平面型固体酸化物燃料電池市場 – エンドユーザー別（商業、データセンター、その他）、アプリケーション別（固定、輸送、ポータブル）、地域別、競合状況別（2018～2028年）のグローバル産業規模、シェア、トレンド、機会、予測

市場概要

世界の平面型固体酸化物燃料電池市場

平面型 SOFC では、燃料 (通常は水素または炭化水素ベースの燃料) がアノードで酸化され、電子が放出されます。これらの電子は外部回路を通過して電力を生成し、その後、カソードで空気中の酸素イオンと結合して水蒸気を形成します。平面型 SOFC の主な特徴は、平らで薄い層状の設計で、これにより、高い動作温度 (通常は 500°C ～ 1000°C) で効率的な発電が可能になります。世界の平面型固体酸化物燃料電池市場には、平面型 SOFC および関連技術の生産、販売、導入が含まれます。

この市場は、以下を含むさまざまな分野でクリーンかつ効率的なエネルギー ソリューションに対する需要の高まりによって推進されてきました。平面型 SOFC は、定置型および分散型電源アプリケーションの両方で、高効率で低排出の発電ソリューションを提供できる可能性があります。SOFC は、電気自動車 (燃料電池車) や長距離商用輸送用の補助動力装置での使用が検討されています。SOFC を産業プロセスや熱電併給 (CHP) システムに統合することで、エネルギー効率を高め、温室効果ガスの排出を削減できます。SOFC は住宅用および商業用の暖房アプリケーションに使用でき、効率的でクリーンな空間暖房と温水生成を提供します。平面型 SOFC は、コンパクトなサイズと高いエネルギー密度のため、さまざまな軍事および航空宇宙アプリケーションでの使用が検討されています。SOFC は、遠隔地で信頼性の高い電力を供給したり、重要なインフラストラクチャのバックアップ電源として適しています。平面型 SOFC 市場の成長は、政府のインセンティブ、環境規制、材料と製造技術の進歩、クリーンで効率的なエネルギー生成の利点に対する認識の高まりなどの要因の影響を受けます。さらに、燃料電池メーカーとエンドユーザーとのパートナーシップとコラボレーションは、市場の拡大に重要な役割を果たします。

主要な市場推進要因

クリーン エネルギーの需要の増加

環境問題への懸念の高まりと温室効果ガスの排出削減の必要性により、クリーンかつ持続可能なエネルギー ソリューションの需要が高まっています。高効率と低排出で知られる平面型 SOFC は、この需要を満たすのに適しています。平面型 SOFC は、効率の高いエネルギー変換デバイスで、最大 60% 以上の効率レベルに達する可能性があります。この効率により、発電、輸送、コジェネレーション システムなど、さまざまな用途で魅力的です。政府と産業界は、エネルギー源の多様化によるエネルギー セキュリティの向上にますます重点を置いています。平面型 SOFC は、信頼性の高いオンサイト発電ソリューションを提供することで、エネルギー安全保障の達成に役割を果たすことができます。世界中の多くの政府が、燃料電池を含むクリーン エネルギー技術の開発と採用を促進するために、インセンティブ、補助金、助成金を提供しています。これらのインセンティブは、平面型 SOFC 市場を大幅に押し上げる可能性があります。継続的な研究開発の取り組みにより、SOFC 材料と製造技術が進歩しました。これらの進歩により、平面型 SOFC のコストが削減され、性能が向上し、商業的実現可能性が高まりました。電気自動車 (EV) や水素燃料電池自動車などの輸送部門の電化により、輸送用途の潜在的な電源としての SOFC への関心が高まっています。平面型 SOFC は、航続距離、燃料補給時間、効率の点で利点があります。

分散型エネルギー生成

分散型エネルギー生成とマイクログリッドへの傾向により、平面型 SOFC の機会が生まれています。これらは分散型エネルギー システムに導入でき、家庭、企業、遠隔地に電気と熱を供給できます。自然災害や電力網の混乱に直面した際に信頼性の高いバックアップ電源ソリューションが求められるようになったことで、重要なインフラや住宅用途のバックアップ電源としての平面型 SOFC への関心が高まっています。平面型 SOFC は、エネルギー密度が高く、サイズがコンパクトで、遠隔地や過酷な環境で電力を供給できる可能性があるため、航空宇宙や軍事用途での使用が検討されています。燃料電池メーカー、研究機関、エンドユーザー間の連携により、さまざまな用途向けの平面型 SOFC の開発と商品化が促進されています。

平面型 SOFC 市場は動的であり、前回の更新以降に新しい推進要因が出現している可能性があることに留意することが重要です。さらに、市場状況は地域や用途によって異なる場合があります。世界の平面型 SOFC 市場の現状とその推進要因を包括的に理解するには、業界レポート、市場調査、ニュース ソースを参照して最新情報を入手することをお勧めします。

政府規制の厳格化

政府規制の厳格化とエネルギー価格の上昇は、平面型固体酸化物燃料電池市場で見られる重要なトレンドの 1 つです。代替エネルギー源に対する意識が高まるにつれて、燃焼ベースの発電機は、エネルギー変換効率の高いソーラー パネルなどの再生可能エネルギー システムに置き換えられています。さらに、これらのデバイスで使用される燃料電池は有害な排出物を発生しないため、輸送、固定/バックアップ、およびポータブル電源アプリケーションに適しています。

さらに、石油およびガス業界でのこのような製品のアプリケーションベースの拡大は、市場に成長の有利な機会を提供します。たとえば、現場で抽出された天然ガスは、直接燃料電池（DFC）発電所の燃料として容易に使用できます。これにより、DFC発電所で生成された電力を抽出プロセスのサポートに利用できます。さらに、DFC発電所はクリーンなエネルギー源として機能し、石油回収を強化するために地下に注入できる電力を提供できます。したがって、世界の固体酸化物燃料電池市場には、今後数年間で多くの成長の機会があります。

主要な市場の課題

2022年9月現在、世界の平面固体酸化物燃料電池（SOFC）市場はいくつかの課題に直面しています。これらの課題はそれ以来進化または変化している可能性がありますが、業界が直面した典型的な障害についての洞察を提供します。世界の平面型 SOFC 市場における主な課題を以下に示します。 高い動作温度平面型 SOFC は通常、高温で動作し、500°C を超えることもよくあります。このような高い動作温度は、材料の劣化、製造の複雑さの増加、使用可能な材料の範囲の制限につながる可能性があります。

コストと製造のスケーラビリティ

平面型 SOFC の初期資本コストは比較的高くなっています。天然ガス複合サイクル発電所などの他のエネルギー技術とのコスト競争力を達成することは、依然として大きな課題です。さらに、品質と一貫性を維持しながら市場の需要を満たすために製造プロセスを拡大することは困難です。さまざまな動作条件下で平面型 SOFC の長期的な耐久性と信頼性を確保することは、重要な課題です。高温と熱サイクルはセル材料の劣化につながり、性能と寿命に影響を与える可能性があります。輸送および定置型発電用の平面型 SOFC の広範な採用は、水素や天然ガスなどの適切な燃料の可用性にかかっています。地域によっては、燃料供給インフラの開発と維持が課題となる場合があります。

電解質材料と他のエネルギー技術との競争

低温で動作できる高性能で耐久性のある電解質材料の開発は、継続的な課題です。必要な動作温度を下げると、耐久性が向上し、製造コストが削減されます。個々の平面型 SOFC スタックを、プラント周辺コンポーネントや制御システムなどの大規模なシステムに統合することは、複雑になる可能性があります。シームレスな統合を実現し、システム パフォーマンスを最適化することは課題です。安全基準や排出規制などの規制環境は、平面型 SOFC の展開と採用に影響を与える可能性があります。政策支援、インセンティブ、市場アクセスは、市場の成長に不可欠です。平面型 SOFC は、太陽光発電、風力発電、リチウムイオン電池などの他のクリーン エネルギー技術との競争に直面しています。これらの技術は、特定のアプリケーションや市場セグメントで利点を持つ可能性があります。

主要な市場動向

材料と製造技術の進歩

材料科学と製造技術の進歩は、平面型 SOFC の開発の基礎となっています。研究者は、電極、電解質、相互接続用の新しい材料の発見と設計に注力してきました。これらの材料の進歩により、SOFC の性能が向上し、製造コストが削減され、信頼性が向上しました。たとえば、電解質用の新しいセラミック材料の開発により、動作温度が低くなり、熱応力が緩和され、耐久性が向上しました。より堅牢な材料へのこの傾向は、SOFC の寿命を延ばし、コスト競争力を高めるために重要です。

燃料の柔軟性と水素生産

平面型 SOFC 市場の重要な傾向の 1 つは、燃料の柔軟性の向上の追求です。水素は依然として SOFC の主な燃料源ですが、研究開発の取り組みは、適合する燃料の範囲を拡大することに重点を置いています。これには、炭化水素、バイオ燃料、アンモニアの使用が含まれます。さらに、SOFC は、高温電気分解によって水素を生産する可能性について調査されています。この「共電気分解」プロセスにより、水と二酸化炭素を水素と一酸化炭素に変換でき、これらはさまざまな産業の燃料または原料として使用できます。水素生産は、世界的な水素経済の文脈で重要性を増しています。

燃料電池ハイブリッド システム

平面型 SOFC と他のエネルギー技術を組み合わせたハイブリッド エネルギー システムがますます普及しています。これらのハイブリッド システムは、エネルギー効率を最大化し、システムの信頼性を高め、継続的な電力供給を確保することを目的としています。主な組み合わせとしては、SOFC とバッテリー、ソーラーパネル、さらにはマイクロタービンの組み合わせがあります。このようなハイブリッド設定では、平面型 SOFC が主な発電源として機能し、バッテリーがピーク需要期間にエネルギーを蓄え、ソーラーパネルが日中に貢献します。さまざまなテクノロジーを統合することで、一定かつ安定した電力供給の利点が得られ、グリッドへの依存度が軽減されます。

分散型エネルギー生成とマイクログリッド

分散型エネルギー生成とマイクログリッドへのトレンドにより、分散型エネルギー システムでの平面型 SOFC の採用が進んでいます。これらのシステムは、使用場所またはその近くに配置でき、住宅、商業、工業エリアに電気と熱を供給します。平面型 SOFC は、効率が高く、熱電併給 (CHP) を提供できるため、マイクログリッド アプリケーションに最適です。SOFC で駆動するマイクログリッドは、特にグリッド停止や異常気象が発生しやすい地域で、グリッドの回復力を強化します。これらはエネルギーの自給自足の可能性を提供し、集中型電力インフラへの依存度を軽減します。

データセンターとバックアップ電源および動作温度の低下

データセンターへの依存度が高まり、無停電電源が不可欠となったため、平面型 SOFC が主電源およびバックアップ電源として採用されるようになりました。これらの燃料電池は、データセンターの運用に信頼性と効率性に優れた電力を供給できるため、停電時のデータ損失やダウンタイムのリスクを軽減できます。平面型 SOFC は起動時間が短く動作時間が長いため、医療施設、通信、緊急対応センターなど、さまざまな重要な用途のバックアップ電源システムとして最適です。平面型 SOFC は、材料の劣化や製造の複雑さのため、高温での動作が課題となっています。市場の大きなトレンドは、効率を維持しながら SOFC の動作温度を下げるための継続的な取り組みです。動作温度を下げると、SOFC の耐久性と寿命が向上し、材料への熱応力が軽減され、システム統合が簡素化されます。この傾向は、SOFC をさまざまなアプリケーションでより利用しやすく多用途にするという、より広範な目標と一致しています。

セグメント別インサイト

エンド ユース インサイト

予測期間中、データ センター市場は成長すると予想されており、それに伴い電源バックアップ システム市場も成長すると予想されています。データ センターの停止の 33% は停電が原因であり、停電はデータ センターの運営に多大なコストをもたらします。高効率、大容量、継続的な発電機能により、平面型固体酸化物燃料電池は電源バックアップと電圧変動に適した選択肢となっています。インドは世界で最も急速に成長している経済の 1 つであり、パブリック クラウド ベースのデータ センターの成長を促進する可能性があります。IT 業界は、データ センターが広く使用されているインド最大の民間雇用主としてインド市場を支配しており、平面型固体酸化物燃料電池市場の成長を促進しています。データセンターにおける平面型固体酸化物燃料電池の使用に関する研究とパイロットテストが大幅に増加しています。したがって、インターネットの使用が増加し、平面型固体酸化物燃料電池に関する継続的な研究により、市場は予測期間中に成長すると予想されます。

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地域別洞察

アジア太平洋地域は、2022年に大きな収益シェアを獲得し、世界の平面型固体酸化物燃料電池市場のリーダーとしての地位を確立しています

最近の動向

• 中国は、2025年までに年間10万〜20万トンの再生可能水素を製造し、5万台の水素燃料車両を保有する計画です。中国は現在、燃料電池トラックとバスの世界最大の市場であり、燃料電池電気自動車では3番目に大きい市場です。 （FCEV）。
• インドの科学者たちは、効率的な手順を通じて、燃料電池用のプラチナベースの電気触媒を独自に開発しました。この電気触媒は市販の電気触媒と同等の特性を示し、燃料電池スタックの性能寿命を向上させる可能性があります。
• 2022 年 8 月国立再生可能エネルギー研究所 (NREL) は、共同研究開発契約を通じてトヨタ自動車北米 (トヨタ) と連携し、NREL のフラットアイアンズ キャンパスに 1 メガワット (MW) のプロトン交換膜 (PEM) 燃料電池発電システムを構築、設置、評価し始めました。

主要市場プレーヤー

• Bloom Energy
• Ceres Power
• Solid Power
• FuelCellエネルギー
• Siemens Energy
• Ultra Electronics
• Atrex Energy
• Ceramic Fuel Cells Limited
• Kyocera
• Versa Power Systems