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世界の地熱エネルギー市場 - 2027年までの世界予測:用途別(発電、住宅・商業用冷暖房)、技術別

世界の地熱エネルギー市場規模は2021年に66億ドルと評価され、地熱エネルギー産業は2022年から2027年にかけてCAGR 5.9%で成長し、2027年には94億ドルに達すると予測されます。住宅、商業、工業の各分野における常時電力供給への需要の高まり、産業界における持続可能な手段による発電への需要の高まりが、地熱エネルギー市場の主要な推進要因となっています。

 

地熱エネルギー市場の動向

 

ドライバー 持続可能な手段による発電の需要の高まり 地熱発電は、乾式蒸気プラント、フラッシュプラント(シングル、ダブル、トリプル)、バイナリープラント、複合サイクルやハイブリッドプラントなど、従来の地熱資源を利用する技術が主体となっている。しかし、高品質の従来型資源へのアクセスが難しくなるにつれ、将来的には強化型地熱システムの開発により、より深い資源にアクセスできるようになる可能性があります。

2021年末時点で、地熱発電の総設備容量は15,960MWに達しています。この年に新たに地熱発電を追加したコロンビアと台湾とともに、いくつかの国で追加容量が追加されました。米国は世界でも有数の地熱発電の生産国である。2021年には、カリフォルニア、ネバダ、ユタ、オレゴン、ハワイ、アイダホ、ニューメキシコ地熱発電所があり、米国の全実用規模発電の約0.4%に相当する約162億キロワット時(kWh)を生産した。2050年までには、米国西部以外でも地熱発電の出力は大幅に増加し、60ギガワット以上の電気(GWe)の信頼性と柔軟性のあるクリーンエネルギーを提供できるかもしれない。

制約 探査・掘削技術の不足 厳しい地熱環境での井戸の掘削、建設、操業には、水や石油・ガスの掘削に比べ、高度な技術やテクニックが必要です。地熱掘削は、循環の損失、ドリルビットの移動、低い浸透率や掘削力学の損傷による非生産的な時間に悩まされている。掘削効率とシステム性能の向上は遅々として進まず、掘削にかかる初期費用は大幅に増加しています。掘削作業は地熱開発のコストの大部分を占めるため、より効率的な掘削はリスクとコストを低減し、短期的に地熱開発の増加に貢献します。各社は、高温・硬岩の地熱掘削の高度化に取り組んでいる。現在、地熱掘削は硬い岩盤や結晶層を平均125フィート/日で掘削しており、石油産業の掘削と比較して時間とコストがかかる。

短命の石油・ガス井とは異なり、地熱井は常に使用され、過酷な条件下で数十年持たなければならず、300℃を超える温度と潜在的に1Mを超える高塩分の流体の中で何年も生き続けることができる坑井材料(ケーシングとセメントバックの両方)が必要です。同様に、石油・ガス産業におけるダウンホールデータ収集は、掘削時間とコストを削減し、浸透率を35%~55%向上させました。新しいセンシングとエレクトロニクス技術によって地熱掘削を最適化することで、掘削時間を50%短縮することができます。高温(250℃以上)の地熱坑井で使用するために、新しい材料や設計を用いた新しいダウンホール掘削・データ収集ツールを開発し、その温度・圧力能力を高める必要があります。現在のダウンホールセンサー技術は150℃以上では信頼できないが、地熱で予想される掘削環境は400℃を超える。

チャンスです: 低・中温の地熱資源の可能性 低温から中温の地熱エネルギーとは、300°F(150℃)以下の地中の地熱流体から得られる熱と定義されています。これらのシステムは、世界にとって重要なエネルギー資源であるが、発電には経済的に困難である。地熱開発における課題(探査、許認可、資金調達、運営)に加え、低温資源はエクセルギーが低く、熱を電気に変換するための効率も低い。一部の低温資源は、バイナリーサイクル発電技術を使って発電することができる。これらの資源は、地域暖房、温室、漁業、鉱物回収、工業プロセス加熱など、直接利用する用途で一般的に使用されている。低温地熱エネルギー資源は、都市中心部、農村部、遠隔地など、さまざまな地域の顧客によって利用されることがあります。

超低温の地熱エネルギーは、30℃以下の熱源から回収することができます。この地熱エネルギーは、ヒートポンプを通じて暖房用途に使用することができます。このようなシステムの用途には、住宅、アパート、オフィスやショッピングモールなどの商業ビルが含まれます。都市計画者は、大規模な複合施設の冷暖房に超低温の地熱エネルギーを利用することが増えています。低温資源は、世界の地熱ポートフォリオに大きく貢献する可能性を秘めている。米国地質調査所は、米国内に12万メガワット以上の未開発の低温地熱資源があることを確認しました。これらの資源は、通常、米国東部の州に存在します。2021年、米国DoEは、米国の低温から中温の地熱資源と共同生産資源の成長を支援するための研究開発費として、~1,500万米ドルを発表しました。政府は、地表や地下の技術の進歩、教育やアウトリーチの改善、政府と産業界の協力関係の強化を通じて、低温発電の広範な生産の実現に向けて取り組んでいます。世界的には、都市計画家が大規模な複合施設の冷暖房に超低温の地熱エネルギーを利用するケースが増えています。低温の資源は、世界の地熱ポートフォリオに大きく貢献する可能性がある。

課題 環境破壊により、地熱エネルギーの採掘プロセスには様々な課題がある。 特に連邦と州の別々の土地管理機関が関与している場合、地熱リースの指名を承認し処理する規制機関の スタッフの資金と利用可能性は、開発スケジュールを延長するかもしれない。地熱開発は、連邦政府の許認可の審査と処理の段階でも、タイムラインの影響を受ける。連邦と州の許認可事務所のスタッフは、様々な経験を持ち、様々なプロセスを持っている。連邦レベルでは、すでに地熱事業が行われている地域の現地事務所には、地熱開発に精通した連邦のリースや許 可のスタッフがいることが多い。しかし、地熱事業がない地域のスタッフは、新しい地熱の申請を処理するのに必要な経験が不足していることがある。また、経験豊富なスタッフがいる地域でも、地熱の専門家が優先順位や他の理由で不在の場合、遅れが生じることがある。さらに、地熱事業の探査と資源確認の段階から得られるデータは、その事業を進めるかどうか、どのように進めるかを決定する。既存のプロセスでは、地熱開発プロセスの各段階において、その後の環境レビューが必要となる場合がある。

一つの地熱事業に対する環境レビューの期間と回数は、地熱の展開に影響を与える可能性がある。米国の地熱発電容量の 40%以上は、土地管理局が発行したリース地にある。米国の連邦管理地での地熱発電事業は、土地利用計画から発電所と関連する送電インフラの建設まで、少なくとも 6 回は NEPA に基づく環境レビューの対象となる可能性がある。複数のレビューとNEPA分析が必要となるため、資源の確認はよりコストとリスクが高くなる。このような遅延と追加的なステップの必要性から、許可申請者が銀行融資可能な地熱開発を証明するまでに、(1-3 年ではなく)5-7 年の期間を要することがある。

法律は、連邦レベル(Bund)と州レベル(Länder)の両方に存在する。ドイツの地熱エネルギーは、連邦鉱業法(Bundesberggesetz)によって管理されている。フランスの地熱事業に関する法的規制は、2 つの主要な政令に基づいている。政令 77-620 号(1977 年 6 月 16 日)は、鉱業法(Code Minier)に「低温地熱鉱床」という新しいタイトルを加え、掘削前に探査許可を、生産開始前に開発許可を取得する義務を設けたものである。政令 74-498 号(1978 年 3 月 24 日)は、「地熱の試掘と開発許可」に関する法律を定めたものである。これらの政令によれば、地熱資源はアクセス可能であり、したがって鉱山と同化しているとみなされる。100m を超える深さの掘削はすべて鉱業法の規制を受けるため、管轄当局である DRIRE(Direction Regionale de l'Industrie, de la Recherche et de l'Environnement) への申告が必要であり、DGEMP(Direction Générale de l'Energie et des Matières Premières)は工業省に繋がって いる。同様に、ハンガリーではいくつかの法律が地熱開発の問題を扱っている: 鉱業法(No. XLVIII, 1993)、水管理法(No. LVII, 1995)、コンセッション法(No. XI, 1991)。熱水の利用においては、水、生産(再圧入)井戸、土地資産の構成要素が異なる法律で扱われている。

用途別では、業務用冷暖房分野が予測期間中に最も高いCAGRで成長すると予想される 用途別に、地熱エネルギー市場は、発電、住宅用冷暖房、商業用冷暖房、その他に区分されています。商業では、地熱エネルギーは主に空間や水の加熱などの商業用途に使用されています。地熱エネルギーは、電力消費量を削減するためにオフィスビルで継続的に採用されています。また、倉庫では、アスファルトを希望の温度まで加熱するために地熱を利用しているところも多くあります。小規模な事業所でのエネルギー需要の増加が、業務用冷暖房分野での地熱市場を牽引しています。

温度別では、低温セグメントが予測期間中に2番目に大きくなると予想される 温度別では、地熱エネルギー市場は低温、中温、高温に区分される。低温の地熱資源は、暖房やレクリエーションなどの直接的な用途によく使われています。世界中のほとんどの場所で、地熱を利用し、熱源としてすぐに使用することができます。この熱エネルギーは、地下数メートルの低温帯のポケットに多く存在する。何世紀にもわたって、これらの地熱エネルギーポケットは、人々によって料理や快適さ、癒しのために利用されてきました。低温分野の成長は、通気口や間欠泉を通して地熱エネルギーを簡単に利用できること、そして地熱ヒートポンプの家庭への導入が進んでいることに起因している。

予測期間中、アジア太平洋地域が最大の地熱エネルギー市場になると予想される 2021年の地熱エネルギー市場では、アジア太平洋地域が最大の地域となる見込みであり、急成長している地域でもあります。アジア太平洋地域では、増加する電力需要に対応するため、また、CO2のネットゼロ排出の目標を達成するため、現在、さまざまな国が地熱エネルギーに注目しています。地熱資源は、インドネシアニュージーランドなどアジア太平洋地域に豊富に存在し、天候に左右されない気候に優しいエネルギー源として活用することができます。このような背景から、政府および民間企業による巨額の投資が行われています。

 

主な市場参入企業

 

この市場には、世界各地で事業を展開する大手国際企業や、国内市場で強力な供給網を持つ地元企業が参入しています。地熱エネルギーの世界市場における主要プレーヤーには、Ormat(米国)、三菱重工業(日本)、Baker Hughes Company(米国)、NIBE Group(スウェーデン)、SLB(米国)などがいます。製品発表、契約、協定、パートナーシップ、協力、提携、買収、拡大などの戦略は、これらの企業が市場シェアを拡大するために行っています。

この調査レポートは、市場を技術、温度、用途、地域別に分類しています。

技術別に、地熱エネルギー市場は以下のように区分される: バイナリーサイクル・プラント フラッシュスチームプラント ドライスチームプラント 地中熱利用型ヒートポンプ ダイレクトシステムズ その他 温度別に、地熱エネルギー市場は以下のように区分されています: 低温(900℃まで) 中温(900℃~1500℃)の場合 高温(1500℃以上) 用途別では、地熱エネルギー市場は以下のように区分されます: 発電(POWER GENERATION 住宅用暖房・冷房 商業用ヒーティング&クーリング 地域別に見ると、市場は以下のように区分されます: アジア太平洋地域 ヨーロッパ 北アメリカ 中近東・アフリカ 南米

2022年7月、オーマットはCasa Diablo-IV(CD4)30MW地熱発電所の商業運転開始を発表しました。CD4施設は、10年間の電力購入契約(PPA)に基づき、2つのコミュニティ・チョイス・アグリゲーターシリコンバレー・クリーン・エネルギーとセントラル・コースト・コミュニティ・エネルギーに、それぞれ7MWの地熱発電を提供しています。また、同施設は25年契約で南カリフォルニア電力公社に16MWの地熱発電を提供しています。 2021年3月、オーマットは新しい高性能なベアリング間タービンを発表しました。従来の半径方向に分割された設計を利用し、新製品のタービンローターは軸方向に間隔を置いたベアリングの間で支持される。 2021年5月、イベルドローラ社と三菱重工業の子会社である三菱電機が、世界のさまざまな地域で産業生産の脱炭素化を促進する再生可能エネルギーに基づく競争力のあるクリーンで安全なエネルギーソリューションを共同開発するための協力協定を締結しました。 2022年5月、ベーカー・ヒューズ・カンパニーは、閉ループの先進地熱システム(AGS)の開発を手がけるサンフランシスコのGreenFire Energy Inc.への出資を発表しました。両社は、既存の非生産的な地熱井と石油・ガス井の両方を、発電や直接利用のための閉ループ式熱生産井に改修することにより、地熱資源開発を加速させる計画です。さらに、ベーカーヒューズとGreenFire Energyは、プロジェクトの実現可能性分析、システム設置、グローバルなプロジェクト開発で協力する予定です。 2022年2月、SLBは国際石油技術会議(IPTC)において、GeoSphere 360 3D reservoir mapping-while-drilling serviceの導入を発表しました。このサービスは、先進的なクラウドとデジタルソリューションを使って、貯留層オブジェクトのリアルタイム3Dプロファイリングを実現します。これにより、貯留層の理解が深まり、坑井の配置が強化され、複雑な貯留層からのリターンが改善されます。

 

【目次】

 

1 はじめに(ページ番号 - 20) 1.1 研究目的 1.2 市場の定義 1.3 含有物および除外物 1.3.1 地熱エネルギー市場(技術別):包含・除外項目 1.3.2 温度別市場:包含と除外 1.3.3 アプリケーション別市場:包含・除外領域 1.4 マーケットスコープ 1.4.1 地熱エネルギー市場:セグメンテーション 1.4.2 リージョン・スコープ 1.4.3年検討 1.5台検討 1.6 通貨の検討 1.7 リセッションの影響 1.8 変更点のまとめ 1.9の制限 1.10 ステークホルダー

2 研究方法(ページ番号-26)。 2.1 研究データ 図1 地熱エネルギー市場:調査デザイン 2.2 市場の内訳とデータの三角測量 図2 データ三角測量法 2.2.1 二次データ 2.2.1.1 二次資料からの主要データ 2.2.2 一次データ 2.2.2.1 一次資料からの主要データ 2.2.2.2 プライマリーの内訳 2.3 SCOPE 図 3 地熱エネルギーシステムの需要を構築し評価するために考慮した主な指標 2.4 市場規模の推定 2.4.1 需要側分析 図4 地熱エネルギー市場:地域別分析 2.4.1.1 計算 2.4.1.2 前提条件 2.4.2 サプライサイドの分析 図5 市場:供給側の分析 図 6 地熱エネルギーシステムの供給を評価するために考慮される主要な指標 2.4.3 FORECAST

3 EXECUTIVE SUMMARY(ページ-36)。 表1 地熱エネルギー市場のスナップショット 図7 技術別では、バイナリーサイクルプラント分野が予測期間中に市場をリードする。 図8 温度別市場において、予測期間中に最も高いCAGRを記録するのは中温セグメント 図9 予測期間中、アプリケーション別では発電分野が市場を支配する。 図10 2022年から2027年にかけて、アジア太平洋地域が最大のシェアを占める。

4 PREMIUM INSIGHTS(ページ番号 - 40) 4.1 地熱エネルギー市場のプレーヤーにとって魅力的な機会 図11 有利な再生可能エネルギー政策が2022年から2027年にかけて市場を牽引する 4.2 市場、地域別 図12 アジア太平洋地域は予測期間中に最も高いCAGRを記録する。 4.3 市場、技術別 図13 2021年にバイナリーサイクルプラントセグメントが市場を支配した 4.4 温度別市場 図 14 2021 年は中温分野が最も大きなシェアを占める 4.5 アプリケーション別市場 図15 2021年に市場で最も大きなシェアを占めた発電分野

5 市場の概要(ページ番号 - 43)。 5.1 イントロダクション 5.2 市場ダイナミクス 図 16 地熱エネルギー市場:促進要因、阻害要因、機会、および課題 5.2.1 DRIVERS 5.2.1.1 地中熱・地中熱ヒートポンプの需要急増 図17 米国におけるエネルギー消費量(部門別)、2021年 図18 米国家庭におけるエアコン使用量(2001-2020年 5.2.1.2 政府の好意的な政策やイニシアティブ 図 19 米国における地熱技術事務所の年度別予算(2012 年~2021 年 5.2.1.3 発電のための地熱エネルギーの利用 図20 世界の地熱発電の累積容量(2015-2021年 図 21 地熱発電容量(mw)、国別、2021 年 5.2.1.4 気候危機への対応と温室効果ガス排出量の削減に注力する。 図22 米国における温室効果ガスとCO2排出量(2010-2021年 5.2.2 拘束事項 5.2.2.1 太陽光、風力、ガス、その他の代替再生可能エネルギー源の高い成長性 図23 世界の発電所設置容量、電源別、2015-2021年 5.2.2.2 未発見の地熱資源を特定し、開発するために必要な探査・掘削技術の欠落 5.2.2.3 高価な地熱井の掘削は、プロジェクトの初期費用を高くする。 5.2.3 機会 5.2.3.1 先端技術の出現と Geothermal 2.0 の台頭 5.2.3.2 石油・ガス井の地熱エネルギーへの共同生産・転換 表2 石油・ガス井の地熱利用をめぐる主な動き 5.2.3.3 低温・中温の地熱資源に対するポテンシャル 5.2.3.4 地熱を利用した鉱物資源採取 5.2.4 課題 5.2.4.1 電力購入契約(PPA)の取得 5.2.4.2 地熱発電プロジェクトに関連する複数の環境レビューと評価 図 24 連邦の土地で行われる地熱プロジェクトのタイムラインの例 5.2.4.3 地熱の専門家、コンサルタント、企業の不在 表 3 地熱開発の各段階における必要な人員(50 mw) 5.3 顧客ビジネスに影響を与えるトレンド/破壊的要因 5.3.1 地熱エネルギーシステム事業者の収益シフトと新たな収益ポケット 図 25 地熱発電システム事業者の収益シフト 5.4 MARKET MAP 図 26 市場マップ: 地熱エネルギー市場 表4 市場:エコシステムにおける役割 5.5 サプライチェーン分析 5.5.1 地熱利用熱電併給のサプライチェーン分析 図 27 サプライチェーン分析:地熱複合発電 5.5.1.1 探索・フィージビリティ 5.5.1.2 開発 5.5.1.3 ドリリング 5.5.1.4 フロントエンドエンジニアリング&デザイン(FEED) 5.5.1.5 製造業 5.5.1.6 建設/EPC(設計・調達・建設)分野 5.5.1.7 オペレーションとメンテナンス 5.5.2 地熱・地中熱ヒートポンプ市場のサプライチェーン分析 図28 サプライチェーン分析:地熱エネルギー市場 - 地熱/地熱ヒートポンプ 5.5.2.1 原料供給会社 5.5.2.2 オリジナル機器メーカー(OEM) 5.5.2.3 ディストリビューター 5.5.2.4 エンドユーザー 5.6 主要なカンファレンス&イベント、2022-2023年 表5 市場:カンファレンス&イベント一覧 5.7 コード、ポリシー、および規制 5.7.1 地熱エネルギーシステムに関連する法規制、政策、規則 表 6 地熱エネルギーシステム: コードと規制 5.7.2 規制機関、政府機関、その他の組織 表7 グローバル:規制機関、政府機関、その他の組織のリスト 表8 北米:規制機関、政府機関、その他の組織のリスト 表 9 ヨーロッパ: 規制機関、政府機関、その他の組織のリスト 表10 アジア太平洋地域:規制機関、政府機関、その他の組織のリスト 表11 その他の地域:規制機関、政府機関、その他の組織のリスト 5.8 特許分析 表 12 地熱エネルギーシステム: 技術革新と特許登録(2015年4月~2022年5月 5.9 ポーターズファイブフォース分析 図 29 地熱エネルギー市場:ポーターの5つの力分析 表13 市場:ポーターの5つの力分析 5.9.1 代替品への脅威 5.9.2 サプライヤーのバーゲニングパワー 5.9.3 バイヤーのバーゲニングパワー 5.9.4 新規参入の脅威 5.9.5 競争相手の強さ 5.10 ケーススタディ分析 5.10.1 フランス、ウェストホッフェンの戸建住宅におけるエネルギー効率の高い地熱暖房と冷房 5.10.1.1 問題提起 5.10.1.2 解決策 5.10.2 フランス、ムン・シュル・ロワールの高齢者宿泊施設、冷暖房に地熱を利用 5.10.2.1 問題提起 5.10.2.2 解決策 5.10.3 シャトー・ポンテ・カネ ワイナリー、ブドウ園で地熱を持続的に利用 5.10.3.1 問題提起 5.10.3.2 解決策 5.10.4 三菱重工業ケニアの地熱開発を支援 5.10.4.1 問題提起 5.10.4.2 解決策 5.11 地熱資源 5.11.1 地熱ヒートポンプ資源 5.11.2 熱水資源 5.11.3 非従来型資源(強化地熱システム) 5.12 技術分析 5.12.1 強化された地熱資源 5.12.2 高度な地熱資源 5.12.3 閉ループ地熱(clg)エネルギー 5.12.4 ディスパッチャブル地熱発電所 5.12.5 地下熱エネルギー貯蔵 5.13 貿易データ 図30 HSコード840681の世界輸出入シナリオ、2018-2021年(億米ドル) 表14 HSコード840681の世界貿易データ(2018年~2021年)(百万USドル 図31 HSコード840682の世界輸出入シナリオ(2018-2021年)(億米ドル 表15 HSコード840682の世界貿易データ(2018年~2021年)(百万USドル 図32 HSコードの世界輸出入シナリオ: 841861の2018年~2021年(億米ドル) 表16 HSコードの世界貿易データ: 841861、2018年~2021年(百万米ドル) 5.14 主要ステークホルダーと購買基準 5.14.1 バイイングプロセスにおける主要なステークホルダー 図33 購入プロセスにおけるステークホルダーの影響(エンドユーザー別 表17 購入プロセスにおけるステークホルダーの影響力(エンドユーザー別)(%) 5.14.2 購入基準 図34 エンドユーザーの主な購入基準 表18 主な購買基準(エンドユーザー別 5.15 平均設備投資価格推移 図 35 各地域における異なるタイプの地熱発電所の平均設備投資額 表 19 各地域における異なるタイプの地熱発電所の平均設備投資額(米ドル/kw)

 

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