3D プリントはエネルギー業界をどのように変えているのでしょうか?

はじめに: エネルギー業界における 3D プリンティングの可能性は徐々に現れてきています。石油・ガス業界の専門家に現場での付加製造の導入を何年も奨励してきた結果、3D プリンティング企業はついにエネルギー分野で認知されるようになりました。

世界の 3D プリンティング市場は 2021 年に 130 億米ドルを超えると評価され、2022 年から 2030 年の間に 20.8% の CAGR で成長すると予想されています。これまでのところ、 3D プリント技術の最大の用途の 1 つは医療分野です。しかし、市場が急速に拡大するにつれて、他の業界では 3D プリント技術を活用してより大きな価値を得る方法を検討しています。

エネルギー分野への参入
米国では補聴器などの医療機器の需要が高いため、3Dポリマー材料メーカーは補聴器などの医療機器を製造してきました。 3D プリンティング企業は、さまざまな医療機器を製造する技術を開発しており、必要な部品を製造することでエネルギー業界にも大きな付加価値をもたらすことができると考えています。 3D プリントにより、重要な部品が壊れたときに交換にかかる時間を削減できるだけでなく、これらの部品を輸送する際の二酸化炭素排出量も削減できます。また、エネルギー企業のサプライチェーンの問題を解決する可能性もあります。

スコットランドでは、Orthogonal は、エンジニアリング、航空宇宙、自動車などの業界に印刷サービスを提供してきた経験を活かして、石油・ガス業界で働く機会を得ました。オーソゴナルは、北海で活動する石油・ガス会社と協力するため、スコットランドのアバディーン市にオフィスを設立しました。「私は長年石油・ガス業界に携わってきましたが、3Dプリントサービスの市場に隙間があることに気づき、このビジネスを始めることにしました」と、石油・ガス業界で34年以上の経験を持つシニアマネージャー兼エンジニアである創業者のジョン・ニーヴン氏は説明する。

エネルギー企業との戦略的パートナーシップを確立することを望んで、石油・ガス分野に参入する 3D プリント製造企業がますます増えており、エネルギー企業も 3D プリント技術を使用する利点を急速に認識し始めています。 2021年のレポートによると、調査対象となった石油・ガス会社の約83％が、業務改善のために3Dプリントやオンデマンド製造の活用を検討していると答えています。これは石油・ガス産業の近代化とデジタル化を推進する上で重要な一歩であり、回答者の87%がロボット工学と自動化にも関心を示しています。

シェルやBPなどの石油大手はすでに、3Dプリントを利用して現場に部品を迅速に届け始めている。多数の異なる部品を印刷するということは、石油・ガス会社が現場で大量の部品を保管したり、部品の配送をサードパーティ企業に頼ったりする必要がなくなることを意味します。 3D プリント技術の革新により、石油・ガス事業の過酷な条件に耐えられる部品を作成できるようになりました。

石油・ガス部門における3Dプリンティングはまだ比較的マイナーな技術ですが、2025年までに320億ドル、2030年までに600億ドルに達すると予想されています。この技術を導入することで業務の効率化とコスト削減が図れると考えています。

実際の事例
3D プリントは石油やガスにのみ役立つわけではなく、ますます多くの再生可能エネルギー企業がこの技術の利用方法を研究しています。たとえば、オランダの学生は最近、電気を使って水分子を水素と酸素に分解する電解装置を 3D プリントで作ることを提案しました。これは従来の製造方法に比べて大幅にコストを節約できるでしょう。

GE は風力タービンの部品を 3D プリントする計画を立てている。 GEリニューアブル・エナジーは、プロジェクトにおける3Dプリント技術の使用に関する実現可能性調査を発表し、これによりGEは風力発電所の現場で風力タービンタワーの土台を3Dプリントできるようになり、輸送コストを大幅に削減できると主張している。 GEは2020年にセメント大手のホルシムおよび3Dプリント企業コボッドと複数年にわたる提携を結び、ニューヨーク州バーゲンに研究施設を開設した。 GEによると、使用される3Dプリンターは3階建ての建物ほどの大きさで、高さ20メートルまでのタービンタワー部分を印刷できる。これは世界最大のプリンターで、1時間あたり10トン以上のコンクリートを印刷できるほか、輸送コストと会社の二酸化炭素排出量も削減できる。

△GEのHaliade-X洋上風力タービン、写真はGEより。

Antarctic Bear は、エネルギー分野における 3D プリントの探究はまだ始まったばかりだと考えています。技術が進歩し続けるにつれて、コスト削減と効率向上のために、石油・ガスおよび再生可能エネルギープロジェクトで 3D プリント技術がすぐに普及すると考えられています。

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