北米の天然冷媒市場 - タイプ別（二酸化炭素、アンモニア、炭化水素、その他）、用途別（産業用、商業用、家庭用）、国別、競争、予測と機会、2019-2029年予測

市場概要

北米の天然冷媒市場は、2023年に3億7,771万米ドルと評価され、2029年までの予測期間中に2.75％のCAGRで堅調な成長が見込まれています。R407A、R410A、R134a、R544などの従来の冷媒は、地球温暖化とオゾン層の破壊に大きく寄与する可能性があります。地球温暖化と関連する環境問題に関する懸念の高まりが、市場拡大の主な原動力となっています。天然冷媒は、天然資源を活用する生化学プロセスを通じて合成されます。 HVAC/R アプリケーションで最も広く利用されている天然冷媒には、二酸化炭素 (CO2、R-744)、プロパン (R-290)、イソブテン (R-600a)、プロピレン (R-1270) などの炭化水素、およびアンモニア (NH3、R-717) があります。さらに、水 (H2O、R-718) と空気 (R-729) も使用されている天然冷媒です。

これらの天然冷媒は、主に地球温暖化係数 (GWP) が極めて低いか存在しないことと、オゾン層破壊係数 (ODP) がゼロであることから、合成冷媒によって引き起こされる環境被害を軽減するための究極のソリューションと見なされており、予測期間中に北米の天然冷媒市場の成長を促進します。

主要な市場推進要因

持続可能性に対する需要の高まり

世界が気候変動と闘い、持続可能な慣行を採用するための取り組みを強化するにつれて、さまざまな業界で環境に優しいソリューションに対する需要が高まっています。北米では、企業、政策立案者、消費者が環境に有害な影響を与える従来の合成冷媒の代替品を求めているため、天然冷媒の採用が大幅に増加しています。自然冷媒への移行は、持続可能性、エネルギー効率、温室効果ガス排出量の削減に対する幅広い取り組みを反映しています。冷凍・冷蔵システムにおける持続可能性の需要の高まりにより、自然冷媒が最前線に躍り出ました。天然の貯留層から得られるこれらの物質は、オゾン層の破壊や地球温暖化の原因として悪名高い合成冷媒に比べて、環境への影響が大幅に少なくなっています。さまざまな説得力のある要因が、自然冷媒の使用増加に寄与しています。合成冷媒、特にハイドロフルオロカーボン (HFC) の環境への悪影響は、幅広い懸念を引き起こしています。これらの化学物質は、オゾン層の破壊や気候変動の悪化に関係しているとされています。そのため、より環境に優しく、より責任ある代替手段を早急に模索する必要があります。モントリオール議定書のキガリ改正などの国際協定により、北米を含む複数の国で行動が促進されています。このような協定は、地球温暖化係数 (GWP) の高い冷媒を段階的に廃止し、自然冷媒などの GWP の低い代替品の採用を促進することを目的としています。

自然冷媒は、合成冷媒に比べてエネルギー効率が高いことがよくあります。この固有の効率性により、エネルギー消費量が削減され、結果として企業の運用コストが削減されるため、自然冷媒の経済的実現可能性が高まります。環境に配慮した選択を優先する消費者が増えるにつれて、持続可能な製品とサービスに対する市場の需要が高まっています。この傾向は冷蔵および冷却ソリューションにも及んでおり、消費者の期待に応えるために企業が自然冷媒を採用するよう促しています。

自然冷媒の汎用性により、スーパーマーケット、レストラン、コンビニエンス ストアなど、さまざまな分野で応用されており、製品の冷却と保管に自然冷媒を採用する企業が増えています。この移行により、二酸化炭素排出量が削減されるだけでなく、環境責任への取り組みにも沿うものとなっています。大規模な工業施設では、冷却プロセスに自然冷媒への切り替えが行われています。この移行により、効率と環境パフォーマンスが向上し、より持続可能な運用に貢献します。自然冷媒は、住宅用と商業用の両方の空調システムでの使用が検討されています。そうすることで、生態学的影響を最小限に抑えながら、快適な室内環境を維持するのに役立ちます。したがって、自然冷媒の使用に関する持続可能性への注目が高まることで、北米の自然冷媒市場が成長しました。

商業部門における自然冷媒の需要の高まり

商業部門は、持続可能性と環境責任に対する業界の取り組みの高まりを強調するさまざまな要因の合流によって推進され、自然冷媒の需要を形成する上で極めて重要な役割を果たしています。企業、機関、企業が二酸化炭素排出量を削減し、より環境に優しい慣行を採用しようとしているため、自然冷媒の採用は、より環境に優しく持続可能な冷却および冷蔵システムへの商業部門の移行における顕著な特徴となっています。この需要急増の中心にあるのは、環境上の要請です。合成冷媒、特にハイドロクロロフルオロカーボン (HCFC) とハイドロフルオロカーボン (HFC) の有害な影響は、広く文書化されています。これらの化学物質は、オゾン層破壊や地球温暖化への大きな影響で悪名高い。こうした懸念に対応して、規制当局は地球温暖化係数 (GWP) の高い冷媒を段階的に廃止することを目的とした厳しい規制を課し、企業に環境に優しい代替品の模索を強いている。環境への影響が最小限に抑えられるという特徴を持つ天然冷媒は、多くの商業組織にとって好ましい選択肢として浮上している。

商業用冷蔵システムは、スーパーマーケットや食料品店からレストランやコンビニエンスストアまで、幅広い用途に使用されている。こうした環境では、天然冷媒が広く使用されている。たとえば、二酸化炭素を冷媒として使用する超臨界 CO2 システムは、大型スーパーマーケットで人気を博している。これらのシステムは、優れた冷却性能と、HFC 代替品に比べて GWP が大幅に低いという利点の両方を備えている。商業用冷蔵部門の企業は、天然冷媒を採用することが消費者の期待と規制要件に合致し、同時に業務効率の向上にもつながることを認識している。オフィス、ホテル、ショッピングモールなどの商業ビルの空調システムも、自然冷媒への移行が進んでいます。技術革新により、空調ユニットに炭化水素（R-290 および R-600a）などの自然冷媒を導入することがますます現実的になり、環境への影響を最小限に抑えながら快適な室内環境を確保しています。企業が二酸化炭素排出量を削減しながら居住者の快適さと健康を優先する中、自然冷媒は商業用空調にとって実行可能で持続可能な選択肢となっています。

支援的な規制シナリオ

北米では、持続可能性と環境責任の推進により、自然冷媒の使用を促進するための支援的な規制枠組みが構築されました。これらの規制は、温室効果ガスの排出を削減し、オゾン層を保護し、エネルギー効率を促進することを目的としており、さまざまな業界で自然冷媒の採用を促進しています。この積極的なアプローチは、気候変動と闘い、より環境に優しい代替品への移行を目指す世界的な取り組みと一致しています。2020年12月に制定された米国技術革新製造法（AIM法）などのいくつかの規制措置は、ハイドロフルオロカーボン（HFC）と呼ばれる地球温暖化係数（GWP）の高い合成冷媒の段階的廃止に重点を置いています。AIM法は、米国をモントリオール議定書のキガリ改正に沿わせ、HFCの段階的削減の目標を設定し、自然冷媒を含む低GWP代替品への移行を奨励しています。

環境保護庁（EPA）は、オゾン層破壊物質と高GWP冷媒の排出を制御するために、大気浄化法に基づく規制を実施しています。これらの規制は、空調や冷蔵などのさまざまな用途で、自然冷媒などの環境に優しい代替品の使用を義務付けています。 EPA の重要な新代替政策 (SNAP) プログラムは、安全で環境に優しい代替品の特定に重点を置いて、冷媒を含む代替化学物質を評価および承認します。SNAP は、高 GWP 合成冷媒の代替品として天然冷媒の採用を促進する上で重要な役割を果たします。

米国エネルギー省 (DOE) などの政府機関は、冷却および冷蔵システムを含む機器および装置のエネルギー効率基準を制定しています。天然冷媒はエネルギー効率の点でこれらの基準を上回ることが多く、その使用をさらに奨励しています。その結果、天然冷媒に関連する多数の政府イニシアチブが、予測期間中に北米の天然冷媒市場の需要を促進すると予想されます。

エネルギー効率の向上

北米がエネルギー消費を減らし、環境への影響を軽減することを目指しているため、天然冷媒の採用が戦略的ソリューションとして浮上しています。これらの冷媒は、環境上の利点を提供するだけでなく、さまざまなセクターでエネルギー効率を高める上で重要な役割を果たします。商業用冷蔵でも空調でも、自然冷媒は、国のエネルギー節約と環境保護への取り組みと一致する持続可能な冷却の新時代を先導しています。エネルギー効率は持続可能な開発の基本要素であり、北米は気候変動への取り組みとエネルギー支出の削減におけるその極めて重要な役割を認識しています。環境に優しい資源から得られる自然冷媒は、冷却技術の進歩がエネルギー効率の目標を達成しながら環境問題に効果的に対処できることを示す代表的な例です。

自然冷媒は、ハイドロフルオロカーボン (HFC) などの合成冷媒と比較して、エネルギー効率に関していくつかの利点があります。地球温暖化係数 (GWP) が大幅に低いため、地球温暖化への影響が軽減され、国の排出量削減目標と一致しています。さらに、自然冷媒は優れた熱力学的特性を示すことが多く、より効率的な熱伝達と冷却プロセスにつながります。これにより、エネルギー消費量と運用コストを削減できます。自然冷媒の熱力学的特性の改善は、エネルギー需要の削減に重要な役割を果たす可能性があり、これは空調や冷蔵などのエネルギー集約型セクターでは特に重要な要素です。したがって、これらの要因は、予測期間中の北米の自然冷媒市場の成長を左右します。

主要な市場の課題

限られたインフラストラクチャと可用性

自然冷媒の使用をサポートするインフラストラクチャの欠如は、もう1つの重要な課題です。たとえば、北米でのCO2冷媒サプライヤーと充電ステーションの可用性は、合成冷媒ほど広範囲ではありません。この制限により、特に遠隔地やサービスが行き届いていない地域では、自然冷媒の広範な採用が妨げられる可能性があります。さらに、自然冷媒の採用は、冷却と冷蔵に対するより持続可能で環境に優しいアプローチに大きな期待が寄せられています。ただし、これらの代替品への移行における課題の1つは、その入手性が限られていることです。業界と政府が持続可能性と炭素排出量の削減を優先するにつれて、この課題に対処することが自然冷媒の成功と広範な採用にとって重要になります。天然冷媒の入手が限られている理由はいくつか考えられます。天然冷媒の生産と流通は合成冷媒ほど確立または普及していないため、供給が限られ、冷媒の使用を規定する規制や基準は地域によって異なります。一部の天然冷媒は安全上の懸念や規制当局の承認がないために制限される場合があります。一部の既存の冷却および冷蔵システムは特定の合成冷媒で動作するように設計されているため、天然冷媒用に改造することが困難です。また、過去に天然冷媒の需要が限られていたため、市場規模が小さくなり、それが入手性に影響を与えています。

安全性の懸念

天然冷媒の使用に関連する安全性の懸念は、北米の天然冷媒市場における重大な課題です。天然冷媒は、適切に取り扱われれば一般的に安全であると考えられていますが、特に密閉された空間や換気の悪い場所では、取り扱いを誤ると危険を及ぼす可能性があります。たとえば、アンモニアは毒性と可燃性があることで知られており、使用時には厳格な安全対策が必要です。炭化水素は非常に可燃性が高いため、適切な保管と漏れ防止が不可欠です。二酸化炭素システムは高圧で動作するため、堅牢な機器の設計とメンテナンスが必要です。

安全性の問題に対処するには、安全プロトコルの厳格な遵守、定期的な検査、および継続的な人員トレーニングが必要です。天然冷媒に固有の強化された安全基準とガイドラインを開発し、広く推進する必要がありますが、これは予測期間中の北米天然冷媒市場の成長を妨げる可能性があります。

主要な市場動向

規制イニシアチブ

北米の天然冷媒市場の最も重要な推進力の 1 つは、GWP の高い合成冷媒の使用を抑制することを目的とした堅牢な規制枠組みです。政府や環境機関は、モントリオール議定書のキガリ改正などの国際協定に沿って、より厳しい規制や基準の推進に尽力してきました。この取り組みにより、天然冷媒の採用に好ましい環境が整いました。米国では、環境保護庁 (EPA) が、低 GWP 代替物質への移行を推進しながら、ハイドロフルオロカーボン (HFC) の使用を段階的に削減する規制を実施しました。同様に、カナダは合成冷媒の使用を制限する措置を積極的に推進しています。これらの規制により、商業用冷蔵、空調、産業用冷却などのさまざまな用途で、二酸化炭素 (CO2)、アンモニア (NH3)、炭化水素 (HC) などの天然冷媒の採用が促進されました。

エネルギー効率は冷却業界の最重要課題となり、天然冷媒の需要を促進しています。天然冷媒、特に CO2 とアンモニアは、優れた熱力学的特性で知られており、よりエネルギー効率の高いシステムを実現します。北米の天然冷媒市場では、環境に優しい冷却ソリューションが大幅なエネルギー節約と運用コストの削減にもつながるという認識が高まっています。

商業および産業部門では、持続可能性の目標を達成し、炭素排出量を削減するために、天然冷媒ベースのシステムを採用するケースが増えています。たとえば、スーパーマーケットは、エネルギー効率に優れ、環境への影響が少ないことから、CO2 ベースの冷蔵システムに移行しています。排出量の削減と運用コストの節約の組み合わせにより、自然冷媒は、グリーンイニシアチブに沿った取り組みを目指す企業にとって魅力的な選択肢となっています。

技術の進歩

持続可能で環境に優しい冷却ソリューションの追求により、自然冷媒の分野では目覚ましい進歩が遂げられています。業界や研究者が気候変動に対処し、二酸化炭素排出量を削減しようとしている中、技術は自然冷媒をより効率的で安全かつ入手しやすいものにする上で極めて重要な役割を果たしてきました。システム設計の改善から最先端の製造プロセスまで、これらの進歩は冷却と冷蔵に関する私たちの考え方を変えつつあります。さらに、高度な技術により、自然冷媒を使用する冷却システムのパフォーマンスが最適化されています。熱交換器、コンプレッサー、システム制御の革新により、エネルギー効率とシステム全体のパフォーマンスが向上します。コンパクトで効率的な熱交換器であるマイクロチャネル熱交換器は、熱伝達を改善し、冷媒の充填量を減らし、よりエネルギー効率の高いシステムに貢献します。これに加えて、可変速コンプレッサーは冷却需要に基づいて速度を調整し、エネルギー消費を最小限に抑えながら正確で効率的な冷却を提供します。

スマート制御とモノのインターネット (IoT) テクノロジにより、冷却システムのリモート監視と制御、パフォーマンスの最適化、リアルタイムでの問題検出が可能になります。たとえば、トランスクリティカル CO2 システムは、より効率的でコスト効率が高くなり、暑い気候を含む幅広い用途に適しています。さらに、高度な熱交換器と制御の開発により、自然冷媒システムの全体的な信頼性とパフォーマンスが向上しました。この技術の進化により、北米での自然冷媒の受け入れが加速しています。輸送用冷凍は、自然冷媒が普及しつつある特に有望な分野です。冷蔵トラックやトレーラーでのアンモニアベースのシステムの使用が増加しており、コールドチェーン物流の持続可能なソリューションを提供しています。さらに、プロパン（R-290）は、GWPが低くエネルギー効率が高いため、家庭用冷蔵や小規模空調に浸透しつつあります。

セグメント別インサイト

タイプ

タイプ別では、二酸化炭素セグメントが2025～2029年の予測期間中に最も高い成長を記録すると予想されています。二酸化炭素は、環境に優しく、毒性がなく、不燃性の天然冷媒です。二酸化炭素は地球温暖化係数（GWP）値が1であるため、さまざまな冷媒が地球温暖化に及ぼす環境影響の比較を評価するためのベンチマークとして機能します。二酸化炭素はさまざまな製造プロセスの副産物として生成されるため、冷媒として容易に入手できます。このアクセシビリティは、予測期間中の北米天然冷媒市場の拡大に貢献します。

アプリケーションの洞察

アプリケーションに基づくと、産業セグメントは、2025〜2029年の予測期間中に最高の成長を記録すると予想されます。産業部門には、化学製造、医薬品、食品加工など、広範な産業環境で利用される冷凍システムが含まれます。現在、二酸化炭素冷凍技術は、ヒートポンプ、自動車用エアコン、多段冷凍システムの3つの主要分野で主に使用されています。二酸化炭素の環境に優しい性質を考慮して、さまざまな業界向けの二酸化炭素コンプレッサーの開発と生産が行われています。この開発により、予測期間中の北米天然冷媒市場の拡大が促進されると予想されます。

国別洞察

米国は、2025〜2029年の予測期間中に最も急速な成長を遂げるでしょう。これは、政府が高 GWP 合成冷媒の使用を段階的に削減する規制を実施しているため、自然冷媒が広く採用されているためです。たとえば、米国技術革新製造法 (AIM 法) は、HFC 排出量の削減目標を設定したモントリオール議定書のキガリ改正に国を従わせています。これにより、代替手段として自然冷媒の採用が推進されています。

最近の動向

• 2024 年 1 月、ALDI は 2 つの画期的な持続可能性のマイルストーンを発表し、国内有数の持続可能な食料品店になるという目標を前進させました。まず、ALDI は 2023 年末までにすべてのプラスチック製ショッピング バッグを廃止するという目標を達成し、2,300 を超える店舗からプラスチック製バッグを撤去した最初の米国の大手小売業者になりました。この画期的な動きにより、年間約 4,400 トン (約 900 万ポンド) のプラスチックが流通するのを防ぐことができます。第二に、ALDI は、2035 年末までに米国のすべての店舗で自然冷媒に移行するという、業界をリードする新たな目標を設定しました。この取り組みにより、ALDI は事業を拡大しながら、環境の持続可能性をサポートしながら、商品の鮮度を維持し続けることができます。この新たな目標は、同社が 600 を超える店舗で既に使用している環境に優しい冷媒を基盤としており、これにより、毎年潜在的な炭素排出量を 60% 近く削減しています。
• 2024 年 3 月、ニューヨーク州環境保全局 (DEC) は、気候に悪影響を及ぼす温室効果ガス冷媒の代替として持続可能な冷媒の使用を効果的に実証する 2 つのプロジェクトの完了を発表しました。エリー郡バッファローの ALDI 店舗とサフォーク郡アイランディアの Walgreens で実施されているこれらのプロジェクトは、特にサービスが行き届いていない地域のスーパーマーケットやドラッグストアで持続可能な冷蔵への将来の移行のモデルとして機能します。気候行動評議会のスコープ計画では、この分野での排出量削減を達成するために、強力な温室効果ガスであるハイドロフルオロカーボン（HFC）の段階的廃止を提唱しています。ウォルグリーンとALDIによるこれらの実証プロジェクトの成功は、州全体でのHFCからの移行に貴重な洞察を提供し、政策策定を支援し、ニューヨークの排出量削減目標に貢献するでしょう。
• 2023年10月、冷蔵ソリューションの大手イノベーターであるPRO Refrigeration Inc.は、最先端のPROGreenハイブリッドパッケージチラーシステムの発売を発表しました。この新しいシステムは、2つの独立した冷蔵ユニットを1つのパッケージチラーに統合します。注目すべきは、1つのユニットが冷媒としてオールナチュラルCO2 / R744を使用し、もう1つのユニットが地球温暖化係数（GWP）が1300未満の合成冷媒であるR448を採用していることです。世界中の産業界が環境の持続可能性を高め、二酸化炭素排出量を削減しようとしているため、環境に優しい冷蔵システムの需要はますます切迫しています。 PRO は、新しい冷媒や自然冷媒を採用する際に顧客が直面する課題を認識しており、効果的で使いやすいソリューションの必要性を認識しています。PROGreen ハイブリッド ソリューションは、トップクラスの自然冷媒の利点と市場で入手可能な最高の合成冷媒の 1 つを組み合わせた信頼性の高いシステムを提供することで、この移行を簡素化するように設計されています。

主要な市場プレーヤー

• Emerson Electric Co.
• Airgas Inc.
• Daikin US Corporation
• SWEP North America, Inc.
• Messer North America, Inc.
• National Refrigerants Inc.