液化空気エネルギー貯蔵市場 - 世界の業界規模、シェア、傾向、機会、予測、容量別（5〜15 MW、16〜50 MW、50〜100 MW、100 MW+）、アプリケーション別（発電、送電およびグリッドサポート、再生可能エネルギー統合、LNGターミナル、その他）、地域および競合状況別、2019〜2029年予測

市場概要

世界の液化空気エネルギー貯蔵市場は、2023年に16億7,000万米ドルと評価され、2029年までの予測期間中に15.22%のCAGRで堅調な成長が見込まれています。

液化空気エネルギー貯蔵（LAES）市場は、空気の液化を通じてエネルギーを貯蔵する技術とソリューションに焦点を当てたセクターに関連しています。このプロセスでは、空気を極低温に冷却し、貯蔵のために液体状態に変換します。エネルギー需要が高まると、液体空気が再ガス化され、膨張したガスがタービンの駆動に使用され、発電します。

LAES システムは、スケーラビリティ、長期エネルギー貯蔵機能、揚水発電などの他の貯蔵技術と比較して地理的制約が最小限であるなどの点で有利です。また、危険物質を必要としないため、環境への影響も比較的低いです。さらに、LAES は既存の電力インフラや再生可能エネルギー源とシームレスに統合できるため、需要と供給のバランスを取り、グリッドの安定性を高め、風力や太陽光などの断続的な再生可能エネルギー源の統合を可能にする実行可能なソリューションを提供します。

信頼性が高く、効率的で、持続可能なエネルギー貯蔵ソリューションのニーズが高まるにつれて、LAES の市場は拡大しています。再生可能エネルギーへの投資の増加、政府のインセンティブ、テクノロジーの進歩などの要因が、LAES システムの採用を促進しています。この市場の企業は、効率性の向上、コストの削減、さまざまな業界での LAES 技術の適用範囲の拡大を目指して、継続的に革新を進めています。

主要な市場推進要因

再生可能エネルギー源の採用の増加

再生可能エネルギー源への世界的な推進は、液体空気エネルギー貯蔵 (LAES) 市場の重要な推進要因です。各国が二酸化炭素排出量の削減と気候目標の達成に努める中、風力や太陽光発電などの再生可能エネルギー技術の導入が大幅に増加しています。ただし、これらの再生可能エネルギー源は本質的に断続的であり、風が吹いたり太陽が照ったりしたときにのみ電力を生成します。この断続性は、グリッドの安定性と信頼性に課題をもたらします。

LAES は、再生可能エネルギーの出力が高い期間に生成された余剰エネルギーを貯蔵し、発電量が少ないときや需要が高いときに放出できる長期エネルギー貯蔵を提供することで、この問題に対する堅牢なソリューションを提供します。バッテリーとは異なり、LAES システムは、大きな損失なしに長期間大量のエネルギーを貯蔵できます。この機能は、グリッドのバランスを取り、安定した電力供給を確保するために不可欠であり、LAES は再生可能エネルギーをグリッドに統合するための魅力的なオプションとなっています。

LAES システムは拡張性に優れているため、地域の再生可能エネルギー プロジェクトをサポートする小規模な設備から、主要なグリッド アセットとして機能する大規模システムまで、さまざまな規模で導入できます。この柔軟性により、LAES は、より持続可能で回復力のあるエネルギー システムへの世界的な移行において不可欠な要素となっています。

エネルギー貯蔵技術の進歩

技術の進歩は、LAES 市場の推進に重要な役割を果たしています。過去 10 年間で、LAES システムの開発と最適化は大幅に進歩し、効率、コスト効率、信頼性が向上しました。極低温技術、材料科学、システム統合の革新により、LAES システムのパフォーマンスが向上し、エネルギー損失が削減され、往復効率が向上しました。

進歩の重要な領域の 1 つは、液化および再ガス化プロセスです。研究者や企業は、LAES システムの全体的な効率に直接影響を与えるこれらのプロセスの効率改善に継続的に取り組んでいます。たとえば、熱交換器の設計の進歩と、より優れた熱特性を備えた先進材料の使用により、LAES システムのエネルギー効率が大幅に向上しました。

LAES を熱電併給 (CHP) システムなどの他のテクノロジーと統合すると、効率と経済的実現可能性がさらに高まります。LAES サイクルで産業プロセスや発電所からの廃熱を利用できると、大幅なコスト削減とシステム パフォーマンスの向上につながります。

政府の政策とインセンティブ

政府の政策とインセンティブは、LAES 市場の成長を形作る上で極めて重要です。世界中で、政府はエネルギー安全保障の強化、温室効果ガスの排出削減、再生可能エネルギー源の統合を支援するための幅広い戦略の一環として、エネルギー貯蔵技術の促進を目的とした政策や規制の枠組みを実施しています。

多くの国では、LAES を含むエネルギー貯蔵技術の採用を奨励するために、助成金、補助金、税額控除などの金銭的インセンティブを提供しています。これらのインセンティブにより、LAES システムの導入に必要な初期資本投資が削減され、公益事業会社、業界、その他の利害関係者にとって経済的に魅力的なものになります。

金銭的インセンティブに加えて、政府はエネルギー貯蔵の使用を義務付けたり奨励したりする規制も制定しています。たとえば、一部の地域では、再生可能エネルギー目標の一環として、エネルギー貯蔵容量に関する具体的な目標を設定しています。これらの目標により、LAES のような貯蔵ソリューションに対する市場の需要が高まります。

政府は、エネルギー貯蔵技術の革新を支援するために、研究開発プログラムに投資しています。政府は、R&D イニシアチブに資金を提供することで、技術の進歩を加速し、コストを削減し、LAES システムを他のストレージ ソリューションに対してより競争力のあるものにします。

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主要な市場の課題

初期資本コストが高い

世界の液体空気エネルギー貯蔵 (LAES) 市場が直面している大きな課題の 1 つは、LAES システムの導入に関連する初期資本コストが高いことです。LAES 施設の建設と試運転には、コンプレッサー、エキスパンダー、熱交換器、貯蔵タンクなどの高度な極低温装置への多額の投資が必要です。さらに、LAES システムを既存の電力インフラストラクチャに統合するには、貯蔵技術に対応するためにグリッド コンポーネントを改造およびアップグレードする点でかなりの費用がかかる可能性があります。

これらの高い資本コストは、公益事業会社、産業ユーザー、再生可能エネルギー開発者など、多くの潜在的な利害関係者にとって参入障壁となる可能性があります。多くの企業にとって、初期投資は法外な額になる可能性があります。特に、近年大幅なコスト削減が見られたリチウムイオン電池などの他のエネルギー貯蔵技術と比較するとなおさらです。このような大規模な投資に伴う財務リスクは、特に長期貯蔵の経済的根拠がまだ十分に確立されていない市場では、企業が LAES を採用するのを思いとどまらせる可能性があります。

コストが高いと、LAES プロジェクトの全体的な費用対効果に影響し、エネルギー貯蔵市場で競争力のある価格設定を実現することが難しくなります。LAES は拡張性と期間の点で利点がありますが、初期コストが高いと回収期間が長くなり、投資収益率が低下する可能性があり、投資家やプロジェクト開発者にとって大きな障害となる可能性があります。

この課題を軽減するには、主要コンポーネントのコストを下げ、LAES システムの効率を向上させるための継続的な取り組みが必要です。材料科学、製造プロセス、システム統合の進歩は、コスト削減に貢献できます。さらに、LAES の広範な採用と大規模な導入によって達成される規模の経済は、ユニットあたりのコストを下げるのに役立ちます。財政的インセンティブ、補助金、および政府の支援政策も、高額な初期資本コストを相殺し、LAES 技術への投資を促進する上で重要な役割を果たします。

効率とエネルギー密度の制限

世界の LAES 市場にとってもう 1 つの注目すべき課題は、技術に固有の効率とエネルギー密度の制限です。LAES システムは、一連の圧縮および冷却プロセスを通じて電気エネルギーを液体空気に変換し、その後、膨張と加熱によって液体空気を電気に再変換することによって動作します。このサイクルの各段階では、主に極低温プロセスと熱交換に関連する熱力学的非効率性により、エネルギー損失が発生します。

エネルギー出力とエネルギー入力の比率を測定する LAES システムの往復効率は、通常、リチウムイオン電池や揚水式水力貯蔵などの他のエネルギー貯蔵技術よりも低くなります。技術の進歩により LAES システムの効率は徐々に向上していますが、より広範なエネルギー貯蔵市場で競争力を持つために必要な高い効率を達成するには、依然として課題があります。

エネルギー密度は、単位体積または質量あたりに貯蔵されるエネルギー量を指し、LAES が他の貯蔵ソリューションに遅れをとっているもう 1 つの領域です。液体空気のエネルギー密度は化学電池に比べて比較的低いため、LAES システムでは同じエネルギー容量を実現するためにより大きな貯蔵容積が必要になります。これにより、大規模な貯蔵設備のスペース要件が増加し、コストが高くなる可能性があります。

これらの効率とエネルギー密度の制限に対処することは、LAES 技術を広く採用するために不可欠です。液化および膨張プロセスの熱力学的効率の向上に重点を置いた研究開発の取り組みは、システム全体のパフォーマンスの向上に役立ちます。熱交換器設計の革新、断熱材の改善、運用戦略の最適化は、改善できる重要な分野です。

LAES とバッテリーやフライホイールなどの他の技術を組み合わせたハイブリッド エネルギー貯蔵システムの開発は、効率と密度の課題の一部を克服するのに役立ちます。複数の貯蔵技術の長所を活用することで、ハイブリッド システムはパフォーマンスとコスト効率を向上させることができます。

主要な市場動向

再生可能エネルギー プロジェクトとの統合

世界の液体空気エネルギー貯蔵 (LAES) 市場における顕著な傾向の 1 つは、再生可能エネルギー プロジェクトとの統合の増加です。世界がより持続可能なエネルギーの未来に向かうにつれて、風力や太陽光などの間欠的な再生可能エネルギー源を補完する信頼性が高く効率的なエネルギー貯蔵ソリューションの需要が高まっています。 LAES システムは、再生可能エネルギーの出力が高い期間に生成された余剰エネルギーを貯蔵し、発電量が少ないときや需要がピークのときに放出するために採用されています。

この統合により、グリッドが安定し、安定した電力供給が確保されます。これは、再生可能エネルギーの大規模な導入に不可欠です。LAES テクノロジーは、大幅な劣化なしに長期間大量のエネルギーを貯蔵できるため、このコンテキストで特に有利です。この機能は、再生可能エネルギー源の変動性のバランスを取り、グリッドの安定性を維持するために不可欠です。

LAES システムは、再生可能エネルギー プロジェクトと同じ場所に配置され、そのパフォーマンスと効率を最適化しています。たとえば、風力発電所や太陽光発電所には、余剰エネルギーを捕捉して貯蔵するための LAES ユニットがますます装備されています。この傾向は、エネルギー利用を最大化し、抑制を最小限に抑えることで、再生可能エネルギープロジェクトの経済的実現可能性を高める必要性によって推進されています。

技術の進歩と革新

LAES 市場では、LAES システムの効率、パフォーマンス、および費用対効果の向上を目的とした、重要な技術の進歩と革新が見られます。研究者や企業は、既存の制限に対処し、エネルギー貯蔵市場での競争力を高めるために、技術のさまざまな側面に焦点を当てています。

革新の 1 つの領域は、LAES システムの熱的および機械的特性を改善できる高度な材料とコンポーネントの開発です。たとえば、熱交換器の設計を改善し、高性能断熱材を使用すると、エネルギー損失を減らし、システム効率を高めることができます。さらに、極低温技術の進歩により、より効率的な液化および再ガス化プロセスが可能になり、LAES システムの全体的なパフォーマンスがさらに向上しています。

もう 1 つの重要な傾向は、LAES と他のエネルギー貯蔵技術およびシステムの統合です。 LAES とバッテリー、フライホイール、その他のストレージ技術を組み合わせたハイブリッド エネルギー ストレージ ソリューションは、各技術の長所を活用し、より柔軟で効率的なエネルギー ストレージ ソリューションを提供するために検討されています。これらのハイブリッド システムは、パフォーマンスの向上、コストの削減、運用の柔軟性の向上を実現できるため、幅広い用途で魅力的です。

政府のサポートと規制の枠組み

政府のサポートと有利な規制の枠組みは、LAES 市場の成長を促進する上で重要な役割を果たしています。世界中の政府は、エネルギー セキュリティと持続可能性の目標を達成するためのエネルギー ストレージの重要性を認識し、LAES を含むエネルギー ストレージ技術の採用を促進するためのポリシーを実施し、インセンティブを提供しています。

多くの国では、LAES システムの導入に関連する資本コストを削減するために、助成金、補助金、税額控除などの財務インセンティブを設けています。これらのインセンティブは、公益事業、業界、その他の関係者の財務上の障壁を下げ、LAES プロジェクトへの投資を促進するのに役立ちます。さらに、一部の政府は再生可能エネルギーおよび気候行動計画の一環としてエネルギー貯蔵容量に関する具体的な目標を設定しており、LAES ソリューションに対する強い需要を生み出しています。

エネルギー貯蔵のグリッドへの統合をサポートする規制枠組みも開発されています。これらの枠組みは、グリッド相互接続、市場参加、エネルギー貯蔵システムによって提供される補助サービスに対する補償などの問題に対処します。これらの規制は、明確なガイドラインと基準を提供することで、LAESやその他のエネルギー貯蔵技術の導入を促進し、エネルギーインフラへのシームレスな統合を保証します。

セグメント別インサイト

容量インサイト

2023年には、50〜100MWのセグメントが最大の市場シェアを占めました。50〜100MWの容量範囲は、拡張性と経済的実現可能性の最適なバランスを実現します。これは、ユーティリティ規模のアプリケーションや大規模な再生可能エネルギープロジェクトとの統合に不可欠な、大きなエネルギー貯蔵容量を提供するのに十分な大きさです。同時に、法外なコストや複雑なインフラ要件を伴うほど大きくないため、幅広い利害関係者にとって実用的な選択肢となります。

この容量範囲は、グリッドの安定性と信頼性を高めるのに特に効果的です。グリッドに風力や太陽光などの変動性のある再生可能エネルギー源がますます組み込まれるにつれて、大量のエネルギーを貯蔵および放出する能力が重要になります。 50～100 MW の範囲の LAES システムは、再生可能エネルギーの出力が高い期間に余剰エネルギーを吸収し、ピーク需要時にそれを放出することで、変動を平滑化し、グリッドの安定性を維持します。

50～100 MW の容量範囲は汎用性が高く、再生可能エネルギーの統合だけでなく、さまざまなアプリケーションに対応します。周波数調整、電圧サポート、ブラック スタート機能などの補助サービスを提供するのに適しています。これらのサービスは現代のグリッド運用に不可欠であり、この容量範囲の LAES システムの柔軟性により、グリッド オペレーターにとって非常に価値のある資産となっています。

LAES テクノロジーの進歩により、この規模での効率とコスト効率が向上しました。熱力学プロセスの改善、熱交換器の改善、高度な材料により、50～100 MW の範囲の LAES システムのパフォーマンスが向上しました。これらの技術改善により、エネルギー損失が削減され、往復効率が向上したため、この規模では LAES システムの競争力と魅力が高まりました。

多くの政府は、エネルギー安全保障を強化し、再生可能エネルギーへの移行を支援するために、エネルギー貯蔵システムの導入を支援しています。財政的インセンティブ、補助金、有利な規制枠組みは、通常 50～100 MW の容量範囲に該当する公益事業規模のプロジェクトを対象とすることがよくあります。この政府の支援により、このセグメントでの LAES システムの採用と優位性がさらに促進されます。

地域別インサイト

2023 年には、ヨーロッパ地域が最大の市場シェアを占めました。ヨーロッパ諸国は、再生可能エネルギーと気候に関する野心的な目標を設定しており、効率的なエネルギー貯蔵ソリューションの必要性が高まっています。欧州連合のグリーンディールと温室効果ガス排出量削減に向けた各国の取り組みにより、風力や太陽光発電などの再生可能エネルギー源の大幅な統合が必要となっています。 LAES システムは、長期間の貯蔵を提供し、断続的な再生可能エネルギー出力のバランスをとることができるため、この役割に適しています。

欧州政府は、エネルギー貯蔵技術を促進するための支援政策と財政的インセンティブを実施しています。LAES システムに関連する資本コストを削減するための助成金、補助金、税額控除があります。さらに、エネルギー貯蔵をグリッドに統合するための規制が進化しており、LAES 技術の採用に好ましい環境が整えられています。

ヨーロッパには、エネルギー貯蔵技術を専門とする大手企業や研究機関がいくつかあります。研究開発への多額の投資により、LAES 技術の進歩が促進され、効率と費用対効果が向上しました。ヨーロッパの企業は極低温プロセスとシステム統合の革新の最前線にあり、市場での LAES の競争力を高めています。

ヨーロッパは他の地域と比較してエネルギーコストが比較的高いため、LAES のようなエネルギー貯蔵ソリューションの経済的メリットがより魅力的になっています。さらに、この地域の複雑なグリッド インフラストラクチャと、都市部と遠隔地の両方で信頼性の高い電力供給の必要性により、グリッドの安定性と回復力を高めることができる堅牢なエネルギー貯蔵ソリューションの需要が高まっています。

ヨーロッパでは、LAES システムのパイロット プロジェクトと商用展開が成功しており、このテクノロジーの実現可能性と利点が実証されています。これらの成功したプロジェクトは貴重な概念実証を提供し、地域全体での LAES テクノロジーのさらなる投資と採用を促進します。

最近の開発

• 2024 年 6 月、クリーン エネルギーとエネルギー貯蔵ソリューションの大手プロバイダーである Envision Energy は、最先端の 5 MWh コンテナ型液冷式バッテリー エネルギー貯蔵システム (BESS) を発表しました。この新しいシステムは、Envision のエネルギー貯蔵製品の範囲を広げるだけでなく、安全性とパフォーマンスに関する新しい業界標準を確立します。国際市場向けに設計されたこの製品には、高エネルギー密度と長寿命で知られる 315 Ah リン酸鉄リチウム (LFP) セルが組み込まれています。 UL 9540A、UL 1973、IEC 62933、NFPA 855などの厳格な世界的安全基準に準拠しています。 
• 2024年6月、インドエネルギー貯蔵アライアンス（IESA）は、2024年7月1日から7月5日まで、ニューデリーで年次国際会議および展示会であるインドエネルギー貯蔵ウィーク（IESW）を開催しました。このイベントには、1,000社を超える企業を代表する150を超える主要パートナーと出展者が参加しました。会議中、シンガポールに本社を置くVFlowTechは、ハリヤナ州パルワルに最大の長期エネルギー貯蔵製造施設を開設すると発表しました。この施設は、キロワット時（kWh）とメガワット時（MWh）の両方の容量で、VFlowTechの高度なバナジウムレドックスフロー電池（VRFB）システムの生産に重点を置きます。この開発は、VFlowTech の拡大戦略における重要なマイルストーンとなります。
• 2023 年、エア・リキードはケベック州ベカンクールに 1 億 5,200 万米ドルを投資し、水素、酸素、窒素、アルゴンなどの低炭素産業ガスの供給に特化した革新的なプラットフォームを開発しました。このプラットフォームには、当時同種のものとしては最大規模の稼働ユニットであったグループの 20 MW PEM 電解装置が搭載されています。インフラストラクチャには、再生可能な酸素と窒素を生産するための新しく建設された空気分離ユニットと、液体貯蔵施設が含まれます。地元のパイプライン ネットワークがこれらのコンポーネントを接続し、顧客への効率的なサービスを保証します。この低炭素生産プラットフォームは、周囲の工業地帯と港湾地帯の脱炭素化目標をサポートします。これにより、ベカンクールは、Air Liquide が再生可能な産業用ガスを生産し、エネルギー転換に取り組む顧客向けのソリューションを開発するための重要な場所となります。

主要な市場プレーヤー

• L'AIR LIQUIDE SA
• Cryostar Company
• Advanced Energy Industries, Inc.
• Highview Enterprises Ltd
• Linde plc
• Axiom Energy Conversion Ltd
• グリーン水素システムA/S
• H2 Energy
• 住友重機械工業株式会社
• Highview Enterprises Ltd (Highview Power)