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市場調査レポート - 214050

軍用マイクログリッド:ミッションクリティカルな容量の確保、ならびにゼロエネルギー、再生可能エネルギー、および需要反応目標を達成するためのアグリゲーションプラットフォーム

Military Microgrids: Aggregation Platforms to Secure Mission-Critical Loads and Achieve Net Zero Energy, Renewable Energy, and Demand Response Goals

発行 Navigant Research
出版日 ページ情報 英文
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軍用マイクログリッド:ミッションクリティカルな容量の確保、ならびにゼロエネルギー、再生可能エネルギー、および需要反応目標を達成するためのアグリゲーションプラットフォーム Military Microgrids: Aggregation Platforms to Secure Mission-Critical Loads and Achieve Net Zero Energy, Renewable Energy, and Demand Response Goals
出版日: 2011年09月15日 ページ情報: 英文

当商品の販売は、2014年03月11日を持ちまして終了しました。

概要

米国の国防総省(DOD)は、世界で最も大量の石油を利用する単独の消費者です。また、米国の軍事活動は、すべての種類のエネルギー利用においても、世界最大の消費者です。マイクログリッドは、発電機をシステムとしてネットワーク化して効率を最大化することにより、電力生成に使われる化石燃料の消費量を削減することができます。近年テロリストの攻撃に対する電力網の脆弱性の認識が拡がっていることから、米軍はマイクログリッドの強力な支持者となています。マイクログリッドは固定基地における軍事活動に対し、確実な電源を提供し、陸軍、海軍、空軍、およびその他の関連基地および事務所では、古くからマイクログリッドが設置されています。現在、関連施設全般にマイクログリッドを設置する作業が進められており、太陽と風という資源がある限り電力供給が絶えないという、究極のセキュリティーが実現されようとしています。

当レポートは、DODをはじめとする軍事用マイクログリッド(小規模発電網)市場を取り上げ、軍事用途における固定式および移動式マイクログリッドのビジネスモデルおよび導入モデルを検証し、市場成長促進要因、導入要件、および軍用マイクログリッドの設置に関わる技術的な問題を分析するとともに、2017年までの詳細な売上高および容量の予測を提供し、主要企業の情報も盛り込むなど、概略下記の構成でお届けいたします。

第1章 エグゼクティブサマリー

  • 軍事市場の概要
  • 固定式マイクログリッド
  • 移動式マイクログリッド

第2章 市場の問題

  • 軍用マイクログリッドが必要な理由
  • マイクログリッドとは:定義とコンポーネント
    • 分散型エネルギー生成
    • 「アイランディング(単独運転)」インバーター
    • スマートスイッチ
    • マイクロストレージのオプション
    • マイクログリッド「制御」システム
    • その他の最適化および統合化制御装置
    • 仮想発電所(VPP) vs マイクログリッド
  • 軍用マイクログリッドのビジネスケース
    • 固定式マイクログリッド
    • 前線作戦基地マイクログリッド
  • VPPの選択肢におけるビジネスケース
  • 現在におけるDOD(米国防総省)マイクログリッドの市場成長促進要因
    • 革新的技術の育成に関わるDODの過去の実績
    • 現状のグリッド
    • 現在の不安定な地政学的な動向
    • 自然災害発生頻度の上昇
    • 戦闘任務における燃料供給の脆弱性
    • スマートグリッドに関するDOE(米エネルギー省)の支援
    • DODのエネルギー構想および政策
    • DODのマイクログリッド試験
    • 追加資金源
    • マイクログリッドを促進するDODの3つの政策
    • 潜在的なDODの3つの致命的な問題
  • 導入における懸案事項
    • UL 1741安全基準
    • IEEEアイランディングおよびストレージ基準
    • NISTサイバーセキュリティー基準
    • 無関心な(あるいは敵意さえ抱いている)ホスト供給ユーティリティー
    • 物理的およびサイバーセキュリティー

第3章 技術の問題

  • 軍用マイクログリッド技術の概要
    • 分散発電の成長
  • マイクログリッドの新たなパラダイム
    • 基本原則
    • 賛否
    • 実用化対象期間
    • コスト
  • マイクログリッド「制御」システム
    • 基本原則
    • 賛否
    • 実用化対象期間
    • コストの範囲
  • 仮想発電所(VPP)
    • DR-VPP(需要反応ベースVPP)のパラメーター
    • コスト
    • VPPに関する賛否

第4章 主な業界参入企業

  • 大手防衛委託業者
    • Honeywell
    • Lockheed Martin
  • その他の大手参入企業
    • Eaton
    • General Electric
    • Rolls-Royce
    • Siemens
  • CHP(熱電供給)および制御装置の革新的企業
    • Tecogen Inc.
  • 実績あるマイクログリッド技術の革新的企業
    • Encorp
  • VPPソフトウェアプロバイダー
    • Power Analytics
    • Viridity Energy
  • エネルギー貯蔵の革新的企業
    • ZBB Energy Corp.
  • 技術に大変革をもたらす企業
    • Skybuilt Power
    • Sturman Industries
  • 研究機関
    • Sandia Laboratories

第5章 市場予測

  • DODはマイクログリッドの世界市場におけるリーダーなのか
  • 軍用マイクログリッド市場の予測手法
    • 急激な成長
    • ベースライン(基準)、平均、および意欲的な成長シナリオ
  • 世界市場の概要
    • 北米
    • アジア太平洋地域
    • 世界のその他地域
  • 固定式DOD軍用マイクログリッド
    • ケーススタディー:Twentynine Palms海兵隊基地
    • MW容量予測:固定式マイクログリッド
    • 売上高予測:固定式マイクログリッド
  • 移動式DOD軍用マイクログリッド
    • ケーススタディー:ExFOB(元前線作戦基地)
    • FOBの数
    • MW容量予測:移動式マイクログリッド
    • 売上高予測:移動式マイクログリッド

第6章 企業ディレクトリー

第7章 頭字語および略語

第8章 目次

第9章 図表リスト

第10章 調査範囲、情報源および調査手法、注釈

目次

Abstract

image1

The United States Department of Defense (DOD) is the single largest consumer of petroleum in the world. U.S. military operations are also the largest consumer of all forms of energy globally. Microgrids can shrink the amount of fossil fuels consumed to create electricity by networking generators as a system to maximize efficiency. Yet they are also a vehicle to help integrate renewable energy resources (such as wind and solar) at the local distribution grid level. Simultaneously, microgrids enable military bases - both stationary and tactical - to sustain operations, no matter what is happening on the larger utility grid or in the theater of war.

As awareness about the electrical grid' s vulnerability to terrorist attacks has increased in recent times, the U.S. military has become one of the strongest proponents of microgrids. Microgrids offer the ultimate secure power supply for fixed base military operations. Many army, navy, air force, and other related bases and offices already have vintage microgrids in place. What is new is that these facilities are looking to envelop entire bases with microgrids and integrate distributed energy generation on-site. These resources, when capable of safe islanding from the surrounding grid, offer the ultimate security since fuel never runs out with solar or wind resources. The opportunity to help develop these microgrids has attracted a number of powerful technology companies including Lockheed Martin, GE, Honeywell, Boeing, and Eaton.

This Pike Research report examines business and deployment models for stationary and mobile microgrids for military applications. The report analyzes market drivers, implementation requirements, and technology issues for military microgrid installations, as well as providing detailed profiles of key industry players and case studies of military microgrid projects. Detailed revenue and capacity forecasts for the market extend through 2017.

Key Questions Addressed:

  • Why is the U.S. Department of Defense so aggressively developing microgrids?
  • What are the key technology innovations that are enabling both fixed and mobile microgrids?
  • How does the business case differ between fixed base and tactical mobile microgrids?
  • Beyond defense contractors such as Lockheed Martin, GE, Honeywell, and Boeing, who are the emerging players in this field?
  • How do microgrid control systems differ, and why should this matter to military operations?
  • How are military operations tapping the private sector for creative financing of microgrids (and demand response) opportunities?
  • How fast will the markets grow for both fixed base and mobile microgrids?
  • How will proposed withdrawals of troops from Afghanistan and Iraq impact the military microgrid sector?

Who needs this report?

  • Microgrid technology vendors
  • Smart grid hardware and software companies
  • Systems integrators
  • Military agencies
  • Intelligence agencies
  • Utilities
  • Investor community

Table of Contents

1. Executive Summary

  • 1.1 Military Market Overview
  • 1.2 Stationary Base Microgrids
  • 1.3 Mobile Microgrids

2. Market Issues

  • 2.1 Why Military Microgrids?
  • 2.2 What Is a Microgrid? Definitions and Components
    • 2.2.1 Distributed Energy Generation
    • 2.2.2 "Islanding" Inverters
    • 2.2.3 Smart Switches
    • 2.2.4 Micro Storage Options
    • 2.2.5 Microgrid "Control" Systems
    • 2.2.6 Other Optimization and Integration Controls
    • 2.2.7 Virtual Power Plants versus Microgrids
  • 2.3 The Business Case for Military Microgrids
    • 2.3.1 Stationary Base Microgrids
    • 2.3.2 Forward Operating Base Microgrids
  • 2.4 The Business Case for the VPP Alternative
  • 2.5 Current Market Drivers of DOD Microgrids
    • 2.5.1 DOD' s Historic Track Record on Fostering Innovative Technologies
    • 2.5.2 The Status Quo Grid
    • 2.5.3 Current Unstable Geopolitical Trends
    • 2.5.4 Increasing Frequency of Natural Disasters
    • 2.5.5 Combat Mission Fuel Supply Vulnerability
    • 2.5.6 DOE Support for Smart Grid
    • 2.5.7 DOD' s Energy Initiatives and Policies
      • 2.5.7.1 ASD' s Operational Energy Plans and Programs
      • 2.5.7.2 SERDP and ESTCP Partnership
      • 2.5.7.3 Energy Conservation Investment Program
      • 2.5.7.4 Smart and Green Energy (SAGE)
    • 2.5.8 DOD Microgrid Pilots
      • 2.5.8.1 SPIDERS Case Study
      • 2.5.8.2 Twentynine Palms Marine Corps Base and Wheeler Air Force Base
      • 2.5.8.3 Other Microgrid Projects
    • 2.5.9 Additional Funding Sources
    • 2.5.10 Three Key DOD Policy Drivers for Microgrids
      • 2.5.10.1 Net Zero Energy Mandates
      • 2.5.10.2 25% Renewable Energy by 2025 Mandate
      • 2.5.10.3 Defense Critical Infrastructure Program
    • 2.5.11 Three Potential DOD Show-Stoppers
  • 2.6 Implementation Issues
    • 2.6.1 UL 1741 Safety Standard
    • 2.6.2 IEEE Islanding and Storage Standards
    • 2.6.3 NIST Cyber Security Standards
    • 2.6.4 Indifferent (or even Hostile) Host Distribution Utilities
    • 2.6.5 Physical and Cyber Security

3. Technology Issues

  • 3.1 Military Microgrid Technology Overview
    • 3.1.1 Growth in Distributed Generation
      • 3.1.1.1 Renewable Distributed Energy Generation
      • 3.1.1.2 Combined Heat and Power
      • 3.1.1.3 Fuel Cells
  • 3.2 The New Microgrid Paradigm
    • 3.2.1 Basic Principles
    • 3.2.2 Pros and Cons
    • 3.2.3 Commercialization Time Horizon
    • 3.2.4 Cost
      • 3.2.4.1 Relative Component Cost Breakdown
  • 3.3 Microgrid "Control" Systems
    • 3.3.1 Basic Principles
    • 3.3.2 Pros and Cons
    • 3.3.3 Commercialization Time Horizon
    • 3.3.4 Cost Ranges
  • 3.4 Virtual Power Plants
    • 3.4.1 DR-VPP Parameters
    • 3.4.2 Cost
    • 3.4.3 The Pros and Cons of VPPs

4. Key Industry Players

  • 4.1 Large Defense Contractors
    • 4.1.1 Honeywell
    • 4.1.2 Lockheed Martin
  • 4.2 Other Large Corporate Players
    • 4.2.1 Eaton
    • 4.2.2 General Electric
    • 4.2.3 Rolls-Royce
    • 4.2.4 Siemens
  • 4.3 CHP and Controls Innovators
    • 4.3.1 Tecogen Inc.
  • 4.4 Proven Microgrid Technology Integrators
    • 4.4.1 Encorp
  • 4.5 VPP Software Providers
    • 4.5.1 Power Analytics
    • 4.5.2 Viridity Energy
  • 4.6 Energy Storage Innovators
    • 4.6.1 ZBB Energy Corp.
  • 4.7 Technology Game Changers
    • 4.7.1 Skybuilt Power
    • 4.7.2 Sturman Industries
  • 4.8 Research Institutions
    • 4.8.1 Sandia Laboratories

5. Market Forecasts

  • 5.1 Is the DOD the Global Microgrid Market Leader?
  • 5.2 Methodology for Military Microgrid Forecasts
    • 5.2.1 Exponential Growth
    • 5.2.2 Baseline, Average, and Aggressive Growth Scenarios
  • 5.3 Global Overview
    • 5.3.1 North America
    • 5.3.2 Asia Pacific
    • 5.3.3 Rest of the World
  • 5.4 Stationary DOD Military Microgrids
    • 5.4.1 Case Study: Twentynine Palms Marine Corps Base
    • 5.4.2 MW Capacity Forecast - Stationary Base Microgrids
    • 5.4.3 Revenue Forecasts - Stationary Base Microgrids
  • 5.5 Mobile DOD Military Microgrids
    • 5.5.1 Case Study: ExFOB
    • 5.5.2 Number of FOBs
    • 5.5.3 Mobile Microgrids MW Capacity Forecasts
    • 5.5.4 Mobile Microgrids Revenue Forecasts

6. Company Directory

7. Acronym and Abbreviation List

8. Table of Contents

9. Table of Charts and Figures

10. Scope of Study, Sources and Methodology, Notes

List of Charts and Figures

  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Capacity: 2011-2017
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Annual Revenue: 2011-2017
  • U.S. Military Mobile Microgrid Capacity: 2011-2017
  • U.S. Military Mobile Microgrid Annual Revenue: 2011-2017
  • Renewable Distributed Energy Generation Capacity Additions, World Markets: 2009
  • U.S. DOD Annual Facility Renewable Energy Purchases by Market Sector: 2010-2030
  • U.S. Military Fuel Cell Deployment Capacity: 2011-2017
  • DR-VPP Growth, All Scenarios, World Markets: 2010-2015
  • Selected U.S. DOD Investments in Sustainable Energy: 2005-2012
  • Total U.S. DOD Renewable Energy Procurement: 2005-2030
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Capacity: 2011-2017
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Annual Revenue: 2011-2017
  • U.S. Military Forward Operating Bases: 2011-2017
  • U.S. Military Mobile Microgrid Capacity: 2011-2017
  • U.S. Military Mobile Microgrid Annual Revenue: 2011-2017
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Capacity, Baseline Scenario: 2011-2017
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Capacity, Average Scenario: 2011-2017
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Capacity, Aggressive Scenario: 2011-2017
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Annual Revenue, Baseline Scenario: 2011-2017
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Annual Revenue, Average Scenario: 2011-2017
  • U.S. Military Stationary Base Microgrid Annual Revenue, Aggressive Scenario: 2011-2017
  • DOD Energy Costs: 2009
  • DOD Operations Energy Costs: 2009
  • DOD Facility & Installations Costs: 2009
  • DOD Built Infrastructure: 2009
  • PQR Hierarchy
  • A Solar PV Military Microgrid Schemata
  • Microgrid Hub Technologies, Surface Warfare Center, Crane, Indiana
  • DOD Fatalities Linked to Fuel Supply, Afghanistan: FY 2005-FY 2009
  • DOD Fuel Consumption, Afghanistan: FY 2004-FY 2009
  • Diagram Displaying Schneider Electric VPP
  • Areas of Grid Congestion in the United States
  • Increased Frequency of Natural Disasters
  • DOE Microgrid Projects
  • ARRA Microgrid Project Share Is ~7% (18 of 132 Projects)
  • Key Components of the DOD' s SPIDERS Initiative
  • Map of Army, Navy, and Air Force Base Microgrid Research Projects
  • U.S. Air Force Fiscal Strategy for Renewable Energy
  • Conventional and Microgrid Paradigms
  • Current Microgrid Project/Test Center Landscape, United States
  • Microgrid Payback Periods and Market Penetration
  • CERTS Microgrid Test Bed Layout at AEP
  • Germany' s "Regenerative Combined Power Plant"
  • Typical Remote Microgrid Load/Generation Profile
  • Skybuilt' s Mobile Power Station
  • Sturman Engine Renewable-Ammonia Storage Diagram
  • Sandia' s "Energy Surety" Microgrid
  • Fisher-Pry S Curve for Microgrids
  • GE' s Military Microgrid Architecture

List of Tables

  • Military Stationary Base Microgrid Capacity, Baseline Scenario, United States: 2011-2017
  • Military Stationary Base Microgrid Capacity, Average Scenario, United States: 2011-2017
  • Military Stationary Base Microgrid Capacity, Aggressive Scenario, United States: 2011-2017
  • Military Stationary Base Microgrid Annual Revenue, Baseline Scenario, United States: 2011-2017
  • Military Stationary Base Microgrid Annual Revenue, Average Scenario: 2011-2017
  • Military Stationary Base Microgrid Annual Revenue, Aggressive Scenario: 2011-2017
  • Military Forward Operating Bases, World Markets: 2011-2017
  • Military Mobile Microgrid Capacity, United States: 2011-2017
  • Military Mobile Microgrid Annual Revenue, United States: 2011-2017
  • Military Energy Goals, United States
  • Operational Energy Strategies, United States Department of Defense: 2011
  • Defense Energy Programs and Organizations, United States
  • Microgrid Projects, Military Segment
  • SWOT Analysis for Military Stationary Base Microgrids
  • SWOT Analysis for Mobile Microgrids
  • VPP versus Central Station Power Plant
  • SWOT Analysis for Military VPPs
  • Top Four U.S. Military Energy Initiatives
  • Honeywell SWOT Analysis
  • Lockheed Martin SWOT Analysis
  • Eaton SWOT Analysis
  • GE SWOT Analysis
  • Rolls-Royce SWOT Analysis
  • Siemens SWOT Analysis
  • Tecogen SWOT Analysis
  • Encorp SWOT Analysis
  • Power Analytics SWOT Analysis
  • Viridity Energy SWOT Analysis
  • ZBB Energy Corp. SWOT Analysis
  • Skybuilt Power SWOT Analysis
  • Sturman Industries SWOT Analysis
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