鉄道車両用電力変換システム市場 サイズと展望 2022-2030

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市場ダイナミクス

市場を牽引する要因

鉄道開発への予算配分の増加

インド、中国などの発展途上国は、鉄道インフラの整備とより効率的なシステムの構築に資金を投入しています。政府による予算配分の増加と鉄道インフラ整備のための様々な取り組みの立ち上げも、市場全体の成長を促す効果的な要因となっています。二酸化炭素排出量の増加や原油価格の高騰といった環境問題への懸念から、政府やアルストム、CRRCコーポレーション・リミテッドなどの大手企業は、電気駆動の鉄道車両への注力へとシフトしています。水素燃料やバッテリー駆動の鉄道車両の導入、そして鉄道におけるデータ分析とデジタル化の導入は、鉄道車両用電力変換システム市場を牽引しています。

鉄道を公共交通機関として利用する傾向の高まり

自転車や乗用車などの自家用車の販売増加に伴い、交通渋滞が大幅に増加し、道路の閉塞につながっています。こうした渋滞は時間と費用の増加に直接つながるため、こうした渋滞に伴う直接的なコストは国のGDPのより大きな割合を占める可能性があります。地下鉄、路面電車、モノレール、旅客列車などの公共交通機関は、乗客を輸送するだけでなく、他の車両のためのスペースも提供します。また、道路上の車両数を減らすことで道路渋滞の可能性を低減し、より効果的で効率的な電力変換システムを提供することで、鉄道車両用電力変換システム市場の拡大を促進しています。都市鉄道は、交通渋滞や大気汚染に悩まされている都市にとって解決策を提供し、高速鉄道は航空に代わる重要な代替手段となります。

市場の抑制要因

既存システムの置き換えに必要な多額の資本

交通渋滞の緩和を目的とした公共交通機関の利用増加と、鉄道が最も安価で安全な輸送手段であることから、鉄道輸送は経済発展の原動力とみなすことができます。しかし、鉄道車両用電力変換システム市場における主な制約の一つは、既存システムの置き換えに必要な資本が非常に高額であることです。車両、車両、そしてそれを支えるインフラの高額なコストは、非常に資本集約的であり、地方自治体や中央政府からの多額の財政支援を必要とします。例えば、デリーメトロ第3期地下区間の建設費用は、平均2,700万米ドルであるのに対し、1キロメートルあたり7,500万米ドルとなります。

主要な市場機会

発展途上国における鉄道インフラの改善

鉄道は経済成長を支え、ひいては輸送需要の増加と温室効果ガス（GHG）排出量の削減につながります。鉄道は、社会面から環境面まで、様々な形で発展途上国に利益をもたらします。国の鉄道車両インフラは、旅客と貨物の輸送における鉄道システムの効率性と速度を向上させます。自動運転列車の導入にも多額の投資が必要です。そのため、発展途上国政府は、自動運転列車に必要な最新の技術を導入するために多額の投資を行っています。これは、各国の鉄道自動化企業にとって多くの機会をもたらすと予想されています。同様に、発展途上国における発展は、鉄道車両用電力変換システム市場の拡大機会となります。

主要プレーヤーが世界規模で存在感を示すことで、官民が協力して効果的かつ効率的な鉄道システムを構築することが容易になります。例えば、インド鉄道は新製品を開発し、小規模農家や中小企業に効率的な物流サービスを提供します。また、郵便網と鉄道網を統合し、シームレスな小包配送ソリューションを提供するための措置も講じます。発展途上国では自動車保有率が先進国よりも低く、大気汚染や交通渋滞がはるかに深刻です。人口増加とモータリゼーション率の上昇は、既に過負荷状態にあるインフラにさらなる負担をかけています。

セグメント分析

世界の鉄道車両用電力変換システム市場は、技術、コンポーネント、および鉄道車両の種類によってセグメント化されています。

技術に基づいて、世界の市場は絶縁ゲートバイポーラトランジスタ、ゲートターンオフサイリスタ、およびシリコンカーバイドに二分されています。

ゲートターンオフサイリスタセグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に3.12%のCAGRで成長すると予想されています。ゲートターンオフサイリスタ（GTO）は、高出力半導体デバイスであるサイリスタの一種です。GTOは、あらゆるディーゼル電気エンジンへの適応性と、あらゆる旅客車両や貨物車両への適合性により、鉄道車両用電力変換システムにおいて幅広い適用性を持っています。さらに、老朽化問題の解決、効率向上、省スペース化といったメリットも、鉄道車両におけるゲートターンオフサイリスタの採用拡大に貢献しています。

絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）は、電子スイッチとして使用される3端子のパワー半導体デバイスです。鉄道車両用電力変換システムは、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（IGBT）の採用増加に伴い、鉄道車両に広く普及しています。これは、IGBTが最新のパワーエレクトロニクス部品であり、電気鉄道車両の駆動システムにおいて幅広い用途で使用されているためです。IGBTは、ゲートターンオフサイリスタ（GTO）に代表される旧世代のインバータに代わるものであり、システムの運用効率を向上させます。このIGBTの運用効率が市場拡大に貢献しています。さらに、IGBTの設置に関する政府規制は、予測期間中に世界の鉄道車両用電力変換システム市場を牽引すると予想されます。

コンポーネント別に見ると、世界市場は整流器、インバータ、オルタネーター、補助電源装置、トラクションモーターに分かれています。

トラクションモーターセグメントは最大の市場シェアを占めており、予測期間中は4.26%のCAGRで成長すると予想されています。トラクションモーターは、機関車や電気自動車などの車両の推進に使用される電気モーターです。トラクションモーターは、改良されたより効率的なモーター巻線、適切な電力管理システム、ダイナミックブレーキ、自動加速などの機能により、鉄道車両でますます多く使用されています。これらの特性がトラクションモーターの使用を促進し、市場の成長につながっています。欧州とアジア太平洋地域は、鉄道車両用主電動機電力変換システム市場のかなりの部分を占めています。

補助電源システムは、車両のさまざまな電気部品を制御するために設計されています。また、車両の鉄道車両電力変換システムにおいて、他の用途にも使用されます。APUは、小型ディーゼルエンジンを低容量コンプレッサーとオルタネーターに接続した自己完結型システムです。APUは、メインリザーバー内の圧力維持、バッテリーの充電、運転席のHVACシステムの稼働、そして顧客の必要に応じてその他の小規模負荷の処理を可能にします。市場の成長は、エンジン発電機の故障に備えて、APUを補助電源として使用するフライトの増加に起因する可能性があります。このセグメントの成長は、既に飛行中のエンジンの始動補助のためのブリードエア源として使用される補助動力装置によって促進されると予想されています。

車両の種類に基づいて、世界市場は機関車、地下鉄、モノレール、路面電車、貨車、客車、その他に分類されます。

貨車セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に2.58%のCAGRで成長すると予想されています。貨車は貨物、商品、または貨物の輸送に使用されます。鉄道貨物輸送には、より信頼性の高い貨物輸送、迅速な配送、低コストなど、いくつかのビジネス上の利点があり、市場の成長を牽引すると予想されます。また、道路輸送と比較してCO2排出量を最大76%削減することで、有害な排出物と交通量を削減し、社会に貢献します。この点も、このセグメントの成長をさらに促進しています。また、貨物輸送の増加も市場に多くの成長機会をもたらすと予想されています。

旅客輸送を目的とした客車には、車両運行のためのより効率的な電力変換システムが必要です。地下鉄、路面電車、旅客鉄道、モノレールなど、旅客をある場所から別の場所へ輸送する客車。人口が増加するにつれて、旅客列車の需要も増加します。その利点には、信頼性、手頃な価格、そして長距離および短距離の快適な移動設備などがあります。さらに、客車の乗車率の向上は市場拡大に有利です。

地域分析

アジア太平洋地域が世界市場を席巻

世界の鉄道車両用電力変換システム市場は、北米、欧州、アジア太平洋地域、LAMEAの4つの地域に分かれています。

アジア太平洋地域は、世界の鉄道車両用電力変換システム市場において最大のシェアを占めており、予測期間中は3.89%のCAGRで成長すると予想されています。アジア太平洋地域は、中国、日本、インドなどの発展途上国で構成されており、これらの国々では鉄道インフラの継続的なアップグレードが進められています。日本、韓国、中国は、この地域における列車自動化の分野で主導的な役割を果たしており、これらの国々は高い水準を達成しています。アジア太平洋地域の鉄道自動化業界は、通信型列車制御（CBTC）、欧州鉄道運行管理システム（ERTMS）、自動列車制御（ATC）、ポジティブ・トレイン・コントロール（PTC）といった最新技術を豊富に導入しており、安全で効率的なシステムを実現しています。

北米は、予測期間中に3.69%のCAGRで成長すると予想されています。北米には、米国、メキシコ、カナダが位置しています。米国は、豊富な貨物輸送量、高度な鉄道網インフラ、そして最先端の鉄道自動化により、北米で最大の市場シェアを誇っています。170年以上の歴史を持つアルストムは、米国におけるモビリティ技術のパイオニアです。主要都市、交通機関、鉄道、空港輸送システムなど、増加する顧客リストに対応するため、アルストムは技術移転と製造のローカライズを行い、全国で新たな持続可能なハイテクエンジニアリングと産業雇用を創出しています。アルストムの歴史は、鉄道車両および機関車の開発・保守、ターンキー輸送システムおよび信号ソリューションの提供、そして幅広い専門サービスの提供における専門知識に根ざしています。アルストムは、米国の顧客に12,000台以上の新型車両または改良車両を提供し、北米の鉄道信号の50%以上を供給してきました。

ヨーロッパは、英国、フランス、ドイツ、ロシア、その他多くの国で構成されています。フランス、ドイツなどを含むこれらの国のほとんどが自動運転列車を運行しています。そのほとんどは制御局から自動的に制御され、国内の旅客および貨物区間を運行しています。これらの列車は最先端技術を搭載し、新たな開発に対応するために継続的にアップグレードされています。ディーゼル運転を段階的に廃止するため、鉄道車両メーカー、鉄道事業者、インフラ管理者、そして政策立案者は、列車を持続可能な推進力に移行させるべく協力しています。 2022年10月12日と13日にベルリンで開催される鉄道インフラフォーラムでは、環境に優しい鉄道車両と、燃料補給・充電ステーションなどの支援インフラの進歩に焦点が当てられます。旅客列車の代替燃料やバッテリー、線路内機器、架線下でのバッテリー充電などは、ほんの一例です。水素燃料補給もその一つです。

LAMEAは、ラテンアメリカ、中東、アフリカの国々で構成されています。ラテンアメリカには、コロンビア、ブラジル、キューバ、チリなどの国々が含まれます。中東とアフリカにおける鉄道車両市場の拡大は、貨物輸送と通勤輸送のための堅牢な鉄道システム構築への需要の高まりによって推進されています。バーレーン、クウェート、オマーン、サウジアラビア、カタール、アラブ首長国連邦で構成されるガルフ鉄道は、国境を越えた貿易と旅行を促進するための鉄道インフラの構築を目指しています。

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鉄道車両用電力変換システム市場のトップ競合他社

1. AEG Power Solutions
2. Toshiba Corporation
3. Kiepe Electric GmbH
4. Mitsubishi Electric Corporation
5. Wabtec Corporation
6. Thales
7. Strukton
8. Hitachi Corporation
9. ABB
10. Siemens AG
11. Alstom
12. Turbo Power System
13. Hyundai Rotem Company.

最近の動向

• 2021年11月 - Struktonは持続可能なインフラに注力し、Work sphereの買収についてSPIEと独占交渉を開始しました。
• 2022年9月 - WabtecとKazakhstan Temir Zholyは、FLXdrive™バッテリー電気入換機150台の購入と、幹線車両をNextFuel™液化天然ガス（LNG）駆動の機関車に改造するための近代化工事に関する画期的な契約を締結しました。