世界の発電所制御システム市場規模は、2022年に75億9,000万米ドルと評価されています。2031年までに115億1,000万米ドルに達すると予測されており、予測期間（2023年から2031年）中に3.90%のCAGRで成長します。
現在の発電所は高度に自動化されています。ほとんどの火力発電所のシステムは制御室から管理できます。中央制御室から管理できるシステムには、系統接続用の電気補助システム、ユニット変圧器、励磁、発電機/ユニット保護、同期、補助変圧器、開閉装置などがあります。以前は、これらの電気デバイスはデータ制御および入出力 (I/O) システム (DCS) に配線されていました。発電所制御システム市場の運営効率は、特に発展途上国における世界的な電力需要の増加によって促進されると予測されています。これらのシステムは発電所の運用効率の向上に役立ち、発電所の制御システムの強化が期待されます。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2022 |
| 研究期間 | 2021-2031 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 3.90% |
| 市場規模 | 2022 |
| 急成長市場 | アジア太平洋地域 |
| 最大市場 | アジア太平洋地域 |
| 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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強固な法的裏付けと大幅なコスト削減により、再生可能エネルギー部門はすべての国で時間の経過とともに大幅に拡大してきました。さらに、世界中の政府は、従来の燃料によって生成される排出量を削減するために、より環境に優しいエネルギー源にますます目を向けています。エネルギー集約型のセクターは、再生可能エネルギー源が従来の燃料を急速に置き換えた恩恵を受けました。
さらに、再生可能資源からエネルギーを生産する経済性は、間もなく従来の燃料から電力を生産するのと同等になると予想されます。太陽や風力などの再生可能エネルギー源を利用して発電することには欠点があります。これらは一貫性がなく、いくつかの再生可能エネルギー産業セクターには予測不可能な変数が含まれています。これらは、外部要因に依存するエネルギー貯蔵デバイスの充電および放電サイクルを調整して、断続的な再生可能発電を電力網に組み込みます。制御システムは、さまざまな方法でこれらの変動に対処します。
タービン、発電機、その他の発電所コンポーネントは、さまざまなインターフェイス、テクノロジー、プロトコルを使用して相互に通信します。データの解釈は、さまざまな通信インターフェイスやプロトコルのさらなる標準化の必要性によって影響を受ける可能性があります。通信技術の標準が欠如しているため、システムの統合が困難になり、無関係なシステム間でのプラグ アンド プレイ接続が妨げられます。
たとえば、発電所のほとんどの機器はインターフェース プロトコルを介して通信するため、さまざまな機器メーカーが製造したデバイス間で互換性がなくなり、予測期間にわたって世界の発電所制御ソリューションの市場が抑制されます。標準化が欠如していると発電所のコストが高くなり、制御システムのメーカーが資金援助を提供する可能性が低くなります。その結果、それぞれの製品の使用による節約によるプロジェクトの正当性が低下し、市場の成長が抑制されます。
各国が主要なエネルギー源を石炭から天然ガスに切り替えたことにより、天然ガスの生産と消費は数年にわたって世界中で大幅に増加しました。米国エネルギー情報局（EIA）によると、103の石炭火力発電所が天然ガス火力に置き換えられ、121が代替燃料を燃やすように転換された。米国、中国、英国を含む多くの国は、排出量削減のために石炭から天然ガスへの切り替えを開始した。天然ガスはその固有の環境上の利点により需要が飛躍的に拡大し、現在では天然ガスによる発電が世界の需要の半分以上を占めています。
中国は他のどの国よりも多くの天然ガスを消費すると予想されている。電力需要と大気質を改善したいという政府の意向により、2024年までに中国が世界のガス消費量増加の40％以上を占めると予想されている。したがって、電力業界における天然ガス消費量の増加と石炭から天然ガスベースの発電への切り替えにより、予測期間中に世界中の発電所制御システムの需要が大幅に増加すると予想されます。
世界の発電所制御システム市場は、ソリューション、コンポーネント、プラントの種類によって分割されています。
ソリューションに基づいて、世界の発電所制御システム市場は、監視制御およびデータ収集（SCADA）、プログラマブル ロジック コントローラー（PLC） 、分散制御システム（DCS）、プラント資産管理（PAM）、プラント ライフサイクル管理（PLM）に分かれています。 。
分散制御システム (DCS) セグメントは市場に最も貢献しており、予測期間中に 3.12% の CAGR で成長すると推定されています。分散制御システム (DCS) は、高速通信ネットワークを介して、処理プラント全体の多数の自動ローカル コントローラーを中央コントローラーにリンクします。これらのローカル コントローラは、フィールド デバイスとメイン コントローラを接続します。さらに、このネットワークは、オペレータ、スーパーバイザ、履歴担当者をデバイスやコントローラにリンクします。 DCS コンセプトは、制御機能を発電所の近くに配置し、遠隔監視および監視と組み合わせることで、設置コストを削減しながら信頼性を向上させます。
膨大な数の連続ループを監視および制御する必要がある製造施設または大規模な運用には、DCS が適しています。 DCS は、数万のアナログ入出力デバイスと数万の PID (比例積分微分) 関数を処理できます。 DCS は、高度なプロセス制御能力を必要とする複雑なプロセスに最適です。 ABB、横河電機、エマソン、シーメンス、ハネウェル、シュナイダーエレクトリック、ゼネラル・エレクトリック、東芝株式会社、メッツォ、日立製作所、三菱グループ、ロックウェル・オートメーション、暁星株式会社は、世界のトップ DCS メーカーのほんの一部です。メーカーは、技術の急速な進化と効果的な DCS に対するニーズの高まりにより、新しいシステムの導入を余儀なくされています。
発電所、ソーラー パネルの生産、風力タービンで使用される業界全体の制御システムは、プログラムされたロジック コントローラー (PLC) として知られています。このシステムは、入力デバイスの状態を決定して追跡し、出力デバイスの状態を調整します。この制御システムは主に発電やあらゆる生産ラインを改善します。 PLC は、プロセスやアクティビティを複製および変更しながら通信し、重要なデータを収集できます。 PLC は、その優れた適応性により、発電所の自動タービン起動システム (ATRS) およびバーナー管理システム (BMS) に使用されます。 PLC システムは、アプリケーションのニーズに合わせて調整できるため、他の代替システムよりも優れています。発電所コントローラーの助けを借りて、管理者は出力、コンプライアンス、送電網の安定性、収益の観点から発電所がどのように動作するかを規制できます。特定の要件は異なる場合がありますが、ほとんどの PPC は、PLC システムを使用して周波数、電圧、有効電力、無効電力、力率、ランプ制御を処理できます。
世界の発電所制御システム市場は、コンポーネントに基づいてハードウェアとソフトウェアに二分されます。
ハードウェア部門は最も高い市場を占めており、予測期間中に 2.98% の CAGR で成長すると推定されています。時代遅れのゲージパネルボードとストリップチャートレコーダーは、最近開発された業界標準のハードウェアおよびソフトウェアソリューションに置き換えられました。コントローラと入出力モジュールは、現在のハードウェア ソリューションの 2 つの例です。ソフトウェア ソリューションが市場を支配していますが、ハードウェア セクターは低価格と技術の発展によりその地位を確立しています。多くの企業の技術革新が市場の拡大を導きました。たとえば、RDI コントローラーズ LLC は、発電システム用の新しいプログラマブル オートメーション コントローラー (PAC) である「エッジ コントローラー」を 2021 年 9 月に発表しました。タービンと発電機の保護および制御システムは、電力生産者にとって非常に重要です。なぜなら、これらの資産の生産は発電システムに依存しているためです。運用、これもメンテナンスと相関関係があります。 PLC (プログラマブル ロジック コントローラー) は、多くの制御システムにとって信頼できる自動化方法として使用されています。さらに、これらのシステムには新しいプログラミング ソフトウェアが組み込まれて提供されるようになりました。
発電所の制御システムには、情報通信技術 (ICT) が大きく取り入れられています。業界では、単一の発電所資産を管理することも、制御室パネルから施設全体を管理することもできるさまざまなソフトウェア プログラムを使用しています。発電事業で利用されるソフトウェア ソリューションの最良の例としては、SCADA、HSR (ヒューマン マシン インターフェイス)、産業用モノのインターネット (IIOT) や AI (人工知能) に基づくソリューションなどがあります。多くの企業がソフトウェア ソリューションを太陽光発電市場に統合することに成功し、その製品が高く評価されています。
2021年3月、ABBグループはインドで5GW相当の太陽光発電自動化契約を取得した。出力は、ユーティリティ規模の SCADA およびストリング監視ソリューションを使用して完了した以前のプロジェクトからの結果です。インド政府は、太陽エネルギー産業に対して、新たな投資の促進、国内製造、資金アクセスの問題の解決などの目標を設定しています。インドおよびアジア太平洋地域の他の国々では、電力部門におけるソフトウェア統合プロジェクトの大幅な増加が予想され始めています。
世界の発電所制御システム市場は、プラントの種類に基づいて、石炭、水力発電、天然ガス、原子力、再生可能エネルギーに分かれています。
石炭セグメントは市場に最も貢献しており、予測期間中に 3.43% の CAGR で成長すると推定されています。石炭火力発電所では、石炭の熱で発生した蒸気を利用してタービンシャフトを回転させて発電します。蒸気のエンタルピーはその温度と圧力の関数ですが、蒸気タービンが蒸気から抽出するエネルギー量は、装置全体でのエンタルピーの減少に依存します。石炭火力発電所の制御システムは、主要な動作パラメータの重要性を軽減し、発電所の効率を高めることでプロセスの最適化を可能にします。
政府の協調した計画がなければ、大気汚染や温室効果ガスの排出に対する当然の懸念にもかかわらず、石炭の使用は今後も重要なままになる可能性が高い。さらに、最新の石炭火力発電所のほとんどは、分散制御システム (DCS) プラットフォームに統合された制御システムを備えており、他の発電所モジュールとのシームレスな運用を可能にしています。ガバナ制御、タービンおよび発電機の保護、自動起動、ロータ応力の評価、補助制御、バルブ管理、状態監視、自動同期、励磁、周波数制御、抽出制御、バイパス制御、ユニット制御などは、典型的な石炭火力発電です。プラント機能が実装されました。
プラント制御システムの主要なエンドユーザーの 1 つは水力発電所 (水力発電) であり、予測期間にわたって緩やかな拡大が見込まれると予想されます。水力発電は、高地から低地へ流れる水のエネルギーを利用して発電する再生可能エネルギー源です。水力発電プロジェクトは、家庭、企業、農業にきれいな水を提供するだけでなく、洪水や干ばつなどの悪天候の影響も軽減します。さらに、これらの取り組みは、不可欠な交通インフラ、近隣サービス、レジャーやエンターテイメントへの資金提供を提供する可能性があります。マドリードで開催された国連気候会議（COP25）では、特に気候の回復力と適応に焦点が当てられ、気候変動に対処する能力を創出する必要性が強調されました。 IHA は、新規および既存の資産の長期的な運用可能性を確保するために、2019 年 5 月に水力発電セクターの気候回復力ガイドを発行しました。このガイドでは、プロジェクトの計画、設計、運営に気候変動に対する回復策を組み込むためのベスト プラクティスに関するアドバイスが提供されています。
世界の発電所制御システム市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAの4つの地域に分かれています。
アジア太平洋地域が最も収益に貢献しており、予測期間中に 4.01% の CAGR で成長すると予想されます。アジア太平洋地域は発電所制御システムにとって最も重要な地理的市場であり、インド、中国、日本などの国への投資が増加しており、この業界を牽引しています。さらに、この地域の市場は、再生可能エネルギー産業のコスト上昇によって引き起こされると予想されます。新たな産業オートメーションや不十分な技術理解などの要因が、発電所制御システムの市場拡大を制約しています。中国は発電所制御システムの地域最大の市場の一つであり、インド、オーストラリアがそれに続く。明らかに乗り越えられない政治的、経済的分裂と対立にもかかわらず、インドと中国は大規模な石炭火力発電所のパイプラインを共有している。
さらに、インドでは、エネルギー消費量の増加により発電所制御システムの市場が緩やかに発展すると予測されており、その結果、石炭火力発電所の導入が増加し、再生可能エネルギー分野への投資が増加します。中央電力庁（CEA）によると、インドの石炭火力発電容量は2030年までに267GWに達し、新たに58GWが追加されると予想されている。インド政府は、2030 年までに水力発電容量を 70,000 MW にするという目標を設定しました。現在、13,000 MW の水力発電所がさまざまなレベルで建設中で、さらに 8,000 MW のプロジェクトが進行中で、これらのプロジェクトの作業は 2030 年までに開始される予定です。水力発電事業は、この技術に対する政府の高い目標により、予想される期間中に拡大すると予想されています。
米国の再生可能エネルギー市場は太陽光と風力エネルギーが大半を占めると予想されており、地熱やバイオエネルギー分野も技術向上の恩恵を受けると予想されている。全体として、国内の発電所制御システム市場は主に、予測期間中のガスベースの発電所システムと再生可能エネルギー源への投資の増加によって牽引されると予想されます。米国と同様に、カナダも予測期間中に発電所制御システム市場で緩やかな成長を遂げると予想されます。ガスベースの発電所、水力発電、再生可能エネルギー源の容量の増加が主にこの成長を促進します。カナダは国境の外に新たなプロジェクトの選択肢と候補地を探している。アルバータ州の風力エネルギープロジェクトの開発には、2030年までに約83億米ドルの投資が集まると見込まれており、近年投資家にとって魅力的な市場となっている。アルバータ州に加えてサスカチュワン州でも、政府が2030年までに再生可能エネルギー容量の50％を達成することに取り組んでおり、多額の投資が見込まれると予想されている。
ドイツでは、石炭火力発電所の廃止やクリーンエネルギー源からの発電への動きの高まりにより、近年、石炭からの発電量が大幅に減少している。石炭エネルギー分野で分析される市場は、予測期間を通じてこの傾向によって抑制される可能性があります。計画されたプロジェクトが不足しており、非水力再生可能エネルギー源に重点が置かれているため、国内の水力発電も基本的に安定しています。若干の成長が見込まれます。発電所制御システム市場では、英国は緩やかな成長を続けています。
国家が電力構成における再生可能エネルギー源の数を拡大するという使命を担っていることを考えると、再生可能エネルギー部門は発電所制御システムの重要な市場推進力となる可能性があります。水力発電能力の不足と今後のプロジェクトのため、この国における水力発電量は歴史的に低いままです。予測期間を通じて緩やかに上昇すると予想されます。エネルギー・気候情報局（ECIU）によると、発電所運営者は総額34億ポンドの容量市場補助金を保証されており、その多くはガス火力での運営である。ガスベースの発電は、再生可能エネルギー源よりも信頼性が高いため、業界を支配し、市場拡大のチャンスをもたらすと予測されています。
東南アジア諸国連合（ASEAN）は、この地域のエネルギー需要が50％増加すると予想されるため、2025年までに一次エネルギーの23％を再生可能資源から調達するという野心的な目標を設定した。これは東南アジアの再生可能エネルギー市場に大きなメリットをもたらすはずだ。近年、インドネシア、マレーシア、フィリピン、タイ、ベトナムなどの国々の再生可能エネルギー容量は大幅に拡大しています。彼らは、予測された期間にわたって同様にそうすることを期待しています。ブラジル鉱山・エネルギー省は、今後10年間で石炭採掘と石炭火力発電所への投資に39億ドルを活用する計画を発表し、これは予想される期間中に同国の発電所制御システム業界に利益をもたらすことが期待される。この構想はまた、ブラジルの石炭火力発電所の改修への資金提供を強調しており、これは発電所制御システム市場に利益をもたらすだろう。
