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モアエレクトリック航空機市場は、2024年の55.6億米ドルから成長し、予測期間中のCAGRは7.6%で2029年には80.1億米ドルに達すると予測されています。プラットフォーム別の電動航空機の数量は、2024年の1,779機(単位)から2029年には2,375機(単位)に成長すると予測されています。電動航空機は、空気圧や油圧を動力源とする航空機の非推進システムすべてに電力を使用するものです。市場は、環境、規制、運用、技術的要因によって急成長しています。市場成長の重要な理由は、航空業界が二酸化炭素排出量の削減と燃料消費量の削減に注力していることです。国際民間航空機関や欧州連合などによる厳しい排出規制が設けられているため、航空会社やメーカーは航空機システムの電動化に関心を移しています。
航空機の電動化市場における魅力的な機会
アジア太平洋地域
パワーエレクトロニクス、フォールト・トレラント・アーキテクチャ、静電アクチュエーター、飛行制御システム、高密度電気モーター、発電、変換システムの分野における最近の技術進歩が、航空機の電動化市場を牽引しています。
この市場の成長は、航空機性能の最適化に対する注目が高まっていることに起因しています。
契約、協定、製品の発売は、今後5年間に市場プレーヤーが成長するための有利な機会を提供することが期待されています。
システム別電動航空機の機体システム分野は、予測期間中のCAGRが7.4%で、2029年までに57億6,350万米ドルに達する見込みです。
欧州の市場は、航空機の二酸化炭素排出量を削減するための研究開発活動への高い投資と、より多くの電気航空機の技術的進歩により、大きく成長すると予測されています。
電動航空機の世界市場ダイナミクス
原動力:航空機の性能を最適化するための電気技術の使用の増加
従来の航空機では、空気圧、機械、油圧などの非電気的な動力源が、主翼の加温、防氷のためのエレベーター、機内環境制御のためのコンプレッサーの回転、エンジン燃焼室への燃料供給、主な飛行制御作動のための油圧ポンプ駆動などに使用されています。これらの航空機は、従来の航空ジェット燃料を使用し、さらに燃料効率を低下させています。電気電源は、燃費を向上させる航空機の補助システムに電力を供給するためのバックアップ電源として、航空機メーカーによって徐々に採用されつつあります。例えば、電動モーターを航空機に組み込むことで、着陸装置、プロペラ・ファン、客室空調システムなどの航空機部品の従来の燃料ベースの動力源への依存を最小限に抑えることができます。航空機の電動化技術は、電気およびハイブリッド電気動力源の採用による航空機性能の向上ももたらします。例えば、高性能電気駆動装置(HPED)を設計に採用することで、航空機の高い電気負荷に電力を供給し、性能を向上させることができます。これらの技術は、航空部門が顧客の変化する要求に応えるためにこの技術を利用することを奨励するものです。
制約:電気システムの過熱の可能性
バッテリーや発電機から電気モーターへ)航空機内で大量の電気を送るには、高電圧で行うのが理想的です。また、航空機システムの高出力密度バッテリーやモーターを使用すると、飛行中の動作電圧も大幅に高くなります。このため、電気モーター、バッテリー、パワーエレクトロニクス、ケーブルなど複数のソースから数百キロワットの放散熱が発生する可能性があります。過熱は、パワーエレクトロニクス、電気モーター、バッテリーを含む主要コンポーネントの摩耗や損傷を増加させ、信頼性の低下につながります。例えば、インバータのようなパワーエレクトロニクス部品は、熱による磨耗や損傷によって悪影響を受ける可能性があり、その性能は徐々に低下し始めます。適切な熱管理が行われないと、過熱によってこのような重要な部品の寿命が短くなります。その代わり、機能性を確保するために交換や修理が頻繁に行われます。過熱は効率的な冷却システムで軽減できますが、これがないと有害な影響を及ぼします。2013年に起きたボーイング787型機のリチウムイオンバッテリーの不具合は、航空機の電気系統が過熱した一例です。したがって、このような事故を防ぎ、安全性を確保するためには、発熱緩和システムを導入する必要があります。また、バッテリーやモーターの高出力化に対応するため、断熱材や電気絶縁材の改良なども必要です。
可能性:高度なパワーエレクトロニクス部品の開発
航空機メーカーは、バリューチェーンのさまざまなレベルで、新しい発電・配電方法を検討しています。複雑な組込みデジタル・システム、分散型アーキテクチャー、パワー・エレクトロニクス(メイン・エンジンのスターター/発電システム)などは、来るべき航空機の搭載スペースを争う技術の一部です。
非推進電力システムの実現可能性に貢献した主な技術進歩の1つは、信頼性が高く、ソリッドステートで高電力密度の電力関連エレクトロニクスの開発です。現在、発電機の電力制御装置、インバータ、コンバータ、モーター・コントローラは、集積ゲートバイポーラトランジスタ(IGBT)を含む最先端のシリコンベースの半導体デバイスで構成されています。高度な組成と多層セラミック・コンデンサの開発により、将来のインバータ、コンバータ、モーター・コントローラの電力密度は大幅に向上すると予想されます。
従来の電気機械式サーキットブレーカー技術に代わって、プログラマブルなソリッドステートデバイスやスイッチングパワーデバイスの使用が増加することで、負荷管理、故障隔離、診断ヘルスモニタリング、改造やシステムアップグレードに対応する柔軟性の向上といった面で航空機にメリットがもたらされる見込みです。従来、航空宇宙用途の電力は、可変比ギアボックスを搭載した巻線界磁同期機を使用して生成され、400 Hzの一定周波数で三相115 V ACシステムを得ていました。この機械は統合駆動発電機(IDG)として知られ、現在でも一般的に使用されています。しかし、低コスト、信頼性の向上、メンテナンスの容易さ、動作温度の上昇といった新たな要件の下での運転経験から、ギアボックスをパワーエレクトロニクスに置き換えることには明らかな利点があることがわかっています。高品質の三相AC-DC変換とそれに続くDC-AC変換は、これらの目的を達成するためのステップの1つです。その結果、可変速度一定周波数(VSCF)システムとして知られています。
課題 最大離陸重量の大幅な増加
バッテリー、電気モーター、パワーエレクトロニクスなどの重要なコンポーネントの重量は、より電気的なシステム、特に推進力に移行する際に大きな課題となります。大きな問題のひとつは、現在のバッテリー技術のエネルギー密度です。バッテリーの重量は、航空機の積載能力、航続距離、効率に直接影響します。モーターやトランシーバーなどの他の電気ユニットと比較すると、バッテリーの重量のバランスをとることは、より電気的な航空機において課題となります。電気推進システムや、インバータ、整流器、コンバータなどのパワーエレクトロニクスを追加すると、重量も増加します。電気モーターは効率的ですが、大型の航空機に搭載する場合、従来の機械式モーターよりも重量が増加する可能性があります。より重い部品のために構造補強をすると、さらに重量が増加し、燃料と効率の節約を危うくする可能性があります。長距離飛行ではペイロードと航続距離が非常に優先されるため、これはより多くの電気航空機にとって大きなエンジニアリング上の問題と考えられます。この課題を克服するためには、軽量素材、高度な高エネルギー密度バッテリー、より効率的な電気システムを実現する必要があります。
世界の電動航空機市場のエコシステム分析
電動航空機市場のエコシステムには、OEMやソリューション・サービス・プロバイダーなどの主要ステークホルダーが含まれます。業界を形成する影響力のある勢力には、投資家、資金提供者、学術研究者、流通業者、サービスプロバイダー、防衛調達当局などがあります。この複雑に入り組んだ参加者のネットワークが、市場のダイナミクス、イノベーション、戦略的決定を共同で推進しています。
システム別では、機体システム部門が市場を支配すると推定されます。
着陸装置、翼制御面、飛行制御アクチュエータなどの従来の航空機構造システムは、油圧または空気圧を使用します。これらは重く複雑です。これらのシステムを電動式に移行することで、航空機全体の重量が軽減され、電動式は油圧式に比べてメンテナンスが少なく管理が容易なため、エネルギー効率が向上します。特に飛行制御用の電動アクチュエータなどのシステムにおいて、より電動化されたアプローチは、航空機設計の合理化を支援し、それによって民間航空と軍用航空の両方にとって重要な関心事である燃料効率と航続距離の両方で大幅な向上を達成します。電動機体システムは、多くの航空機部品の作動制御と応答を改善し、安全性と安定性を高めることができます。例えば、電気飛行制御(フライ・バイ・ワイヤ)では、応答がより正確で冗長性が高いため、飛行状況に応じてリアルタイムで調整を行うことができます。また、機械的なリンケージや複雑な油圧ラインを交換することで故障箇所を削減し、安全マージンを高め、システム故障の確率を低減します。機体システムの電化は、航空機全体のエネルギーの流れを最適化することで、エンジン駆動電力への依存を低減します。
コンポーネント別では、発電機が市場をリードする見込みです。
発電機は、より多くの電動航空機の主要コンポーネントであり、飛行制御、着陸装置、環境制御で一般的に使用される油圧および空気圧システムを置き換えるための一定の高出力出力を提供します。電力使用の増加により、このような電力を継続的に供給できる高度で信頼性の高い発電機に対する要件が厳しくなります。このため、タキシングから離陸、飛行、着陸に至るまで、より多くの電動航空機のすべての運航段階で電気システムを提供するために、効率を高めた高電力密度の発電機が必要となります。永久磁石発電機と可変速発電機は、電力変換効率を向上させ、より多くの電気航空機のための高電圧アーキテクチャを実現し、システム内のエネルギー損失を削減する新世代の製品の一例です。ボーイング787型機は、従来の空圧システムの多くを電気システムに置き換えることで、より電気的なアプローチを採用した最初の民間航空機の1つです。787型機の電気ブレーキシステムは、大容量の発電機を使用し、エンジンのブリードエアを使用せずに安定した電力を生成します。この航空機には、1台あたり235kVAの定格を持つ先進的な発電機セットが装備されており、客室の与圧や主翼の除氷などのシステムに必要な電力を供給することで、この傾向に拍車をかけています。これらの変更により、航空機全体の重量が軽減され、燃料効率が向上しました。
プラットフォーム別では、固定翼航空機セグメントが電動航空機市場をリードすると予測されています。
民間旅客機、リージョナルジェット、ビジネスジェット、軍用輸送機などの固定翼機は、航空市場全体で最も広く使用されています。このような航空機は年間新規発注のかなりの割合を占めており、運航コスト、効率、規制要件を削減するため、より電動化されたソリューションへの需要が高まっています。航空会社や政府が航空機の持続可能な未来に目を向け始めたことで、固定翼機市場には電動化技術の成長機会があります。固定翼機プラットフォームは、回転翼機に比べ、空気力学的および構造的要件が単純であるため、開発が非常に容易です。このため、固定翼の構成に多くの電力アーキテクチャを組み込むことが容易です。このような設計上の利点は、電動技術の研究開発を簡素化し、設計変更を少なくして既存の設計に新技術を統合することを容易にします。そのため、電動アクチュエーター、一体型スターター・ジェネレーター、電動除氷システムなど、電動航空機に含まれる革新技術の多くを固定翼機で試験・実装することが容易になります。固定翼の電動航空機は、民間航空だけでなく、電動システムがステルス性の強化、熱シグネチャーの低減、運用コストの低減をサポートできる軍事用途でも顕著です。
予測期間中、欧州が最も高いCAGRで成長すると予測。
欧州は、強力な規制圧力、持続可能な航空への多額の投資、電気およびハイブリッド電気技術革新に特化した確立された航空宇宙産業によって、より多くの電気航空機市場をリードすることが期待されています。同地域は、2050年までに炭素排出量ネットゼロを目指しており、航空排出量削減のための具体的な指令が出されています。欧州連合(EU)のグリーン・ディールと「Fit for 55」法制化パッケージは、より環境に優しい航空ソリューションの目標に貢献しています。これらにより、欧州の航空会社やメーカーは、排出量削減と運航コスト削減のためにシステムの電動化に重点を置いた、より多くの電動航空機技術を採用することになるでしょう。欧州には、エアバス社やサフラン社など、電気およびハイブリッド電気航空機技術の開発に注力している世界的な航空宇宙業界のリーダー企業もあります。エアバスは最近、E-Fan XとZEROeプロジェクトを導入し、持続可能な航空機のための電気および水素推進に焦点を当てています。サフランは電力システムや機器を開発し、リージョナル機や短距離機の分野でより多くの電気航空機の進歩に大きく貢献しています。
電動航空機市場の最近の動向
2024年6月、GEエアロスペース(米国)はNASAと提携し、ハイバイパス商用ターボファンに電気モーター/発電機を組み込み、さまざまな運用段階で電力を補うハイブリッド電気実証エンジンを開発しました。これには、NASAのハイブリッド熱効率コア(HyTEC)プロジェクトを通じた試験用に、ハイブリッド電気コンポーネントを搭載したパスポート・エンジンの改造も含まれます。
2023年8月、アストロニクス・コーポレーション(米国)は、ベル・テキストロン社(米国)から、米国陸軍の将来長距離攻撃機(FLRAA)プログラム向けのV-280バローの開発をサポートする契約を獲得しました。チーム・バロールのメンバーであるアストロニクスは、数年前からベル社と協力し、デモ機用の電力および配電システムを供給してきました。今回の契約は、資格認定と認証のためにシステムをさらに成熟させるものです。この契約は、陸軍がFLRAA競争の勝者としてV-280を選定し、UH-60 Blackhawkの後継機として計画されたことに続くものです。
2023年6月、Safran Helicopter Engines(フランス)とAURA AERO(フランス)は、Electric Regional Aircraft(ERA)推進に関するパートナーシップ契約を締結しました。両社は、19人乗りのリージョナル航空機であるERAの要件に沿って、サフランが開発したターボジェネレーターの統合ソリューションを評価するために協力します。
2023年7月、ハネウェル(米国)はインドの大手グローバル航空会社でタタ・グループ傘下のエア・インディア・リミテッドと、エア・インディアの既存および新規の航空機を対象とした補助動力装置(APU)のアフターマーケット・サポートに関する長期契約を締結しました。この契約により、ハネウェルのAPUに対する包括的なメンテナンスサポートが提供され、エア・インディアの航空機における高い配車信頼性と航空機の可用性、および計画外のメンテナンスコストの削減が保証されます。
主要市場プレイヤー
電動航空機市場の主なプレーヤー
Safran S.A ( France)
Honeywell International Inc. (US)
RTX (US)
General Electric (US)
Parker Hannifin Corporation (US)
Bae Systems plc (UK)
Bomardier Inc. (Canada)
Embraer S.A (Brazil)
Liebherr (Switzerland)
Ametek Inc. (US)
Astronics Corporation (US)
Moog inc. (US)
Rolls-Royce Plc (UK)
Amphenol Corporation (US)
Eaton (Ireland)
Nabtesco Corporation (Japan)
1 はじめに
2 研究方法論
3 要旨
4 プレミアムインサイト
5 市場概要
5.1 はじめに
5.2 市場ダイナミクス
推進要因
– より多くの電動航空機に向けた高密度バッテリーソリューションの開発
– 航空機の性能を最適化するための電動技術の利用の増加
– 運用・保守コストの削減
– 排出ガスと航空機騒音の低減
– 電気システムの技術的進歩
制約事項
– 資本要件が高く、クリアランス期間が長い
– 電気システムのオーバーヒートの可能性
可能性
– 発電用代替電源の導入
– パワーエレクトロニクス部品の進歩
– アーバンエアモビリティ(UAM)技術の採用
課題
– 信頼性の高いケーブルシステムへの要求
– 最大離陸重量の大幅な増加
5.3 顧客ビジネスに影響を与えるトレンド/混乱
電動航空機市場の収益シフトと新たな収益ポケット
5.4 バリューチェーン分析
5.5 エコシステム分析
著名企業
民間企業および中小企業
エンドユーザー
5.6 技術分析
主要技術
– 電気モーターとバッテリーを駆動するターボジェネレーター
– 電動アクチュエーター
隣接技術
– フライ・バイ・ワイヤ
5.7 ケーススタディ分析
ハネウェル、より多くの電気アーキテクチャを最適化
ハネウェル、ボーイング社向け補助電源ユニットの設計に成功
電動タクシーシステム
5.8 価格分析
平均販売価格範囲(コンポーネント別
指標価格分析、コンポーネント別
平均販売価格帯、プラットフォーム別、2023年
5.9 電動航空機の増加、航空機種類別
5.10 主要関係者と購入基準
購入プロセスにおける主要関係者
購入基準
5.11 規制の状況
規制機関、政府機関、その他の組織
5.12 貿易分析
5.13 主要会議・イベント(2024-2025年
5.14 ビジネスモデル
5.15 総所有コスト
5.16 投資と資金調達のシナリオ
5.17 部品表
5.18 技術ロードマップ
5.19 ジェネレーティブAIのインパクト
はじめに
主要国による航空分野でのAIの採用
航空業界におけるAIの影響:ユースケース
AIの電動航空機市場への影響
5.20 マクロ経済的展望
北米
ヨーロッパ
アジア太平洋
中東
ラテンアメリカ
アフリカ
産業動向
88
6.1 導入
6.2 技術動向
油圧式着陸装置から電動式着陸装置への移行
電動航空機の増加における電気・電子技術の使用
– 機械技術
– パワーエレクトロニクス
– エネルギー管理
先進バッテリー
– リチウム硫黄(Li-S)
電動モーター駆動スマートポンプ
高圧配電
電動アクチュエーションシステム(フライ・バイ・ワイヤ)
3Dプリンティング
6.3 サプライチェーン分析
6.4 メガトレンドの影響
持続可能な航空燃料
6.5 特許分析
電動航空機市場の拡大、エンドユーザー別
96
7.1 導入
7.2 民間
排出量削減が市場の推進力
7.3 軍事
国防費の増加が市場を牽引
電動航空機市場の拡大、用途別
99
8.1 導入
8.2 発電
電動アーキテクチャに対する需要の増加が市場を活性化
8.3 配電
電圧検出能力と迅速な負荷遮断が需要を牽引
8.4 電力変換
運用効率を高めて需要を創出する必要性
8.5 エネルギー貯蔵
先進的なバッテリーと燃料電池システムの使用増加が市場を後押し
電動航空機市場の増加、プラットフォーム別
103
9.1 導入
9.2 固定翼
燃費と信頼性の向上が需要を牽引
ナローボディ航空機(NBA)
– 軽量化が市場を牽引
ワイドボディ機(WBA)
– カーボンフットプリントの削減が市場を牽引
リージョナル航空機
– 需要の原動力となる航空旅客輸送量の増加
戦闘機
– 軍事予算の増加が市場を後押し
9.3 ロータリーウイング
運航効率向上のニーズが市場を牽引
電動航空機の増加、システム別
109
10.1 導入
10.2 推進システム
燃料管理システム
– 燃料使用量の削減に貢献
スラスト・リバーサー・システム
– ブレーキ摩耗の低減
10.3 機体システム
環境制御システム
– 快適なキャビン環境の確保
アクセサリードライブシステム
– 動力伝達能力の向上に貢献
パワーマネジメントシステム
– 航空機のエネルギー効率を高めます
キャビンインテリアシステム
– 顧客体験の向上に使用
飛行制御システム
– 航空機の方向制御
着陸装置システム
– 離着陸を容易に
電動航空機市場、コンポーネント別
115
11.1 導入
11.2 動力源
バッテリー
– ニッケルベースのバッテリー
– 鉛蓄電池
– リチウム電池
燃料電池
– 効率を高め、燃料負荷を軽減
太陽電池
– 液体燃料の必要性を排除
11.3 アクチュエーター
電気式
より高い信頼性を提供
ハイブリッド電気
省エネルギー
– 静電アクチュエータ(EHA)
– 電気機械式アクチュエータ(EMA)
– 電気バックアップ油圧アクチュエータ
11.4 電動ポンプ
次世代航空機に適した電動ポンプ
11.5 パワーエレクトロニクス
レクティファイヤ
– ACからDCへの変換に使用
インバータ
– 直流から交流への変換を促進
コンバーター
– 航空宇宙ネットワークに高品質の直流電力を供給
11.6 配電機器
ワイヤ&ケーブル
– 航空機の電動化に伴う需要の増加
コネクタ及びコネクタ付属品
– 接続性の高い配線システムに対するニーズの高まりが需要を後押し
バスバー
– 設置が容易なため採用が増加
11.7 発電機
スタータージェネレーター
– 並列電源ユニットとして機能
補助電源装置(APU)
– 航空機にバックアップ電源を供給
可変速定周波(VSCF)発電機
– より柔軟な電気システムアーキテクチャを提供
11.8 バルブ
MEAエンジンのガスレベルを調整
電動航空機市場の増加、地域別
126
12.1 はじめに
12.2 北米
北米:乳棒分析
米国
– 大手OEMの存在が市場を牽引
カナダ
– 研究開発活動の活発化が市場を後押し
12.3 欧州
ヨーロッパ: ペストル分析
英国
– 著名な航空機OEMの存在が市場を後押し
フランス
– 航空宇宙産業への高い投資が市場を牽引
ドイツ
– 電気推進技術の発展が需要を牽引
ロシア
– 成長する航空セクターが市場を後押し
イタリア
– 航空機需要の増加が市場を活性化
その他のヨーロッパ
12.4 アジア太平洋
アジア太平洋:杵柄分析
中国
– 航空宇宙製品に対する需要の高まりが市場を活性化
インド
– 航空セクターの急拡大が市場成長を促進
日本
– 航空機の自社開発の増加が需要を牽引
韓国
– 電気部品メーカーの存在が市場をサポート
オーストラリア
– 航空交通量の増加が需要を後押し
その他のアジア太平洋地域
12.5 中東・アフリカ
中東・アフリカ:杵柄分析
アラブ首長国連邦
– 世界有数の航空会社が市場を牽引
サウジアラビア
– 先進パワーエレクトロニクスの著しい成長が市場を牽引
イスラエル
– 航空機増備ニーズの高まりが市場を加速
南アフリカ
– 観光セクターの拡大が市場を活性化
その他の中東・アフリカ
12.6 ラテンアメリカ
ラテンアメリカ:杵柄分析
ブラジル
– 大手航空会社の存在が市場を後押し
メキシコ
– 政府のイニシアチブが市場を牽引
その他のラテンアメリカ
競争状況
204
13.1 はじめに
13.2 主要プレーヤーの戦略/勝利への権利(2020~2024年
13.3 ランキング分析
13.4 上位5社の収益分析(2020-2023年
13.5 市場シェア分析(2023年
13.6 企業評価マトリックス:主要プレーヤー、2023年
スター
新興リーダー
広範なプレーヤー
参加企業
企業フットプリント
13.7 企業評価マトリクス:新興企業/SM(2023年
先進的企業
対応力のある企業
ダイナミックな企業
スターティングブロック
競合ベンチマーキング:新興企業/SM、2023年
13.8 企業の評価と財務指標
13.9 ブランド/製品の比較
13.10 競争シナリオ
製品発売
ディール
企業プロフィール
228
14.1 紹介
14.2 主要プレーヤー