発電所制御システム市場の規模、シェア、トレンド分析レポート：ソリューション別（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（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））、コンポーネント別（ハードウェア、ソフトウェア、サービス）、プラントタイプ別（石炭、水力、天然ガス、原子力、再生可能エネルギー、石油）、アプリケーション別（ボイラーおよび補助機器制御、発電機励磁および電気制御、タービンおよび補助機器制御システム、その他）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東およびアフリカ、ラテンアメリカ）予測、2025～2033年

発電所制御システム市場の成長要因

再生可能エネルギー分野の成長が市場需要を牽引する

強力な法的支援と大幅なコスト削減により、再生可能エネルギー部門はあらゆる国で長年にわたって目覚ましい成長を遂げてきました。さらに、世界中の政府は、従来の燃料によ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。エネルギー集約型産業は、その急速な成長によって恩恵を受けています。再生可能エネルギー従来の燃料に取って代わった資源。

さらに、再生可能エネルギー源からの発電の経済性は、間もなく従来の燃料からの発電と同等になると予想されています。太陽光や風力などの再生可能エネルギー源を使用して発電することには欠点があります。それらは不安定であり、再生可能エネルギー産業の一部の分野には予測不可能な変数が含まれています。電力網に断続的な再生可能エネルギー発電を組み込むために、外部要因に依存するエネルギー貯蔵装置の充放電サイクルを制御します。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。

市場抑制

発電所制御システムソリューションにおける標準化と相互運用性の欠如

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ース、技術、プロトコルを使用して相互に通信します。さまざまな通信インターフェースとプロトコルの標準化が進むにつれて、データの解釈に影響が出る可能性があります。通信技術の標準規格が不足しているため、システム統合が困難になり、関連性のないシステム間でのプラグアンドプレイ接続が妨げられています。

• 例えば、発電所内の機器のほとんどは独自のインターフェースプロトコルを介して通信するため、様々な機器メーカーの機器間で互換性の問題が生じ、予測期間における世界の発電所制御ソリューション市場の成長を阻害する要因となっています。標準化の欠如は発電所のコスト上昇につながり、制御システムメーカーが資金援助を提供する可能性を低下させます。その結果、各社の製品を使用することによるコスト削減効果を通じたプロジェクトの正当性が低下し、市場の成長を抑制することになります。

市場機会

天然ガス火力発電所の需要増加

各国が主要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、天然ガスの生産量と消費量はここ数年で世界的に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基の石炭火力発電所が天然ガス火力発電所に置き換えられ、121基が代替燃料を使用するように転換されました。米国、中国、英国をはじめとする多くの国が、排出量削減のために石炭から天然ガスへの転換を開始しました。天然ガスは環境面での優位性から需要が劇的に拡大し、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ます。電力需要の増加と、大気質改善を目指す政府の意向により、2024年までに世界のガス消費量増加分の40%以上を中国が占めると予測されています。そのため、電力業界における天然ガス消費量の増加と、石炭火力発電から天然ガス火力発電への転換に伴い、予測期間中に世界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。

地域分析

アジア太平洋地域は最大の収益貢献地域であり、予測期間中に年平均成長率（CAGR）4.01%で成長すると予想されています。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、日本などの国々における投資の増加が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影響を受けると予想されています。新興の産業オートメーションや技術理解の不足といった要因が、発電所制御システムの市場拡大を阻害しています。中国は、この地域における発電所制御システムの最大市場の一つであり、インドとオーストラリアがそれに続きます。政治的・経済的な隔たりや対立は克服しがたいように見えますが、インドと中国は大規模な石炭火力発電所の建設計画を共有しています。

さらに、インドではエネルギー消費量の増加に伴い、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も増加するため、発電所制御システムの市場は緩やかに発展すると予測されている。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が追加される見込みだ。

インド政府は、2030年までに水力発電容量を7万MWに拡大するという目標を掲げている。現在、1万3000MWの水力発電所が様々な段階で建設中で、さらに8000MW規模のプロジェクトが計画段階にあり、2020年末までに着工予定となっている。政府の高い目標設定により、水力発電事業は今後拡大していくと見込まれている。

北米発電所制御システム市場の動向

米国の再生可能エネルギー市場は、太陽光発電と風力発電が中心になると予想されており、地熱発電とバイオエネルギー分野も技術革新の恩恵を受けると見込まれています。全体として、米国の発電所制御システム市場は、予測期間中、ガス火力発電所システムと再生可能エネルギー源への投資増加によって主に牽引されると予想されています。米国と同様に、カナダも予測期間中、発電所制御システム市場で緩やかな成長が見込まれています。

ガス火力発電所、水力発電所、再生可能エネルギー源の容量増加が、この成長の主な原動力となるだろう。カナダは、国外で新たなプロジェクトの選択肢と潜在的な用地を模索してきた。アルバータ州における風力発電プロジェクトの開発は、2030年までに約83億米ドルの投資を呼び込むと予想されており、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、サスカチュワン州も、政府が2030年までに再生可能エネルギーの容量を50%に引き上げる取り組みを進めていることから、多額の投資が見込まれている。

欧州発電所制御システム市場の動向

ドイツでは近年、石炭火力発電所の廃止とクリーンエネルギー源からの発電への移行が進んでいるため、石炭による発電量が大幅に減少している。石炭エネルギー部門で分析された市場は、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高い。計画されたプロジェクトが不足し、水力以外の再生可能エネルギー源に重点が置かれているため、同国の水力発電量もほぼ横ばいとなっている。今後はわずかな成長が見込まれる。発電所制御システム市場では、英国は緩やかな成長を遂げている。

国が電力構成における再生可能エネルギー源の拡大を目指していることを考えると、再生可能エネルギー分野は発電所制御システムの重要な市場牽引役となる可能性がある。水力発電能力の不足と今後のプロジェクト計画の遅れにより、国内の水力発電量はこれまで低い水準にとどまってきた。今後、予測期間を通じて徐々に増加していくと予想される。

エネルギー・気候情報ユニット（ECIU）によると、発電所運営会社には総額34億ポンドの容量市場補助金が保証されており、その多くはガス火力発電所向けである。ガス火力発電は再生可能エネルギー源よりも信頼性が高いため、今後も業界を席巻し、市場拡大の機会をもたらすと予測されている。

東南アジア諸国連合（ASEAN）は、2025年までに一次エネルギーの23％を再生可能エネルギー源から調達するという野心的な目標を設定しました。これは、同地域のエネルギー需要が50％増加すると予測されているためです。この目標は、東南アジアの再生可能エネルギー市場に大きな優位性をもたらすはずです。近年、インドネシア、マレーシア、フィリピン、タイ、ベトナムといった国々では、再生可能エネルギーの発電容量が飛躍的に拡大しており、予測期間中も同様の拡大が見込まれています。

ブラジル鉱業エネルギー省は、今後10年間で石炭採掘と石炭火力発電所への投資に39億米ドルを投じる計画を発表した。この計画は、同期間中にブラジルの発電所制御システム産業に恩恵をもたらすと見込まれている。また、この取り組みはブラジルの石炭火力発電所の近代化への資金提供も重視しており、発電所制御システム市場の活性化につながると期待されている。

ソリューションに関する考察

ソリューションに基づいて、発電所制御システムの世界市場は監視制御およびデータ収集（SCADA）に二分されます。プログラマブルロジックコントローラ（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）。

分散制御システム（DCS）セグメントは市場への貢献度が最も高く、予測期間中の年平均成長率（CAGR）は3.12%と推定されています。分散制御システム（DCS）は、処理プラント全体に設置された多数の自動ローカルコントローラを高速通信ネットワークを介して中央コントローラに接続します。これらのローカルコントローラは、現場機器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、オペレーター、スーパーバイザー、ヒストリアンを機器やコントローラに接続します。DCSのコンセプトは、制御機能を発電所の近くに配置して遠隔監視とモニタリングを組み合わせることで、信頼性を向上させ、設置コストを削減します。

膨大な数の連続ループを監視・制御する必要がある製造施設や大規模な操業においては、DCS（分散制御システム）が適しています。DCSは、数万個のアナログ入出力デバイスと数万個のPID（比例積分微分）制御機能を処理できます。

DCSは、高度なプロセス制御機能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、METSO、日立製作所、三菱電機グループ、ロックウェル・オートメーション、暁星電機などは、世界有数のDCSメーカーのほんの一例です。技術の急速な進化と効果的なDCSへのニーズの高まりにより、メーカー各社は新たなシステムの開発を余儀なくされています。

発電所、太陽光パネル製造、風力タービン製造などで広く用いられている制御システムは、プログラマブルロジックコントローラ（PLC）と呼ばれています。このシステムは、入力機器の状態を判断・監視し、出力機器の状態を制御します。この制御システムは、主に発電やあらゆる生産ラインの効率向上に貢献します。PLCは、プロセスや動作を複製・変更しながら、通信を行い、重要なデータを収集することができます。PLCは、その高い適応性から、発電所における自動タービン起動システム（ATRS）やバーナー管理システム（BMS）などに広く利用されています。

PLCシステムは、アプリケーションのニーズに合わせてカスタマイズできるため、他の代替手段よりも優れています。発電所コントローラを使用することで、管理者は出力、コンプライアンス、系統安定性、収益といった観点​​から発電所の挙動を制御できます。具体的な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、ランプ制御に対応できます。

コンポーネントに関する洞察

構成要素に基づくと、世界の発電所制御システム市場はハードウェアとソフトウェアに二分されます。ハードウェア分野は最大の市場規模を誇り、予測期間中に年平均成長率（CAGR）2.98%で成長すると予測されています。旧式の計器盤や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ています。

コントローラー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代表的な例です。ソフトウェアソリューションが市場を席巻しているものの、ハードウェア分野は低価格と技術革新によって確固たる地位を築いてきました。数多くの企業の技術革新が、市場の拡大を牽引しています。

• 例えば、RDI Controllers LLCは2021年9月に、発電システム向けの新プログラマブルオートメーションコントローラ（PAC）である「Edge Controller」を発表しました。タービンや発電機の保護・制御システムは、発電事業者にとって非常に重要です。なぜなら、これらの設備の発電量は稼働状況に依存し、稼働状況はメンテナンスと密接に関係しているからです。PLC（プログラマブルロジックコントローラ）は、多くの制御システムにおいて信頼性の高い自動化手法として用いられてきました。さらに、これらのシステムには、最新のプログラミングソフトウェアが組み込まれた状態で提供されるようになっています。

発電所の制御システムは、情報通信技術（ICT）を幅広く活用しています。業界では、単一の発電所設備を管理したり、制御室のパネルから施設全体を管理したりできる、さまざまなソフトウェアプログラムが使用されています。発電事業で活用されているソフトウェアソリューションの代表的な例としては、SCADA、HSR（ヒューマンマシンインターフェース）、産業用IoT（IIoT）やAI（人工知能）に基づいたソリューションなどが挙げられます。多くの企業が太陽光発電市場にソフトウェアソリューションをうまく統合し、その製品・サービス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獲得しました。これは、ユーティリティ規模のSCADAおよびストリングモニタリングソリューションを使用して完了した過去のプロジェクトの成果です。インド政府は、太陽光発電産業向けに、新規投資の促進、国内製造の促進、資金調達の問題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、電力セクター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期待され始めています。

タイプインサイト

発電所の種類に基づくと、世界の発電所制御システム市場は、石炭、水力、天然ガス、原子力、再生可能エネルギーの4つに分けられます。石炭セグメントは市場への貢献度が最も高く、予測期間中に年平均成長率（CAGR）3.43%で成長すると予測されています。石炭火力発電所では、石炭の熱によって発生した蒸気をタービンシャフトに回転させることで発電します。蒸気のエンタルピーは温度と圧力の関数ですが、蒸気タービンがそこ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。石炭火力発電所制御システムは、主要な運転パラメータの重要性を低減し、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。

政府による協調的なプログラムがなければ、大気汚染や温室効果ガス排出に対する正当な懸念があるにもかかわらず、石炭の使用は今後も重要な位置を占め続ける可能性が高い。さらに、現代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制御システムを統合しており、他のプラントモジュールとのシームレスな連携が可能となっている。ガバナー制御、タービンおよび発電機の保護、自動起動、ローター応力の評価、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、石炭火力発電所に実装されている典型的な機能である。

プラント制御システムの主要なエンドユーザーの一つは水力発電所であり、予測期間中、緩やかな拡大が見込まれています。水力発電は、高地から低地へと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供給するだけでなく、洪水や干ばつといった悪天候の影響を軽減する効果もあります。

さらに、これらの取り組みは、不可欠な交通インフラ、地域サービスへの資金提供、レジャーや娯楽の提供につながる可能性があります。マドリードで開催された国連気候変動枠組条約締約国会議（COP25）は、特に気候変動への耐性と適応に焦点を当て、気候変動に対処する能力を構築する必要性を強調しました。IHAは、新規および既存の資産の長期的な運用上の実現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変動耐性ガイドを発行しました。このガイドは、気候変動耐性対策をプロジェクトの計画、設計、運用に統合するためのベストプラクティスに関するアドバイスを提供しています。