世界の揚水発電市場規模は、2022 年に 3,290 億米ドルと評価されています。 2031 年までに 7,145 億 5,000 万米ドルに達すると予測されており、予測期間 (2023 ～ 2031 年) 中に9.0% の CAGRで成長します。
揚水発電エネルギー貯蔵 (PHES) は、送電網の停止中も安定した電力出力を維持するために使用される水力発電エネルギー貯蔵のサブセットです。重力位置エネルギーは、標高の低い貯水池から標高の高い貯水池に水を輸送することによって蓄えられます。揚水発電は、タービンを使用して広大な貯水池に貯められた水の位置エネルギーを高め、電気エネルギーに変換できます。料金が安い場合は、オフピーク電力がポンプの動力として頻繁に使用されます。揚水発電は、継続的なベースロード電源や太陽光や風力などの断続的な再生可能エネルギーからの余剰電力を維持することで、ピーク需要期間中の送電網のスムーズな運用を可能にします。
同様の出力を持つ従来の水力発電ダムと比較すると、揚水貯水池は比較的小さく、その生産時間は通常、半日未満です。河川や、配水システムや造雪施設などのその他の重要なインフラには、揚水貯留ソリューションを導入する機会があります。雨水池は、マイクロポンプ水力エネルギー貯蔵システムの低コストの貯水池です。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2022 |
| 研究期間 | 2023-2031 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 9.0% |
| 市場規模 | 2022 |
| 急成長市場 | ヨーロッパ |
| 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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世界的に、再生可能エネルギーの導入容量と発電量は過去 10 年間で徐々に増加しています。太陽光や風力などの可変再生可能エネルギー (VRE) 源は散発的かつ異なる速度で電力を生成するため、需要が急増したときに使用できるように、このエネルギーを貯蔵および放出することが不可欠です。さらに、VRE の生成が少ないときにグリッドの安定性を維持し、電力品質の問題を回避するには、ベースロード電力容量が必要です。これは、断続的な再生可能エネルギー源の統合を成功させるために必要です。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推進要因の 1 つは、再生可能エネルギー分野におけるこの部門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、歴史的に世界中で最も頻繁に採用されている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月時点で世界中の系統規模のエネルギー貯蔵施設の90％以上が揚水エネルギー貯蔵システムを稼働させていた。 IRENA は、2020 年の時点で世界中で 2,799.09 GW の再生可能エネルギーが設置されており、そのうち 733.27 GW (26.2%) が風力エネルギー、713.97 GW (25.5%) が太陽光エネルギーによるものであると推定しています。
PHSは高度に商業化されている先進技術であり、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、予測期間中に世界の揚水発電市場に多大な悪影響を与えると予想されます。リチウムイオン電池技術はPHSの主な競合相手である。過去 10 年間で、リチウムイオン電池ははるかに手頃な価格になりました。 2020 年のリチウムイオン電池のキロワット時あたりの標準価格は 137 米ドルでした。2020 年のリチウムイオン電池の価格は、2019 年より 12.17 パーセント低くなりました。
アジア太平洋地域、特に中国の電池メーカーは、人件費の低下により、世界の平均価格より大幅な割引で電池を生産する可能性があります。テスラ、ソニーなどの大手電池メーカー、さらには各国政府も、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ます。これらの進歩により、バッテリーセルの効率が向上し、バッテリーの利用率が向上します。
2020 年時点で商業的に実現可能な他のすべての EST の中で、PHS プロジェクトは生成されるエネルギー単位あたりのライフサイクル コストが最も低くなります。揚水式水力発電は、初めて作られた大規模な EST です。したがって、技術は大幅に進歩しました。この技術の価格は前世紀に比べて大幅に下がり、完全に商業化されました。 PHS プロジェクトの寿命は平均して 80 年近くと非常に長く、これがライフサイクル コストの低さの重要な要因となっています。その結果、PSH の全体の寿命と GWh クラスの蓄電容量、最も近い価格のライバルであるリチウムイオン電池システムを考慮すると、PSH の全体的なコストは PSH のコストよりもはるかに低くなります。
さらに、既存の資産をアップグレードおよび更新することで、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ハー揚水発電施設は、運用されている世界最古の揚水発電システムで、1907 年に建設されました。1990 年代初頭に更新され、少なくとも 2052 年まで稼働する予定です。高額な資本コストにもかかわらず、これらのプロジェクトは長寿命です。また、PHS は膨大な量、長い放電期間、そして EST の中で最高の評価を備えた確立された技術であるため、エネルギー単位当たりの資本コストが比較的安価です。
世界の揚水発電市場はタイプによって分割されています。
タイプに基づいて、世界の揚水発電市場は開ループと閉ループに分かれています。
開ループシステムの揚水式水力貯蔵施設は、自然の流入がない上部貯水池に水を貯蔵します。対照的に、ポンプバック発電所は、揚水発電所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を流入させます。従来の水力発電施設は揚水発電を採用していません。必要になるまで出力を遅らせることにより、大規模な貯蔵容量を備えたこれらの水力発電所は、電力網の揚水発電と同様に機能する可能性があります。オープンループ揚水式水力貯蔵は、川や小川などの天然水資源に近いため、多くの地域で好まれています。代替システムと豊富な水流の開発には多額の費用がかかるため、このプロジェクトはおそらく予想される期間内に実施されるでしょう。
米国では、2020 年現在、現在のほとんどすべての揚水発電プロジェクトは、開ループ システムと下部または上部貯水池に自由に流れる水源を使用しています。たとえば、パシフィック ガス アンド エレクトリックによる 1.2 GW ヘルムズ揚水発電プロジェクトは、 (PG&E) は、ヘルムズ クリークを横切るダムを建設することによって造られたウィション貯水池とコートライト貯水池の間を流れています。しかし、2019年末までに米国では開発段階にある新たな揚水発電プロジェクトが67件あり、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。
揚水水力貯蔵プラントは閉ループシステムで作られ、一方または両方の貯水池が人工的に建設され、どちらの貯水池も天然水の流入を受けません。大量のエネルギーを貯蔵する唯一の方法は、大きな水域を、最初の水域よりできるだけ高い位置にある別の水域の隣に配置することです。これはさまざまな場所で自然発生的に発生します。人工的に作られた水域が 1 つまたは 2 つある場合もあります。揚水貯蔵システムのエネルギー密度はいくぶん劣っているため、貯留層間にはかなりの高さの変動や相当量の流れが存在するはずです。
閉ループによる揚水式水力貯蔵は、高い柔軟性、信頼性、出力を提供します。開ループ揚水水力発電システムと比較して、閉ループ揚水水力発電システムは既存の河川システムに接続されていないため、環境への影響が低くなります。さらに、グリッドのサポートが必要な場所であればどこにでも配置できるため、既存の河川から遠く離れた場所に配置することもできます。運営ライセンスの取得に対する信頼性が高まっていること、およびクローズドループシステムが既存の河川システムや水流に干渉しないという事実により、今後数年間で大幅な拡大が見込まれると予想されます。
世界の揚水発電市場は、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いる。アジア太平洋地域、特に中国、日本、ASEAN 地域、韓国、インドにおける化石燃料からの移行の進行の結果として、再生可能エネルギー、水力発電、揚水貯蔵施設がアジア太平洋地域で開発されました。中国はまた、2025年までに石炭消費のピークに達し、2060年までにカーボンニュートラルを達成する意向を宣言した。再生可能エネルギー産業への投資増加により、最後の4つの九西プロジェクトからの揚水発電1.2GWを含む、約13.76GWの新たな水力発電容量が実現した。このユニットは、2020 年に設置されました。国力網公司の中国支社である国力網新源会社が作成しました。
ヨーロッパは気候変動に対して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最大の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に移行するにつれて、太陽光発電と風力発電の貢献も倍増します。 2020年は、すべての再生可能エネルギー源を合わせて初めて化石燃料よりも多くの電力を生産したため、欧州連合の脱炭素化への歩みにおいて重要な転換点となった。新型コロナウイルス感染症のパンデミックにより電力需要が減少したにもかかわらず、2020年の世界の水力発電量は2019年より4%増加しました。これは、北欧とイベリア地域の発電量がより堅調だったことも一因です。より信頼性が高く適応性のあるエネルギー源を確保する手段として、この地域では揚水水力発電の改善が見られました。
2020 年の時点で北米の揚水水力貯蔵容量は 2,303 GW であり、この容量の大部分は米国にあります。これは、2020 年の時点で約 102 GW に達するこの国の膨大な水力発電容量が理由の 1 つです。カナダには 82 GW という大きな水力発電能力がありますが、前述の技術が 117 MW しかないため、揚水水力貯蔵の可能性をすべてまだ活用できていません。天然資源が豊富な北米には、再生可能エネルギーの生産に理想的な設備が整っています。さらに、水力発電は長い間、世界の電力市場のかなりの部分を支えてきました。低炭素経済に移行するために、この地域の国々は再生可能エネルギーの割合を高める政策を展開しています。
LAMEA は、世界の重要な再生可能電力源の 1 つです。この地域の広範な水力発電インフラを考慮して、米州開発銀行 (IDB) の最近の調査では、揚水水力エネルギー貯蔵 (PHS) がラテンアメリカおよびカリブ海地域 (LAC) に大きな可能性を秘めていることが判明しました。中東とアフリカの揚水発電容量の大部分は、2020年に南アフリカによって提供される予定です。2020年の南アフリカの総設置容量は約2912MWで、これは全土のシェアの59%以上に相当します。地域。イランは 2 位で、設備容量は 1040 MW で 21% を占めました。
