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建設業における電気自動車 2023-2043年Electric Vehicles in Construction 2023-2043 IDTechExのレポート「建設業における電気自動車 2023-2043」は、この急成長する業界について深くきめ細かい分析を提供しています。100台以上の電動建設機械を分析し、バッテリーのサイズ、充電、車両パワー、... もっと見る
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サマリー
IDTechExのレポート「建設業における電気自動車 2023-2043」は、この急成長する業界について深くきめ細かい分析を提供しています。100台以上の電動建設機械を分析し、バッテリーのサイズ、充電、車両パワー、価格などの傾向を明らかにしています。これらの技術動向は、本レポートで詳しく解説しています。
電気建設機械市場は、まだ発展途上の段階にあります。しかし、他の分野ではすでに電動化が進んでいるため、この移行に必要なバッテリー、モーター、その他の電気自動車部品の既存のサプライチェーンを利用して、迅速に加速することができる。OEMは、製品群の電動化を急速に進めている。これはミニ電動ショベルから始まり、現在ではより大きな機械へと進んでいる。本レポートでは、OEMの活動、政策ドライバー、潜在的な総所有コスト削減を考慮し、10年間のCAGRを38％、2043年の電動建設機械市場価値を1,500億ドルにまで成長させると予測しています。これにより、建設業界は2050年までに国際的なカーボンニュートラル目標を達成することができるようになります。
電動ミニショベルの躍進
ミニショベルは、世界で3番目、ヨーロッパでは1番目の台数を誇るセグメントです。小型であるため、適度な大きさのバッテリーが必要であり、建設業界にとって電動化の旅に出るにはうってつけの存在でした。2023年には、キャタピラー、コマツ、クボタ、日立を含む建設業界の大手OEM企業上位10社のうち6社が、電動ミニショベルを生産しているか、コンセプトやプロトタイプを持っている。JCBとボルボは、量産型電動ミニショベルの事例を持つ企業で、電動ミニショベル市場の立ち上げに貢献した。両社とも排出量削減の目標を掲げていますが、市場の需要にも応えていくでしょう。
電動ミニショベルは、ディーゼルエンジンの性能をすべて備えていますが、いくつかの大きな利点もあります。まず、地域の空気の質を改善し、さらに重要なのは、高濃度の排気ガスにさらされるオペレーターの空気の質を改善することです。また、騒音や振動の低減、機械の低騒音化による他の現場作業員とのコミュニケーション向上など、安全性の向上にもつながります。また、電気モーターは機械をより正確に制御することができ、長期的には自動掘削などの自律的な機能の統合を支援することができます。
電動ミニショベルの大型化が進む
電動ミニショベルの市場が確立されたことで、OEMはすでに大型の機械に移行しています。キャタピラー、ジョンディア、XCMG、コマツ、ボルボ、リューゴンのようなOEMが次に電動化を検討しているのは、運転重量が6トン以上の大型ショベルと、同様のサイズのローダーの2分野です。ローダーとショベルカーは、建設車両の販売台数の55％近くを占めています。ショベルカーは台数ベースで最大であり、その大型化に伴い価格も高くなるため、収益も圧倒的にショベルカーが多い。
特に中国のOEMは、大型ショベルの電動化と大型バッテリーの搭載に関心を示しています。本レポートで取り上げた一例では、525kWhのバッテリーとダブルガンDC充電により、この巨大バッテリーをわずか2時間で補充しています。しかし、IDTechExがショベルカーに搭載した最大のバッテリーは、本レポートでも取り上げた日本のOEMによる700kWhである。
中国国内では、LFPがこのような大型システム用のセルとして選ばれているようです。一方、欧州では、電動建設機械用電池のセルとしてNMCを選択する傾向がある。NMCの方が性能は高いが、コストがかかる。本レポートでは、建設分野におけるNMCとLFPのトレードオフについて詳しく解説するとともに、リチウムイオン電池の価格低下により、電動建設機械とディーゼルのどちらを選ぶかのバランスをどうとるかについて説明する。
普及の原動力は政策よりもTCOの削減
国際的に見ると、地球温暖化や温室効果ガス排出に対処するために、建設機械の排出量は各国政府の関心事にはなっていない。建設機械産業は、GHG排出量の1.1%に過ぎず、内燃機関禁止政策の対象となる最後の車種のひとつとなる可能性が高い。地域的には、ノルウェーやオランダなどの国々が、建設機械からの排出に取り組む動きを見せている。しかし、そのほとんどは、地域の大気質や建築現場からの騒音の低減など、地域の課題に焦点を当てたものです。
電動建設機械市場の成長に必要なインセンティブは、総所有コストの削減である。建設機械は多くの燃料を消費する。例えば、IDTechExの分析によると、20トンのショベルカーは、その生涯で燃料費だけで約12万ドルかかるという。さらに、大型のディーゼルエンジンのメンテナンスもあり、これも生涯で数万ドルにのぼることがあります。このように、電気自動車を利用することで節約できる可能性が大きく広がっています。しかし、この12万ドルは、電気自動車を8時間稼働させるために必要なバッテリーのコストですぐに消費されてしまうのです。地域のインセンティブを活用することで、TCOのバランスを電気自動車に有利にすることができます。
目次
Summary
この調査レポートは、2023-2043年の建設業における電気自動車業界について深くきめ細かい分析を提供しています。
主な掲載内容（目次より抜粋）
Report Summary
IDTechEx's report "Electric Vehicles in Construction 2023-2043" provides deep and granular analysis into this fast-growing industry. More than 100 electric construction machines have been analyzed to reveal trends in battery sizing, charging, vehicle power, pricing, and more. These technical trends are explored in detail throughout this report.
The electric construction machine market is in its nascent stages. However, it will benefit from other sectors having already gone through electrification and will be able to accelerate quickly with existing supply chains for batteries, motors, and other electric vehicle components that it will need to make this transition. OEMs are moving quickly to electrify their product ranges. This has started with mini-electric excavators but is now progressing to larger machines. This report considers OEM activities, policy drivers, and potential total cost of ownership savings to predict a 10-year CAGR of 38%, and growth to an electric construction machine market value of ~$150 billion in 2043. This will put the construction industry on target to hit international carbon neutrality goals by 2050.
Electric mini-excavators are taking-off
Mini-excavators are the third largest segment by volume in the world, and the largest segment in Europe. With its smaller size necessitating reasonably sized batteries, it has been a low hanging fruit for the construction industry to begin their electrification journey. In 2023 six out of the top ten largest construction OEMs, including Caterpillar, Komatsu, Kubota, and Hitachi either had a production electric mini-excavator, or had a concept or prototype. JCB and Volvo are companies with examples of series production electric mini-excavators and have helped to kick-start the electric mini-excavator market. Both of these have their own targets to reduce emissions but will also be responding to market demand.
Electric mini excavators offer all the performance of diesel variants but with some significant advantages. Firstly, it improves local air quality and more importantly the air quality for the operator who will be exposed to high concentrations of exhaust gases. The operator will also benefit from reduced noise, reduced vibration, and improved safety through better communication with other site workers thanks to the machines lower noise. The electric motors will also give more precise control over the machine, and in the long term, aid the integration of autonomous features, such as automated digging.
More electric machines are coming, and they are getting larger
With the electric mini-excavator market becoming established, OEMs are already moving onto larger machines. Large excavators with operating weights of more than 6-tonne, and similarly sized loaders, are the two areas where OEMs like Caterpillar, John Deere, XCMG, Komatsu, Volvo, and LiuGong are looking to electrify next. Loaders and excavators make up nearly 55% of construction vehicle sales by volume. Excavators are the largest by volume, and with their increased size comes higher prices, meaning they also dominate revenue.
More electric machines are coming, and they are getting larger
With the electric mini-excavator market becoming established, OEMs are already moving onto larger machines. Large excavators with operating weights of more than 6-tonne, and similarly sized loaders, are the two areas where OEMs like Caterpillar, John Deere, XCMG, Komatsu, Volvo, and LiuGong are looking to electrify next. Loaders and excavators make up nearly 55% of construction vehicle sales by volume. Excavators are the largest by volume, and with their increased size comes higher prices, meaning they also dominate revenue.
Chinese OEMs in particular have shown interest in electrifying larger excavators and installing large batteries. One example covered in this report uses a 525kWh battery and double gun-DC charging to replenish this enormous battery in just 2 hours. However, the biggest battery IDTechEx has scene in an excavator is 700kWh from a Japanese OEM also covered in this report.
Within China, LFP appears to be the cell of choice for these larger systems, which makes sense given its lower cost and the vehicles not being sensitive to the extra weight. Meanwhile, Europe has tended to go with NMC as its cell of choice for batteries in electric construction machines. NMC offers better performance, but at additional cost. This report goes into detail on the trade-offs between NMC and LFP relating to construction, while also explaining how lithium-ion battery price reductions can sway the balance between choosing an electric construction machine, or a diesel.
Adoption will likely be driven by reduced TCO rather than policy
On an international scale, construction emissions are not at the forefront of governments concerns in their goals to address global warming and GHG emissions. The construction machine industry is only responsible for 1.1% of GHG emissions and will likely be one of the last vehicle types to get targeted by internal combustion ban policies. On a local scale, countries like Norway, and the Netherlands have shown some activity in tackling emissions from construction vehicles. These are mostly focused on local issues, like local air quality, and reducing noise from building sites.
A better incentive for the adoption, and the mechanism needed to establish growth in the electric construction machine market will be total cost of ownership savings. Construction machinery can burn through a lot of fuel. For example, IDTechEx's analysis shows that over its lifetime a 20-tonne excavator will cost around $120,000 just to fuel. On top of that is maintenance of a large diesel engine, which can also amount to tens of thousands of dollars over the vehicle's lifetime. This creates a large potential window for generating savings through the use of electric vehicles. However, this US$120k can quickly be consumed by the cost of batteries required to give these machines their 8 hours of operation. Local incentives can help tip the TCO balance in favor of electric while battery prices are coming down, but in the long term, the combination of fuel savings, reduced emissions and increased performance and precision, will lead to electric machines winning out.
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