産業電化を可能にする技術

ネット・ゼロ・カーボンの実現に向けた世界な取り組みが、排出集約型産業の脱炭素化と電化に拍車

世界の産業部門は、年間炭素排出量の30％近くを占めています。炭素削減目標を達成するため、主要製造工程の電化に対する需要が高まっています。現在、さまざまな産業プロセスで使用される化石燃料を電気で作動する技術に置き換える、直接電化の実現に焦点が当てられています。国内送電網における再生可能エネルギーの割合が高まる中、直接電化は大幅な炭素削減の可能性を提供します。

産業の二酸化炭素排出量を削減するだけでなく、電化は、価格変動の激しい化石燃料への依存を減らし、再生可能エネルギーが安価になるにつれて長期的な生産コストを下げ、製造センターにおける自動化とエネルギー最適化の取り組みを支援する上で、主要な役割を果たすと思われます。

2050年の純炭素排出量ゼロ目標達成に向けた世界の取り組みや、産業センターにおける公害の影響を減らすための取り組み、さらには持続可能で倫理的な製品に対する消費者の認識と需要の高まりが、製造部門全体の電化イニシアチブを後押ししています。電力供給の信頼性や初期コストの高さといった課題が残るとはいえ、実現技術が成熟し規模の経済を達成するにつれて、世界の製造エコシステムは大きな変化を遂げようとしています。

この調査成果物は以下のトピックをカバー

• エネルギー集約型産業におけるこれらのシステムの採用を促進する要因を含む、直接的な産業電化技術と現在の動向
• 業界情勢における産業用電化技術の主な利害関係者
• 産業用直接電化技術の技術経済分析とケーススタディを通じた産業規模での採用例
• プロセス熱電化技術に関する特許状況と成長機会

目次

戦略的インペラティブ

• なぜ成長が難しくなっているのか？　The Strategic Imperative 8（TM）：成長を阻む要因
• The Strategic Imperative 8（産業電化）
• 産業用電化産業における戦略的インペラティブの影響
• Growth Pipeline Engine（TM）：成長機会の促進
• 調査手法

成長機会分析

• 分析範囲
• セグメンテーション
• 成長促進要因
• 成長抑制要因

産業用電化：技術スナップショット

• エネルギー集約型産業の電化
• 鉄鋼、化学、セメントセクターの電化は、大規模な電化と脱炭素化に不可欠
• 様々なセクターにおけるプロセス加熱の温度プロファイル
• プロセス熱電化のキーテクノロジー
• ケーススタディアルコア再生可能エネルギーによる電気焼成パイロットプロジェクト
• ケーススタディ水素ブレークスルー製鉄技術（HYBRIT）実証プロジェクト

イノベーション・エコシステム

• 産業電化に向かう先進国市場
• 産業用電化分野における重要なプレーヤー
• 産業電化の特許情勢

成長機会の世界

• 成長機会1：小型モジュール炉（SMR）
• 成長機会2：キャプティブ・マイクログリッド
• 成長機会3：インダストリー4.0

付録

• 技術成熟度レベル（TRL）：説明

次のステップ

Global Efforts to Deliver Net-zero Carbon Emissions Will Spur the Decarbonization and Electrification of Emissions-intensive Industries

The global industrial sector is responsible for nearly 30% of carbon emissions annually. To achieve carbon reduction targets, demand is increasing for the electrification of key manufacturing processes. Focus is currently on achieving direct electrification, which involves replacing fossil fuels used in various industrial processes with technologies that can operate on electricity. With rising renewable energy share in national grids, direct electrification is set to offer significant carbon reduction potential.

In addition to reducing the industrial carbon footprint, electrification is likely to play a main role in reducing reliance on price-volatile fossil fuels, bringing down long-term production costs as renewable energy gets cheaper and supports automation and energy optimization efforts in manufacturing centers.

Global efforts to reach the 2050 net-zero carbon emissions targets and to reduce the impact of pollution in industrial centers, as well as consumers' growing awareness of and demand for sustainable and ethical products, are driving electrification initiatives across the manufacturing sector. Even though challenges remain, such as the reliability of electricity supply and high upfront costs, the global manufacturing ecosystem is set to undergo profound changes as enabling technologies mature and achieve economies of scale.

This research deliverable covers the following topics:

• Direct industrial electrification techs and current trends, including factors driving adoption of these systems across energy-intensive in industries

• Major stakeholders in the industrial electrification technology landscape

• Techno-economic analysis of direct industrial electrification technologies and examples of industrial-scale adoption through case studies

• Patent landscape and growth opportunities pertaining to process heat electrification technologies

Table of Contents

Strategic Imperatives

• Why Is It Increasingly Difficult to Grow?The Strategic Imperative 8™: Factors Creating Pressure on Growth
• The Strategic Imperative 8™
• The Impact of the Top 3 Strategic Imperatives on the Industrial Electrification Industry
• Growth Opportunities Fuel the Growth Pipeline Engine™
• Research Methodology

Growth Opportunity Analysis

• Scope of Analysis
• Segmentation
• Growth Drivers
• Growth Restraints

Industrial Electrification: Technology Snapshot

• Electrification of Energy-intensive Industries
• Electrification of Iron and Steel, Chemicals, and Cement Sectors Vital for Wide-scale Electrification and Decarbonization
• Temperature Profile of Process Heating across Various Sectors
• Key Technologies for Electrification of Process Heat
• Case Study: Alcoa Renewable Powered Electric Calcination Pilot Project
• Case Study: Hydrogen Breakthrough Ironmaking Technology (HYBRIT) Demonstration Project

Innovation Ecosystem

• Several Developed Markets Moving toward Industrial Electrification
• Important Players in the Industrial Electrification Space
• Industrial Electrification Patent Landscape

Growth Opportunity Universe

• Growth Opportunity 1: Small Modular Reactors (SMRs)
• Growth Opportunity 2: Captive Microgrids
• Growth Opportunity 3: Industry 4.0

Appendix

• Technology Readiness Levels (TRL): Explanation

Next Steps

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