米国の天然冷媒市場、タイプ別（二酸化炭素、アンモニア、炭化水素、その他）、用途別（工業用、商業用、家庭用）、地域および競合状況別、予測と機会、2018～2028年

市場概要

米国の天然冷媒市場は、2022年に2億7,909万米ドルと評価され、2028年までの予測期間中に2.28％のCAGRで堅調な成長が見込まれています。天然冷媒は、人工または合成で作成された物質で、外部からの問題の診断や人間の介入なしに、自動的に損傷を修復する機能が組み込まれています。これらの材料は、傷を治して機能を回復する生物の自然な能力を模倣しています。天然冷媒は、航空宇宙、自動車、土木工学、生物医学、電子機器など、さまざまな分野で多くの潜在的な用途があります。天然冷媒の例としては、ポリマー、金属、セラミック、コンクリート、コーティングなどがあります。したがって、天然冷媒の利用増加は、予測期間中の米国の天然冷媒市場の成長に貢献します。

主要な市場推進要因

持続可能性の需要の高まり

世界が気候変動への取り組みと持続可能な慣行の採用に注力する中、さまざまな業界で環境に優しいソリューションの需要が高まっています。米国では、企業、政策立案者、消費者が環境に悪影響を与える従来の合成冷媒に代わるものを求めているため、天然冷媒の採用が大幅に増加しています。天然冷媒への移行は、持続可能性、エネルギー効率、温室効果ガス排出削減への幅広い取り組みを反映しています。冷凍および冷却システムにおける持続可能性の需要の高まりにより、天然冷媒が注目されるようになりました。天然源に由来するこれらの物質は、オゾン層の破壊と地球温暖化の一因となることが知られている合成冷媒と比較して、環境への影響が大幅に少なくなります。これに加えて、合成冷媒、特にハイドロフルオロカーボン（HFC）のオゾン層への有害な影響や気候変動が環境に対する警鐘を鳴らし、より環境に優しい代替品の探求を促すなど、さまざまな要因が自然冷媒の使用を後押ししています。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、米国を含む国々は地球温暖化係数（GWP）の高い冷媒を段階的に廃止し、GWPの低い代替品を採用するよう促されています。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多く、エネルギー消費と運用コストを削減します。また、消費者の環境意識が高まるにつれて、自然冷媒を使用するものを含む持続可能な製品やサービスの需要が高まっています。

さらに、自然冷媒はさまざまな分野でさまざまな用途に使用されています。たとえば、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の商業用冷蔵では、製品の冷却と保管に自然冷媒を採用して二酸化炭素排出量を削減しています。大規模な工業施設を含む産業用冷蔵では、冷却プロセスに自然冷媒に移行して効率と環境を改善しています。

支援的な規制シナリオ

米国では、持続可能性と環境責任の推進により、自然冷媒に対する支援的な規制環境が整備されました。温室効果ガスの排出削減、オゾン層の保護、エネルギー効率の向上に重点を置いた規制措置により、業界全体で自然冷媒の採用が促進されています。この積極的なアプローチは、気候変動を緩和し、より環境に優しい代替品に移行するための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イノベーション製造法（AIM法）などのさまざまな規制措置では、AIM法は、地球温暖化係数（GWP）の高い合成冷媒であるハイドロフルオロカーボン（HFC）を段階的に削減することを目的としています。この法律は、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、自然冷媒などの低 GWP 代替品への移行を促進するものです。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。さらに、EPA の重要新代替政策 (SNAP) プログラムは、冷媒などの代替化学物質の使用を評価および承認します。SNAP は、安全で環境に優しい代替品を特定し、高 GWP 合成冷媒の代替品として自然冷媒の採用を促進することを目的としています。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。自然冷媒は多くの場合、エネルギー効率が高く、これらの基準と一致し、その使用を奨励しています。したがって、自然冷媒に関する政府による多数の取り組みが、予測期間中に米国の自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

米国がエネルギー消費を削減し、環境への影響を抑制しようとしているため、自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に優しいだけでなく、さまざまな分野でエネルギー効率の向上に大きく貢献します。商業用冷蔵から空調まで、自然冷媒は、国の省エネルギーと環境管理への取り組みに沿った持続可能な冷却の新時代の到来を告げています。エネルギー効率は持続可能な開発の基礎であり、米国は気候変動の緩和とエネルギーコストの削減におけるその重要性を認識しています。環境に優しい資源から得られる天然冷媒は、冷却技術の革新が環境問題とエネルギー効率の目標に同時に対処できることを示す好例です。さらに、天然冷媒はエネルギー効率に関してさまざまな利点があり、例えば、天然冷媒はハイドロフルオロカーボン（HFC）などの合成冷媒に比べて GWP が大幅に低くなっています。つまり、天然冷媒は地球温暖化係数への影響が少なく、国の排出削減目標と一致しています。天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をもたらします。これにより、エネルギー消費量が減り、運用コストが削減されます。天然冷媒の熱力学的特性が向上すると、エネルギー需要の削減に貢献できます。これは、空調や冷蔵などのエネルギー消費量が多い分野では特に重要です。したがって、これらの要因は、予測期間中の米国の天然冷媒市場の成長を支配します。

主要な市場の課題

天然冷媒の限られた入手性

天然冷媒の採用は、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として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、入手性が限られていることです。業界や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、天然冷媒の成功と広範な採用にとって重要になります。天然冷媒の入手性が限られているのは、天然冷媒の生産と流通が合成冷媒ほど確立または普及していないため供給が制限されるなど、いくつかの要因に起因する可能性があります。冷媒の使用を管理する規制と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。既存の冷却および冷蔵システムの一部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、それが可用性に影響を与えています。

天然冷媒に関する安全上の懸念

天然冷媒への移行は、環境への影響を減らし、持続可能性を促進するという緊急の必要性によって推進されています。これらの代替品には多くの利点がありますが、その使用に関連する安全上の懸念を認識し、対処することが重要です。潜在的なリスクを理解し、適切な安全対策を実施し、教育を促進することは、天然冷媒の採用が安全で責任ある取り組みであることを保証するために不可欠です。炭化水素やアンモニアのいくつかのバリエーションなど、多くの天然冷媒は、さまざまなレベルの可燃性と毒性を持っているため、予測期間中に米国の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

炭化水素冷媒の拡大

より持続可能で環境に優しい冷却ソリューションの追求において、炭化水素冷媒が中心的な役割を果たしています。プロパン（R290）やイソブタン（R600a）などのこれらの天然冷媒は、環境への影響が少なく、エネルギー効率が高いことで知られています。業界や政府が環境に配慮した慣行を優先するにつれて、炭化水素冷媒の拡大はイノベーションを促進し、二酸化炭素排出量を削減し、冷却環境を再定義しています。炭化水素冷媒は、さまざまな用途にとって魅力的な選択肢となるさまざまな利点を備えています。たとえば、炭化水素は GWP が非常に低く、地球温暖化や気候変動への影響が最小限に抑えられます。これは、温室効果ガスの排出削減を目的とした国際協定や規制と一致しています。炭化水素冷媒は優れた熱力学的特性を備えているため、エネルギー効率が向上します。これは、冷却システムのエネルギー消費量と運用コストの削減につながります。炭化水素は天然資源から得られるため、冷却用途に再生可能で持続可能な選択肢となります。また、炭化水素冷媒はオゾン層破壊の原因にもならないため、環境への影響がさらに軽減されます。

さらに、炭化水素冷媒は、家庭用冷蔵庫や冷凍庫などで使用される小型冷凍システムに特に適しています。さらに、エネルギー効率や環境に優しい選択肢であることなどの利点は、炭化水素冷媒の拡大に大きく貢献しています。

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、天然冷媒の分野で目覚ましい進歩がもたらされました。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、テクノロジーは自然冷媒をより効率的、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、先進テクノロジーは自然冷媒を使用する冷却システムのパフォーマンスを最適化しています。熱交換器、コンプレッサー、システム制御の革新により、エネルギー効率と全体的なシステム 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、冷却需要に基づいて速度を調整する可変速コンプレッサーは、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。

さらに、スマートコントロールとモノのインターネット（IoT）テクノロジーにより、冷却システムのリモート監視と制御が可能になり、パフォーマンスが最適化され、問題がリアルタイムで検出されます。

セグメント別インサイト

フォーム

タイプに基づいて、二酸化炭素セグメントは、2024〜2028年の予測期間中に3.33％という最高の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、無毒で不燃性の天然冷媒です。GWPが1の二酸化炭素は、さまざまな冷媒が地球温暖化に直接及ぼす影響を比較するための基準値です。二酸化炭素はいくつかの製造プロセスの副産物として得られるため、冷媒として使用するために簡単に見つけることができ、予測期間中に米国の天然冷媒市場の成長につながります。

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2024〜2028年の予測期間中に3.09％の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、食品加工などの大規模な産業用途で使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つの分野で主に使用されています。二酸化炭素は環境に優しい冷媒であるため、さまざまな業界向けに二酸化炭素コンプレッサーが開発および製造されており、予測期間中に米国の天然冷媒市場の成長を促進します。

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地域別洞察

米国中西部の天然冷媒市場は、2024～2028年の予測期間中に最も急速に成長すると予想されます。これは、規制要因と市場要因の両方によって推進され、この地域で天然冷媒が広く採用されているためです。これに伴い、特に商業用冷凍および空調アプリケーションにおいて、炭化水素冷媒の使用がこの地域で増加しています。冷媒としての CO2 の使用も増加しており、特に産業用冷凍で増加しています。

最近の開発

• 2023 年 3 月、エマソンは IIAR ショーで産業用途向けの「業界初」のトランスクリティカル CO₂ スクリュー コンプレッサーを発表しました。
• 2022年12月、A-Gasの新しい分離機は2023年初頭に稼働し、現在のサイトの分離能力を2倍以上に高め、NGOレポートで強調された重要なニーズに対応します。
• 2022年10月、A-Gasは、効果的な冷媒管理を通じてより持続可能な未来を築くことに取り組んでいる気候およびオゾン層保護同盟（COPA）のメンバーになったことを発表しました。
• 2019年9月、ダイキンは北米の主要HVAC製品にR-32を採用し、温室効果ガスの排出と気候への影響を削減します。これは、多くの主要な住宅、軽商業、および応用製品にとってR-410Aの理想的な低GWP代替品です。

主要な市場プレーヤー