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世界の揚水発電市場規模は、2025年には511億3000万米ドルと評価され、2026年の554億8000万米ドルから2034年には1066億4000万米ドルに成長すると予測されており、2026年から2034年の予測期間中の年平均成長率（CAGR）は8.51%となる見込みです。アジア太平洋地域は、2025年に45.8%の市場シェアを占め、揚水発電市場を牽引しました。
揚水式水力発電（PHES）は、停電時にも安定した電力供給を維持するために用いられる水力発電の一種です。重力による位置エネルギーは、低地の貯水池から高地の貯水池へ水を輸送することで蓄えられます。揚水式水力発電では、タービンを用いて広大な貯水池に蓄えられた水の位置エネルギーを高め、それを電気エネルギーに変換します。料金が安い時間帯には、オフピーク電力がポンプの動力源として頻繁に利用されます。揚水式水力発電は、常時稼働するベースロード電源や、太陽光や風力といった断続的な再生可能エネルギーからの余剰電力を蓄えることで、ピーク需要時にも電力網の円滑な運用を可能にします。
同等の出力を持つ従来の水力発電ダムと比較すると、揚水式貯水池は比較的小規模で、発電時間は通常半日未満です。河川や、配水システム、人工降雪施設などの重要なインフラは、揚水式発電ソリューションを導入する機会を提供します。雨水貯留池は、マイクロポンプ式水力エネルギー貯蔵システムにおける低コストの貯水池です。
世界的に、過去10年間で再生可能エネルギーの設備容量と発電量は徐々に増加してきました。太陽光や風力などの変動型再生可能エネルギー（VRE）は断続的に、かつ異なる速度で発電するため、需要が急増した際に使用できるよう、このエネルギーを貯蔵・放出することが不可欠です。さらに、VRE発電量が少ない時間帯に電力品質の問題を回避するために、系統の安定性を維持するベースロード電力容量も必要です。これは、断続的な再生可能エネルギー源をうまく統合するために不可欠です。その結果、エネルギー貯蔵システム（ESS）は、再生可能エネルギープロジェクトにとって急速に不可欠なものになりつつあります。予測期間中、世界の揚水発電市場の成長の主な原動力の1つは、再生可能エネルギー分野における同セクターの急速な拡大であると予想されます。
揚水発電システムは、これまで世界中で最も頻繁に採用されてきたエネルギー貯蔵技術です。国際水力発電協会によると、2021年9月時点で、世界のグリッド規模のエネルギー貯蔵施設の90%以上が揚水式水力エネルギー貯蔵システムを稼働させていました。IRENAは、2020年時点で世界の再生可能エネルギー設備容量は2799.09GWであり、そのうち733.27GW（26.2%）が風力発電、713.97GW（25.5%）が太陽光発電によるものだと推定しています。
揚水発電は既に高度に商業化されており、価格引き下げの余地がほとんどないため、代替エネルギー貯蔵技術の拡大は、予測期間中、世界の揚水発電市場に大きなマイナスの影響を与えることが予想される。リチウムイオン電池PHSにとって最大の競合相手はテクノロジーだ。過去10年間で、リチウムイオン電池は大幅に価格が下がった。2020年、リチウムイオン電池の1キロワット時あたりの標準価格は137米ドルだった。2020年のリチウムイオン電池の価格は、2019年と比べて12.17%下がった。
アジア太平洋地域、特に中国の電池メーカーは、人件費が低いため、世界平均価格よりも大幅に低い価格で電池を製造できる可能性がある。テスラ、ソニーといった大手電池メーカーや各国政府も、リチウムイオン電池の研究開発に世界中で多額の投資を行っている。これらの技術革新は、電池セルの効率を高め、電池の利用率を向上させることを目的としている。
2020年時点で商業的に実現可能な他のすべてのエネルギー貯蔵技術（EST）の中で、揚水発電（PHS）プロジェクトは発電量あたりのライフサイクルコストが最も低い。揚水発電は、最初に開発された大規模エネルギー貯蔵技術であり、そのため技術は大きく進歩した。技術価格は過去100年間で大幅に低下し、完全に商業化されている。揚水発電プロジェクトの平均寿命が約80年と非常に長いことも、ライフサイクルコストが低い大きな要因となっている。その結果、揚水発電の全寿命とギガワット時（GWh）クラスの蓄電容量を考慮すると、最も近い価格競合技術であるリチウムイオン電池システムと比較して、揚水発電の総コストははるかに低い。
さらに、既存設備のアップグレードや更新によって、プロジェクトの寿命を大幅に延ばすことができます。スイスのエンゲヴァイアー揚水発電所は、世界最古の稼働中の揚水発電システムであり、1907年に建設されました。1990年代初頭に改修され、少なくとも2052年までは稼働する予定です。高い初期投資費用にもかかわらず、揚水発電は確立された技術であり、膨大な貯水量、長い放水期間、そしてエネルギー貯蔵技術（EST）の中でも最高評価を得ているため、これらのプロジェクトは長寿命で、エネルギー単位当たりの初期投資費用は比較的安価です。
開放ループシステムの揚水発電施設は、自然の流入がない上部貯水池に水を貯蔵します。一方、ポンプバック発電所は、揚水発電と従来の水力発電所を組み合わせて機能し、上部貯水池の代わりに自然の河川からの流入を利用します。従来の水力発電所は揚水発電を使用しません。これらの大容量貯水発電所は、必要になるまで出力を遅らせることで、電力網における揚水発電と同様の機能を果たすことができます。開放ループ揚水発電は、河川や小川などの自然の水資源に近いことから、多くの地域で好まれています。代替システムの開発費用が高額であることと、豊富な水源があることから、このプロジェクトはおそらく予定された期間内に実施されるでしょう。
米国では、2020年現在、揚水発電プロジェクトのほぼすべてがオープンループシステムを採用し、下流または上流の貯水池に自由流水源を使用している。例えば、パシフィック・ガス・アンド・エレクトリック（PG&E）による1.2GWのヘルムズ揚水発電プロジェクトは、ヘルムズ・クリークにダムを建設して作られたウィション貯水池とコートライト貯水池の間にある。しかし、2019年末までに米国では67件の新規揚水発電プロジェクトが開発段階にあり、そのうち32件がオープンループプロジェクト、35件がクローズドループプロジェクトであった。
揚水式水力発電所は、閉鎖ループシステムで建設され、片方または両方の貯水池が人工的に造成され、どちらの貯水池にも自然水の流入はありません。大量のエネルギーを貯蔵する唯一の方法は、大きな水域の隣に、最初の水域よりもできるだけ高い位置にある別の水域を配置することです。これは様々な場所で自然に発生します。また、1つまたは2つの人工的に造成された水域を持つ発電所もあります。揚水式水力発電システムはエネルギー密度がやや低いため、貯水池間には大きな水位差または相当量の水の流れが必要となります。
閉ループ型揚水発電は、高い柔軟性、信頼性、そして優れた発電能力を提供します。開ループ型揚水発電システムと比較して、閉ループ型揚水発電システムは既存の河川系に接続されていないため、環境負荷が低くなります。さらに、送電網のサポートが必要な場所であればどこにでも設置できるため、既存の河川から遠く離れた場所に設置することも可能です。運転許可の取得に対する信頼性の向上と、閉ループ型システムが既存の河川系や水流に影響を与えないという事実から、今後数年間で大幅な拡大が見込まれています。
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アジア太平洋地域は、最も大きな収益貢献地域です。再生可能エネルギー、水力発電、揚水発電施設は、特に中国、日本、ASEAN地域、韓国、インドにおいて、同地域が化石燃料からの脱却を進めている結果として、アジア太平洋地域で開発されました。中国はまた、2025年までに石炭消費量をピークに達させ、2060年までにカーボンニュートラルを達成する意向を表明しました。再生可能エネルギー産業への投資増加により、2020年には、最後の4つの鶏渓プロジェクトユニットからの1.2 GWの揚水発電を含む、約13.76 GWの新たな水力発電容量が設置されました。これは、中国国家電網公司の子会社である国家電網新源公司によって作成されました。
ヨーロッパは気候変動対策に最も積極的な地域の一つであり、水力発電は一貫してこの地域の主要な再生可能エネルギー源となっています。よりクリーンなエネルギーミックスへの移行に伴い、太陽光発電と風力発電の貢献も増加しています。2020年は、すべての再生可能エネルギー源を合わせた発電量が初めて化石燃料を上回ったことから、欧州連合の脱炭素化への道のりにおける重要な転換点となりました。COVID-19パンデミックによる電力需要の減少にもかかわらず、世界の水力発電量は2020年に2019年よりも4%増加しました。これは、北欧とイベリア半島地域での発電量の増加が一因です。より信頼性が高く適応性の高いエネルギー源を確保する手段として、この地域では揚水発電の改善が見られました。
2020年時点での北米の揚水発電容量は23.03 GWで、その大部分は米国に集中しています。これは、米国の水力発電容量が2020年時点で約102 GWと相当規模であることも一因です。カナダも82 GWという相当規模の水力発電容量を有していますが、揚水発電の設備容量は117 MWにとどまっているため、その潜在能力をまだ十分に活用できていません。豊富な天然資源を持つ北米は、再生可能エネルギーの生産に理想的な環境を備えています。さらに、水力発電は長年にわたり世界の電力市場のかなりの部分を占めてきました。低炭素経済への移行を目指し、この地域の各国は再生可能エネルギーの割合を高めるための政策を策定しています。
LAMEAは、世界でも重要な再生可能電力源の一つです。この地域には水力発電インフラが充実していることを踏まえ、米州開発銀行（IDB）の最近の調査では、揚水発電（PHS）がラテンアメリカ・カリブ海地域（LAC）にとって大きな可能性を秘めていることが分かりました。2020年には、中東・アフリカにおける揚水発電容量の大部分は南アフリカによって提供される予定です。2020年、南アフリカの総設備容量は約2912MWで、地域全体の59%以上を占めています。イランは1040MWの設備容量で2位となり、21%を占めています。
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著者の詳細
Research Analyst
プリヤンカ・ニチテは、化学、エネルギー、電力セクターにおける戦略的インテリジェンス支援の分野で2年半の経験を持つ、市場調査の専門家です。市場規模の推計、業界分析、競合評価、需要分析、トレンド評価、および戦略的リサーチを専門としています。
彼女は、市場構造、成長の原動力（ドライバー）、技術開発、規制の影響、投資動向、競争環境の把握に重点を置いて業務に取り組んでいます。これまでに、化学製品、産業用途、エネルギー技術、発電、電力インフラなどを対象とした調査に携わってきました。
体系的かつ分析的なアプローチを用い、新たな機会や成長分野、競争環境の変化を特定します。二次調査、データ解釈、業界インテリジェンスを組み合わせることで、グローバルおよび地域市場における戦略策定や、十分な情報に基づいたビジネス上の意思決定を支援する、実践的なインサイトを導き出します。
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掲載実績：
sales@straitsresearch.com