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テクノロジー・ロードマップ シリーズ

テクノロジー・ロードマップ2018-2027 全産業編

2017年11月28日発行

レポート:A4判、574ページ

CD-ROM(本体に掲載されたロードマップを収録)

本体価格 450,000円+税

発行:日経BP社

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テクノロジー・ロードマップ2018-2027 自動車・エネルギー編

2017年10月25日発行

レポート:A4判、304ページ

CD-ROM(本体に掲載されたロードマップを収録)

本体価格 300,000円+税

発行:日経BP社

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テクノロジー・ロードマップ2017-2026 医療・健康・食農編

2017年3月13日発行

A4判、368ページ、特装本

CD-ROM(本体に掲載されたロードマップを収録)

本体価格 300,000円+税

発行:日経BP社

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テクノロジー・ロードマップ2016-2025 金融・マーケティング流通編

2016年12月26日発行

A4判、408ページ、特装本

CD-ROM(本体に掲載されたロードマップを収録)

本体価格 300,000円+税

発行:日経BP社

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テクノロジー・ロードマップ2016-2025 ICT融合新産業編

2015年11月13日発行

A4判、304ページ、特装本

CD-ROM(本体に掲載されたロードマップを収録)

本体価格 300,000円+税

発行:日経BP社

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テクノロジー・ロードマップ 2018-2027 自動車・エネルギー編

テクノロジー・ロードマップ 2018-2027 自動車・エネルギー編 CD-ROM付属

クルマの知能化・ネットワーク化、再生可能エネルギー市場の拡大…大変革期の自動車・エネルギー。市場と技術の10年後を描く

新刊発売!テクノロジー・ロードマップ2018-2027 自動車・エネルギー編

大幅リニューアル

100年に一度ともいえる大変革期を迎えつつあるモビリティ関連技術にフォーカスしました。クルマの知能化・ネットワーク化、新興国への市場シフト、再生可能エネルギー市場の拡大など自動車・エネルギー分野においてイノベーションを起こす61項目の重要技術について、これから10年の技術の変遷を予測します。

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自動車・エネルギー編の3つのメリット

短時間でわかる×幅広く網羅×企画書作成に便利

短時間でわかる

一つの技術テーマに関して「2ページのレポート」と「1枚のロードマップ」で簡潔明瞭に今後10年の流れを予測します。短時間で知りたい情報を収集できます。

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テクノロジー・ロードマップ2018-2027
自動車・エネルギー編 61テーマ

自動車・エネルギー分野においてイノベーションを起こす61の重要テーマについて、これから10年の技術の変遷を予測します。

イノベーション
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  • 序章
  • 第1章 エンジン・変速機
  • 第2章 電動化
  • 第3章 安全・自動運転
  • 第4章 カーエレクトロニクス
  • 第5章 開発手法
  • 第6章 材料・加工
  • 第7章 エネルギー

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企画書作成に便利

付属のCD-ROMにはレポートに掲載されているロードマップを
PDFで収録しています。各種企画書に作成時にご活用いただけます。

ロードマップ

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  • 未来市場の調査・洞察
  • 新商品新サービス企画
  • 自動車・エネルギー編の考え方と活用法

    自動車・エネルギー編

    レポート序章で本レポートの考え方と活用法を解説しています。
    20ページ以上のボリュームがありますが、ご一読ください。
    「テクノロジー・ロードマップ」のコンセプトがご理解いただけると思います。

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    テクノロジー・ロードマップ 2018-2027 自動車・エネルギー編の詳細目次/サマリー

    序章

    総論:ロードマップの考え方・活用法

    サマリー

    第1章 エンジン・変速機

    世界的な燃費規制の強化によって、完成車メーカー各社はクルマの燃費向上に力を注いでいる。当面は、既存エンジンの改良が中心でガソリンエンジンやディーゼルエンジンでは最高熱効率の向上が進む。可変バルブタイミング機構や可変気筒エンジンなどの可変機構の採用も拡大する。変速機では、伝達効率の高いDCTが増加する一方、既存の自動変速機では多段化が進む。

    1.ガソリンエンジン

    2100年までの気温上昇を2℃以下に抑えるためには、2050年までにCO2の排出量を2010年よりも40~70%減らす必要がある
    2050年までにクルマから排出するCO2を70%減らすためには、2030年まで毎年2. 5%、2030年以降は毎年3. 5%減らすことが求められる

    現在、ガソリンエンジンの最高熱効率はトヨタ自動車の最新型「カムリ」に搭載されている2.5Lエンジンで、ハイブリッド用の最高効率は41%
    海外では過給ダウンサイジングからライトサイジング(排気量の適正化)へと軌道修正が始まっている。設計のモジュール化も今後広がりそうだ

    ガソリンエンジンでは、超リーンバーン、高機能点火、可変気筒化、高膨張サイクル、可変圧縮比化、機械損失の低減、新材料の適用が進む
    リーンバーン化では次世代点火システムが、高膨張サイクルを実現するには可変圧縮比システムが必要。新材料は断熱化や摩擦低減に貢献

    2.可変バルブタイミング機構

    今後、先進国だけでなく新興国でも環境保護の観点から燃費規制の強化が進む
    ただし、新興国ではコストに対する要求が厳しいことから、当面はガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関が主流とみられる

    ガソリンエンジンの燃費向上技術の一つとして可変バルブタイミング機構の普及が進んでいる。今後はディーゼルでも適用が拡大する
    アトキンソンサイクルによって燃費を向上させるほか、HEVでモータ走行とエンジン走行の切り替えショック低減などに使われている

    新興国への適用拡大を狙って部品点数削減や小型化によるコスト削減が進む
    従来は油圧式が多かったが、今後は応答速度が速い電動式がHCCI燃焼など向けに増加する見通し

    3. 可変気筒エンジン

    2020年に米国や欧州を中心に企業平均燃費の基準値が大きく引き下げられ、その後もさらなる規制強化が進むと予想されている
    2025年の段階においてもインフラ整備や車両コストの観点から、ガソリン、ディーゼルといった内燃機関が各社のパワートレーンの主力

    可変気筒エンジンは、低負荷運転時に燃焼する気筒数を少なくして燃費向上を図る技術
    従来は8気筒、6気筒エンジンへの適用が主流だったが、2013年に4気筒エンジンに採用され、今後3気筒エンジンでも広がっていく

    バルブの作動を停止するためのメカニズムには油圧で切り替えを行う油圧式機構と、油圧を使わない機械式の2種類がある
    4気筒、3気筒エンジンに拡大していくには、2気筒運転時のエンジンの回転変動、トルク変動による振動・騒音を改善する必要がある

    4. ディーゼルエンジン

    2100年までの気温上昇を2℃以下に抑えるためには、2050年までにCO2の排出量を2010年よりも40~70%減らす必要がある
    2050年までにクルマから排出するCO2を70%減らすためには、2030年まで毎年2. 5%、2030年以降は毎年3. 5%減らすことが求められる

    最新のディーゼルの一つであるトヨタ自動車の「1GD- FTV」は最高熱効率44%を実現し、搭載した「プラド」は欧州モード燃費10%向上
    特筆すべき技術の一つはピストン上面に多孔質シリカをコーティングして断熱構造としたこと。また吸気の流れを真っすぐにして吸気抵抗を減らした

    ディーゼルエンジンでは今後、低圧縮比化、低流動燃焼、高過給化、コモンレールシステムの高機能化、高膨張比、新材料の適用がトレンド
    低圧縮比化と低流動燃焼によって冷却損失を減らす。高膨張比化は燃費は向上するものの出力が低下するため高過給化がセットになる

    5. DCT

    DCT(デュアル・クラッチ・トランスミッション)はMTの高い機械効率を生かしながら変速を自動化した比較的新しい技術である
    2003年に、まず乗用車で実用化は始まったが、その後、2010年には商用車向けにも拡大した。HEV(ハイブリッド車)への適用も進む

    現在は6〜7速のDCTが主流だが、8速以上の多段化、ハイブリッドとの組み合わせが進む見込みである
    これまでは先進国向けの車両に主に使われてきたが、今後は、コスト削減や過酷使用への対応が進み、新興国でも普及が見込まれる

    DCTには乾式クラッチと湿式クラッチを使ったタイプがあるが、乾式は耐久性の向上、湿式は伝達効率の向上が求められる
    モジュラー化によるハイブリッドシステムの適用、システムコスト削減が進む。機能安全、自動運転技術への対応も求められる

    6. 自動変速機

    世界的な燃費規制の強化で、自動変速機(AT)にも伝達効率の向上が強く求められるようになってきている
    これまで手動変速機(MT)の比率が高かった、中国や東南アジアなどの新興国でも変速の自動化ニーズは高まっている

    ATでは、燃費向上ニーズに対応して多段化が進んでおり、前輪駆動車では9速が実用化しているほか、後輪駆動車では10速も実用化が始まった
    変速段を多段化するだけでなく、ロックアップ領域の拡大によって、伝達効率の向上を可能にしている

    ロックアップ領域を拡大するために、トーショナルダンパーを内蔵したり、ロックアップクラッチのダブルフェース化が進む
    伝達効率を向上させるために、機械要素の設計を見直し、引きずり抵抗などの摩擦抵抗の低減を図っている

    7. CVT

    先進国だけでなく新興国でも、変速動作のいらない自動変速機のニーズが高まっている
    日本では、従来のトルクコンバータや遊星歯車機構を使った自動変速機(AT)よりも効率の高いCVT(無段変速機)の比率が高まっている

    CVTでは、プーリとベルトの間の滑りに伴う損失や、加速時のフィーリングに違和感があることが課題だったが、制御の改善が進んでいる
    この結果、従来日本国内向けが中心だったCVTを、日本の完成車メーカー各社は海外向けの車種にも搭載するようになっている

    今後の改良のポイントはさらに効率を改善することと低コスト化である。プーリやベルトの製造方法の改良が進みそうだ
    今後パワートレーンの電動化が進むことから、モータとCVTを組み合わせなども広がる可能性がある

    第2章 電動化

    パワートレーンの電動化で先行するのはハイブリッド車(HEV)だが、普及は日本に偏っており、他の地域での普及は遅れている。フランス、英国が2040年にガソリン車、ディーゼル車の販売を禁止する方針を打ち出したことや、中国で新エネルギー車が急増していることを背景に、2020年ごろから電気自動車(EV)の普及が加速しそうだ。燃料電池車(FCV)はコスト削減に加えて燃料インフラの普及が課題。

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    1. ハイブリッド車

    1997年にトヨタ自動車が世界初の量産HEV「プリウス」を発売して以来、HEVの販売台数は着実に増加してきている
    コンパクトカークラスでもHEVが増加しているほか、海外でも48Vシステムの導入などHEVの採用が広がってきている

    日本、欧州、米国で交通状況は大きく異なり、日本の交通状況に適したHEVは、欧米では必ずしも十分な燃費性能を発揮できない
    このため欧州ではディーゼル車が多くの比率を占めてきたが、フォルクスワーゲン社の燃費不正で急速に電動化の機運が高まっている

    こうした事情から、今後欧州でも、HEVに加え、EVや、PHEVの普及が見込まれている
    長期的には大容量の電池を搭載するEVに向かうものの、当面はコスト上昇が抑えられる電源の48V化が進んでいく

    2. PHEV

    欧州を中心にガソリン車・ディーゼル車販売禁止の動きが広まり、アジア・アセアン地域にも拡大するが、PHEVにも規制の網がかけられる
    PHEVのEV航続距離拡大により、急速充電器などの充電インフラが整備され、PHEVが普及拡大する

    PHEVも、大型の電池を搭載し、EV走行距離60km以上が主流になる
    V2V、ワイヤレス給電、V2X機能など、これまでにない新機能付きの車両が出現する

    内燃機関部品、電動車両部品の小型、軽量化、統合化が一段と進む。電池はエネルギー密度の向上、安全性、信頼性が鍵を握る
    パワーエレクトロニクス素子も、これまでのSi(ケイ素)から次第にSiC(炭化ケイ素)に移行していく

    3. 48Vシステム

    世界的に強化が進む環境規制に対応すべく各国の自動車メーカーはCO2排出量の削減に取り組んでいる
    欧州の完成車メーカーとサプライヤーは、最小限の追加費用で燃費規制を達成する手段として、車両電源の48V化を提案した

    従来のオルタネーターと同様の位置に取り付けるISG(インテグレーテッド・スタータ・ジェネレータ)システムがまず市場へ投入されている
    その後、エンジンと変速機との間、もしくはプロペラシャフトや車軸の位置にモータを搭載するタイプも登場する

    48V向けの部品においては、費用対効果が最優先であるため、各々の部品にも低コスト化が求められる
    HEVやEVと共通な技術課題として、バッテリーの低コスト化・高エネルギー密度化が求められる

    4. EV

    欧州を中心にガソリン車・ディーゼル車販売禁止の動きが広まり、アジア・アセアン地域にも拡大し、EVの普及が進む
    世界規模で急速充電器などの充電インフラが充実し、航続距離の拡大も相まって、EVに対する懸念が弱まる

    電池容量の大型化、エネルギー密度向上により、300kmを超える航続距離が一般的となる
    V2V、ワイヤレス給電、V2X機能など、これまでにない新機能付きの車両が出現する

    電池のエネルギー密度は、2020年の250Wh/kgから、2030年には500Wh/kgを目指す
    パワーエレクトロニクスも、これまでのSi(ケイ素)から次第にSiC(炭化ケイ素)に移行していく

    5. EVの充電規格・充電方式

    急速充電規格は、現在の5種類の規格が当面継続されるが、CHAdeMO規格など最大出力向上の動きがある
    ワイヤレス電力伝送が、これまでの実証試験からいよいよ実用段階へと移行する

    急速充電器は、最大出力向上の要請があるものの、設置が進むかは充電インフラ企業、それを必要とする車両の普及具合による
    EV/PHEVが大容量化することに伴い、走るエネルギーデバイスとしてV2X機器の開発が進む

    急速充電器では、最大出力向上を満足させるため、冷却構造などの開発が必要となる
    ワイヤレス給電は、互換性、異物混入などの安全性を中心に開発が進む

    6. ワイヤレス給電

    2027年においては、世界のEV需要が300万台規模になり、停車中のワイヤレス充電装置は量産型EVへの標準装備が拡大すると見込まれる
    自動運転と自動ワイヤレス充電により、人間の作業をなくすことができ、完全に自動化されたモビリティとしてのEVが完成する

    量産車へ本格的なオプションとして設定されるのは、2018~2020年になり、この時点で本格的な普及が始まる
    走行中充電は自動運転が前提の技術となるため、融合のさせ方で差別化が期待される

    走行中給電に関しては、ワイヤレス給電の方式が多数あり、これらの技術が切磋琢磨して走行中給電の技術が進化していく
    漏洩する電磁波の抑制は重要な技術。パッシブ型、アクティブ型などが考えられる。課金システム、パワーデバイスの性能向上も重要な要素

    7. 燃料電池車

    2014年12月、トヨタ自動車から世界で初めての量産FCV「MIRAI」が発売された
    水素価格は、すでに1000〜1100円/kgと、ガソリン車並みの燃料費という当初の目標を超え、ハイブリッド車並みを実現している

    ホンダは2016年3月に最新のFCV「クラリティ・フューエルセル」のリース販売を開始した
    日産自動車はルノー社とのアライアンスの中で、ダイムラー社や米フォード社と共同開発で合意した

    車両価格半減という目標を達成するためには、量産規模の拡大によるコスト削減が不可欠である
    水素ステーションの低コスト化のためには、蓄圧器/圧縮機などの設備一つひとつを標準化することが必要になる

    8. PMモータ

    I E4規制による高効率モータの需要拡大。 I oTによるスマート工場化。 高齢者アシスト用ロボットの大規模普及
    電気駆動車の台数がエンジン駆動車とほぼ同数に。自動運転車の一般販売開始。パーソナルモビリティの普及

    誘導機とコスト同等なPMモータ。 自己回復機能を持つインテリジェントモータ。小型軽量大トルクモータ
    全域高効率なPMモータ。インホイールモータ。低価格大トルクモータ

    低電圧大電流インバータの低コスト化、故障診断、超分散モータ、ギアードモータ
    可変界磁モータ、小型高効率機電一体モータ、フェライト磁石モータ

    9. インホイールモータ

    環境性能、安全性能に対するニーズが高まり、高効率で制御の応答性・自由度の高いパワートレーンが求められるように
    車輪とモータを一体化したインホイールモータは制御の遅れや、伝達損失がないため極めて高い応答性、高効率を実現できる

    インホイールモータには、バネ下重量が増えて乗り心地が悪化する懸念があったが、最近の研究で払拭されつつある
    デファレンシャルギアやドライブシャフトなど動力伝達系の部品が不要になるため、駆動系を大幅に軽量化できる可能性がある

    コスト低減のため高価な永久磁石を使わないアモルファスモータや磁石不要のSRモータの開発も進んでいるが、当面磁石モータが本命
    モータに電力を供給する配線の耐久性に懸念があるため、ワイヤレスで電力を供給する技術の開発も進む

    10. SiCパワー素子

    自動車分野では今後、EVやPHEVなど、モータ走行を主とする車両が増加することが見込まれる
    電動化車両の普及・拡大のためには、車載用電力変換器の小型化と高効率化が必須である

    2016年には、昇圧コンバータにフルSiCを適用した燃料電池車(FCV)が製品化された
    SiC-MOSFETとSiCダイオードを組み合わせたフルSiCパワー素子も、鉄道用途や太陽光発電用途で実用化が始まった

    SiCウエハは6インチウエハの市場展開が始まっており、8インチサイズの開発も進んでいて、コスト低減が期待できる
    パッケージの主要な技術課題は高放熱構造と高温動作対応で、冷却構造や接合構造の改良が進んでいる

    11. リチウムイオン電池

    地球温暖化は着実に進行しており、地球海面は従来の予測を超えるスピードで上昇している
    地球温暖化を抑制するために、EVやPHEVなどの電動車両が注目されているが、まだ航続距離やコストがネックになっている

    リチウムイオン電池のエネルギー密度を上げるために負極で注目されているのはシリコン系材料だが長寿命化が課題
    一方、正極材料として注目されているのは硫黄系材料だが、充電時に材料が溶出してしまうのが課題になっている

    今後の技術課題としては、電極材料の高性能化のほか、低抵抗化や低価格化などがある
    電極以外の材料では各種バインダ材料の低抵抗化や低価格化、電池の不燃化対策や、低高温での特性改善が挙げられる

    12. 全固体電池

    米国ではZEV法が2017年から強化され、これまでZEVの一種として認められてきたHEVがZEVとは認められなくなる
    これらの厳しい規制を達成するためには、クルマの電動化を一層推進する必要があり、それには電池性能の向上が不可欠

    全固体電池は、より高いエネルギー密度が実現でき、安全性や耐久性も高められる可能性がある電池として開発が進められている
    全固体電池の実現に最も近いと考えられ、特に我が国において精力的に研究されているのは硫化物系固体電解質である

    様々な固体電解質において、リチウムイオン電池で使用されている有機溶媒電解質に匹敵するイオン輸送性能が達成されている
    電池性能の律速段階となっている界面抵抗の低減に多くの研究者が取り組んでいる

    第3章 安全・自動運転

    自動運転には、いくつかのレベルがあるが、部分的な自動化が2018年ごろから始まり、高速道路に限定すれば2020年ごろから人間の操作をほとんど必要としない自動運転が実用化しそうだ。さらに2020年代初頭には、限定された条件下ではあるが、人間のドライバーをまったく必要としない完全自動運転の自動化が見込まれる。自動運転に使うセンサ、頭脳に当たる半導体も、低コスト化、高性能化が進む。

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    1. 先進運転支援システム(ADAS)

    安全装置の普及が進み、性能差が車の訴求ポイントになり、NCAPなどでもレーティングされる
    ドライバー不足、高齢化、過疎化を受けて、商用車や高齢ドライバー向けへの安全装置装着の法制化が強化される

    全車で標準化される自動ブレーキなどの普及商品と、高速道路の自動運転、自動駐車機能のような安全・快適商品が階層化
    周辺モニター、ヘッドライト制御などの認知支援系システムが軽自動車にも展開、インフラ協調システムも搭載が開始された

    単眼カメラで低コストに複数の基本機能を実現するアプローチと、レーダなどとの融合システムで高機能化を実現するアプローチに二分
    ディープラーニングによる情報処理の高度化が、車載ECUへのGPU搭載などを背景に現実化。つながる技術でクルマのIoT化も進む

    2. 自動運転

    自動運転のレベル分けは6段階化し、高速道路のレベル2から、自動化率と対応道路をステップアップする乗用車の自動化の流れと、エリアや機能を限定し、レベル4から社会実装する公共交通・シェアリングサービス(MaaS)の自動化の二つのアプローチになる

    乗用車の自動化では、ADASの拡張で実現できるレベル2が普及し始めるが、一般道でのレベル4は技術的・制度的課題で普及には時間公共交通・シェアリング車両の自動化は低速で地域限定のラストマイルやシャトルバスへの導入から始まる

    レベル4以上の実現に向け、LiDARや高精度地図の実用化が進む。ディープラーニングによる高度な認知・判断・操作機能がエヌビディアなどの高性能ECUの車載化を背景にクルマの世界でも現実になる。同時に、つながる車の流れでIoT、ビックデータ化も進む

    3. ミリ波レーダ

    自動運転システムの実用化に向けた主要技術としてのミリ波レーダのニーズ
    安全アセスメントに後押しされた、自動車への搭載率の増加

    自動運転レベルの向上に伴う、センシングシステム機能の高分解能化および搭載数の増加
    自動車の機能安全を担保するための冗長性要求、複数のセンサ技術の併用化が進む

    変調方式のさらなる進化(FCM変調採用が進む)
    ミリ波回路の高集積化、BiCMOSとCMOSのすみ分け

    4. レーザレーダ

    自動ブレーキや誤発進防止システム用のセンサとして、レーザレーダは低コストなレーダとして広く普及している
    今後のADASや自動運転システム向けに、レーザレーダは高機能タイプと低価格タイプに2極化する

    低価格タイプは雨滴検知機能などと複合化するなど付加価値を高める
    高機能タイプは前方向けは検知距離の拡大などが進む一方で、後方・側方向けは、より広い視野の実現が求められる

    高機能タイプでは、スキャナとして機械式から、可動部がなく広角化/高速化に有利な電子式へと移行していく
    受光デバイスでは、アナログ・デジタル一体回路による低コスト化、発光デバイスでは面発光レーザの進化が期待される

    5. 車載イメージセンサ

    日本国内では、2018年をめどに交通事故死者数を2500人以下とし、2020年までに世界で最も安全な道路交通社会の実現を目指す
    SIP(戦略的イノベーション創造プログラム)では、2020年代前半までに準自動走行、2020年代後半以降に完全自動走行の市場化が目標

    車載カメラはビューイングカメラ、センシングカメラ、車室内監視カメラの三つに分類され、イメージセンサも用途に応じて使い分けが進む
    このうちセンシングカメラでは、自動ブレーキの作動、車線復帰するような操舵、定速走行・車間距離制御を支援する機能が一層進化する

    逆光下でも物体を認識するため、ダイナミックレンジの広いセンサの開発、製品化が盛んに行われている
    電子表示式信号・交通標識のLED点滅画像改善機能、安定した車室内モニターを可能にするイメージセンサなどのニーズが高まる

    6. 赤外線カメラ

    死亡事故の確率は夜間が高く、夜間の視野拡大技術が求められており、暗視ができる赤外線カメラは、夜間事故防止の有力なツール
    ユーロNCAPのポイント加算が車載赤外線カメラ市場拡大のきっかけとなり、今後10年以内に台数ベースで17倍、金額ベースで5倍に

    現状は、画素ピッチ17μmの320×240画素赤外線イメージセンサを搭載したナイトビジョンシステムの高級車への搭載に限定されている
    今後の市場拡大に向けて、低価格化によりミドルクラスの車種へ搭載が拡大するとともに、検出性能の向上、表示方式の改良などが進む

    低価格化に対応すべく、画素ピッチの縮小、新しい生産方式の立ち上げ、低コストとレンズ技術の開発が進展すると期待される
    画素ピッチが10μm前後、解像度が640×480画素まで高まることも期待される。シャッターレス化は広範な用途で重要課題

    7. ステレオカメラ

    各国のNCAP(新車アセスメントプログラム)でも、ADAS機能を加点対象に加える動きが加速している
    ステレオカメラを用いたAEB(緊急自動ブレーキ)は、欧州のNCAPであるユーロNCAPなどで、最も優れた性能を備えていると評価されている

    ステレオカメラによる物体認識は、他の手法と比べて(1)情報量の多さ(2)処理速度の速さ、(3) 視野の広さの3点で優れている
    ミリ波レーダやレーザレーダは検出精度が物体の反射率に左右されるが、ステレオカメラは影響を受けにくい

    模様のない平面の壁は視差を検出しくいのでLiDARとの併用が考えられる。前方の平面検出に限るのでLiDARは安価なものでよい
    道路にもセンサを設置して物陰の人や車を検出、標識や信号には状態を示す発信器を付けて画像認識による不確実さをなくす

    8. FPGA

    FPGAは、ロジックセル間の接続をユーザーが自由に変更することでユーザー独自の回路を設計することが可能なデバイスである
    ADASにおける画像処理・認識の中心的な役割を担いつつあるほか、低消費電力でCNNを実装できることから自動運転用途でも注目されている

    インタフェース・チップとして使用されている用途では、従来の車載グレード対応の低コストFPGAが引き続き使用される
    画像処理・認識用ではCPUを混載したSoCタイプのFPGAが使用されており、2018~2019年頃には主流は16nmプロセス品に移行する

    デバイスアーキテクチャでは、アプリケーション用だけでなく、制御用、セキュリティ用など、多くのプロセッサ機能が集積される
    こうしたSoCに対応した設計ツールと手法が提供されているほか、自動運転用のCNNを簡単に実装できるようにするためのツールも登場している

    9. ASSP(特定用途向け汎用半導体)

    先進国では、CO2削減、安全基準のアセスメント制定や法制化、新興国でも、大気汚染改善、事故の低減、渋滞緩和に対する取り組みが進む
    自動運転に向けての動きが加速し、レベル3/4が実用化される。主流は当面レベル2。

    環境対応は、モータによる電動化に対応できるベクトル制御機能、ASIL-Dレベルのフェールセーフ機能、機電一体によるシステムの小型化
    安全性向上は、画像をはじめとする自律認識処理、インフラ、他車との通信による情報との統合判断機能

    自律認識は、パターン認識からディープラーニングへ、さらにクラウド情報との協調判断へ
    車外情報との連携で、OTAによるソフトウエアアップデート、車両ログ取得。セキュリティの重要性が高まる

    10. GPU(graphics processing unit)

    高齢化および生産年齢人口の低下に対し、自家用車、商用車に代わる柔軟で安全な移動・移送手段の確保が必要
    自家用車、商用車、公共交通の自動運転化が段階的に進み、モータースポーツへの波及も予想される

    2020年に向け、低速から高速、高速道路などの限定環境から一般市街地向けへの段階的な自動運転が商用化
    手動、自動運転を支える統合化コックピット・ディスプレイ、自然言語認識などの高度なHM(I ヒューマン・マシン・インタフェース)が実用化

    ディープラーニング技術により交通環境認識、予測制御、最適経路計画、自然言語認識などの性能が飛躍的に向上
    スーパーコンピュータと共通なアーキテクチャの高性能GPUが車載プロセッサに搭載され飛躍的に性能が向上

    11. 人工知能

    2020年までには、高速道路や一部の道路での自動運転技術が実用化され、2030年以降には「完全自動運転」が実用化すると予想される
    人工知能の進化は、クルマの世界に限らず、今後の産業・社会を革命的に変えていく可能性がある

    対象を認識するための「特徴量」を教えなくても、コンピュータが自動的に抽出する「ディープラーニング」が人工知能を画期的に進化させた
    自動運転は、部分的な自動化、複合機能の搭載、高度な自動化、完全な自動化、の四つの段階を経て実用化する

    自動車へのディープラーニングの実装に関しては今後、半導体メーカー同士の競合が激化しそうだ
    高性能半導体上で動作させる人工知能ソフトウエアは、規模も膨大なものになり、開発できる完成車メーカーやサプライヤーは限られそうだ

    12. 次世代コンピュータ

    今後、多くのセンサを用いたデータ処理を行う必要があると考えられ、コンピュータに求められる性能はますます増大する
    しかし、半導体微細化の終焉が近いと考えられ、従来のノイマン型計算機では今後のデータ処理のすべてを担うことは難しい

    今後必要な計算処理としては、数値計算や認識、最適化などが挙げられる。数値計算は従来型コンピュータが最も適しているが、認識や最適化処理は全く異なる構成のコンピュータが適しており、今後、新しいコンピュータを使ったコンピュータが登場する

    最適化問題を高速に解くイジングコンピューティングや認識処理を加速するニューロコンピューティングが登場し、さらにそれらの性能を向上させる技術開発が行われる

    13. 超小型モビリティ

    高齢化対策、中山間地域での交通インフラ対策、観光地での新しい需要の掘り起こしなど、使用目的が多岐にわたる超小型モビリティに対して、地方自治体、民間企業からの期待は大きい。2010〜2015年度まで国の実証試験が続くなか、成功事例を模索している

    2013年に公道走行のための車両ガイドラインが策定され、実証試験を行っている段階。業界では当初、2016年度以降の量産化を考慮したが、2016年以降も実証試験が継続される可能性が高く、商品化は早くとも2018年以降になるだろう

    EVが主体となるため、一般乗用EVの量産効果によって次世代型リチウムイオン2次電池などの最新技術が転用される。車載情報機器を持たないため、スマートフォンなどのモバイル関連技術として、音声認識やO2O型の商取引が活用される。3Dプリンターでの少量生産にも期待

    第4章 カーエレクトロニクス

    安全装置や自動運転技術の進化に伴って、車載OSには、従来別のシステムだった制御系と安全系のシステムを統合することが求められる。ネットワーク接続が当たり前になり、外部からのハッキングなどに対するセキュリティ対策が高度化し、EMC対策に対する要求も高まる。また、クルマの機能が高度化するのに伴って、これを使いこなすためのHMIでは、表示に加えて音声インタフェースが重要性を増す。

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    1. 車載OS

    2022年から2024年にかけ、完全自動運転車が登場。海外のベンチャー系では、前倒しでの商品投入の可能性もある
    高齢者の操作ミスによる事故の多発により、自動ブレーキ、バックカメラ、e-Callなど安全機能装着の義務化が進みつつある

    IVI系では、AGL、GENIVI、Androidなどのオープンソフトの活用が今後も増加すると思われる
    OSマーケットでは、機能安全、堅牢なセキュリティが必要なRTOSと、クラウドとの相性がいいオープンソース系が使い分けられる

    完成車メーカーならびにTier1にて、セキュリティ専門の部署を設立する動きがある。IT系、ベンチャー等の新規参入が増加
    ECU系と情報系の統合が進み、OSへの要件も変わりつつある。ECU系OSとオープン系OSの混在も求められる

    2. EMC対策

    自動車の進化(電子化、高電圧使用など)に伴う市場要求の変化に対して、今後要求されるEMC要求は厳しさを増している
    走行距離拡大のために、車両の軽量化も大きな課題となり、金属材料の使用を減らすことも検討されているが、EMC対策に大きな影響を与える

    自動車のIoT化、電子化、そして自動運転に向けての今後の無線・EMC規制の動向と、新たな技術に対して重要なEMC対策部品や対策手法
    ワイヤレス電力伝送による充電方式の標準化、実証実験が進められており、将来に向けて走行中給電の基礎研究も進められている

    今後のEMC対策に重要となる部品・材料レベルでの評価手法および課題と、電磁界シミュレーションのEMC対策での重要性が増す
    材料レベルでは、シールド特性・電波吸収特性を持った高機能複合樹脂材料の開発も進められている

    3. HMI

    これからのクルマのHMI (ヒューマン・マシン・インタフェース)は、ネットワーク化、自動運転システムの普及、少子高齢化の進展で変革を迫られる
    こうした将来の変化を考慮した次世代のHMI 「デジタルコックピット」が普及する

    センターディスプレイの大型化や、メーターの液晶ディスプレイ化に加え、今後はヘッド・アップ・ディスプレイ(HUD)の搭載が増える
    自動運転技術が実用化されれば、目的地を設定するなど、自動運転の機能を操作するために、音声が主要な入力手段になる

    増加する情報を表示するため、グラフィックス描画性能に優れたGPUなどの半導体技術が重要になる
    音声による入力が、クルマとの主なコミュニケーション手段になると考えられ、ディープラーニング技術を応用した自然言語認識技術が重要に

    4. 車載ECU

    高齢運転者の増加などにより、安全運転支援機能(さらに自動運転機能)はさらに重要化、将来的に自動運転を目標
    安全運転支援機能(さらに自動運転機能)を普及させるには、軽自動車や小型車でも実現できることが必要

    高度な運転支援機能、省エネ機能や安全&セキュリティ支援機能を、小型・低コストにて装備した車載ECU
    自動運転に向けては、故障時にも縮退運転によりフェールオペレーショナル機能を有する車載ECU

    高性能・低消費電力・小型軽量・安全&セキュリティの実現を容易化する、マルチコア、機能特化アクセラレータ、高速LAN、省配線通信
    ECU開発のさらなる短期化・高品質化・高効率化をサポートするFPGA、標準基盤ソフト、モデルベース開発、仮想ECU環境、高度検証技術

    5. ISO 26262

    クルマの技術革新の大半が電子技術によってもたらされるようになり、ソフトウエアによって実現される機能も増加の一途をたどっている
    システムの複雑化・大規模化が進むにつれて、システムに発生する障害がもたらす危険性が議論され始め、機能安全規格が導入された

    車載電子システムの機能安全規格「ISO 26262」は2011年に初版が発行され、2018年ごろの発行を目標に第2版の改定作業も進む
    初版は車両総重量3500kg以下の乗用車に搭載されるシステムだけが対象だったが、第2版では、トラックやバス、二輪車も対象となる予定

    今後の機能安全には、複数のシステムが連携する際の相互作用を考慮した設計や、セキュリティ上の脅威についても考慮する必要がある
    システムの相互作用に着目した分析手法として、最近では、STAMP/STPAと呼ばれる手法が注目されている

    6. セキュリティ対策

    無線を通じたハッキングは2015年から始まり、数多くの脆弱性が報告されている。AndroidやiOSの車載器への採用で、より容易になる可能性大
    スマートカ―の普及により、自動車におけるサイバーセキュリティの重要性認知の高まり、法令化の動き

    車載ネットワークの通信をフィルタリングするために、セントラルゲートウエイが導入される
    セキュリティを強化し、リアルタイムなセキュア通信を実現するために、車載マイクロコントローラにハードウエアセキュアIPが組み込まれる

    サイバー攻撃を遮断・隔離するためのファイアウォール搭載と共に、侵入検知・通知・防御のシステム、解析、対策の仕組みも確立されていく
    セキュリティ確立のために、セキュア開発手法、標準化、ルール策定の取り組み・施策が急がれる

    第5章 開発手法

    先進国においては、クルマを単なる交通手段として捉える傾向が強くなり、ブランド価値を向上させるには、単にハードウエアの性能を向上させるだけでなく、ITと組み合わせた「拡張体験」の向上が重要性を増す。このためには、デジタルエンジニアリングやモジュール化の活用によりハードの開発効率を向上させるだけでなく、ソフトウエア開発基盤の整備によるソフト開発の効率向上も重要な課題になる。

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    1. ブランドマネジメント

    先進国においてクルマは単なる交通手段とみなされるようになり、量産メーカーにとってUber社の配車サービスなどとの競合が激化する
    プレミアムブランドでは、ハードウエアだけでなく、IT産業との融合やソフトウエアの改良にも力を注ぐ必要がある

    自動車産業とIT、およびそれによるサービスの融合は過去100年よりもこれから10年の方が変化が早いと考えられる
    ソフトウエアの重要性が急速に増大し、スマートフォンの世界でソニーやノキア社が急速にその地位を失ったようなことがクルマでも起こる

    ハードだけでなく、バーチャルな「拡張体験」まで含めた商品性を向上させるために、新しい商品評価のためのフレームワークが必要になる
    クルマのライフサイクルを、IT業界並みの2年に短縮することが求められ、メーカーはソフトの領域で対応しようとするだろう

    2. 製造のデジタルエンジニアリング

    自動車の環境負荷低減および安全の法規制の強化対応によりに生産関連のIT技術の導入が活発化
    労働人口の減少および熟練技術者の退職への対応のため部品開発の効率化が必要

    特定の製造分野に特化したソフト開発から製造プロセスをシミュレート可能なソフトの開発へ移行
    仮想試作ではなく、最適成形プロセスを提案可能な知能化システムの構築

    熱と変形などのマルチフィジクス対応の解析技術向上による適用範囲の拡大と最適化技術の導入による解析の知能化
    シミュレーション精度の向上のための成形現象把握技術の開発

    3. モジュール化

    日欧自動車メーカーのモジュール戦略は1990年代のプラットフォームの共通化および生産のモジュール化から端を発し2010年代に入り効率的に自動車を企画・開発・生産していくツールとして本格化している

    2010年代に本格化してきた、新しいモジュール戦略、VW社のMQB、日産のCMF、マツダのCA、トヨタのTNGAを中心として日欧の自動車メーカー各社がどのようにモジュール化を進めているか、各社の車両開発アプローチの発展経路について比較分析する

    モジュール化を支え、発展させる技術にはどのようなものがあるか述べ、電動化や自動運転の実現による安全や自動車の自己保有の変化による自動車産業の構造変化、コネクテッド技術など「オートモーティブ4.0」を代表事例としてモジュールの進化の方向を描く

    4. モデルベース開発

    車載機器制御の大きな二つの流れは「知能化」と「電動化」。このうち「知能化」では制御対象が多様化し、周辺環境も考慮する必要がある
    もう一方の「電動化」への対応では、従来の内燃機関よりも高速な制御が要求され、制御ソフトの開発ツールにも対応が求められる

    モデルベース開発は、V字プロセスが採用されているが、各プロセスの作業量増大に対応し「小さなV字」ができるように変化していく
    これから重要になるトレンドとしては「仮想検証による早期検証」「ラピッドプロトタイピング」「自動量産コード生成」などがある

    現在は分散制御となっているADAS用のECUは統合・集中制御化され、ECU内のスケジューリングアルゴリズムも高度化する
    同時に車載ネットワークも高速化し、CAN FDに加え、車載制御系へのEthernetの導入も今後進んでいく

    5. 制御ソフト開発基盤

    世界の先進国では今後、高齢化が急速に進み、高齢運転車も増加することから、自動車が運転者の機能を補助するシステムが普及する
    その究極のシステムが自動運転で、使用されるソフトウエアの規模は巨大なものになることから、開発の効率化が重要になる

    複雑で高機能なソフトウエアを開発する手法としてモデルベース開発や自動コード生成に対する要求はより高まる
    ソフトウエアの機能安全を確保するため、確立した開発プロセスの採用やプロセスを管理するツールの重要性が増す

    高度な運転支援機能を厳しい時間的制約の中で実行するため、マルチコアプロセッサやFPGA、GPUへの対応が必要になる
    「つながるクルマ」が一般化すると、外部からのハッキング防止が重要になり、暗号化技術を含めたセキュリティ技術が必須となる

    第6章 材料・加工

    これまで自動車用材料の中心だった鋼板の強度向上は今後も継続するが、並行して、高級車を中心にアルミニウム合金の使用比率が着実に上昇する。また樹脂製外板や樹脂ガラスの採用も進む。生産現場では大量のデータを収集し、これを生産の効率化や品質向上に生かす「インダストリー4.0」の動きが加速する。3Dプリンタはこれまで試作に使うことがほとんどだったが、今後は最終製品へ応用する動きが活発化する。

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    1. 高張力鋼板

    世界的に環境規制の強化が進み、クルマからのCO2排出量削減が課題になる中、パワートレーンの改良に加えて軽量化が重要な課題に
    現在、軽量化技術の中心的な役割を果たしているのが高張力鋼板の高強度化で、冷間プレス材とホットプレス材の2種類がある

    これまで国内の完成車メーカーは冷間プレス材、欧州メーカーはホットプレス材を積極的に採用してきた
    今後、環境規制に加えて安全基準の強化をにらみ、国内の完成車メーカーもホットプレス材の採用を広げつつある

    冷間プレス材は、2025年に向けて、現在の最高1.2GPa級から1.5GPa級へと進化し、しかも加工性を向上させる
    ホットプレス材は、微量元素や炭素量の調整によって、2025年ごろまでに、現在の1.5GPa級から、2.0GPa級を目指す

    2. アルミ化

    世界で環境規制の強化が進み、車体の軽量化が求められているが、現在主流のハイテン(高張力鋼板)だけでは対応できなくなりつつある
    これまで欧州の高級車メーカーが車体のアルミ化を積極的に進めてきたが、ここに来て、米国でもピックアップトラックの車体がアルミ化した

    欧州の大型高級車では早くからオールアルミ車体を採用していたが、最近になって、よりコンパクトなクラスでも、大幅にアルミ化し始めた
    日本メーカーはアルミ化で欧州メーカーに後れを取っているが、2020年以降は日本でも骨格までアルミ化した車種が登場しそうだ

    アルミ合金を今後、車体により幅広く採用していくために、より強く、より加工しやすく改良が進む
    鋼板とアルミ合金板を接合するのには、主にリベットや接着剤が使われているが、溶接など新しい技術の開発も進む

    3. 樹脂化

    環境規制の厳格化が進む中で、自動車メーカーが採る主要な方策として軽量化が挙げられるようになっている
    熱可塑性樹脂を使うことで軽量化だけでなく、部品の統合、コスト削減、空力特性の向上、およびデザイン上の差別化を実現できる

    オール樹脂製バックドアの採用が拡大している。質量は最大30%が削減可能。今後の課題はリアウインドーやテールランプも含めた樹脂化
    樹脂材料も、薄肉にしながら強度・剛性を保つ材料開発によってこれまでよりも軽量化が可能な材料がバンパーなどに使われている

    今後は従来のガラスに比べて30~50%の重量削減を可能とするPC(ポリカーボネート)製ウインドーの拡大が期待される
    少量生産車ではフロントウインドーを樹脂化した車両も商品化された。フロントピラーをなくすなど、コスト高を超えた商品性の向上を実現

    4. インダストリー4.0

    ドイツの国家戦略であるインダストリー4.0は、製造業の生産プロセスの効率化だけではなく、サービスやビジネスモデルの変革を迫る
    IoT全体での市場規模は2025年には20兆円に、世界全体では314兆円に達する

    当面は生産現場でのセンシングデバイスやコネクティビティの市場が拡大、メーカーを超えたオープン化の進展が課題となる
    販売後の製品が常時接続されるスマートプロダクト化することで、製造業のサービス業化の流れが2020年以降本格化

    エッジデバイスから収集した大量データを、人手をかけずに機械学習などで分析し、いかに将来を予見できるかがカギに
    マン・マシン・コラボレーションを支援するインタフェースと、それを活用できる高度な判断能力を有する人材の育成が企業の競争力を左右する

    5. タイヤ

    タイヤの騒音・転がり抵抗・WETブレーキ規制、HEV/PHEV/EVの拡大によるタイヤ環境性能(転がり抵抗、騒音)の重要度が増大
    ITSや車両制御技術によって、衝突しない・カーブを安全に曲がれるクルマ社会が実現し、タイヤのブレーキ特性、操縦性能の重要度低下

    従来の延長線上にあるタイヤは低価格タイヤとランフラット性能、グリップ性能、乗り心地性能などに特化した高価格タイヤに2極化
    転がり抵抗・タイヤ騒音を大幅に改良した高内圧ダウンサイジングタイヤ、低速・小型モビリティ用エアレスタイヤなどの市場が拡大

    タイヤの形状・構造・パターンの組み合わせを統合的に扱うことのできる形状・構造・パターン統合化設計技術へと進化
    ミクロ・ナノ材料設計技術、天然ゴムの拡充・多様化技術、タイヤのセンシング技術などが進展

    6. 3Dプリンタ

    開発から市場投入までの期間短縮や多品種少量生産がさらに求められ、3Dプリンタは試作用途以外にも実機能部品生産などに広がる
    EV、パーソナルモビリティ、IoT化、または自動車開発生産オープンソース化に対し、3Dプリンタの技術進化が実現発展に寄与する

    3Dプリンタ関連市場規模は急速成長が見込まれ、2020年には1兆円、その経済波及効果は約21.8兆円と予想されている
    3Dプリンタの材料、大きさ、造形コストの低減の進化が徐々に進み、また専用機化が進んで適用分野、生産数量が拡大する

    樹脂、金属ともに既存材料の改良だけでなく、3Dプリンタならではの材料開発が見込まれ、プリンタと2次加工の高速化、自動化が進む
    基盤技術となる3Dデータの作成技術やツールの進化と、それを使いこなす人の教育、コンピュータによる最適設計の普及が重要となる

    第7章 エネルギー

    太陽光やバイオといった再生可能エネルギーの導入拡大に伴って、エネルギー制御を最適化するネットワークのスマート化が必要となり、そのための手段の一つとしてグリッド化が提案されている。シェールガス・シェールオイルの採掘量増加により、世界の原油と天然ガスのサプライチェーンは大きなインパクトを受ける。次世代原子炉である高温ガス炉や、核融合は2030年以降の実用化が見込まれる。

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    1. 太陽光発電

    世界市場は3エリアに分類される。日本や欧州の導入先進国、インドや中国の導入が始まった新興国、アフリカなどの途上国である
    導入目的は異なるが、原動力は「COP21」のパリ協定に代表される温暖化対策がベースにあり、商品ニーズは異なる

    導入先進国では既存の系統と統合する多機能制御機能を有したシステム、新興国では単機能のコスト優先システムが中心となる
    途上国は電力不足を補うことが最優先だが、最先端のシステムから独立型システムのショーウインドー的な商品となる

    セル技術では新構造、材料の開発、既存プロセスの延長上で工数、材料の改良によるコストダウンが中心となる
    システムでは多機能制御型開発だが社会制度設計に深く関連し、試行錯誤の時代が続き主流技術は現れない

    2. 高温ガス炉

    原子力の熱利用分野(水素製造など)への適用による温室効果ガス排出削減
    原子炉の安全性の高度化、エネルギーの安定供給・確保、エネルギーの有効利用、水素社会への貢献

    日本、中国、米国、韓国など、各国で、高温ガス炉技術の研究開発が行われている
    水素製造、発電、プロセス熱利用のための次世代原子炉

    高燃焼度燃料、高性能燃料要素開発、高温工学試験研究炉(HTTR)を用いた総合的な事故時安全性に関する研究開発、安全基準の整備
    熱化学法ISプロセス水素製造技術、発電技術(ヘリウムガスタービン)に関する研究開発、高温ガス炉と熱利用系の接続技術

    3. 核融合発電

    温室効果ガスの排出抑制と急激に増大するエネルギー需要を満たすため、非化石燃料によるエネルギー供給の拡大が必要
    核融合発電は、将来のエネルギー問題を解決する選択肢として国の策定する計画に沿って開発中

    現在の中核プロジェクトは、国際協力による熱出力50万キロワットの核融合炉ITER
    ITERの次段階に核融合原型炉で核融合発電を実証する計画であり、そのための技術開発が同時進行

    超伝導コイル、炉心プラズマ制御、遠隔保守など、核融合特有の先端技術のシステム統合がITERで期待される
    海水からのリチウム回収など、核融合関連技術のスピンオフを考慮した研究開発も展開

    4. シェールガス、シェールオイル

    シェール革命により、2014年に米国は世界最大の天然ガス・石油生産国となった
    シェールガス・オイルの台頭により、原油と天然ガスのサプライチェーンは大きく変化し、市場メカニズムにインパクトを与える

    米国は天然ガス輸入国から輸出国となり、天然ガスの発電燃料、化学原料、自動車・船舶燃料としての利用が拡大する
    シェールガス・オイルの受け入れ、積み出し、利用の選択肢が増加し、インフラのサプライチェーンは厚みを増す

    シェールガス・オイルの採掘増に伴い、水圧破砕に用いた水のリサイクル、割れ目の流動可視化技術の開発が進む
    シェールガス・オイルの回収率向上、坑井の掘削仕上げコスト削減に必要な要素技術の開発が進む

    5. メタンハイドレート

    化石燃料の乏しい日本では、次世代海底資源のメタンハイドレートの開発の必要性が高まっている
    これら資源の賦存量、賦存状況の把握、生産技術の開発、開発による環境への影響など様々な課題の克服が重要となる

    ハードウエア系では、海洋構造物、運搬船、支援船、掘削船、生産・貯蔵設備、海中・海底設備がある
    ソフトウエア系として、ガス生産手法の設計とガス生産予測モデルなどがあり、経済的な採掘につながる技術である

    次世代エネルギー・鉱物資源全般において、安全かつ経済的な生産技術の確立が不可欠である
    資源量評価技術の開発および環境影響予測モデルの検証が必要となる

    6. 水素エネルギー

    水素エネルギーは、多様なエネルギーから製造できる、地球環境に貢献できる、次世代自動車への移行、の三つの理由で注目されている
    水素の利用は移動体向け燃料電池(FC)と定置用FC、水素発電に分かれる。燃料電池車(FCV)の普及目標は2025年に約20万台

    FCVは、トヨタが2014年12月に世界初の量産車「MIRAI」を、続いてホンダが2016年3月に「CLARITY FUEL CELL」を発売した
    FCバスは、欧州では毎年100台規模で増加しており、すでに半量産の段階に入りつつある

    FCVのFCにはPEFCと呼ばれるタイプが使用されており、材料の低コスト化(金属セパレータの採用、Pt量の低減)や量産技術も進んでいる
    白金量の低減や白金代替に関する技術開発が進めば、米国エネルギー省の目標でもある30ドル/kWも見えてくる

    7. スマートエネルギーネットワーク

    日本のスマートグリッドのトライアルは一巡し、一部の新電力会社はサービスを開始した。しかし、その市場規模は未熟である
    エネルギー問題はシリアスさを増しており、新興国を中心としたエネルギー不足と新エネルギーへの移行が急務である

    太陽光発電は成熟し、次なる再生可能エネルギー、バッテリーと全体をコントロールするネットワーク、装置が次のニーズである
    コントローラは家庭内、地域と範囲を広め、より高度な制御が必要となる

    太陽光やエネファームに代表される単体の発電源から、そのネットワークとしてのコントロールに重心が移った
    より詳細に、より高度に制御するために、センサー、人工知能(AI)による制御、制御ネットワークがトレンドである

    8. デジタルグリッド

    先進国、新興国、途上国のいずれにおいても再生可能エネルギーが重要なエネルギー源となってくる
    ブロックチェーン技術と先進的電力変換技術による電力、IT、金融を統合した電力インターネットが普及し始める

    先進的電力変換技術、中小規模発電技術、新型電力センサー、低価格無停電装置、機能を絞った途上国向け新型家電が牽引する
    自営電力網と系統のハイブリッド化が図られ、その中で活発な競争市場が生まれ、新商品・新技術が実用化する

    電力変換がソフトウエアとハードウエアで分離され、情報ネットワーク、金融と統合。電力を商品化するトレンドが強まる
    GPS時刻同期技術や直流多端子連系技術によって多数の電力変換器を並列し、高い再エネ比率の自立系統が生まれてくる

    9. バイオマスエネルギー

    脱原発、脱石炭の流れから再エネ発電が急増する中、欧州中心にバイオマス発電の伸びが顕著に
    2015年の市場規模は発電7.6兆円、輸送用9兆円の実績。2027年には発電14.9兆円、輸送用19.5兆円に拡大する

    FITによるバイオマス専焼発電が増加。今後石炭火力でのバイオマス混焼発電の増加も予想され、木質ペレット燃料市場が急拡大
    輸送用燃料はエタノールが全体の2/3だが、BDFが増加するとともに航空機用、船舶用燃料も導入されることから将来は1/2になる

    発電では木質ペレット燃料のアップグレード技術であるトレファクション(反炭化)と熱分解ガス化発電の数年以内の商業化に期待
    輸送用燃料ではセルロースエタノールの2022年頃の商業化、バイオジェット燃料が期待されるがBTL、Micro Algaeは2030年以降

    10. 藻類エネルギー

    2020〜2030年頃をターゲットとする各国の再生エネルギー、バイオマス資源として、藻類燃料の事業化を優遇する動き

    で示された成果をベースとした、総合的なコストダウン、量の確保が持続していく

    ガス燃料とジェット燃料の商品化が先行し、その後バイオディーゼル、エタノールの商品化が続く
    2022年にはバイオ原油ベースの精製技術確立で多様な石油代替燃料の商品化が進む

    個別に進められてきた藻類開発、大量培養技術、収穫・抽出技術、精製・変換技術、持続性モデル開発が互いに密接に関連
    パイロットプラントからデモプラントでの実証を経て藻類燃料の実用化に向かう

    11. 燃料電池

    普及拡大に向けてロードマップが策定・改訂された。2020年の東京オリンピックに向けて市場拡大の見通し
    水素技術の利用拡大にコスト面での課題が存在している。ロードマップでのアクションプランを含め、取り組みが進みつつある

    家庭用燃料電池エネファームは日本勢がすでに市場投入、低コスト化が進んでおり、裾野が広がっている
    産業用・業務用では、2017年頃の市場投入。純水素型燃料電池は実証実験が始まり、2016年に市場投入された

    コスト低減が課題。家庭用では、Pt使用量低減も含めてコスト低減に向けた包括的なアクションプランが定義され、取り組みが進展
    水素の製造、貯蔵・輸送における経済合理性のある技術が重要。再生可能エネルギーでの電気分解、有機ハイドライドの研究が進む

    12. CO2の回収・地中貯留技術

    地球温暖化抑制と石油増進回収の需要により、世界のCCS利用規模は急速に拡大する
    国内において、エネルギーの安定供給とCO2排出削減を両立するために、国家プロジェクトを中心に規模拡大していく

    政策的にインセンティブを付ける推進環境の整備と技術開発によるコスト低減を通じて経済性を図る
    高度なモニタリング・予測技術と実証実験による安全性を評価し、社会合意形成を図る

    高効率・低コスト回収技術、利便性を持つ輸送技術、CO2の有効利用技術が開発中
    日本における大規模利用に資する海底下ハイドレート貯留技術が研究開発中

    テクノロジー・ロードマップ 2018-2027 自動車・エネルギー編
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    • 市場ニーズに適合した商品企画、技術企画を立案したい
    • 自社の強みがどのような価値につながるかを議論したい
    • 研究開発から事業化 生き残りで直面する壁を越えたい
    • 未来を先取りし優位な状況で市場をリードしたい

    活用メリット テクノロジー・ロードマップを導入したら...こんなことがわかる!

    テクノロジー・ロードマップ導入ポイント

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    よくあるご質問

    テクノロジー・ロードマップにはどんな特徴がありますか?
    世の中に技術ロードマップはいくらでもありますがその多くは「きちんとリソースが投入されればこれだけ技術は進化する」ということを時系列に示した「ポテンシャル・マップ」ではあっても、本当に進化するかどうかを予測する「ロードマップ」にはなっていません。技術進化には「推進燃料」、つまりリソースが必要です。その量を高い確度で予測することこそが、技術予測の要諦なのです。そして、そのリソースの多寡、集中度を決めるのは、未来のビジネス規模。市場規模と言い換えてもいいでしょう。『テクノロジー・ロードマップ』シリーズでは、これまでとはまったく違う技術の「未来予測手法」を採用しています。まず未来の「市場ニーズ」を予測し、それを満たす「商品機能」を定義、さらにその機能を実現するための「技術」を提示するという方法です。こうした思考プロセスこそが、技術系企業が中長期的な事業戦略、R&D略を策定する際に不可欠なものだと考えています。
    全産業と各分野別の違いは何ですか?
    「全産業編」と「各産業編」では、扱っているテーマが違います。ロードマップ作成のプロセスや思考は同一のものですが、全産業分野を広く網羅したいという方には全産業編、特定の分野だけに絞った情報を求めていらっしゃる方には各産業編をお勧めします。実際には、「全産業編」と特定の産業編をセットで購入される企業も多くいらっしゃいます。
    誰が書いているんですか?
    テクノロジー・ロードマップで扱っている各テーマ毎に将来の市場変化や市場規模を予測し、商品・サービスの価値変化を踏まえた技術予測をすることは簡単ではありません。弊社では、社内外のネットワーク、人脈をフルに活用して各テーマごとに最適な専門家、有識者に交渉、依頼し、予測・執筆していただいています。シリーズすべてで約200名の執筆陣となります。
    中身を見ることはできますか?
    一部のコンテンツについては、当サイトでも見ていただけるようにしています。それ以外の部分について中身を見てみたい場合は、下記のお問い合わせフォームにてお問い合わせください。
    https://bpcgi.nikkeibp.co.jp/form-cgi/formhtml.cgi?form=mirai1302/index.html
    デジタル版はあるんですか?
    申し訳ありませんがデジタル版はご用意しておりません。ロードマップについては付属のCD-ROMにすべて格納しております。こちらのロードマップは、社内プレゼン資料等に貼り付けて活用することで説得力を高めること等にご利用いただけます。
    以前発行されているロードマップとの違いは何ですか?
    テクノロジー・ロードマップシリーズは定期的にアップデートをしています。その際に、すべてのテーマ・項目を見直しています。新しい技術やテーマが続々と登場しますので毎回、大幅なテーマの入れ替えと執筆陣の変更をしています。過去に購入いただいたお客様もぜひ最新のバージョンをご利用いただくことをお勧めいたします。
    発行元の日経BP未来研究所について教えてください
    日経BP未来研究所は、社内外から得た膨大な知見とデータから未来像を描き出し、それを基に企業活動における戦略立案、事業創出を支援するための専門機関です。
    日経BP社では、2006年に『未来予測レポート』を発刊しました。以来、レポートの拡充と更新を重ね累計で約50のレポートを発行、これらは1700以上の企業/団体で活用されています。2010年からは、お客様のご要請に応えるかたちでコンサルティング、ブリーフィング、リサーチなどのサービス・メニューも加え、中期経営計画策定、新事業立案、新市場開拓などの支援事業で実績を重ねてきました。こうした事業のさらなる質的向上を目指し、日経BP未来研究所を2013年2月に設立しました。ここで私たちが目指すのは「知の結集」です。これを実現するための「開かれた場」を構築すべく日経グループの各媒体/関係機関や外部機関との連携を深め、加えてグループ外の卓越した洞察力を備えた有識者にもアドバイザーとして参画いただいています。「未来」をキーワードに、こうした連携を積極的に進めることで未来予測の確度を上げ、活動のフィールドを拡大しています。

    テクノロジー・ロードマップ2017-2026年シリーズ5分野の技術予測レポート

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