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 ■ 日付: 2021年11月18日
*こちらの記事は、2021年7月2日の弊社英文ブログ5G in China: Alpha Position, Key Players and Opportunities from Energy Perspectiveを翻訳したものになります。
【中国の5G:リーディングポジション、主要プレイヤー、エネルギーの観点から見たビジネスチャンス】
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1. 中国は、5Gを備えた社会を取り入れ、5G基地局の普及により、世界的な競争において際立った存在となっている。
2. ChinaMobile (中国移動通信)、China Unicom(中国聯合通信)、China Telecom (中国電信) 、CBN(中国広電)の中国大手通信事業者4社は、それぞれの優位性に応じて5G基地局を戦略的に展開している。
3. 5G基地局は、バックアップ電源用電池の市場を刺激する可能性があり、特にリン酸リチウムイオン電池や電池リユース(カスケード利用)事業が有望視されている。
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5Gに対応したアプリケーションが日常生活に現れるようになり、5Gはもはや単なる流行語ではなくなっている。つまるところ「5G」とは、何なのかと疑問に思う人もいるだろうが、それはこの言葉が、テクノロジーというよりもコンセプトを指していることに由来している。
 
第5世代移動通信システム(5G)通信技術は、拡張モバイルブロードバンド(eMBB:enhanced Mobile Broadband)、大規模マシンタイプ通信(mMTC:massive Machine Type Communications)、超高信頼・低遅延通信(URLLC:Ultra-Reliable Low Latency Communications)の3つの特性を組み合わせたものとして世界的に定義されている。 
 
喩えて言えば、5Gを水道管のようなものだと考えてみるといい。eMBBは水道管の容積(管の幅)、mMTCは水道管がつなぐ出口の数、URLLCは、その管を、一定の速いスピードで流れるの水の流れに例えることができる。実際には、アプリケーションごとに5Gの各メリットにおける必要性は異なる。例えば、教育分野では主に遠隔地との通信にeMBBが重要視され、製造分野ではIoTで大量のデバイスを接続するためにmMTCが必要であり、エンターテインメント分野では、主に音声や画像のリアルタイムでの伝送にeMBBとともにURLLCが重要になる。
 
5Gが世界を変えつつある中、中国は5G通信を試験的に導入した先駆者の一国となり、そのパフォーマンスで評判を得ている。では、具体的に中国内の状況はどうなのか。中国が世界の中で先進的である、その理由は何か。また、エネルギー事業に従事する者が注目する機会はあるのだろうか。
 
この記事では、中国の5Gの現状を他の主要な導入国と比較しながら紹介し、技術産業の勢いを後押しするいくつかのハイライトに焦点を当てて分析する。最後に、この止められないトレンドの中でのエネルギー関連のビジネスチャンスに関する考察を述べる。
 
リーディングポジション:概要と統計
 
・世界的な地位
5Gにおける競争において、中国は、韓国、日本、米国とともに、5Gの商業化プロセスの第1段階に入っている。2025年には、この4カ国で、世界の5Gユーザーの半数以上を占めると予想されている。これらの国は、国境を越え、通信分野の主要な機器ディベロッパーを通じて5Gソフトパワーを世界に広げている。世界の5G通信機器市場では、Huawei(中国)、Ericsson(スウェーデン)、Nokia(フィンランド)、ZTE(中国)のトップ4が、市場シェアの大部分を占めている。
 
5G開発における各国の競争力を評価する上で、5G基地局の数は、注視すべき指標である。中国では、統計局によると、71万8,000基以上の5G基地局が設置されている(2020年12月時点)。
 
図1 主要国における5G基地局数の比較
出典:LMTV.GSAM. 2021.03.17. 从全球5G最新进展 看中国5G的真正实力
 
2035年までの予測では、中国は世界の5G産業で。トップの地位を維持し続ける可能性がある。2020年から2035年にかけて、5Gの研究開発投資と設備投資において、それぞれ、米国が1.2兆米ドル、中国が1.1兆米ドルと突出することが予期されている。 
 
図2 主要国における5G投資額の割合
出典:HIS Markit. 2019.5.27. 2019年中国5G产业发展现状及趋势分析报告
 
これだけの資金を投入すれば、基本的には雇用や経済効果など、社会に大きな影響を与えることができる。HIS Markitによると、中国では2035年に5G産業によって950万人の雇用と9,840億米ドルの経済効果が創出されると予想されている。一方、米国は5Gの研究開発と設備投資に最も力を入れていると言われているが、340万人の雇用創出と7,190億ドルの経済生産にとどまると考えられている。
 
 
図3 主要国における5G産業の経済効果ランキング
出典:HIS Markit. 2019.5.27. 2019年中国5G产业发展现状及趋势分析报告
 
・5G基地局:中国国内の状況
5Gの商業化に向けたロードマップでは、基地局はその土台となるとされている。4G基地局に比べ、同じサイズのエリアをカバーするには、より多くの5G基地局が必要になり、理論的には、5G基地局の数は4G基地局の1.3倍-1.4倍になるとされている(*China TelecomとChina Unicomの提携により1.0倍-1.2倍になる可能性あり)。CCiDによると、2020年には4G基地局が716万基あるので、2030年には5G基地局が1,500万基以上になると推定される。
 
2018年から2020年の3年間は、中国における5G基地局開発のゴールデンタイムにあたる。China MobileChina UnicomChina Telecomの3大通信事業者は、5G基地局を幅広く展開し、世界記録を達成した。5G基地局の累積数は、0から718,000基まで劇的に増加し、世界のどの国よりも多い数となった。 
 
図4 主要3事業者の5G基地局の稼働状況
出典:1) Public materials of China Mobile, China Unicom and China Telecom. 2)ITHome. 2020.12.9. 2020 年度盘点:三大运营商 5G 网络建设超前完成 3)XinhuaNet. 2020.6.6 商用发牌一年 5G发展稳中有进
 
 
中国における5G事業者:パートナーシップと展開 
中国の通信産業において、通信事業者の役割は大きい。2,250億人民元の産業規模のうち、ネットワーク運営サービスが占める割合は約30.5%である。China Mobile 、China Unicom、China Telecom、CBNなどの通信事業者は、基地局設備の入札を行い、基地局を建設し、ネットワークパッケージを消費者に販売している。これらの通信事業者は、2020年6月6日に正式に5G運用ライセンスを取得している。これは、中国が、5G市場において4つの主軸を形成し、市場のより健全な競争の促進を目指していることを意味する。
図5 中国における5G産業チェーン
出典:1) Cciding Telecommunications Academy. 2020 White Paper on 5G Industry Development
 
 
・5Gリソースをベースにしたパートナーシップ 
4G時代には、モバイルサービスにおける市場シェアと基地局インフラの普及において、China Mobileがトップに立っていた。現在5G時代に入り、中国政府は、通信分野において反独占戦略を実践し、周波数資源を明確に配分することで、4つの軸からなるネットワーク構造を確立した。2018年12月6日、工業情報化部は5G規格のサブ6GHz周波数帯の分配を完了した。(以下のグラフ参照)
 
図6 中国における5Gの周波数割り当て
出典:1) Public statements of Ministry of Industry and Information Technology. 2) DVB CN. 2021.01.25. 一图懂中国广电5G 700MHz.
 
5Gの周波数帯には、700MHz、2.6GHz、3.6GHz、4.9GHzがあり、帯域幅が広くなるにつれてカバレッジ半径が小さくなる。
・China Mobile、2515MHz-2675MHz(160MHz、n41という周波数)と4800MHz-4900MHz(100MHz、n79という周波数)の周波数帯を取得した。 
・China Unicomは,周波数帯3500MHz-3600MHz(100MHz、n78)、China Telecomは,周波数帯3400MHz-3500MHz(100MHz、n78)を取得した。 
・CBNは2020年1月に4.9GHz-4.96GHz(60MHz)の使用許可を取得した後、2020年3月に700MHz(「ゴールデンバンド」と呼ばれる)を取得した。
一方で、China Unicom、China TelecomとCBNは、屋内の5G周波数帯3300MHz-3400MHzの使用を共有している。
 
China UnicomとChina Telecomは、独自の5Gコアネットワークを構築しながら、上記のリソースをベースに戦略的パートナーシップ「One 5G Access Network」を形成し、周波数リソースを共有する。一方、China MobileとCBNは、独立した運用とブランドをベースに700MHz(CBNから)と2.6GHz(中国移動通信から)の周波数リソースを共有する協力関係にある。
 
China UnicomとChina Telecom:
「共同構築・共同利用(Co-Build & Co-Share)プロジェクト」は、より速いネットワーク速度を実現し、コスト(建設、光熱費、メンテナンスにおける)を、共有して5Gネットワークを拡大し、ユーザーエクスペリエンスの向上を実現することができる。また、このプロジェクトによってもたらされる顕著なメリットは、財務効果の向上である。(1)両事業者を合わせて400億人民元以上の設備投資を削減した。(2)運営費において、タワー賃貸料、維持管理費、光熱費などを節約することができた。将来的には、両事業者は「共同構築・共同利用・共同メンテナンス(Co-Build, Co-Share & Co-Maintenance)」という形で協力関係を、更に深めていく予定である。
 
 
図7 China UnicomとChina Telecomの共同構築・共同利用プロジェクト
出典:China Telecom and China Unicom’s websites. 2020.08
 
China MobileとCBN:
2021年1月に共同枠組協定を開始した。通信事業の先導者であるChina Mobileと異なり、CBNは2020年10月から通信事業者になったばかりだ。この協定では、両社はネットワーク構築計画を共同で決定し、700MHz帯の無線ネットワークに1対1の割合で投資し、それぞれの独立したブランディングと運営を維持しながら、製品と運営のモデル・イノベーションを探求する。 
 
図8 China MobileとCBNの協力体制
出典:China Mobile’s website. 2021.01.26. 與中國廣播電視網絡有限公司訂立之有關5G共建共享的具體合作協議
 
このように、China UnicomとChina Telecomのパートナーシップは、China Mobileの独占的な傾向を抑えることができ、一方で、China Mobileは、新しく設立されたCBNとの提携により、新たな成長点を見せることができる。
 
 
・展開戦略:SAかNSAか? 
中国では、5G基地局の約半分がChina Mobileによって設置されている。たった1社の通信事業者が、なぜこれほど多くの建設プロジェクトを短期間で達成できるのか。とはいえ、他の2社が、ただ傍観しているというわけではない。鍵となるのは、通信事業者が選択する5G基地局のモードである。このモード選択が、展開速度、市場シェア、潜在的な収益性に影響してくると考えられる。
 
国際的な通信標準化機関である3GPPは、4Gから5Gへのロードマップとして、2017年12月にノンスタンドアロン(NSA、Non-standalone)方式を導入し、その後2018年6月にスタンドアローン(SA、Stand Alone)方式を導入した。一般的に、NSAネットワークは既存基地局の上に構築することができ、例えば、5G NSAは4G基地局の上に構築することができる。一方で、5G SAは4Gネットワークインフラから独立しており、導入には時間がかかる。 SAは、eMBB、mMTC、URLLCの点でNSAよりも大幅に優れた性能を発揮するが、初期段階でNSAを導入し、後にSAネットワークにアップグレードするのが経済的かつ効率的である。長期的には、SAアーキテクチャの経済性が増し、より初期段階での投資が必要になってくるだろう。
 
世界的に見ると、理想的な5G SAを構築するためには、いわゆるワン・ステップパス段階的進化パスの2つの過程がある。ワン・ステップパス1は、多額の設備投資と長い建設期間を必要とするが、ユーザーとキャリアに高品質のネットワークを提供する。段階的進化パス2はより複雑だが、迅速な展開が可能で、その後、容易に段階的に転換容易していく形をとる。一般的に、中国の通信事業者は、サムスンやドコモなどの外資系企業に比べ、パス1を好む傾向にあるといえる。
 
 
図9 NSAからSAへの2つの経路(一例)
出典:Zhihu. 2018.12.15. 看懂5G NSA和SA
 
中国の大手通信事業者3社は、NSAまたはNSA+SAのデュアルモードから、最終的にSAの5G NR(New Radio、新無線)に移行する戦略をとっている。5G SAネットワークのフルカバレッジを実現するために、3社の通信事業者は (1)建設速度(マーケティング展開)と通信品質のトレードオフ、(2)SAの5G新規展開と既存の4Gインフラの費用対効果を考慮して、発展の道筋を建てていった。
 
中国通信業界の2大グループは、インフラの基盤と周波数資源に基づいて異なる戦略をとっている。China Mobileは、パス1とパス2の組み合わせを選択した。品質は、パス1には劣るが、パス2を使うことで、5Gサービスを迅速に全国展開することができる。業界での主導的地位を維持するために、China Mobileは、まずは、品質よりも迅速な展開を優先していると言えるだろう。
 
China UnicomとChina Telecomは、主にSA方式へのワン・ストップパスであるパス1を選択する。SA方式の方がより品質が高いため、2022年北京冬季オリンピックで、5Gネットワークサービスプロバイダーとして、唯一選ばれたChina Unicomにとっては、SAモードが優先的な選択肢になるのであろう。
 
図10 主要な5G基地局ディベロッパーの展開戦略
出典:Integral社による分析
 
次に、この3社の消費者向けネットワークサービスのパッケージ価格を確認したところ、その価格は概ね同じであることが明らかになった。したがって、より高い5G品質を求める消費者は、China Unicomのネットワークサービスを試してみるといいだろう。一方で、カバレッジの広さを重視する消費者にとっては、China Mobileのサービスを選択することが合理的と言える。結局のところは、3社はいずれも、将来的に中国全土に均質で上質の5Gサービスを提供することに意欲的であるため、こういった差異は見られなくなってくるだろう。
 
<提案:エネルギー関連のビジネスチャンス>
5G基地局には、主にマクロセル(marco cell)とスモールセル(small cell)がある。後者はさらに、フェムトセル(femtocell)、ピコセル(picocell)、マイクロセル(microcell)に分類される。マクロセルは、4G、5Gにかかわらず、停電などの緊急事態に備えてバックアップ用の電源電池を設置する必要がある。5G時代に入ると、5G基地局が広く建設されるため、より多くのバックアップ電源容量が求められることとなる。2020年末には、中国全土に718,000基以上の5G基地局があり、4G基地局と同じ規模をカバーするためには、更に、約800万基の5G基地局が必要である(※前述の1.0倍-1.2倍の比率による)。 (※注:この記事では、基地局とはマクロセル指す)。
図11 5Gマクロセル基地局の構成要素
 
現在、5G基地局のバックアップ電源として普及しているのは、3,000回以上の充電サイクルと10年以上の寿命を持つ「リン酸鉄リチウム(LFP)」電池である。一方で、一般的な鉛蓄電池は、500-600回の充放電で3-5年程度しか使用できないと言われている。  
 
一基の4G基地局に必要なバックアップ電源容量は約11.2KWhであり、5G基地局に必要なバックアップ電源容量は約21.2KWhに達し、これは、4Gのバックアップ電源の約2倍の容量となる。(出典:Orient Securities. 2020.3.14. 磷酸铁锂产业链系列报告(二):5G 布局提速,基站电池有望全面铁锂化)
 
5G基地局数は、2022年に311万基に達し、2025年には毎年150万基ずつ増加すると見込まれている。これに基づき、必要なLFPの年間総新規容量は2023年に31.8GWhに達する見通しである。
 
図12 5G基地局に必要なバックアップ電源新規容量
出典:Orient Securities. 2020.3.14. 磷酸铁锂产业链系列报告(二):5G 布局提速,基站电池有望全面铁锂化
 
実際、中国のLFP市場は、特に5G基地局が全国的に普及したことで注目を集めている。国営の大手通信基地局建設会社であるChina Tower(中国鉄塔)は、4Gと5Gの基地局用に、合計2GWhのLFP電池を購入した。2021年には、China Mobileも2.954GWhに相当する9.23億Ah、3.2VのLFP電池を購入している。( 出典:163.com. 2021.5.8. 投标限价23.67亿元!中国移动开启又一轮磷酸铁锂电池采购!)
 
5Gの波の恩恵を受けるもう一つのバッテリー・ビジネスとして、通信基地局のバックアップ・バッテリー・ソリューションとして機能する電池リユース事業(カスケード利用)が挙げられる。電動自転車業界では、使用済みリチウムイオン電池の増加が顕著な問題となっているため、低速の新エネルギー車、通信用電波塔、蓄電装置など、よりエネルギー需要の少ない用途において、それらを活用するという新たな電池資源が出現することとなった。(【動力電池のセカンドライフを実現 --- PART 1. 中国における電池リユースの概要】を参照)
 
2023年までに、中国での使用済み動力電池の総量は84.17GWhになる(2019年に世界で生産されたリチウムイオン電池の生産量のほぼ半分)。中国では、電池メーカー、電気自動車メーカー、総合リサイクル企業の3つのタイプの市場プレイヤーがリサイクル電池に注目している。(Sparking a Second Life of Power Battery – PART 5. Business Model and Key Playersを参照)
 
リサイクルされた電池は5G基地局に使用することができる。主要建設業者として、中国鉄塔は高効率で経済的なソリューションを選択した。2019年までに中国鉄塔が使用したカスケード利用電池容量は、全国約30万基の基地局のバックアップ電源において、約4GWhの容量に達する。これは電気乗用車10万台分の廃棄(リタイア)電池容量に相当する。 
 
以下の地図が5G基地局の潜在的な成長を地形的に示している。このアンバランスな分布が示すように、5G建設計画を発表している省は、中国の東部と中部に集中している。また、広東省、河南省、四川省、雲南省、重慶市などの西南部では、5G基地局の建設ブームが起きており、LFP電池やカスケード利用市場においても、大きな需要が生まれるだろう。
図13 中国の各省・市における5G基地局建設計画
出典:1) Public statements of Ministry of Industry and Information Technology. 2020.1.21/2020.12.24/2021.01.31. 2) CCiD. 2020.12.17 .5G发展2020展望白皮书.
 
5Gが日常生活の至る所に普及するにつれ、6Gの時代が見えてくる。6Gを実現するには、同じ広さのエリアに5Gの何倍もの基地局が必要になる。さらに、6G基地局はより多くのエネルギーを消費し、より多くのバックアップ電源電池容量が必要であることを示唆している。今後は、エネルギー産業に従事するものとして、中国における5Gとあわせて6Gにも注目していくことが大切になってくるだろう。(中国の6Gに関する英文ブログはこちらUbiquitous 6G: China Already Head Start?
 
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