2024年版 長期エネルギー貯蔵(LDES)市場の現状と将来展望

今、最も注目される“次世代エネルギー貯蔵技術5選”。開花間近の市場に熱い視線が集まる!

発刊日
2024/11/29
体裁
A4 / 186頁
資料コード
C66116900
PDFサイズ
8.0MB
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調査資料詳細データ

調査概要
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調査目的:長期エネルギー貯蔵(LDES)に関する日本及び海外の関連企業・機関・大学などの研究開発及び事業化動向を調査・分析し、更に周辺情報を加えることで長期エネルギー貯蔵(LDES)市場における現状と将来展望を把握することを目的とする。
調査対象:本レポートでは、下記のエネルギー貯蔵技術を「長期エネルギー貯蔵(LDES)」市場とした。
・レドックスフロー電池
・ナトリウム硫黄電池
・水素エネルギー貯蔵
・圧縮式エネルギー貯蔵
・重力エネルギー貯蔵
調査方法:弊社専門研究員による直接面談取材をベースに、文献調査を併用。
調査・分析期間:2024 年 8 月~11 月
その他:本レポートに掲載した数値などのデータは、上記期間における調査結果に一定の推定を加えて作製している。
調査時には前年版レポートに掲載したデータに関しても再検証を行い、必要に応じては修正を加えている(従って、市場規模等が前年版と一致しないケースもある)。

資料ポイント
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「2023年から2030年までの長期エネルギー貯蔵技術の普及シナリオを予測」

  • 再エネの導入拡大に伴い長時間貯蔵の需要が拡大、2030年には220GW規模へ
  • 4~6時間放電用の導入が市場の主流、将来は10時間以上の需要拡大を予想
  • ストレージミックスの重要性が高まる:特定技術に依存せず、多様な活用が不可欠に
  • 複数のエネルギー貯蔵技術を併設したハイブリット型も増加傾向へ
  • 中国で重力蓄電市場が急成長、南アフリカとインドが新たな注目エリアへ
  • 日・中・米・豪では圧縮空気貯蔵が、欧州では液化空気貯蔵プロジェクトが進行中
  • フロー電池は非貴金属やウラン、ビオロゲンなど多様な電解液の開発が継続
  • 水素貯蔵:アルカリ型とPEM型が主流の中、まもなくAEM型とSOEC型の商用化も
  • EVの「キャズム(需要停滞)」によりLiBコスト低減が加速、LDES用として拡大可能性も有

リサーチ内容

調査結果のポイント

第1章 LDES市場の現状と将来展望

1-1.長期エネルギー貯蔵(LDES)市場の概要
1-2.長期エネルギー貯蔵(LDES)市場の将来展望
  水素貯蔵が世界市場をリード、2030年には220GW規模へ
    図表.WW長期エネルギー貯蔵(LDES)の市場規模推移と予測
    (出力ベース、2023~2030年予測)
  4~6時間放電用の導入が市場の主流、将来は10時間以上の需要拡大を予測
  日本のバッテリー産業、技術革新と政策支援が鍵

第2章 LDES市場を取り巻く環境

2-1. 日本
  (1) 政策・支援策動向
    LDESに対する財政支援を拡大
    図.日本における太陽光発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    図.日本における風力発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    図.日本の電源構成比率(2022年度実績、2030年度目標)
    表.系統用蓄電池等電力貯蔵システム導入支援内容
  (2) 需要動向
    水素・圧縮式エネルギー貯蔵技術の実証が進行中
2-2. 中国
  (1) 政策・支援策動向
    エネルギー貯蔵で世界第1位を目指し、コア技術及び装備の自主化を推進
    図.中国における太陽光発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    図.中国における風力発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    表.ESS導入目標及び実施内容 
  (2) 需要動向
    水素を始めとする様々な貯蔵技術の導入が爆発的に増加中
2-3.米国
  (1) 政策・支援策動向
    IRAを通じてエネルギー産業への支援を強化
    図.米国における太陽光発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    図.米国における風力発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    表.主要州における洋上風力の設置目標
    表.米国主要州におけるRPS義務目標一覧
    表.IRA以降に発表されている太陽光発電建設計画
    表.IRA以降に発表されている風力発電建設計画(陸上風力、洋上風力)
  (2) 需要動向
    4時間以上充放電可能な貯蔵技術に注目が集まる
2-4. 欧州
  (1) 政策・支援策動向
    2030年までに再エネ1TW確保、エネルギー自立性向上へ
    図.欧州における太陽光発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    図.欧州における太陽光発電設置国比率構成(新規・累積、2023年)
    図.欧州における風力発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    ①ドイツ
    褐炭の最大利用国から、欧州最大の再エネ導入国へ転換
    図.ドイツにおける太陽光発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    図.ドイツにおける風力発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    表.ドイツの州別における陸上風力発電設備の面積貢献目標値
    表.ドイツにおける発電量の推移(2021~2023年)
    ②フランス
    再エネと原子力の2本立てで電力の供給を計画化
    図.フランスにおける太陽光発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    図.フランスにおける風力発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    ③イギリス
    風力発電を中心に再エネが拡大
    図.イギリスにおける太陽光発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
    図.イギリスにおける風力発電設置容量推移(新規・累積、2021~2023年)
  (2) 需要動向
    既存の代替電源として再エネ導入が拡大、長期貯蔵の実証も飛躍的に進展

第3章 LDES技術別の市場動向

3-1. 水素エネルギー貯蔵市場
  1.技術概要・特性
    1-1.P2Gの概要
    再エネを水素に変換して貯蔵する技術
    表.水素の主な用途
    1-2.水素の製造方法及び技術分類
    1)水素の製造方法
    ガスから水素をつくる「改質法」、水から水素をつくる「電解法」
    表.水素製造方法及び主要関連企業
    2)電解法の技術分類(種類・方法)
    アルカリ型やPEM型は実用化、AEM型やSOEC型は開発が進行中
    ①アルカリ型水電解
    ②PEM型水電解
    ③AEM型水電解
    ④SOEC型水電解
  2.市場動向
    2030年には累計420GW規模へ、中国・欧州が最大導入国として市場をけん引
    図表.主要国別の水電解装置導入容量推移(2023~2030年予測、新規・累計)
    図表.水電解装置方式導入容量推移(2023~2030年予測)
    図.水電解装置導入容量の国別シェア(2023年見込、2030年予測)
    1)中国
    再エネの導入量が高い地域を中心に、大規模プロジェクトを展開中
    2)北米
    米国において多数のプロジェクトが進行中
    3)欧州
    ドイツ、デンマーク、フランスが主要市場
    4)その他
  3.主要企業動向
3-2. 重力エネルギー貯蔵市場
  1.技術概要・特性
    ピストンの上げ下げでエネルギーの貯蔵と放出を行う蓄電技術
    図.重力蓄電システムの充放電イメージ
  2.市場動向
    中国で本格導入開始、2024年にはグローバル市場で690MWを見込む
    図表.主要国別の重力エネルギー貯蔵市場規模推移
    (2023~2030年予測、出力ベース)
    図.重力エネルギー貯蔵の国別シェア(2024年見込、2030年予測、出力ベース)
    1)中国
    GESSの開発ラッシュ、建設発表が相次ぐ
    2)北米
    廃鉱が多く存在する米国とカナダで導入計画
    3)欧州
    イタリア廃鉱にハイブリットGESSを導入
    4)その他
    南アフリカとインドが浮上
  3.主要企業動向
    スイスに続き、英・独・米企業においてGESSの商用化が始動
3-3. 圧縮式エネルギー貯蔵市場
  1.技術概要・特性
    1-1.圧縮空気エネルギー貯蔵(CAES)
    長寿命・大容量・高耐久性が特徴
    図.CAES構成模式図
    ①非断熱CAES
    ②断熱CAES
    ③等温CAES
    1-2.液化空気エネルギー貯蔵(LAES)
    高エネルギー密度が特徴
    図.LAESメカニズムのイメージ
  2.市場動向
    北米中心に建設が加速、2030年には6GW超までの拡大を予測
    図表.圧縮式エネルギー貯蔵市場規模推移(2023~2030年予測、出力ベース)
    図.圧縮式エネルギー貯蔵;CAES、LAESの比率推移
    (2024年見込、2030年予測、出力ベース)
    1)日本
    CAESは実証試験を終え、技術改良ステージへ
    2)中国
    CAESの開発が活発化、今後も大規模プロジェクトが相次ぐ見通し
    3)北米
    米・カリフォルニアで、900MW級CAESプロジェクトが進行中
    4)欧州
    スペインとイギリスで、LAESプロジェクトが進行中
    5)その他
    オーストラリアとキプロス共和国でCAESが、チリでLAESが導入
  3.主要企業動向
3-4. レドックスフロー電池市場
  1.技術概要・特性
    1-1.バナジウムレドックスフロー電池
    高安全性と大容量が長所、課題は初期コストとエネルギー密度
    図.VRF電池の構造と動作原理、セルスタックの構成イメージ  
    1-2.鉄基盤レドックスフロー電池
    プロトンポンプで電解液バランス維持の難題を解消
    図.鉄フロー電池の動作原理及び構造
  2.市場動向
    中国市場が急成長、米国や欧州でも進展が目立つ
    図表.主要国別のレドックスフロー電池市場規模推移
    (2023~2030年予測、出力ベース)
    図.レドックスフロー電池の国別シェア(2024年見込、2030年予測、出力ベース)
    1)日本
    国内企業の独占市場、緩やかな成長が継続する見込み 
    2)中国
    100MWh級プロジェクトが急増
    3)北米
    米国が主要導入国、VRF電池、鉄フロー電池とも導入が進行
    4)欧州
    イタリア、イギリス、スペインを中心に導入が増加
    5)その他
  3.研究・開発動向
    非貴金属やウラン、ビオロゲン電解液など、多様な電解液の開発が進展
  4.主要企業動向
    新規プレーヤーの参入が継続
3-5. ナトリウム硫黄電池市場
  1.技術概要・特性
    日本の先行技術;高温で動作するため、外部気温の影響を受け難い
    図.NAS電池のセル内部構造及び動作原理イメージ
  2.市場動向
    2030年には2024年比約10倍成長を予測
    図表.主要国別のナトリウム硫黄電池市場規模推移(2023~2030年予測、出力ベース)
    図.ナトリウム硫黄電池の国別シェア(2024年見込、2030年予測、出力ベース)
  3.研究・開発動向
    室温で作動する全固体電池やカリウムナトリウム硫黄電池などの研究が進行中

第4章  LDES関連企業の動向と戦略

カナデビア;旧 日立造船(水素エネルギー貯蔵)
  PEM型水素発生装置、2030年までに100MW規模の導入を目指す
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  電解技術とフィルタープレス技術を融合し、電解槽の大型化を実現
  図.PEM型水素発生装置「HydroSpring®」の構造イメージ
  表.PEM型水素発生装置「HydroSpring®」の主な仕様
  3.生産体制
  2024年は前年比2倍に生産キャパを増強
  表.生産拠点及び生産能力
  4.出荷動向
  日本、欧州、東南アジア市場を主要舞台に、シェア獲得に注力
  5.技術動向
  モジュール連結式装置の開発を推進、コストの削減やシステム効率の向上を図る
 
旭化成(水素エネルギー貯蔵)
  アルカリ型水電解システム、2025年の事業化を目標に実証を推進中
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  独自の電解槽部材、運転・制御技術による99.97%以上の生成水素純度が特長
  図. アルカリ水電解システム「Aqualyzer™」のイメージ
  表. アルカリ水電解システム「Aqualyzer™の主な仕様
  3.生産体制
  2020年代後半に数GW規模への増強を検討中
  表.生産拠点及び生産能力
  4.出荷動向
  国内およびアジアの実績を基に、欧州・北米市場への拡大を狙う
  5.技術動向
  水電解システム設備のコスト削減や部材の技術開発に取り組む
 
東芝エネルギーシステムズ(水素エネルギー貯蔵)
  SOECとPEMの両軸で水素社会の実現に向けた研究開発を推進
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ・技術動向
  PEM電極のIr削減やSOECの高性能・長寿命化を目指して開発を推進中
  ①固体酸化物電解セルSOEC
  図.SOECセルスタックの構造イメージ
  ②固体高分子形電解セルPEMEC
  図.ACLSの製造プロセス
  3.出荷動向
  SOECは2024年に500kW試験を、2027年に5MW実施を予定
 
Energy Vault(重力エネルギー貯蔵)
  コンクリートブロックを利用した重力蓄電事業を展開
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  低コスト・長寿命・設計の高い柔軟性が特徴
  図.「G-VAULT」の主な仕様
  図.「G-VAULT」の構造イメージ
  3.出荷動向
  再エネ導入が進む欧州と中国が主要市場
  図.GESSの出荷容量推移(2022~2024年見込)
  4.技術動向
  更なる導入拡大を目指し、設備コストの3割削減を推進
 
Gravitricity(重力エネルギー貯蔵)
  既存の坑道を利用した重力蓄電事業を展開
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  50年以上の長寿命・1秒未満の高速応答、80%の高い往復効率が特徴
  図.「GraviStore」のイメージ
  3.出荷動向
  欧州や南アフリカの廃坑を活用した大規模実証を計画
 
東芝三菱電機産業システム:TMEIC(重力エネルギー貯蔵)
  高効率回転機及び電力変換技術をベースに、重力蓄電ビジネスに参入
  1.事業概要・製品ラインアップ
  2025年の実証設備建設、2027年の運用開始を目指す
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  図.重力システムの設置イメージ
  図.重力システムの活用イメージ
 
神戸製鋼所(圧縮空気エネルギー貯蔵)
  岩塩層が広く存在する北米や中国、中東市場がターゲット
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納先
  2.製品ラインアップ
  圧縮機兼膨張機により、コンパクト化・低コスト化を実現
  図.CAESシステム充放電フローのイメージ
  3.出荷動向
  社内・外での実証実験を着実に遂行中
  4.技術動向
  充放電ユニットの共用化及びタンク容積の削減に挑戦
 
Hydrostor(圧縮空気エネルギー貯蔵)
  廃鉱をエネルギー貯蔵に転換できる技術を展開
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  期待寿命は50年以上、放電時間5年以上に適合
  図.CASEシステムの構造イメージ
  図.CAESシステムの設置イメージ
  3.出荷動向
  米国と豪州にGW規模のCAESプラントを建設中
  図.CAESの出荷量推移(2024年見込)
 
中储国能技術;中国科学院(圧縮空気エネルギー貯蔵)
  高エネルギー貯蔵効率が強み、CAESで中国の電力インフラを支援
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  温度調節技術で貯蔵効率15%アップ、コスト大幅削減
  図.CAESステムのイメージ
  3.出荷動向
  2023年以降からGWh規模プロジェクトが継続
  図.CAESの出荷量推移(2022~2024年見込)
 
Highview Power(液化空気エネルギー貯蔵)
  土地の少ない都市部での設置にも最適で、普及に有利
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  CAES比、コンパクトに大量の空気を貯蔵可能
  図.LAES技術のプロセス概念図
  図.LAESシステムの設置イメージ
  3.出荷動向
  英国で2.5GWh規模のLAES構築を計画、日本では2025年の商用運開を予定
  図.LAESの出荷量推移(2022~2024年見込)
 
ESS Tech(レドックスフロー電池)
  世界で導入が加速、低コスト化に向け投資を拡大
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  2時間超のシステムで、LCOS 0.2米ドル/kWhを達成
  図.鉄フロー電池の構造
  図.鉄フロー電池の動作原理及び構造
  図.鉄フロー電池製品のイメージ 
  3.生産体制
  生産能力2.5倍増を計画、2025年にはGWh級の生産体制へ
  表.鉄フロー電解の生産拠点及び生産能力
  4.出荷動向
  米・欧・豪向け出荷好調に加え、アフリカからも受注を獲得
  図.鉄フロー電池の出荷量推移(2022~2024年見込)
 
住友電気工業(レドックスフロー電池)
  2025年から海外市場の本格開拓を始動
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  高出力製品、2025年に発売予定
  図.コンテナ型VRF電池のイメージ
  表.コンテナ型VRF電池のラインアップ 
  3.生産体制
  国内に150MWhの生産体制、北米に生産体制構築を検討中
  表.VRF電池の生産拠点及び生産能力
  4.出荷動向
  累積170MWh以上、米・欧・豪を中心に引き合いが増加傾向
  図.VRF電池の出荷容量推移(2022~2024年見込)
  5.技術動向
  RF電池のセルスタック技術を、水素キャリア製造用に活用
 
大連融科;Rongke Power(レドックスフロー電池)
  中国で大型プロジェクトが急増、次なる挑戦は北米市場の攻略
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入先
  2.製品ラインアップ
  標準化製品で施工期間とコストを大幅削減
  表.VRF電池製品の仕様
  3.生産体制
  2024年、生産能力を前年比3倍以上に増強
  表.VRF電池の生産拠点及び生産能力
  4.出荷動向
  2024年も前年に続き、GWh級の出荷を見込む
  図.VRF電池の出荷容量推移(2022~2024年見込)
 
LEシステム(レドックスフロー電池)
  資源の有効活用によりRF電池のコスト削減に貢献
  1.事業概要
  2.生産体制
  国内は2025年まで332MWh規模の生産体制へ
  海外は、南アフリカや豪州などに生産拠点を設ける
 
日本ガイシ(ナトリウム硫黄電池)
  短期・長期両対応の世界唯一無二の化学式二次電池メーカー
  1.事業概要
  表.LDES事業領域及び主要納入国
  2.製品ラインアップ
  低劣化率・低コスト化の「改良型NAS電池」を海外で発売開始
  図.「NAS電池」のイメージ
  表.「NAS電池ユニット」の仕様
  3.出荷動向
  欧州・アジアでの需要増、2024年はYoY168%を見込む
  図.NAS電池の出荷量推移(2022~2024年見込)
  図.NAS電池の出荷国別比率推移(2022~2024年見込)
  5.今後の戦略
  海外市場の拡大と部材コストの削減を目指す

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