太陽光発電（PV）市場規模とシェア：技術別（結晶シリコン、薄膜）、設置タイプ別（地上設置、屋上設置、浮体式PV）、エンドユーザー別（住宅、商業、産業、公益事業）、コンポーネント別（ソーラーモジュール、インバーター、バランスオブシステム、エネルギー貯蔵システム、ソーラートラッカー） - 世界の需給分析、成長予測、統計レポート 2026-2036

太陽光発電（PV）市場の見通し：

太陽光発電（PV）市場規模は、2025年には9,799億米ドルと評価され、2036年までに2兆2,400億米ドルを超えると予測されており、予測期間（2026年から2036年）中の年平均成長率（CAGR）は7.63%です。2026年の太陽光発電産業規模は1兆700億米ドルと推定されています。

サプライチェーンマッピング：

主要国における部品製造と貿易の動向

太陽光発電市場はクリーンな電力生成の基盤であり、2050年までに持続可能なエネルギー転換とネットゼロ排出量を達成するという目標を包括しています。PVサプライチェーンは、冶金グレードシリコン（MGS）と結晶シリコン（c-Si）から得られる多結晶シリコン（ポリシリコン）の精製から始まります。2020年の世界のPVモジュール出荷量の約96%はc-Si技術を使用しており、ポリシリコンの塊を溶かしてインゴットにし、それを薄いウェーハにスライスし、ウェーハをPVセルとPVモジュールに変換して作られています。その他のPVモジュールはテルル化カドミウム（CdTe）技術を使用しており、米国での採用率が高く（世界全体では4%に対し16%）、残りの84%はc-Siです。

米国における太陽光発電サプライチェーンの動向：

太陽光発電市場は、温室効果ガス排出量を削減し、気候変動の影響を最小限に抑えるという米国の取り組みにおいて極めて重要な役割を果たしています。数十年にわたるイノベーションとこれまでの大幅なコスト削減により、太陽光発電は最も手頃な発電方法の1つとなっています。中国からの原材料供給とそれが米国の製造業に与える影響からのデカップリングに関して、米国は太陽光発電サプライチェーンを国内化しようと努めています。米国には、中国から原材料を調達する必要のない薄膜CdTeモジュールの生産能力があります。CdTeモジュール設置の16%以上は、米国でCdTeモジュールの3分の1を生産した1つの米国企業によって供給されています。経済が脱炭素化に向かってゆっくりと進んでいることを考えると、CdTeを含む代替技術が2050年までに従来の発電を完全に置き換えることはまずないでしょう。

太陽光発電は、2010年には発電容量増加の5%を占めていましたが、2024年にはその割合が58%に上昇し、米国で発電された総電力62.8GWのうち36.4GWという驚異的な割合を占めるようになりました（2023年の18.4GWのほぼ2倍）。次のグラフに示すように、現状維持の場合、世界の出荷量は2030年までに200GWdcに達すると推定され、世界的な脱炭素化シナリオでは、2030年までに500GWdcを超える可能性があると推定されています。

2022年の原料、インゴット、ウェハーの国内生産量

米国の電力脱炭素化には、年間太陽光発電導入の大幅な加速が必要となる。積極的な脱炭素化シナリオでは、太陽光発電設備は2020年の19 GWdcから2030年までに4倍になると予想されている。SEIAによると、2023年には40.3 GWdcの太陽光発電容量が設置され、累積容量は186.5 GWdcとなった。導入は増加しているものの、2023年の太陽光発電は総発電量のわずか5.6%、夏季純容量の11.2%を占めるに過ぎない。約22の州が電力の少なくとも5%を太陽光発電で賄っており、カリフォルニア州が28.2%でトップとなっている。並行して、エネルギー貯蔵の導入も急速に増加しており、2023年には26.0 GWhまたは8.8 GWacがグリッドに追加され、前年比34%の増加となった。今後の見通しとしては、現状維持シナリオでは世界の太陽光発電設備の出荷量は約200GWdcに達すると予測されている一方、完全な脱炭素化の道筋を辿れば、2030年までに500GWdcを超える可能性もあり、気候目標を達成するために必要な成長規模の大きさが浮き彫りになる。

戦略、行動、および提言：

生産税額控除（PTC）と投資税額控除（ITC）は、米国における主要な枠組み政策です。しかし、直接支援政策における最も顕著な変更は、2022年にインフレ抑制法（IRA）の導入によって実施されました。これは、融資、補助金、および税額控除の拡大に関する連邦法です。これは、社会的に公平な方法で小規模および大規模な太陽光発電の製造と設置にとって極めて重要でした。この法律は3,700億ドルの投資を承認し、米国環境保護庁（EPA）の温室効果ガス削減基金は70億ドルの補助金を割り当てました。

IRAは、以下の太陽光発電奨励策を提供しています。

出典：欧州太陽光発電技術革新プラットフォーム

IRAの範囲内でPVに適用される税額控除の概要。MPTC = 製造業生産税額控除、PTC = 生産税額控除、ITC = 投資税額控除、GHG = 温室効果ガス

出典：欧州太陽光発電技術革新プラットフォーム

c-Siモジュールの組み立ては、輸入セルを使用して2018年に米国で始まり、2020年までに4.3 GWdcのPVモジュールが組み立てられ、2019年比で24%増加しました。この成長は主に、First Solarの生産能力の戦略的な倍増によって牽引されました。PV需要が拡大し続けるにつれて、国内製造をさらに進める機会がさらに現れるでしょう。2021年に実施された輸入制限は、中国企業に起因する可能性があり、必然的に米国のPVサプライチェーンを強化することになります。国内の著名なポリシリコン企業には、ミシガン州に拠点を置くHemlock（年間生産能力35,000 MT）、テネシー州で操業するWacker（20,000 MT）、ワシントン州に16,000 MTの工場、モンタナ州に4,000 MTの工場を持つREC Silicon、アラバマ州に拠点を置くMitsubishi（1,500 MT）などがあります。ヘムロック社、REC社、ワッカー社は、セクション48Cに基づく税額控除を受け、それが結果として多結晶シリコンの生産能力拡大に役立った。

出典： EIA

米国エネルギー情報局（EIA）によると、米国の小売電力販売額は3兆8610億ドルで、2022年の660億ドルから大幅に増加した。小売販売額は、メキシコとカナダからの電力の純輸入額、つまり輸入額から輸出額を差し引いた額で構成される。

米国の一般電力顧客向け電力販売量および総販売量に占める割合（2023年）

太陽光発電部品の製造能力に関する比較分析：

ポリシリコン生産に関するトップダウン分析

高純度ポリシリコンは通常、太陽電池ウェハー、シリコーン、半導体、アルミニウム合金の製造に使用される冶金グレードシリコンを精製することによって得られます。供給と純度レベルを確保するため、MGSサプライヤーはしばしば垂直統合を行い、石英鉱山の大部分を所有しています。さらに、MSGの処理は通常エネルギー集約型であるため、マレーシア、ノルウェー、米国、中国の新疆ウイグル自治区など、豊富で安価な電力源がある場所で生産することが不可欠です。現在、中国は世界のMGS生産能力の70%以上を占め、太陽光発電市場を支配しており、10社の中国企業が国内生産能力の35%を占め、上位5社が約25%を占めています。

出典：米国エネルギー省

c-SiおよびCdTeの生産と世界貿易：

2020年に米国が輸入したc-SiおよびCdTeモジュールの75%以上は、ベトナム、マレーシア、タイの3つの東南アジア諸国から来ており、残りは韓国から来ている。これらの東南アジア諸国は、上流の中国サプライチェーンに大きく依存している。2020年時点で、米国はシリコン太陽電池の稼働能力が限られていた。しかし、米国における以下の上流製造が勢いを増し、国内の急増する太陽光発電需要において極めて重要な役割を果たした。SEIAによると、2019年には8.6GW相当の設置が完了し、前年比21%の成長を示した。

出典： NRELによる（Smith et al. 2021）の更新情報

高い設備投資や労働コストなど、世界の太陽光発電サプライチェーンのギャップのため、c-Siの原材料と部品はほぼすべて東南アジア諸国から西側諸国に輸入されています。これらの輸入コストは、製造コスト全体の約11%を占めています。国内の太陽光発電サプライチェーンを構築すれば、これらのコストを大幅に削減できます。ウェハーとインゴットの組立ラインを自動化することで、コスト差を削減する方法があります。2024年2月、ファーストソーラーは米国でCdTe薄膜に100億米ドルを投資する計画を発表しました。2023年の遡及的データでは、モジュール生産能力に27億5000万米ドル、経済価値に9億米ドル、生産量に20億米ドルが追加されました。

インゴットとウェハー

2020年には、中国の10社が太陽電池ウェハー全体の98%を製造し、そのうちLONGi、GCL、Zhonghuanの3社が生産能力の71%を占めた。2016年から2020年にかけて、上記の企業は合計生産能力を29 GWdc（世界生産能力の29%）から173 GWdc（世界生産能力の58%）に拡大した。この傾向に続いて、単結晶PVモジュールの太陽光発電市場シェアが急速に拡大した。さらに、中国の7つの省に10 GWdcのウェハー生産能力が割り当てられた。特に、上海の北に位置する江蘇省は、中国のウェハー生産能力全体の28%を占めており、中国以外では、東アジアが世界のウェハー生産能力の10 GWdcを占めている。中国に拠点を置くJinko Solarは、ベトナムに7 GWdcのウェハーおよびインゴット施設を建設する計画を発表した。これは、マレーシアでのセル生産業務と米国でのモジュール組立業務を効率化することを目的としている。同社は、輸入材料に対する米国の貿易制限を回避するため、2020年にこのプロジェクトを開始したと述べている。この戦略的な事業拡大は、変化する貿易情勢に対応しながら、強固なサプライチェーンを構築しようとする同社の取り組みを強調するものである。

モジュールとセル

新たな製造業税額控除の導入以来、インゴット、モジュール、ウェハ、セルを含む太陽光発電モジュールサプライチェーン全体の構築と拡張に多額の投資が流入しています。連邦政府の製造業奨励策が施行される前は、ポリシリコンの生産能力は約16.6GW（年間41,500トン）、モジュールの生産能力は約7GWでした。セル製造は2019年以来初めて国内で行われるようになり、2025年末までにさらにセル生産能力が稼働開始すると予想されています。現在までに、モジュール生産は急激に増加しており、連邦政府の製造業税額控除導入前の7GWから2024年12月には44.4GWにまで上昇し、500%以上の増加を記録しています。

稼働中、建設中、発表済みのプロジェクトを含めた米国の太陽光発電モジュールサプライチェーン全体の推定容量は81.6GWに達した。太陽光発電モジュールサプライチェーンの構築は、適合期間、許認可、建設、試運転といった工程のため、時間がかかる。サプライチェーンの上流に行くほど、建設期間は長くなる。今後数年間は、新たな工場の拡張が継続されると予想される。

太陽光発電市場の急成長は、世界の半導体太陽光発電市場に好影響を与えています。2022年には、半導体デバイスは世界で33番目に多く取引された製品となり、総取引額は877億米ドルに達しました。2021年から2022年にかけて、太陽光発電／光感応型／LED半導体の取引額は720億米ドルから877億米ドルへと21.9%増加し、世界の総取引額の0.37%を占めるようになりました。

太陽光発電およびLED半導体デバイスの世界貿易の年間成長率

出典： OEC

太陽光発電／LED半導体デバイスのグローバル貿易

出典： OEC

太陽光発電システムの寿命末期（EOL）

電力網の脱炭素化への注目の高まりに伴い、世界中で太陽光発電と蓄電の容量が比例して増加しています。参考までに、脱炭素化目標を達成するために、米国は2025年から2030年まで毎年30 GWacの設備を設置する必要があります。2021年には19 GWの太陽光発電設備が設置され、米国の累積容量は100 GWに達しました。これは、今後数年間で新しいシステムの設置が急激に増加する可能性が高いことを示しています。

太陽光発電システムの寿命は約25～35年ですが、モジュールを含む一部のシステムコンポーネントは既に廃棄物として処理されています。さらに、モジュールは天候による損傷、製造上の連続欠陥、または設置ミスによって寿命を迎えます。2050年末までに、米国の年間都市電子廃棄物の最大12%が、年間太陽光発電モジュール使用済み量に達すると予測されています。太陽光発電モジュールの材料の99%は非有害物質であり、95%は既存の技術で完全にリサイクル可能です。これは、環境負荷の少ない安全な使用済み材料処理方法の強固な基盤となります。現状では、使用済み材料処理プロセスはリサイクルに適していません。廃棄物発生者にとっての太陽光発電モジュールのリサイクルコストはモジュール1個あたり15～45米ドルであり、これはモジュール1個あたり1～5米ドルの埋立処分費用よりも大幅に高くなっています。これは、廃棄物処理方法に関する連邦政府および州政府の政策に影響を与える可能性があります。

出典： IRENA

行動計画の範囲

2021年6月、太陽エネルギー技術局（SETO）は、使用済み太陽光発電（PV）廃棄物処理における主要な課題について、PV廃棄物管理関係者からの意見を募るため、情報提供依頼書（RFI）を発行しました。寄せられた回答、専門家へのインタビュー、文献レビューに基づき、PV使用済み太陽光発電の処理方法を効率化・最適化するための研究分野が特定されました。回答では、使用済み太陽光発電の処理における政策の役割と、材料回収率を高めるための分離技術の開発の重要性が強調されました。

ハードウェア設計、データ収集と分析における一般的な課題に関する利害関係者の意見を取り入れ、EOL（製品ライフサイクル終了）管理におけるDOE（米国エネルギー省）の役割を明確にした上で、SETOは2021年に5カ年行動計画を策定した。

2021年度の複数年プログラム計画は、2021年度の太陽光発電EOLワークショップおよびRFI（情報提供依頼）のフィードバックに基づいて策定されました。この計画は、循環型経済の実現に向けた以下の要素に焦点を当てています。

• データ収集と分析：廃棄物の量と処理方法をモデル化すると、現実的な収集、分別、輸送、および材料のリサイクルの必要性が明らかになります。SETOは、2025年末までに10MW分の太陽光発電EOLデータを収集し、独立したデータベースを構築し、包括的なデータ標準を導入することを目指しています。さらに、機密情報を含まないデータは、廃棄物管理、太陽光発電、および政策関連コミュニティに公開されます。
• ハードウェア開発とプロセス研究：SETOは、原材料とエネルギー利用効率の向上に重点を置き、それによって使用済み材料の処理に必要な資源を最小限に抑え、部品の寿命を延ばすことを目指しています。SETOは、使用済みとなった鉄鋼、銅、アルミニウムをスクラップ金属太陽光発電市場に売却することを推奨しています。しかし、金属化層からの銀の回収や、バックシートを含むポリマーや複合材料の分離は、材料回収が困難な分野です。回収コスト負担を最小限に抑えつつ回収率を高めるための研究は、太陽光発電リサイクルの経済性を変えるのに役立つと期待されています。