HVDCシステム向け電子部品市場は、前年度40億9,918万米ドルでした。予測期間には68億4,643万米ドルに達し、CAGRは9.27%となる見込みです。高電圧直流システムは、HVDCシステムと略され、長距離送電のために直流電流を送る。スーパーハイウェイや電力スーパーハイウェイと呼ばれることもある。HVDC送電線は送電線の効率を高め、迅速なエネルギー伝送を可能にする。
主なハイライト
HVDCシステムは、パワーフロー制御、急速安定制御、送電網の信頼性、柔軟性、回復力を向上させる電力系統のセグメント化機能を提供するHVDC技術により、風力発電所や太陽光発電所全体で勢いを増している。
HVDCシステムは、架空送電が不可能で、HVACの電気損失が大きい海底や地下のアプリケーションにも導入されている。HVDC海底ケーブルは無効電力成分を有している。そのため、ACケーブルのような物理的制約はない。このため、海底送電線は非同期ネットワークや洋上の太陽光・風力発電所に接続することができる。海底HVDC送電線を通じてある国から別の国へエネルギーを送電する政府の取り組みは、IGBT、サイリスタ、コンデンサなどの電子部品の需要を生み出している。
特にヨーロッパとアジアを中心に、世界的に急成長している先進的なHVDC送電プロジェクトが市場成長の原動力となっている。ドイツ政府は、洋上風力エネルギー法（Wind Energy at Sea Act）を制定し、ドイツの洋上風力エネルギー容量をさらに発展させる枠組みを確立した。それに伴い、設置容量は2030年までに30ギガワット、2045年までに最大70ギガワットに達することになっている。電力を長距離輸送するためには、より強力な高圧直流送電システムも構築しなければならない。
現在進行中の景気後退、ロシア・ウクライナ戦争、地政学的緊張、電力料金の上昇、高金利、インフレの拡大が、市場の成長を妨げると予想される。
HVDCシステム用電子部品市場動向
受動部品ではコンデンサが急成長
HVDCコンデンサは、HVDC送電システムの中核部品の1つと考えられている。交流電流を直流電流に変換し、HVDC変換ステーション間で電力を輸送し、さらに直流電流を交流に戻して送電網に電力を供給するという重要な役割を果たす。送電線における電力の流れを迅速に管理することで、短絡電流の可能性を減らすとともに、電力品質の向上、電圧の安定性の維持、電力の流れの即時制御に大きく役立っている。過負荷状態を回避し、並列送電線間の電力フローを強化し、システムの安定性を向上させる必要性に電力会社が重点を置くようになったことで、HVDC送電システムへのパワーコンデンサの採用がさらに増えている。
さまざまなHVDCコンデンサには、アルミ電解コンデンサ、セラミックコンデンサ、ガラスコンデンサ、プラスチックフィルムコンデンサ、再構成マイカコンデンサ、湿式タンタルコンデンサなどがある。紙コンデンサは、市場で最初に販売されたタイプの1つである。主に2枚のアルミ箔を鉱物油に浸した紙で挟んで作られている。製品全体を丸め、リード線をアルミ箔に取り付け、ワックスで密封した後、円筒形の段ボールケースに入れる。
再生可能エネルギーが世界的に急増し続ける中、平型巻線技術を含むパワーコンデンサ技術の進歩は、効率的な送電、送電損失の低減、省エネルギーにさらに貢献します。例えば、TDKのパワーコンデンサ「MKK DCi-R」に採用されている扁平巻線技術は、体積充填率約95％、静電容量10,000マイクロファラッドを超える大容量で、電荷の蓄積効率が非常に高いことを示しています。このエネルギー密度は、他の技術より約10％高い。
フラットワインディング技術の動作原理を考慮すると、まず導電性の金属化フォイルを巻き、誘電体フィルムを絶縁して何千もの交互コンデンサ層を形成する。さらに、コンデンサの体積充填率とは、ケースにコンデンサがどれだけ完全に充填されているかを示すもので、その後、さらに円筒状の巻線をほぼ長方形の形状にプレスすることで、非常に高いエネルギー密度を持つステンレス製ケースのスペースを節約する。
多くの特徴が封入されているため、設計エンジニアは基本的に、ヨーロッパ、米国、中国などの地域全体で、HVDCプロジェクトにこのコンデンサやその他の新しいパワー・コンデンサ技術を採用している。コンデンサは、HVDCリンクの開始時に供給される交流電流を、長距離送電用の安定した電圧の直流電流に変換するコンバータ・ステーションの重要な部品である。パワーコンデンサは、ロスが少なく効率的な、より遠隔地で環境に優しい再生可能エネルギー発電を可能にする。
中国が市場を支配するアジア太平洋地域が大きなシェアを占めると予想される
中国は世界有数のHVDC設置市場である。HVDCシステム用電子部品市場は、予測期間中、投資の増加や送配電プロジェクトの差し迫り、再生可能エネルギー源の取り込み増加、電力インフラの拡大によって牽引されると予測される。
中国は世界最大のエネルギー生産国であり消費国でもある。IRENAによると、CO2の生産と消費も最も多く、温室効果ガス排出量全体の28％を占めている。中国は、この10年近く再生可能エネルギー導入の世界的リーダーであり続けてきた。134GWで、2021年に世界で追加される再生可能エネルギー容量のほぼ半分を供給している。さらに、2021年には、中国の再生可能エネルギー発電設備容量は合計1063GWとなり、国全体の発電容量の44.8％を占めた。
2030年までに、中国はエネルギー需要の25％を非化石燃料で賄うことを目指している。中国は超高圧HVDC送電線の製造・技術面で優位性を持っており、再生可能エネルギー導入の増加は中国の高圧直流（HVDC）送電システムを推進すると予想され、市場の見通しは明るい。
日本、インド、韓国、オーストラリア、その他のAPAC地域を含むその他のアジア太平洋地域には、広く使用されているHVDCシステムにおける電子部品の重要な新興アプリケーションがある。いくつかの戦略的投資、製品開発、HVDC送電線への投資、再生可能エネルギーへの移行に向けた政府のイニシアティブの結果、予測期間中にこれらの地域で市場需要が増加すると予想される。
韓国は、2050年までにカーボンニュートラルを実現することを約束したアジアで最初の国のひとつである。韓国は、発電における化石燃料への依存度を下げるため、陸上および洋上風力エネルギーの開発を計画している。これにより、二酸化炭素排出量を削減することができる。この地域におけるエネルギー産業の拡大は、コンデンサやサイリスタのような電子部品の需要を促進すると予想される。これらの部品は、送電中に、より厳しい送電網性能基準の対象となる可能性がある。
日本では、石炭価格の上昇や原子力発電の問題により、風力発電や太陽光発電などの再生可能エネルギーへの関心が高まっている。同地域では、HVDCシステムの採用により太陽光発電や風力エネルギー産業が進歩した結果、電子部品市場が大きく成長すると予想される。
産業概要
HVDCシステム用電子部品市場は、製品に多額の投資を行ってきた老舗企業で構成されている。市場に新規参入するプレーヤーは高額の投資を必要とする。各社は、強力な競争戦略によって存続することができる。また、製品の革新は、新興のアプリケーション分野やあまり開拓されていないアプリケーション分野をターゲットにして市場でのプレゼンスをさらに拡大することができるため、新規参入企業に有利となる。同市場の主要プレーヤーには、Infineon Technologies AG、Renesas Electronics Corporation、株式会社東芝などがある。
2023年3月、日立エネルギーはサウジアラビアの湾岸協力会議相互接続局と、同局傘下のアル・ファディリHVDCコンバーターステーションのアップグレード契約を締結した。このプロジェクトでは、既存のハードウェアとソフトウェアを日立エナジーのMACH制御・保護システムに置き換える。
ルネサスエレクトロニクスは2023年1月、電気自動車（EV）用インバーター向けのIGBT（絶縁ゲートトランジスタ）やSiC（炭化ケイ素）MOSFETなどの高電圧パワーデバイスを駆動するゲートドライバーICの新製品を発表した。
【目次】
1 はじめに
1.1 前提条件と市場定義
1.2 調査範囲
2 調査方法
3 エグゼクティブサマリー
4 市場の洞察
4.1 市場概要
4.2 マクロトレンドが市場に与える影響
4.3 産業の魅力 – ポーターのファイブフォース分析
4.3.1 サプライヤーの交渉力
4.3.2 買い手の交渉力
4.3.3 新規参入者の脅威
4.3.4 代替品の脅威
4.3.5 競争の程度
4.4 産業バリューチェーン分析
5 市場ダイナミクス
5.1 市場促進要因
5.1.1 再生可能エネルギーの採用拡大
5.1.2 海底送電への投資の増加
5.2 市場の阻害要因
5.2.1 金属価格の上昇が部品製造コストに影響
6 市場区分
6.1 タイプ別
6.1.1 アクティブ部品
6.1.1.1 IGBT
6.1.1.2 サイリスタ
6.1.2 受動部品
6.1.2.1 コンデンサ
6.1.2.2 抵抗器
6.2 地域別
6.2.1 北米
6.2.2 その他の地域
6.2.3 欧州、中東、アフリカ
6.2.4 中国
6.2.5 その他のアジア太平洋地域
7 競争環境
7.1 企業プロフィール
7.1.1 インフィニオン・テクノロジーズAG
7.1.2 ルネサス エレクトロニクス
7.1.3 テキサス・インスツルメンツ・インコーポレイテッド
7.1.4 株式会社東芝
7.1.5 マイクロチップ・テクノロジー社
7.1.6 STMicroelectronics NV
7.1.7 Broadcom Inc.
7.1.8 三菱電機株式会社
7.1.9 日立エネルギー（株）
7.1.10 Vishay Intertechnology Inc.
7.1.11 イートン株式会社
7.1.12 TDK株式会社
7.1.13 シーメンスエナジー
7.1.14 富士電機
8 市場の将来展望
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