日本の電気・デジタルツイン市場の動向

製造業では、JFEスチール株式会社などの企業が、デジタルツイン技術を活用してイノベーションを推進し、業務効率の向上を図っています。JFEはデジタルツインによるシミュレーションを用いて放射管バーナーを開発し、その結果、従来のバーナーに比べて耐用年数が6倍長くなり、NOx排出量の削減にもつながりました。

エネルギー分野でも、インフラの近代化に向けてデジタルツインが導入されています。ENEOS株式会社は、製油所向けのデジタルツインインフラの構築に着手し、多様なデータを単一の仮想空間に統合することで、エンジニアリング業務の効率化を図っています。このように、日本の様々な産業におけるデジタルツイン技術の導入は、イノベーション、効率性、持続可能性に向けたデータ駆動型のアプローチを促進しており、日本はこの新興分野におけるリーダーとしての地位を確立しつつあります。

日本の電力デジタルツイン市場の動向

スマートグリッドとエネルギー最適化の取り組み

日本のエネルギー分野は、都市部における高い電力需要、地震や台風などの自然災害に対する脆弱性、分散型再生可能エネルギー源の割合増加への対応など、特有の課題に直面している。スマートグリッドの取り組みは、リアルタイムデータと自動制御システムを活用して電力網をデジタル化し、送電網の信頼性を向上させ、エネルギー損失を削減し、需給バランスを調整することを目的としている。

デジタルツイン技術は、これらの目標達成において基盤となる役割を果たしており、電力事業者が変電所、変圧器、配電網などの送電網構成要素の仮想モデルを作成し、リアルタイムの監視と最適化を可能にしています。例えば、日立エナジーは日本の電力事業者と連携し、システムの負荷に関する予測情報を提供し、負荷配分を最適化し、故障検知を改善する、デジタルツインを活用した送電網管理プラットフォームの導入に取り組んでいます。

こうしたデジタルツインは、エネルギー需要のパターンが動的かつ複雑な東京や大阪といった日本の都市部において、特に大きな価値を発揮する。さらに、富士通は、デジタルツインを活用したスマートエネルギー管理システムを開発し、再生可能エネルギー発電、電気自動車、蓄電池からの入力を統合することで、スマートシティ地区全体のエネルギー使用をシミュレーションし、最適化している。

高い初期投資コストと維持管理コスト

高い初期投資コストは、日本における電力デジタルツイン市場の成長を著しく抑制しており、特に中小規模の電力会社、エネルギーサービスプロバイダー、インフラ企業にとって大きな障壁となっている。デジタルツインソリューションの導入には、高度なセンサー、IoTデバイス、クラウドコンピューティングインフラ、AIを活用した分析プラットフォーム、そしてデータを管理・解釈する熟練した人材に対する多額の先行投資が必要となる。

特に地方や都市化が進んでいない地域において、多くの地域電力会社や送電網事業者が厳しい予算の中で運営されている日本では、このコストの障壁が、デジタルツイン技術を大規模に導入する能力を制限している。さらに、古いインフラのレガシーシステムは、デジタルツインの統合をサポートするためにアップグレードまたは完全な置き換えが必要となる場合が多く、これにより財政的負担がさらに増大する。

日本の電力デジタルツイン市場セグメント分析

日本の電力デジタルツイン市場は、ツインの種類（デジタルガス・ストリーム ・発電所、デジタル風力発電所、デジタル送電網、デジタル水力発電所、その他）、利用形態（製品デジタルツイン、プロセスデジタルツイン、システムデジタルツイン）、導入形態（クラウド、オンプレミス）、用途（資産パフォーマンス管理、事業・運用最適化、その他）、エンドユーザー（電力会社、送電網インフラ事業者、その他）、および地域に基づいてセグメント化されている。

日本の電力デジタルツイン市場におけるクラウドセグメントの優位性：柔軟性とインテリジェンスへのシフト

日本のデジタルトランスフォーメーション（DX）の取り組みやインフラのレジリエンス（回復力）への注力に後押しされ、クラウドセグメントが日本の電力デジタルツイン市場において主要な導入形態として台頭しつつある。日本の電力会社やスマートグリッド事業者は、クラウドベースのデジタルツインソリューションをますます活用している。これらのソリューションは、大量のリアルタイムデータを管理し、AIを活用した保守予測を支援し、広範囲に分散したグリッド資産の一元的な監視を可能にするためである。

例えば、東京電力（TEPCO）は、自社の電力インフラ全体における遠隔監視と資産パフォーマンスのモデリングを強化するために、クラウドプラットフォームを活用している。地理的な分散、インフラの老朽化、自然災害への脆弱性といった課題を抱える日本において、機敏かつ拡張性の高いソリューションが求められる中、こうした動きは極めて重要である。

したがって、クラウドの導入は、運用コストやハードウェアへの依存を低減するだけでなく、日本の関係者がデジタルツインモデルを継続的に更新、拡張、最適化することを可能にする。この柔軟性と適応性により、日本の電力インフラの未来を形作る上で、クラウド分野はオンプレミス型システムを確実に凌駕している。

サステナビリティ分析

日本がエネルギーシステムの脱炭素化と気候変動に強いインフラの構築に向けた取り組みを強化する中、サステナビリティは日本の電力デジタルツイン市場の主要な推進力となっている。デジタルツイン技術は、電力会社や送電網事業者がエネルギー消費のシミュレーションと最適化、排出量の削減、資産の寿命延長を可能にすることで、これらの目標の達成に重要な役割を果たしている。

例えば、発電所や変電所の仮想レプリカを作成することで、企業は太陽光や風力発電の導入といった再生可能エネルギーの統合シナリオを、現実世界でのリスクを負うことなく検証でき、それによってより環境に優しい電力網への移行を加速させることができる。さらに、デジタルツインを活用した予知保全により、エネルギーの浪費や機器の故障を大幅に削減し、不要な資源の使用を抑えることができる。

日本の電力デジタルツイン市場の主要企業

この市場における日本の主要企業には、ゼネラル・エレクトリック・ヴェルノバ、シーメンスAG、ベントレー・システムズ、エマーソン・エレクトリック社、シュナイダー・エレクトリックSE、株式会社日立製作所、三菱電機株式会社、東芝株式会社、富士通株式会社、日本電気株式会社などが挙げられる。

日本の電力デジタルツイン市場における主な動向

日本、デジタルツインの統合によりスマートグリッドの近代化を加速

日本の電力会社や送電網運営事業者は、発電、変電所、送電網インフラをリアルタイムでシミュレーション、監視、最適化するために、電力デジタルツインプラットフォームの導入を拡大している。この市場は、日本のカーボンニュートラル戦略に基づく再生可能エネルギーの統合や送電網のレジリエンス向上に向けた取り組みによって牽引されている。

クラウドベースのデジタルツイン・プラットフォームが主流の導入モデルに

クラウドセグメントは、スケーラビリティ、リアルタイム分析、およびIoT対応エネルギーインフラとの容易な統合性により、主要な導入モデルとして台頭している。日本の電力会社は、従来のオンプレミス型システムから、クラウドネイティブなデジタルツイン・エコシステムへと移行を加速させている。

ベントレー・システムズ、日本のインフラ・デジタルツインにおけるパートナーシップを拡大

ベントレー・システムズは、福井コンピュータと提携し、日本におけるインフラの可視化、シミュレーション、およびデジタルトランスフォーメーションプロジェクトにiTwinプラットフォームを活用する。この提携により、電力および公益事業インフラ全体における先進的なデジタルエンジニアリング技術の導入が強化される。

AI、IoT、および予知保全技術が市場拡大を牽引

電力デジタルツインは、資産のパフォーマンス管理の改善、ダウンタイムの削減、インフラの寿命延長を図るため、AI、IoTセンサー、および予知分析プラットフォームとの統合が進んでいる。予知保全は、老朽化が進む日本の電力インフラエコシステムにおいて、最も有力なユースケースの一つになりつつあります。

インダストリー4.0と社会5.0の政策が、エネルギーインフラ全体での導入を後押し日本の「社会5.0」および「グリーン成長戦略」の取り組みにより、公益事業および産業インフラ向けのデジタルトランスフォーメーション技術への投資が加速しています。電力デジタルツインは、再生可能エネルギーの統合、運用効率の向上、および低炭素エネルギーシステムの管理において、不可欠なツールとなりつつあります。

目次

1. 調査方法および範囲
   1. 調査方法
   2. 調査目的および本レポートの範囲
2. 定義と概要
3. エグゼクティブ・サマリー
   1. ツインタイプ別概要
   2. 用途別概要
   3. 導入形態別概要
   4. アプリケーション別概要
   5. エンドユーザー別概要
4. 市場動向
   1. 影響要因
      1. 推進要因
         1. スマートグリッドおよびエネルギー最適化の取り組み
      2. 制約要因
         1. 高い初期投資および維持管理コスト
      3. 機会
      4. 影響分析
5. 業界分析
   1. ポーターの5つの力分析
   2. サプライチェーン分析
   3. 価格設定分析
   4. 規制およびコンプライアンス分析
   5. 持続可能性分析
   6. DMIの見解
6. ツインタイプ別
   1. はじめに
      1. 市場規模分析および前年比成長率分析（%）、ツインタイプ別
      2. 市場魅力指数、ツインタイプ別
   2. デジタルガス・ストリーム – 発電所 *
      1. はじめに
      2. 市場規模分析および前年比成長率分析（%）
   3. デジタル風力発電所
      1. デジタルグリッド
      2. デジタル水力発電所
      3. その他
7. 用途別
   1. 概要
      1. 市場規模分析および前年比成長率分析（%）、用途別
      2. 市場魅力度指数、用途別
   2. 製品 デジタルツイン *
      1. 概要
      2. 市場規模分析および前年比成長率分析（%）
   3. プロセス・デジタルツイン
   4. システム・デジタルツイン
8. 導入形態別
   1. はじめに
      1. 市場規模分析および前年比成長率分析（%）、導入形態別
      2. 市場魅力度指数、導入形態別
   2. クラウド *
      1. はじめに
      2. 市場規模分析および前年比成長率分析（%）
   3. オンプレミス
9. 用途別
   1. 概要
      1. 市場規模分析および前年比成長率分析（％）、用途別
      2. 市場魅力指数、用途別
   2. 資産パフォーマンス管理 *
      1. 概要
      2. 市場規模分析および前年比成長率分析（％）
   3. ビジネスおよび業務の最適化
   4. その他
10. エンドユーザー別
    1. 概要
       1. 市場規模分析および前年比成長率分析（%）、エンドユーザー別
       2. 市場魅力指数、エンドユーザー別
    2. 公益事業 *
       1. 概要
       2. 市場規模分析および前年比成長率分析（%）
    3. 送電網インフラ事業者
    4. その他
11. 企業概要
    1. ゼネラル・エレクトリック・ヴェルノバ*
       1. 会社概要
       2. 製品ポートフォリオおよび説明
       3. 財務概要
       4. 主な動向
    2. シーメンス AG
    3. ベントレー・システムズ社
    4. エマーソン・エレクトリック社
    5. シュナイダー・エレクトリック SE
    6. 株式会社日立製作所
    7. 三菱電機株式会社
    8. 株式会社東芝
    9. 富士通株式会社
    10. 日本電気株式会社 (*リストは完全なものではありません）
12. 付録
    1. 弊社およびサービスについて
    2. お問い合わせ