市場調査レポート

フライホイールUPS市場規模と展望 2024年〜2032年

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## グローバル・フライホイールUPS市場調査レポート:詳細分析

### 概要

グローバル・フライホイールUPS市場は、2023年に3億6,600万米ドルの規模を記録し、2032年までに6億1,320万米ドルに達すると予測されています。予測期間(2024年~2032年)における年平均成長率(CAGR)は5.9%と見込まれており、安定した成長が期待されています。この市場の成長を牽引しているのは、電圧変動からの保護、高速な再充電能力、高い信頼性、優れたエネルギー拡張性、そして低いメンテナンスコストといったフライホイールUPSの顕著な特性です。

フライホイール無停電電源装置(フライホイールUPS)は、停電時に短期間のバックアップ電力を供給するエネルギー貯蔵システムです。従来のバッテリーベースのUPSシステムとは異なり、フライホイールUPSは回転する質量(フライホイール)に運動エネルギーとしてエネルギーを貯蔵し、必要に応じて電気エネルギーに変換します。この技術は、特にビジネスワークステーションにおいて、エネルギー貯蔵装置と信頼性の高い電力供給に対する需要が増加していること、そして産業および商業部門におけるデジタル機器や自動化技術への依存度が高まっていることを背景に、その重要性を増しています。さらに、航空宇宙および運輸産業におけるエネルギー貯蔵システムとしてのフライホイールUPSの導入拡大も、市場成長の強力な推進力となっています。

### 市場の推進要因

フライホイールUPS市場の成長を促進する主要な要因は多岐にわたります。

#### 航空宇宙および運輸産業における採用の増加

航空宇宙産業では、航空機の設計、シミュレーション、試験など、さまざまな目的に高度な技術とデータセンターが活用されています。これらの施設は、重要なプロセスの信頼性を確保するために、継続的で中断のない電力を必要とします。フライホイールUPSシステムは、その迅速な応答時間と低いメンテナンス要件から、航空宇宙施設のデータセンターに継続的な電力バックアップを提供するのに理想的です。世界中の主要空港で、重要なシステムを保護するためにフライホイールUPSソリューションの導入が進んでいます。例えば、カリフォルニア州のノーマン・Y・ミネタ・サンノゼ国際空港では、ペンタダイン・パワー社の先進的な複合フライホイール技術を無停電電源装置(UPS)システムに統合して利用しています。

同様に、運輸産業、特に鉄道は、安全で効率的な運行を確保するために高度な信号システムに大きく依存しています。これらのシステムには、一貫した信頼性の高い電源が不可欠です。フライホイールUPSシステムは、鉄道の信号所に設置することで迅速な電力バックアップを提供し、短時間の停電時でも信号機器が継続的に動作することを保証します。2023年に発表されたCN107492902Bは、フライホイールエネルギー貯蔵装置を組み込んだ鉄道牽引電源システムであり、鉄道の電力品質を改善する能力を示しています。航空宇宙および運輸産業におけるフライホイールUPSの利用拡大は、即時かつ信頼性の高い電力バックアップソリューションへの必要性によって推進されています。これらの産業の重要な運用が高度な技術に依存するにつれて、フライホイールUPSシステムは、継続的で中断のない電力を確保し、安全性、効率性、信頼性を向上させることで、戦略的な優位性を提供しています。

#### 自動車製造の増加

自動車製造の増加は、先進国および発展途上国の自動車部門を強化し、結果としてフライホイールUPS市場を拡大させる要因となります。自動車産業は、精密機械と高度な製造プロセスに大きく依存しており、製造プラントではロボット組立ライン、品質管理システム、および全体の生産効率を円滑に運用するために中断のない電力が不可欠です。

#### エネルギー貯蔵装置および信頼性の高い電力供給への需要増大

特にビジネスワークステーションにおいて、エネルギー貯蔵装置および連続的な電力供給への需要が増大していることも、グローバル・フライホイールUPS市場の重要な推進要因です。ビジネス部門全体でエネルギーバックアップへの需要が高まっていることも、市場拡大を後押ししています。

#### 産業・商業部門におけるデジタル機器と自動化技術への依存増大

産業および商業部門がデジタル機器や自動化技術への依存度を高めるにつれて、UPSシステムへの需要も高まっています。この要因も、フライホイールUPS市場の成長を強力に牽引しています。

### 市場の抑制要因

フライホイールUPS市場には成長を阻害する可能性のあるいくつかの課題も存在します。

#### 高い初期費用

フライホイールUPSシステムの主な欠点の一つは、従来のバッテリーベースのUPSシステムと比較して初期費用が高いことです。フライホイール技術を導入するために必要な初期投資は、特に予算が厳しい組織にとっては相当なものとなる可能性があります。Greenverse Partnersによると、フライホイールの設置費用は1kWhあたり1,500米ドルから6,000米ドルに及ぶとされています。電力保護業界の市場調査とコスト分析によると、フライホイールUPSシステムの1キロワット(kW)あたりの初期費用は、システム仕様とメーカーによって800米ドルから1,200米ドルです。一方、従来のバッテリーベースのUPSシステムは、初期費用が1kWあたり600米ドルから1,000米ドル程度です。

さらに、冗長性と拡張性のために複数のユニットが必要な場合、フライホイールUPSシステムの高い初期費用は、予算が限られている組織にとって大きな検討事項となり得ます。しかし、フライホイールUPSシステムは、長寿命、省スペース、高信頼性という利点も持ち合わせており、製品寿命全体で見ると、初期投資の最大2倍のコスト削減が期待できる場合もあります。

#### 独自のソフトウェアと技術、メンテナンスコストの高さ

フライホイールUPSメーカーは伝統的に、そのソフトウェアと技術を独自のものとしており、システムメンテナンスにおける競争を制限してきました。このため、エンドユーザーは重要な機器のサービスをメーカーに依存することが多く、継続的なメンテナンスコストが増加する傾向にあります。

### 市場機会

フライホイールUPS市場には、持続的な成長と発展を可能にするいくつかの魅力的な機会が存在します。

#### 再生可能エネルギー源との統合

フライホイールUPSシステムの再生可能エネルギー源との統合は、持続可能でグリーンなエネルギーソリューションへの世界的動向と一致しており、魅力的な機会を提示しています。フライホイール技術は、エネルギーを効率的に貯蔵および放出する能力があり、再生可能エネルギーシステムにおいて不可欠なコンポーネントとなります。これにより、グリッドの安定性に貢献し、太陽光や風力などの供給源からの発電の全体的な信頼性を高めます。

再生可能エネルギーを動力源とするマイクログリッドは、安定した電力網へのアクセスが限られている遠隔地やオフグリッド地域で人気を集めています。これらのシナリオでは、フライホイールUPSシステムは、再生可能エネルギー発電の断続的な性質に対処するために使用されます。例えば、太陽光パネルを動力源とするマイクログリッドは、気象条件によりエネルギー出力に変動が生じる可能性がありますが、フライホイールシステムは電力供給のギャップをシームレスに埋め、重要な負荷への一貫した信頼性の高いエネルギー供給を保証します。国際エネルギー機関(IEA)は、世界の電力需要が2023年から2025年にかけて年間3%増加すると予測しています。さらに、IEAは、再生可能エネルギーが2025年までに世界の発電量の35%を占めるようになると予測しており、これは現在の29%から増加する見込みです。この増加の70%以上を中国、東南アジア、インドが占めると報告書は示唆しています。一方で、先進国は、暖房や運輸などの部門における化石燃料への依存を減らしつつ、より多くの電力を生成することを目指しています。

さらに、フライホイールシステムは、再生可能エネルギーアプリケーションにおいて従来のバッテリーベースのエネルギー貯蔵を上回る性能を発揮します。これらは、より高い効率性、経時的な劣化が最小限に抑えられた長寿命、そして特定のバッテリー化学物質に含まれる有害物質を使用しないため、より低い環境負荷といった利点を持っています。

### セグメント分析

フライホイールUPS市場は、そのアプリケーションに基づいて、データセンター、医療画像処理、産業用重要プロセス、自動車、防衛などに細分化されています。この中で、産業用重要プロセスが市場の最大のシェアを占めています。

#### 産業用重要プロセス

産業用重要プロセスには、製造、化学処理、半導体生産など、幅広い製造および生産活動が含まれます。これらのプロセスでは、停電が発生すると、運用効率の低下、安全上のリスク、または製品品質の問題につながる可能性があります。フライホイールUPSシステムは、このセグメントにおいて重要な機械やプロセスを保護するために使用されます。フライホイール技術は、製造業、化学処理業、半導体生産業に安定性を提供します。電力障害に瞬時に対応するフライホイールの能力は、産業プロセスの中断のない稼働を保証し、ダウンタイムを削減し、複雑な製造業務の完全性を維持します。産業界が回復力と効率性を優先するにつれて、フライホイールUPSシステムは重要なプロセスの継続を確保する上でますます重要になっています。

#### データセンター

データセンターは、コンピューティング機器とネットワーキング機器を収容する中心的なハブであり、現代のデジタルインフラの基盤を形成しています。このアプリケーションセグメントにおいて、フライホイールUPSシステムはデータセンターの運用に継続的な電力を確保するために不可欠です。フライホイールシステムの瞬時応答能力と短期間のエネルギー貯蔵能力は、停電時のギャップを埋め、データ損失やダウンタイムを防ぐのに理想的です。データセンターがエネルギー効率と迅速な電力バックアップソリューションを優先するにつれて、フライホイールUPSシステムは、従来のバッテリーベースシステムに代わる信頼性が高く環境に優しい選択肢を提供します。

#### 自動車

自動車産業は、精密機械に大きく依存し、高度な製造プロセスを採用しており、フライホイールUPSシステムを導入することで利点を得ています。自動車製造工場では、ロボット組立ライン、品質管理システム、および全体の生産効率の円滑な運用を確保するために、中断のない電力が不可欠です。フライホイールUPSシステムは、ダウンタイムを削減し、製造プロセスの中断を防ぐ上で重要な役割を果たし、自動車施設が中断のない運用を維持することを保証します。自動車産業が自動化およびインテリジェント製造技術を採用するにつれて、フライホイール技術の信頼性と迅速な応答機能は、円滑な運用を確保する上でますます価値が高まっています。

#### 防衛

フライホイールUPSシステムは、防衛アプリケーションにおいて、機密性の高い電子機器や通信インフラを保護するために使用されます。特に、ミッションクリティカルなシステムにとって揺るぎない信頼性が不可欠な場合において重要です。軍事施設、指令センター、防衛施設では、フライホイール技術を活用して、停電時でも必須機器、通信ネットワーク、監視システムの継続的な運用を保証します。フライホイールUPSシステムは、防衛アプリケーションの厳格な要求、すなわち迅速な反応時間と堅牢性を満たすために、迅速にバックアップ電力を供給することができます。

#### 医療画像処理

(提供された情報には医療画像処理セグメントに関する詳細な説明がありません。)

### 地域分析

グローバル・フライホイールUPS市場は、地理的に北米、アジア太平洋、欧州、ラテンアメリカ、中東・アフリカに区分されています。

#### 北米

北米は、グローバル・フライホイールUPS市場において最も大きな市場シェアを占めており、予測期間中に6.3%のCAGRで成長すると推定されています。この地域が市場を支配すると予想される主な理由は、重要な産業やIT企業の存在、そしてデータセンターやビジネスにおける中断のない電力供給の必要性です。さらに、急速な経済発展、生活水準の向上、安定した電力供給への需要増大が、この地域の市場成長を牽引しています。米国エネルギー情報局(EIA)は、米国の電力需要が2022年の4,048億キロワット時(kWh)から2023年には3,984億kWhに減少すると予測していますが、経済成長が見込まれるため、2024年には4,068億kWhに増加すると予測しています。

#### アジア太平洋地域

アジア太平洋地域は、予測期間中に6.9%という最高の複合年間成長率(CAGR)を示すと予想されています。この地域は、自動車、航空機、食品加工、電気通信、および電力供給における需要の増加によって成長が牽引されると予測されています。中国、インド、日本、韓国などの発展途上国における一人当たり可処分所得の増加、頻繁な停電、およびエネルギー需要の増大が、フライホイールエネルギー貯蔵システムへの需要を促進し、この地域の市場成長に貢献しています。

さらに、丁輪能源科技(山西)有限公司は、2023年6月7日に山西省長治市屯留区で30MWのフライホイールエネルギー貯蔵プロジェクトの建設を開始しました。このプロジェクトは、中国初のグリッドレベルのフライホイールエネルギー貯蔵周波数調整発電所であり、山西省における重要な事業です。これは、「新エネルギー+エネルギー貯蔵」を統合する初期のパイロット実証プロジェクトの一つとして、地域にとって極めて重要なプロジェクトです。この発電所は、それぞれ120個のフライホイールエネルギー貯蔵ユニットからなる12のフライホイールエネルギー貯蔵アレイで構成され、これらのアレイは山西省電力網と相互接続されます。これにより、この地域の市場はさらに前進するでしょう。

#### 欧州

欧州は、自動車への強い需要を背景に、フライホイールUPS市場で成長を経験すると予測されています。自動車産業の拡大は、予測期間中にフライホイールUPS市場の発展に影響を与えると予想されます。例えば、EUの自動車販売台数は2023年に約17%という大幅な成長を経験し、2024年には2.5%増加すると予測されています。2023年までに、バッテリー電気自動車の市場シェアは14.6%に急増しました。欧州の電気自動車(EV)販売台数(バッテリー電気自動車(BEV)とプラグインハイブリッド電気自動車(PHEV)の両方を含む)は、2022年と比較して2023年に15%増加すると予測されており、2023年には37%の成長率を経験しています。

加えて、欧州諸国は、フライホイールなどのエネルギー貯蔵技術の導入を促進するための政策や規制を制定してきました。欧州グリーンディールや再生可能エネルギーに関する国家目標などのイニシアチブの実施は、フライホイールエネルギー貯蔵システムの利用にとって有益な規制枠組みを確立しています。フライホイールは、グリッドオペレーターに迅速な応答時間と優れたサイクリング能力を提供し、グリッドの柔軟性と安定性サービスに非常に適しています。

#### ラテンアメリカ

ラテンアメリカは、予測期間を通じて経済拡大を経験すると予想されています。この地域は、エネルギー源とシステムにおいて大きなかつ急激な変化を遂げています。いくつかの国では、水力発電や原油などの従来のエネルギー源から、多様なクリーン燃料を含む多様なエネルギーポートフォリオへと急速に移行しています。これは、ラテンアメリカ全域で電力要件を満たすという課題を地域にもたらしています。ブラジル、ジャマイカ、アルゼンチン、チリなどの国々は、エネルギー貯蔵インフラを強化および拡大するために資源を段階的に割り当てています。

#### 中東・アフリカ

中東・アフリカ地域では、予測期間を通じて成長が期待されています。人口の間で中断のない電力への需要が高まっているため、エネルギー貯蔵システムの需要が急速に増加しています。GCC地域ではデータセンターの設置が増加しています。サウジアラビアには22のデータセンターがあり、UAEには9つあります。データセンターは、その利点、優れた効率性と信頼性、便利なメンテナンス、そして貯蔵容量の増加といった理由から、フライホイールエネルギー貯蔵システムの導入を選択することがよくあります。

### COVID-19パンデミックの影響

2020年の大部分において、COVID-19パンデミックの発生により、世界中の人々が自宅での隔離を余儀なくされました。各国政府は、病気の蔓延を阻止するために移動を制限し、世界中の旅行を禁止しました。これは間違いなく、人々が孤立から逃れ、以前のように生活を楽しみたいという願望を引き起こしました。GDPの低下と大小企業の混乱により、政府も2021年からは禁止措置を解除し、制限を緩和する動きを見せています。この期間は、フライホイールUPS市場にとって好機となりました。パンデミック中に、人々がグリーンエネルギーと環境保全への意識を高め、適応していったためです。


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Report Coverage & Structure

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[参考情報]
フライホイールUPS(無停電電源装置)は、電力供給が中断された際に、重要な電子機器への電源供給を瞬時に維持するためのシステムでございます。一般的なUPSがバッテリーに化学エネルギーを蓄えるのに対し、フライホイールUPSは高速回転するフライホイールに運動エネルギーを蓄積し、それを電気エネルギーに変換して供給する点が大きな特徴でございます。これにより、商用電源の瞬時電圧低下や停電発生時にも、機器への電源供給を途切らせることなく、安定した運用を可能にします。

その動作原理は、通常時において商用電源から電力を受け、モーターを介してフライホイールを高速で回転させることで運動エネルギーを蓄えます。万が一、商用電源に異常が発生し、電力供給が停止した際には、この回転するフライホイールの運動エネルギーが発電機として機能し、蓄えられたエネルギーを電気エネルギーに変換して負荷側へ供給いたします。この一連の切り替えは非常に高速で行われるため、電力の瞬断から機器を保護することができ、バックアップ電源(自家発電機など)が起動するまでの短時間、安定した電力を供給するブリッジとしての役割を担います。

従来のバッテリー式UPSと比較して、フライホイールUPSにはいくつかの顕著な利点がございます。まず、バッテリーのような化学反応を用いる部品がないため、寿命が非常に長く、一般的に20年以上の稼働が見込まれます。また、バッテリーの交換やメンテナンスにかかる手間やコストを大幅に削減できる点も大きなメリットです。さらに、バッテリーは温度変化に敏感であるのに対し、フライホイールは高温環境下でも性能が低下しにくく、冷却設備への依存度を低減できるため、データセンターなどの環境負荷が高い場所での運用に適しております。環境面では、有害物質を含むバッテリーを使用しないため、廃棄時の環境負荷も低いと言えます。

フライホイールUPSの形態としては、単体で短時間の電力供給を担うシステムと、より大規模なロータリーUPS(DRUPS: Dynamic Rotary UPS)に組み込まれるケースがございます。DRUPSは、フライホイールとディーゼルエンジンを組み合わせた統合システムで、フライホイールが瞬時の電力供給を確保し、その間にディーゼルエンジンが起動して長時間のバックアップを供給します。このように、フライホイールは単なる短時間バックアップに留まらず、より堅牢な電力供給システムの中核をなす技術としても活用されております。

主な用途としては、24時間365日稼働が求められるデータセンターやクラウドサービス基盤が挙げられます。電力の一瞬の乱れが大規模なシステムダウンやデータ損失に繋がりかねないため、フライホイールUPSによる確実な電力供給は不可欠でございます。その他、半導体製造工場や自動車工場といった製造業のライン、病院の医療機器、放送局の送電システムなど、電力品質が生産性や安全性に直結するあらゆる分野で導入が進められております。これらの施設では、停電による経済的損失や社会的影響が甚大であるため、信頼性の高い無停電電源システムが強く求められます。

関連技術としては、まずバッテリー式UPSが挙げられます。近年ではリチウムイオンバッテリーの進化により、バッテリー式UPSも高効率化・長寿命化が進んでおりますが、フライホイールとは異なる特性を持っております。また、超電導磁気エネルギー貯蔵システム(SMES)やスーパーキャパシタなども、瞬時の電力供給を目的としたエネルギー貯蔵技術として研究・開発が進められております。フライホイールUPSは、これらの技術群の中で、特に大容量の電力を短時間で供給する能力に優れており、高い信頼性と長寿命が求められるインフラ分野において、その価値を確立しております。

このように、フライホイールUPSは、運動エネルギーを電力に変換するという独自のメカニズムによって、現代社会の基盤を支える重要なシステムに安定した電力を供給し続ける、非常に信頼性の高い無停電電源装置でございます。バッテリーに依存しないその特性は、メンテナンスコストの削減、環境負荷の低減、そして何よりも高い可用性を提供し、今後もその重要性は増していくことでしょう。