永久磁石モーター市場規模と展望, 2025年~2033年

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世界の永久磁石モーター市場は、2024年に439.2億米ドルの規模を記録しました。この市場は、2025年には483.2億米ドルに達し、2033年までには1035.7億米ドルへと拡大すると予測されており、予測期間(2025年~2033年)における年平均成長率(CAGR)は10%と見込まれています。
**市場概要**
永久磁石モーター(PMM)は、巻線の代わりに永久磁石を使用するブラシレス電動モーターです。このモーターは、スマートウォッチのステッピングモーターからデバイスツールキットの駆動システム、さらには船舶推進用の大型永久磁石同期モーターに至るまで、その多様な特性を発揮します。長年にわたり、その最大の信頼性と効率性から導入が著しく増加しており、企業による製品差別化と技術革新に支えられ、今後もこの成長傾向は続くと予想されています。特に電気自動車の普及は、予測期間中に市場の成長を大きく後押しすると期待されています。国際エネルギー機関(IEA)の報告によると、プラグイン電気軽自動車の販売台数は2020年までに300万台に達しました。2020年には、欧州の5大市場における電気自動車の売上が劇的に増加し、ドイツは規制および補償制度の変更が相まって、プラグイン電気自動車の最大の消費者となる可能性があります。主要な自動車メーカーが永久磁石モーターを車両に統合する動きを加速していることから、電気自動車における永久磁石モーターの世界的な需要は増加し、予測期間中に市場の成長を促進すると見込まれています。
永久磁石モーターは、固定子と回転子の間の密接な相互作用がないため、従来の交流誘導モーター(ACIM)よりも効率的かつ高速であることが実証されています。これにより、世界中の多様な最終用途産業において、多くのメーカーに採用されています。永久磁石モーターの低い動作温度は、摩耗を減らし、メンテナンスコストを削減するため、従来のモーターに代わる効果的な選択肢となります。また、その長い負荷運搬寿命と絶縁寿命、そして堅牢な設計により、困難な状況下でも長年にわたるトラブルフリーな運用が可能です。さらに、これらのモーターは従来の同期モーターとは異なり、一貫した安定した磁場を生成します。軽量な永久磁石にもかかわらず、最高のトルク密度を提供します。誘導モーターの初期費用は低いものの、高い運用コストが多くの企業にエネルギー効率の最大化と迅速な投資回収のために永久磁石モーターを選択させる要因となっています。
永久磁石ACモーター(PMAC)/ドライブ構成のシステム効率は、40%から120%以上の負荷範囲で高い効率を示すことが確認されています。また、PMACモーターは希土類金属がより多くの磁束を生成するため、同等の誘導モーターよりも高いエネルギー密度を持っています。PMACモーターの損失は、NEMAプレミアム誘導モーターと比較して15~20%低いです。PMACモーターは、同期動作により優れた過渡性能と速度制御精度を持ち、高慣性位置決めシステムにおいて大きな利点となります。より多くの可変周波数ドライブ(VFD)メーカーが永久磁石モーターの高性能制御機能を追加し始めており、これにより所有者や投資家はモーターシステムをより効果的かつ小型で低コストに構成できるようになることが、予測期間中に継続すると予想されます。
**市場促進要因**
1. **電気自動車(EV)の普及拡大と政府支援:**
過去数十年にわたり、汚染レベルの削減を目的として電気自動車は世界中で人気を集め、自動車メーカーはより長い走行距離と低コストの電気モデルを多数発表してきました。EVは自動車産業の不可欠な要素となりつつあり、エネルギー効率の向上、汚染物質および温室効果ガス排出量の削減への道筋を示しています。エネルギーコストの上昇とエネルギー効率の高い技術間の競争がEVの成長を後押ししています。中国、ノルウェー、スウェーデン、米国、日本などの主要国におけるEV産業は、政府支援、企業の導入、消費者の期待により、2019年に記録的な販売台数を達成し、今後も成長が期待されています。IEAは、世界の電気自動車販売台数が300万台を超え、市場シェアが4%以上になったと推定しており、これは現在の政策支援と追加の刺激策に大きく起因しています。2020年は電動モビリティにとって画期的な年となり、2019年の210万台から世界販売台数が40%増加し、2010年から2018年までに見られた2桁成長率への回帰を示しました。その結果、現在、世界中で1000万台以上の電気自動車が走行しています。
2. **ネオジム磁石の優れた特性:**
ネオジムは、高品位と低品位の両方の形態で利用可能であり、効率とトルクの面で従来のモーターを凌駕する性能を発揮することで、その魅力を広げています。さらに、その極めて高いエネルギー積と顕著な磁束密度は、商業プロセスにおいて不可欠な選択肢となっています。
3. **産業オートメーションとエネルギー効率への意識向上:**
永久磁石モーターは、機械効率を向上させるために様々な産業用途で利用されています。フォークリフト、船舶用ポンプ、ロボット、鉄道など、多岐にわたる用途で永久磁石モーターが使用されています。電動モーターは総電力使用量の約45%を占めると予想されており、特に産業部門では、プラント電力消費量の約3分の2がモーターに起因します。これらの要因に加え、電力消費削減の重要性への理解が深まった結果、多くの企業が永久磁石同期モーターや同期リラクタンスモーターなどの磁石モーターを採用しています。北米における政府および規制当局による、複数の産業における統一環境の採用を促進するための措置が増加しており、予測期間中に市場が拡大すると予想されます。米国政府の「2018年経営アジェンダ」および「2020会計年度米国予算計画」では、従業員および財務上の懸念を管理し、国民に改善されたサービスを提供するためのツールとして自動化の利用と探求が議論されました。このような取り組みは、エネルギー効率の高いモーターへの需要を押し上げると期待されています。北米市場では、高効率電気機械が新たな主要トレンドとなっており、IE4およびIE5などの高効率クラスのモーターが開発されています。IE4電気モーターはすでに市場に投入されており、IE5機械も多くの主要メーカーによって検討されています。
**市場抑制要因**
1. **ネオジムの価格高騰と希少性:**
ネオジムの価格高騰と希少性は、材料の成長を制限する可能性が高いです。
2. **COVID-19パンデミックの影響:**
COVID-19の発生は、世界中のいくつかの産業にほぼすべての操業停止を余儀なくさせ、永久磁石モーター市場の成長に影響を与えました。原材料が中国から購入されているため、米国の関税が調達に影響を及ぼしています。さらに、COVID-19のパンデミックが拡大した結果、製造業などの産業において重要な適用性を持つ永久磁石モーター市場は混乱する可能性があります。例えば、中国のEV販売は、パンデミックの影響で2020年には前年比23%減の82万1000台に落ち込むと予想され、販売回復は下半期にずれ込むと見込まれています。また、米国の主要自動車メーカーは、フリート受注の低迷により、月次または四半期の新車販売台数が減少したと報告しました。COVID-19パンデミックが続く中、一部の自動車メーカーは消費者需要が依然として堅調であると述べていますが、フィアット・クライスラー・オートモービルズNVは2020年第2四半期に販売が39%減少したことを明らかにしました。同社は、米国経済の再開により、小売販売が4月以降ようやく回復していると述べています。
希土類を利用した自動車、トラック、鉄道、航空機、製造用発電機、家電製品、消費財などの移動機器のほとんどの部品は中国または日本で製造されています。COVID-19パンデミックは、このような材料の輸出を妨げました。中国が希土類生産および希土類部品製造を独占しているため、これは米国および欧州経済に連鎖的な影響を及ぼすでしょう。フラットスクリーン研磨や石油精製に利用されるセリウムとランタンの価格は、8月時点で最大3分の2下落し、さらに下落傾向にあります。さらに、絶えず変化する経済状況が希土類生産地のシフトと生産増加を誘発し、希土類元素の新たな用途開発につながる一方で、市場の不確実性ももたらしています。
米国連邦準備制度理事会によると、米国の鉱工業生産は2020年5月に前年同月比15.30%減少し、これは4月の16.2%減に続くものでした。多くの製造業者がCOVID-19パンデミックによる操業停止後、暫定的に操業を再開した時期であり、市場にさらなる影響を与えました。
**市場機会**
1. **電気自動車(EV)需要の回復と継続的成長:**
COVID-19危機にもかかわらず、英国では電気自動車の需要が増加しているとSMMT(英国自動車製造販売業者協会)は報告しています。また、ブラジルの電気自動車協会によると、COVID-19パンデミックの悪影響にもかかわらず、ブラジルにおける電気自動車およびハイブリッド車の販売は2020年に増加しました。2020年には、同国で約2万台の車両が販売され、前年比で66%以上の増加を記録しました。その結果、2006年以降、ブラジルでは4万2500台が販売されています。自動車産業がCOVID-19パンデミックからゆっくりと回復するにつれて、同地域の永久磁石モーター市場にはさらなる機会が生まれるでしょう。
2. **技術革新と産業オートメーションの拡大:**
永久磁石モーターの継続的な製品差別化と企業による技術進歩は、市場の成長を持続させます。VFDメーカーが永久磁石モーターの高性能制御機能を追加し始めていることは、所有者や投資家がモーターシステムをより効果的、小型、低コストで構成することを可能にし、予測期間中にこの傾向が継続することが期待されます。産業オートメーションおよびロボティクス分野における永久磁石モーターの広範な利用は、市場に大きな機会をもたらします。永久磁石モーターは、部分速度および部分負荷でも高い運転効率を提供するため、マテリアルハンドリング、コンベヤベルト、ブレンダー、グラインダーなど、さまざまな用途に理想的です。技術進歩の結果、高トルク密度、高耐久性、モーター性能向上を提供する産業用ロボットが利用可能になりました。産業におけるロボットの人気が高まるにつれて、永久磁石モーターの需要も上昇すると予想されます。
3. **政府の支援と環境規制:**
北米における市場参加者やその他の団体による投資増加、ならびにエネルギー効率が高く環境に優しいエコシステムを構築するための連邦プログラムは、同地域の市場に大きな機会をもたらします。同地域の強力な風力エネルギー産業も予測期間中に成長し、永久磁石市場の拡大を後押しすると期待されています。欧州諸国における永久磁石モーター市場は、収益性の高い拡大が予測されています。電気自動車へのトレンドシフトは、地球温暖化という重大な問題の軽減と風力発電設備の増加を背景に、永久磁石モーター市場を後押しすると予想されます。ドイツ、英国、ノルウェー、フランスによって計画されているe-モビリティ投資は、永久磁石モーターの需要を促進する可能性があります。
**セグメント分析**
**地域別分析:**
* **北米:**
2021年に永久磁石モーター市場で最大のシェアを占めました。北米の永久磁石モーター市場は、2030年までに384.24億米ドルの価値を創出し、CAGRは9%で成長すると予想されています。市場参加者およびその他の団体による投資増加、ならびにエネルギー効率が高く環境に優しいエコシステムを構築するための連邦プログラムによって牽引されると見込まれます。同地域の強力な風力エネルギー産業も予測期間中に成長し、永久磁石市場の拡大を後押しすると期待されています。北米では、複数の産業における統一環境の採用を促進するための政府および規制当局による措置が増加しています。例えば、「2018年経営アジェンダ」および「2020会計年度米国予算計画」では自動化が強調され、エネルギー効率の高いモーターへの需要を促進しています。高効率電気機械(IE4およびIE5)は、現在北米市場における新しい主要トレンドとなっています。
* **アジア太平洋:**
今後、有利な成長が期待されています。アジア太平洋地域の永久磁石モーター市場は、予測期間中に最高のCAGR 11%で成長し、2030年までに162.80億米ドルの価値を創出すると予想されています。同地域は、永久磁石モーターの世界市場において、堅調で強力な市場であり続けています。日本と中国における政策刺激策を反映した、同地域最大の経済圏における最近の勢いの高まりが、他の地域経済にも恩恵をもたらしています。
* **欧州:**
永久磁石モーター市場は、欧州諸国で収益性の高い拡大が予測されています。電気自動車へのトレンドシフトは、地球温暖化という重大な問題の軽減と風力発電設備の増加を背景に、永久磁石モーター市場を後押しすると予想されます。ドイツ、英国、ノルウェー、フランスによって計画されているe-モビリティ投資が、永久磁石モーターの需要を促進する可能性が高いです。
**モータータイプ別分析:**
永久磁石モーター市場は、直流(DC)モーターと交流(AC)モーターに分類されます。
* **交流(AC)モーターセグメント:**
永久磁石モーターの他の製品タイプを凌駕し、市場を支配しています。このセグメントは、2030年までに450.5298億米ドルを生成し、予測期間中にCAGR 9.35%で成長すると予想されています。永久磁石ACモーター(PMAC)は、従来の誘導ACモーターに似ていますが、回転子が希土類磁石で永久磁化されている点が異なります。固定磁石を使用することで、電磁石を使用するよりもモーターのエネルギー損失が少なくなります。同期ACモーターは、電子整流モーター(ECM)よりも効果的です。PMACモーターでは、永久磁石が誘導モーターの回転子積層層に上部に取り付けられるか、内部に組み込まれます。永久磁石によって生成される磁場がトルクを発生させます。デバイスがコンセントまたは三相ライン入力に接続される永久的な用途では、ACモーターがより多く使用される傾向があります。PMACモーターは、その優れた効率と軽量性により、今後数年間で急速に成長すると予想されています。PMACモーターはDCモーターよりも5~10%効率が高いことが実証されています。
* **直流(DC)モーターセグメント:**
産業が誘導モーターから移行し始めて以来、永久磁石DCモーターは一般的になっています。DCモーターの利点には、シンプルさ、携帯性、追加の制御なしで機能する能力が含まれます。長寿命の磁石シャフトを備えたエンジンは、非常に耐久性のある磁石DCエンジンです。このエンジンでは、磁石が界磁巻線の代わりにエアギャップ内で動作を可能にします。PMDCエンジンの回転子構成は、電機子コア、整流子、電機子巻線で構成されます。一般的なDCエンジンには、電機子巻線と界磁巻線の2種類の巻線があります。電機子巻線は回転子に巻かれますが、界磁巻線の主な機能はモーターの固定子に巻かれ、エアギャップ内に魅力的な遷移を作り出すことです。不活性なカーボンブラシが、通常のDCエンジンと同様に整流子に押し付けられます。PMDCエンジンの動作電圧は、電圧源から供給される6ボルト、12ボルト、または24ボルトのDC電源です。
**磁性材料タイプ別分析:**
永久磁石モーター市場は、フェライト、ネオジム、サマリウムコバルト、その他に分類されます。
* **ネオジムセグメント:**
2030年までに493.90億米ドルを生成すると予測され、CAGRは11%です。ネオジム磁石は自動車分野で幅広い用途を持ち、ハイブリッド車や電気自動車のエンジンに一般的に使用されています。他の形態と比較して、高い抵抗率、残留磁化、発電能力を持つ一方で、キュリー温度は低いという特徴があります。ネオジム磁石の進歩は、自動車産業を独占する企業にとって有益であることが証明されています。例えば、日本の主要メーカーの1社は、最新モデルで30キログラムの希土類材料を使用しており、その大部分をネオジム磁石が占めています。トヨタは、従来の鉄、ホウ素、ネオジム(NdFeB)磁石に含まれるネオジムのほんの一部しか含まない、電動モーターなどの高エネルギー用途向けの新しい磁石を開発しました。
**最終用途産業別分析:**
永久磁石モーター市場は、自動車、航空宇宙・防衛、水・廃水処理、一般産業エネルギー、鉱業・石油・ガス、その他に分類されます。
* **一般産業セグメント:**
市場への最大の貢献者であり、2030年までに180.74億米ドルに達すると推定され、予測期間中のCAGRは9%です。永久磁石モーターは、産業オートメーションおよびロボティクス分野で広く使用されています。永久磁石モーターは、部分速度および部分負荷でも高い運転効率を提供するため、マテリアルハンドリング、コンベヤベルト、ブレンダー、グラインダーなど、さまざまな用途に理想的です。技術進歩の結果、高トルク密度、高耐久性、モーター性能向上を提供する産業用ロボットが利用可能になりました。産業におけるロボットの人気が高まるにつれて、永久磁石モーターの需要も上昇すると予想されます。


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永久磁石モーターは、その名の通り、電磁石の代わりに永久磁石を主要な磁界発生源として利用する電動機の一種でございます。このモーターは、固定子(ステーター)に巻かれたコイルに電流を流すことで生じる電磁石の磁界と、回転子(ローター)に配置された永久磁石の磁界との相互作用によって回転トルクを発生させます。従来の電磁石を用いるモーターと比較して、励磁電流が不要であるため、銅損が低減され、高いエネルギー効率と優れた出力密度を実現できる点が最大の特徴でございます。これにより、小型・軽量化が可能となり、幅広い分野でその利用が拡大しております。
この種のモーターの基本的な動作原理は、フレミングの左手の法則に基づいております。永久磁石が作る固定された磁界の中で、ステーターのコイルに交流電流を流すと、その電流と磁界の相互作用によりコイルに電磁力が発生し、この力がローターを回転させるトルクとなります。永久磁石を使用することで、ローターの磁界を外部から供給する必要がなく、その結果として電気エネルギーの損失が少なく、効率的な運転が可能となるのです。また、永久磁石の磁力が非常に強いため、モーター全体のサイズを小さくしながらも高い出力を得ることができ、優れた動特性と精密な制御性も兼ね備えております。
永久磁石モーターは、その駆動方式や構造によっていくつかの主要な種類に分類されます。代表的なものとしては、永久磁石同期モーター(PMSM)とブラシレスDCモーター(BLDC)が挙げられます。PMSMは、正弦波電流で駆動され、滑らかで振動の少ないトルクを発生させることが特徴であり、高精度な位置制御や速度制御が求められる用途に適しております。PMSMの中には、ローター表面に永久磁石を貼り付けた表面磁石型(SPM)と、ローター内部に永久磁石を埋め込んだ埋込磁石型(IPM)がございます。IPMは、永久磁石による磁気トルクに加えて、ローターの磁気抵抗差を利用したリラクタンストルクも発生させるため、より高効率で高速回転に適しているとされます。一方、BLDCは、矩形波電流で駆動されることが多く、比較的シンプルな制御回路で動作するため、コストを抑えつつ高い効率と耐久性を実現できます。これらのモーターは、ブラシと整流子を持たないため、ブラシの摩耗によるメンテナンスが不要であり、長寿命であるという共通の利点がございます。
永久磁石モーターの用途は非常に広範にわたっております。その高い効率と小型・軽量性から、電気自動車(EV)やハイブリッド車(HEV)の駆動用モーターとして不可欠な存在となっており、自動車の燃費向上と性能向上に大きく貢献しております。また、産業用ロボット、工作機械、エレベーターなどの産業機器においては、精密な位置決めと高速応答性が求められることから、PMSMが広く採用されております。家電製品においても、エアコンのコンプレッサー、洗濯機、冷蔵庫、掃除機など、省エネルギー化が求められる多くの製品で永久磁石モーターが利用され、大幅な消費電力削減に寄与しております。さらに、ドローン、電動工具、医療機器(MRI装置など)、風力発電機といった多岐にわたる分野でも、その優れた特性が活かされており、現代社会の多様なニーズに応える重要な技術となっております。
このような高性能な永久磁石モーターの実現には、多岐にわたる関連技術の進歩が不可欠でございます。その中でも特に重要なのが、高性能な永久磁石材料の開発です。ネオジム磁石やサマリウムコバルト磁石に代表される希土類磁石は、非常に強い磁力を持つため、モーターの小型化と高出力化に大きく貢献しております。また、モーターを効率的かつ精密に制御するためには、パワーエレクトロニクス技術が不可欠です。インバーターやコンバーターといった電力変換装置は、直流電源から交流電流を生成したり、電圧や周波数を調整したりすることで、モーターの速度やトルクを自在に制御することを可能にします。さらに、ベクトル制御やセンサーレス制御といった高度な制御アルゴリズムの開発も、モーターの効率向上、応答性改善、そしてコスト削減に寄与しております。モーターの設計段階では、有限要素法(FEM)などの磁界解析技術を用いて、磁石の配置やコイルの形状を最適化し、最大の性能を引き出す努力がなされております。これらの技術が複合的に進歩することで、永久磁石モーターは今後もさらなる進化を遂げ、持続可能な社会の実現に貢献していくことでしょう。