離機の設置です。これは、燃焼のための酸素濃縮環境を作り出すために必要です。これらの装置の設計、開発、構築に関連する支出は、かなりの額になる可能性があります。酸素燃焼技術はコストがかかり、エネルギーを大量に消費するため、酸素燃焼プラントで生成される電力の価格は、1MWh あたり 66.8 米ドルから 123.7 米ドルに上昇します。
さらに、既存の産業施設を酸素燃焼に対応させるように改修するにはコストがかかる可能性があります。これには、燃焼システム、排ガス処理インフラストラクチャの変更、および炭素回収装置の設置が含まれる可能性があります。米国テキサス州のペトラノヴァプロジェクトは、世界でも最も重要な燃焼後の炭素回収・貯留サイトの1つです。2017年に完了したこのプロジェクトでは、既存の石炭火力発電所を酸素燃焼技術と炭素回収システムで改修しました。プロジェクト全体のコストは10億ドルを超え、機器、インフラストラクチャ、および技術開発への多額の投資が含まれています。初期の資本投資に加えて、酸素分離ユニット、炭素回収施設、および酸素燃焼システムの他のコンポーネントを維持するための継続的な運用および保守コストがかかります。サンダーサイードエナジーによると、酸素燃焼のコストは1キロワット時あたり6〜8セントです。
酸素燃焼で水素を使用すると、炭素排出量の少ないクリーンな燃料を利用できる可能性があります。水素は再生可能電力による電気分解で生成できるため、燃焼プロセスにおける炭素強度を削減するグリーンソリューションとなります。欧州委員会は、水素をクリーンエネルギープログラムの不可欠な要素と見なしています。2022年現在、欧州クリーン水素アライアンスでは約750のプロジェクトが進行中で、そのうち172のプロジェクトで産業用水素が使用されています。欧州委員会の水素アクセラレーター計画では、2030年までに年間1,000万トンの水素を生産する予定です。この計画では、2030年までに同量の輸入も想定されており、将来の市場需要を満たすことが期待されています。
同様に、酸素燃焼は、有機廃棄物またはバイオマスから得られる再生可能天然ガス (RNG) と組み合わせることができます。この統合により、再生可能で低炭素の燃料源を使用した酸素燃焼の環境的利点が向上します。廃水処理プラントでは、処理中に生成された RNG を使用して酸素燃焼を行うことができます。酸素が豊富な環境で RNG を燃焼すると、排出量が減り、循環型経済が促進されます。国際再生可能エネルギー機関 (IRENA) などの組織の研究によると、再生可能エネルギーを産業プロセス、特に燃焼技術に統合することは、持続可能で低炭素のエネルギー システムを確立するために不可欠です。
市場は、ソリューションとサービスの提供によってさらに細分化されています。
ソリューションが市場で最大のシェアを占めています。
解決
ソリューションには、酸素が豊富な環境での効果的な燃焼を可能にし、炭素回収を改善し、現在の産業インフラと連携するさまざまなコンポーネントとテクノロジーが含まれます。これにより、酸素分離ユニット、燃焼システム、炭素回収・貯留 (CCS) テクノロジー、制御および監視システムが提供されます。酸素燃焼ソリューションは、高温燃焼、排出削減、および貯蔵または使用のための濃縮 CO2 の抽出という課題に対応することを目指しています。これらの統合ソリューションは、環境の持続可能性と低炭素産業プロセスへの移行という幅広い目的の達成に役立ちます。
サービス
サービスは、物理的な機器の提供にとどまらず、酸素燃焼システムの最高のパフォーマンスと寿命を保証するための継続的な支援、専門知識、メンテナンスも含みます。システムの設置と試運転、運用担当者のトレーニング、定期的な保守検査、トラブルシューティングの支援など、すべてのサービスが可能です。さらに、サプライヤーは、酸素燃焼の実現可能性の判断、規制上のハードルの回避、既存の運用への技術の統合の最適化について業界を支援するコンサルティング サービスを提供する場合があります。サービス セグメントは、よりクリーンで持続可能な燃焼方法に移行するために必要な専門知識と支援を業界に提供するため、酸素燃焼ソリューションの効果的な導入と長期運用に不可欠です。
市場は、エンドユーザー別にさらに石油・ガス、発電、ガラス製造、工業、金属、鉱業に分割できます。
ガラス製造
ガラス製造部門は最大の市場シェアを占めています。ガラスはリサイクル可能で持続可能な素材であり、食器、板ガラス、LCD、コンピューター、自動車や建設業界向けの窓など、工業製品の製造に広く使用されています。
酸素燃焼技術は、ガラス溶解炉などのガラス製造工程で使用されています。酸素燃焼技術は、燃焼時に酸素を多く含む空気を使用することで、高温と高加熱効率を実現できます。ただし、ガラス製造は温室効果ガス (GHG) と二酸化炭素 (CO2) の大きな排出源です。国際エネルギー機関 (IEA) によると、ガラス製造業界は 60 メガトン以上の CO2 を排出しています。人口増加とインフラ部門の急速な成長が、ガラス需要の主な原動力となっています。
石油・ガス
酸素燃焼は、石油精製や石油化学製品製造用の工業用バーナー、ヒーター、ボイラーなど、この業界のさまざまなプロセスで使用できます。これらの施設では、酸素濃縮燃焼を使用して燃焼効率を改善し、排出量を削減し、環境の持続可能性のために炭素を回収します。酸素燃焼技術により、石油およびガス業界は、排出量削減対策に貢献しながら、エネルギー集約型プロセスを最適化することができます。
パンデミックにより、世界中のほとんどの業界がロックダウンや一時的な閉鎖に追い込まれ、ビジネスに悪影響を及ぼしました。しかし、3Dレンダリングソフトウェア市場は、構造物やその他のプロジェクトをオンラインで紹介できることや、マーケティングおよび広告部門の創造性が高まったことから、パンデミック中に大幅な成長を遂げました。さらに、パンデミックにより、ほぼすべての業界でデジタル化が大幅に進み、市場の成長がさらに加速しました。
世界的な酸素燃焼技術市場分析は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカで実施されています。
北米は、世界の酸素燃焼技術市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中に年平均成長率 9.3% で成長すると予測されています。北米は、環境大気質を維持するための厳しい政府規制に支えられ、酸素燃焼技術市場を支配しています。環境保護庁 (EPA) や米国エネルギー情報局 (EIA) など、いくつかの環境機関や政府機関は、この地域の温室効果ガス排出を規制する法律を制定しました。これにより、企業は業務においてよりクリーンな空気ソリューションを実装するようになり、酸素燃焼技術の需要が高まっています。
しかし、総エネルギー需要を満たすには現在のエネルギー容量を改善する必要があり、この地域のかなりの部分が従来の発電施設に頼らざるを得ない状況にあります。化石燃料は依然として米国の電力の63％を占めています。 2023年5月8日、米国環境保護庁（EPA）は、化石燃料火力発電施設からの温室効果ガス（GHG）排出を制御する規則を提案しました。2023年5月11日、EPAは石炭火力発電施設とガス火力発電施設に対する新しい炭素排出規則を発表しました。EPAは、新しい要件により公衆衛生が保護され、危険な汚染物質が排除され、今後20年間で最大850億ドルの気候と公衆衛生の利益がもたらされると主張しています。
アジア太平洋地域は、予測期間中に 9.6% の CAGR を示すことが予想されています。アジア太平洋地域は、都市化と工業化が進む地域であるため、酸素燃焼技術市場の参加者にとって大きな成長の見込みがあります。人口と生活水準の上昇により、地域のエネルギー需要が増加し、発電施設への投資が増加しています。政府の有利な規制とリソースの可用性を考慮して、いくつかの業界が生産施設をこの地域に移転し、CO2 排出量が増加しています。高まる顧客需要に対応するため、企業は中国やインドなどの新しい国に生産施設を拡大しています。
さらに、企業は生産性を高め、炎の温度と熱伝達率が高いため、酸素燃焼技術を使用しています。中国でのCOVID-19の発生を受けて、多くの企業が生産施設を新しい市場に移転しています。2020年5月、インド政府は企業の中国からの移転を誘致するために約461,589ヘクタールの土地を提供しました。さらに、リンデはインド最大の精製会社であるインディアンオイルコーポレーションリミテッド（IOCL）と協力して、酸素燃焼技術を導入しました。さらに、日本は2030年までに温室効果ガスの排出量を46％削減し、2050年までにカーボンニュートラルになることを誓っています。
酸素燃焼技術の欧州市場は、フランス、ドイツ、ロシア、イタリア、英国、その他の欧州諸国に分かれています。西欧諸国は、北欧やその他の東欧諸国よりも進んでいます。その結果、西欧では新技術の採用において大きな進歩と進歩が見られました。一方、ドイツ、イタリア、英国などの経済的に強い国では、酸素燃焼技術の導入が大幅に増加しています。再生可能エネルギーの人気が高まっていますが、化石燃料は短期および中期的には欧州で重要な役割を果たすと予測されています。発電における化石燃料の燃焼による CO2 排出量は、欧州連合 (EU) の総 CO2 排出量の約 30% を占めています。
さらに、セメント、鉄鋼、アルミニウム、パルプ・紙、製油所などのプロセス部門では、原材料の変換から CO2 が排出されます。炭素回収・貯留 (CCS) 技術は、発電所や重工業から排出される CO2 の最大 90% を吸収し、パイプラインまたは船舶で輸送して、地表から少なくとも 800 メートル下に安全に貯留することを目指しています。
2023年12月 - エア・リキードは、ロッテルダムの工業地域の脱炭素化を支援するために、世界規模のCO2回収施設の開発を計画しました。
2024年1月 -日立は、会社分割によりエネルギー・施設管理サービス事業を強化するための吸収分割契約の締結を発表した。
2024年1月 - GE VernovaとIHIは、2030年までに100%アンモニアを使用できるガスタービン燃焼システムの開発を目指す技術ロードマップの次のステップを発表しました。
