Stratistics MRCによると、クライオクーラーの世界市場は、2022年に26.8億ドルを占め、2028年には42.5億ドルに達すると予測され、予測期間中にCAGR 8.0％で成長するとされています。極低温は、クライオクーラーと呼ばれる機械式冷凍機を用いて用途別を冷却することで到達します。一般に、極低温とは123K、すなわち-150℃、-238°F以下の温度と定義されています。この温度では、さまざまな物理現象が室温以下とは異なる挙動を示すようになり、新たな現象が重要視されるようになる。そのため、低温工学の分野では、専門的な能力、運用上の制約、テストプロトコルなど、まったく新しいものを開発する必要があることが多い。クライオジェニックの特徴の一つは、極低温を実現するために必要な科学と工学であり、私たちはクライオクーラーと呼ばれる極低温冷凍機を製造しています。クライオクーラーは、主に赤外線の焦点面を冷却するために、防衛用途で頻繁に使用されています。
米国地質調査所によると、2020年、米国からのヘリウム輸出量は1億立方メートルに達し、2018年と比較して19.04%増加した。
超電導磁石を冷却する目的で、クライオクーラーは医療やヘルスケア分野で採用されています。MRI、NMR装置、陽子線治療など、多くの医療現場でクライオクーラーが採用されています。MRIシールドの用途では、ギフォード・マクマホンのクライオクーラーが採用されています。陽子線治療、MRI、NMR、冷凍手術、病院での酸素の液化など、さまざまな場面でクライオクーラーが使用されていることが、医療分野におけるクライオクーラーの需要急増の主な要因である。現代の病院やがん治療施設では、治療法として陽子線治療が採用されています。陽子線治療で使用される高出力磁石は、MRIと同様に超伝導特性を有しています。この磁石を液体ヘリウムの温度まで冷却するために、クライオクーラーが必要です。この救命技術は、多くのがん治療施設や病院が投資や検討を進めています。このため、予測期間中の市場需要に影響を及ぼすと予想される。
信頼性の高いクライオクーラーの機能に依存する宇宙船の熱管理システムの開発は、宇宙熱システム設計の最も困難な側面の一つである。システムレベルでトレードオフを決定する際、開発者の大半は、クライオクーラーの性能に関するデータセットがかなり小さいことに依存しています。また、設計外の性能マッピングの制約を受ける原因として、システム開発のタイムテーブルや後続冷却器の開発期限による時間的制約がよく挙げられます。しかし、空軍研究所では、クライオクーラーを定義する際に、膨大な量の設計外性能マッピングによって、定量化可能なパラメトリック相関の実証的モデリングを行うことができました（AFRL）。これらのモデルは、想定される動作範囲の大部分に有効な正確な性能予測手法の作成を通じて、クライオクーラーの主要な動作変数と環境変数の間の関連性を確立しています。
クライオクーラーは、繊細な電子機器やセンサーと組み合わせて、科学、商業、軍事目的の宇宙ミッションに利用されています。高い電力効率と信頼性、低振動、衛星打ち上げの振動に耐える能力、宇宙放射線への長時間の暴露が、これらの用途の一般的な要件となっています。大型の軍事・商業衛星用途では、赤外線センサーや電気光学（EO）部品を適切な温度に保つために、クライオクーラーが頻繁に採用されています。クライオクーラーは直線的にスケールダウンしないので、宇宙や超小型衛星の用途では主要なニーズの一つとなっています。その結果、超小型衛星技術向けのクライオクーラの需要は大幅に拡大しました。今後数年間で、クライオクーラーメーカーは、マイクロサテライトのEOおよびIR用途のための検出器感度やS/N比などの機能改善による恩恵を受けると予想されます。近年、少ない資金でミッションを遂行するための小型衛星や超小型衛星が開発され、スペースクライオクーラの使用に新たな可能性が生まれています。
クライオクーラーの設計において、電力使用量は極めて重要な考慮事項である。加熱負荷と動作温度は、クライオクーラーが必要とする入力電力量に大きな影響を与えます。様々なクライオクーラーの総合的な性能を評価する場合、一般的にはクライオクーラーの冷却能力と重量を考慮する必要があります。利用する冷媒やシステム全体の熱効率にもよりますが、動作温度を4.2Kから上げることで、クライオクーラーの必要入力電力は大幅に削減されました。クライオクーラー市場では、振動の低減、高効率、低消費電力など、最先端の特性を導入する大手メーカーが相次いでいます。したがって、時間の経過とともに、これらの制約が市場に与える影響は少なくなると予想されます。
COVID-19と呼ばれる前例のない世界的な公衆衛生上の緊急事態により、ほぼすべてのビジネスが影響を受け、その長期的な影響は予測期間中、多くの最終使用産業の拡大に影響を及ぼすと予想される。COVID-19の根本的な懸念と潜在的な将来の方向性を確実に含めるために、この進行中の研究では、研究の枠組みを拡張しています。消費者の需要や行動、購買習慣の変化、サプライチェーンの再編成、現代の市場勢力の力学、政府の重要な取り組みなどを考慮し、COVID-19に関する洞察を提供しています。COVID-19とそれに続く亜種の発生が需要、供給、価格、ベンダーの取り込みに及ぼす影響についての詳細な検討は、報告書の献身的なセクションで明らかにされており、長期的な解決策についての提案も行っています。
再生熱交換器セグメントは、有利な成長を遂げると推定されています。高温を必要とする用途が最近増えてきています。廃熱回収の需要の高まりにより、再生熱交換器が広く使用されるようになりました。効率的な熱伝達のために、再生熱交換器として知られるデバイスは、流体が様々な方法で蓄熱材上を流れることを可能にします。このため、クライオクーラーに対する市場の需要は高まっています。
コンパクトな構造、他のクライオクーラーと比較して高い周波数を実現できるなど、スターリングに関連するさまざまな利点があるため、予測期間中にスターリングセグメントが最も速いCAGR成長を遂げると予測されます。また、防衛・宇宙用途でスターリング冷凍機の採用が世界的に急増していることも、クライオクーラー市場の成長に寄与する大きな要因となっています。発展途上国でのスターリング冷凍機の採用は急速に増加しています。
大量の天然ガスを効率的に輸送するためには、クライオクーラーをLNGの液化、輸送、貯蔵の用途に大きく活用することが必要であり、大気圧・高温の天然ガスとLNGの体積を（600分の1以上）劇的に減少させます。国際ガス連合は、日本のLNG再ガス化能力を世界一と評価しています。中国がロシアからパイプラインでLNGを調達するようになるのは間近だが、この動きは鈍化すると予想される。
北米は、MRI システム、冷凍手術、陽子線治療、病院での酸素液化に広く使用されているため、予測期間中の CAGR が最も高くなると予測される。主な研究グループは、白血病、固形腫瘍、肺がんの治療に専念しています。この地域は、最先端のがん治療や、クライオクーラーガジェットなど、急速に発展する技術の世界的な主要生産地となっています。北米のクライオクーラー市場は、がん治療のための陽子線治療に主に用途があることから、成長してきました。クライオクーラーは、一般的にMRIスキャナーや、医療関係者の類似用途に採用されています。最先端の極低温冷却技術を市場に投入するため、アメリカの政府宇宙機関は研究開発に多額の資金を投入しています。
主なプレーヤー
クライオクーラー市場で紹介されている主要なプレーヤーには、Sunpower Inc.、Cobham PLC、Cryomech Inc.、住友重機械工業株式会社、RICOR、Chart Industries Inc.、Advanced Research Systems Inc.、Superconductor Technologies Inc.があります、 Stirling Cryogenics BV, Janis Research Company LLC, Northrop Grumman Corporation, Cobham Missions Systems Wimborne Limited, DH Industies BV, Brooks Automation Inc, Honeywell International Inc, Lockheed Martin Corporation, L3 Technologies, Air Liquide S.A. and INTERNATIONAL CRYOCOOLER CONFERENCE INC.
主要な開発状況
2018年12月、サンパワーは、宇宙船の燃料を貯蔵・補充する技術を確立する「Robotic Refuelling Mission 3（RRM3）」の一環として、NASAがSpaceXのCRS 16宇宙船にCT-Sクライオクーラーを投入したと発表しました。
2016年11月、ブルックス・オートメーションは、BioCision, LLCの子会社であるCool Lab, LLCを買収しました。この買収により、ブルックスはBioCision社と協力し、4時間以上の極低温維持が可能なパーソナルモバイルキャリア「CryoPod」を含む温度制御の革新的ソリューションを開発しました。
対象となるサービス
– ハードウェア
– サービス内容
– その他の提供品
熱交換器の種類を網羅：
– 復熱式熱交換器
– 再生熱交換器
動作サイクルを網羅：
– クローズドループサイクル
– オープンループサイクル
カバーする種類：
– スターリング
– ギフォード・マクマホン
– パルス管
– ブレトン
– ジュールトムソン
– その他の種類
カバーする温度
– 1K〜5K
– 5.1K-10K
– 10.1K-50K
– 50.1K-100K
– 100.1K-300K
対象となる用途
– スペクトロメーター
– 磁気共鳴画像法（MRI)
– 粒子加速器
– トランスフォーマー
– 電気モーター＆ジェネレーター
– 磁気浮上式デバイス
– 超伝導量子干渉素子(SQUID)
– ゼロボイルオフ（ZBO）貯蔵タンク
– マグネットセパレーター
– クライオポンプ
– 赤外線検出器
– 超伝導磁気エネルギー貯蔵（SMES）
– 故障電流リミッター（FCL）
– その他の用途について
対象となるエンドユーザー
– メディカル
– 軍事・防衛
– 環境関連
– コマーシャル
– アグリ＆バイオロジー
– 研究・開発
– エネルギー
– 輸送
– スペース
– 鉱業・金属
– その他のエンドユーザー
対象となる地域
– 北アメリカ
オーユー
オー・カナダ
O メキシコ
– ヨーロッパ
o ドイツ
オー・ユーケー
o イタリア
オ・フランス
o スペイン
o その他の欧州
– アジア太平洋
オージャパン
o 中国
オ・インディア
o オーストラリア
o ニュージーランド
o 南朝鮮
o その他のアジア太平洋地域
– 南米
o アルゼンチン
オブラート
オ・チリ
o その他の南米地域
– 中近東・アフリカ
o サウジアラビア
O UAE
オ・カタール
o 南アフリカ
o 中東・アフリカのその他の地域
【目次】
1 エグゼクティブサマリー
2 序文
2.1 抽象度
2.2 ステークホルダー
2.3 調査範囲
2.4 調査方法
2.4.1 データマイニング
2.4.2 データ分析
2.4.3 データバリデーション
2.4.4 リサーチアプローチ
2.5 リサーチソース
2.5.1 一次調査ソース
2.5.2 二次研究ソース
2.5.3 前提条件
3 市場動向の分析
3.1 はじめに
3.2 ドライバ
3.3 阻害要因
3.4 オポチュニティ
3.5 脅威
3.6 用途別分析
3.7 エンドユーザー分析
3.8 エマージングマーケット
3.9 Covid-19の影響
4 ポーターズファイブフォース分析
4.1 サプライヤーのバーゲニングパワー
4.2 バイヤーのバーゲニングパワー
4.3 代替品への脅威
4.4 新規参入の脅威
4.5 競合他社への対抗意識
5 クライオクーラーの世界市場：オファリング別
5.1 はじめに
5.2 ハードウエア
5.2.1 コンプレッサー
5.2.2 放熱パイプ
5.2.3 コールドヘッド
5.2.4 パワーコンディショニングユニット
5.3 サービス
5.3.1 顧客トレーニング
5.3.2 修理・改修
5.3.3 テクニカルサポート
5.3.4 メンテナンス
5.4 その他の提供品
6 クライオクーラーの世界市場：熱交換器の種類別
6.1 はじめに
6.2 復帰型熱交換器
6.3 回生熱交換器
7 クライオクーラーの世界市場：動作サイクル別
7.1 はじめに
7.2 閉ループサイクル
7.3 オープンループ サイクル
8 クライオクーラーの世界市場：種類別
8.1 はじめに
8.2 スターリング
8.3 ギフォード・マクマホン
8.4 パルス管
8.5 ブレイトン
8.6 ジュール・トムソン
8.7 その他の種類
9 クライオクーラーの世界市場：温度別
9.1 はじめに
9.2 1K-5K
9.3 5.1K-10K
9.4 10.1K～50K
9.5 50.1K-100K
9.6 100.1k-300k
10 極低温冷凍機の世界市場：用途別
10.1 はじめに
10.2 分光器
10.3 磁気共鳴映像法（MRI)
10.4 粒子加速器
10.5 トランスフォーマー
10.6 電気モーター・発電機
10.7 磁気浮上（マグレブ）装置
10.8 超伝導量子干渉素子(SQUID)
10.9 ゼロボイルオフ（ZBO）貯蔵タンク
10.10 マグネットセパレーター
10.11 クライオポンプ
10.12 赤外線ディテクター
10.13 超電導磁気エネルギー貯蔵(SMES)
10.14 故障電流リミッター（FCL）
10.15 その他の用途
11 極低温冷凍機の世界市場：エンドユーザー別
11.1 はじめに
11.2 メディカル
11.3 軍事・防衛
11.4 環境
11.5 CM
11.6 アグリ＆バイオロジー
11.7 研究・開発
11.8 エネルギー
11.9 輸送
11.10 スペース
11.11 鉱業・金属
11.12 その他のエンドユーザー
12 クライオクーラーの世界市場：地域別
12.1 はじめに
12.2 北米
12.2.1 米国
12.2.2 カナダ
12.2.3 メキシコ
12.3 ヨーロッパ
12.3.1 ドイツ
12.3.2 イギリス
12.3.3 イタリア
12.3.4 フランス
12.3.5 スペイン
12.3.6 その他のヨーロッパ
12.4 アジア太平洋地域
12.4.1 日本
12.4.2 中国
12.4.3 インド
12.4.4 オーストラリア
12.4.5 ニュージーランド
12.4.6 韓国
12.4.7 その他のアジア太平洋地域
12.5 南米
12.5.1 アルゼンチン
12.5.2 ブラジル
12.5.3 チリ
12.5.4 その他の南米地域
12.6 中東・アフリカ
12.6.1 サウジアラビア
12.6.2 UAE
12.6.3 カタール
12.6.4 南アフリカ
12.6.5 中東・アフリカの残りの地域
13 主な展開
13.1 契約、パートナーシップ、コラボレーションおよびジョイントベンチャー
13.2 買収・合併
13.3 新製品発表会
13.4 拡張性
13.5 その他の主要戦略
14 会社概要
14.1 Sunpower Inc.
14.2 コブハムPLC
14.3 Cryomech Inc.
14.4 住友重機械工業株式会社
14.5 リコール
14.6 Chart Industries Inc.
14.7 アドバンスド・リサーチ・システムズ・インク
14.8 スーパーコンダクター・テクノロジーズ・インク
14.9 スターリングクライオジェニクスBV
14.10 ジャニスリサーチカンパニーLLC
14.11 ノースロップグラマンコーポレーション
14.12 Cobham Missions Systems Wimborne Ltd.
14.13 DH Industies BV
14.14 ブルックス・オートメーション・インク
14.15 ハネウェル・インターナショナル・インク
14.16 ロッキード・マーチン・コーポレーション
14.17 L3テクノロジー
14.18 エア・リキードS.A.
14.19 International Cryocooler Conference inc.
【お問い合わせ・ご購入サイト】
www.globalresearch.jp/contact
資料コード： SMRC22550
