熱電発電機の世界市場分析：温度別、コンポーネント別（電気負荷、熱電モジュール、低温側、熱源、その他）
Stratistics MRCによると、熱電発電機の世界市場は、2022年に8億5,308万ドルを占め、予測期間中に12.1%のCAGRで成長し、2028年には1億6,928万ドルに達すると予想されています。固体半導体熱電発電装置は、温度差や熱流を有用な直流電源に変換する。熱電発電用半導体では、ゼーベック効果を利用して電圧を発生させます。この電圧を負荷に印加すると、電流が発生し、有用な電力を生み出すことができます。この発電機は、費用対効果が高く、メンテナンスが不要で、構造が簡単で、保管も安全で、再生可能なエネルギー源を利用することができます。
Eurostatによると、EUの電力の約26％、EUの冷暖房部門の17％、EUの輸送エネルギーの6％が再生可能エネルギー源に由来しているそうです。
この数ワットの電力を、照明や携帯電話の充電、電気集塵機の操作などに利用できる熱電発電機を利用するのが、考えられる答えです。熱電発電機の関与が燃焼効率の向上につながれば、熱電モジュールの効率の悪さは問題にならないからです。3時間かけて5〜10kg程度の木材を燃焼させ、17〜34kW/hのエネルギーを生み出します。この燃焼を良くすることは、熱電発電機が生み出す5〜30Wよりも、世界のエネルギー使用量を減らすことに大きな影響を与える。遠方ではメンテナンスが困難なため、このような状況での熱電発電機の建設は、抽出機を動かすのに十分な電力を供給し、携帯電話を充電したり、照明用の電力を供給することが主な要件となります。
用途によっては、熱電発電機は当初、エネルギー変換方法よりも電力生産量1ワットあたりのコストが高くなる場合があります。コストが高い、あるいは市場性が低いため、多くの優れた数値やZT熱電材料は、熱電発電機で実用的に使用することが困難です。アプリケーションによっては、熱電発電機の生涯コストは、初期コストが高いにもかかわらず、他の技術よりも安い場合があります。また、熱電発電機はメンテナンスが不要であるため、生涯コストはさらに低くなります。熱電発電モジュールの製造に関する知識はそれなりにあるが、熱電発電をアプリケーションに効果的に組み込むために必要な設計やエンジニアリングの経験を見つけることは難しい。そのため、広く普及することができず、効率に悪影響を及ぼし、コストを上昇させています。
熱電発電機の市場は、自動車、航空宇宙、防衛、産業など、多くのエンドユーザー産業におけるエネルギー需要の増加の結果として拡大しています。さらに、ラジオアイソトープ熱電発電機は、小型の携帯用アプリケーションや、人工衛星や宇宙探査機の電源として採用されています。この分野のニーズは、環境問題や公害問題、特に地球温暖化に対する懸念の高まりにも後押しされています。
熱電発電に代わる最も一般的なものは、太陽エネルギーと圧電発電です。圧電固体エレクトロニクスの効果は10～15％で、太陽エネルギーは20～25％の効率で太陽光を電気に変える。前者2つはTEGよりも出力対入力比がはるかに優れているため、熱電発電機の市場は困難に直面しており、平均性能は2〜4％である。熱電発電の性能は、温度範囲と必要な出力によって決まります。用途に応じて設計を調整する必要があるため、メーカーは影響を受ける。産業や用途によってエネルギー出力や温度要件が異なるため、熱電発電機のアーキテクチャを変更する必要があり、余分なコストがかかる。このため、この技術の商業化には多くの困難が伴います。熱電エネルギーの生産に現在使用されている材料の効率には制約があります。これが熱電発電の市場拡大を抑制し、今後も重要な障害となることが予想されます。
本書では、Axiom MRC独自のCOVID-19影響評価を用いて、熱電発電機の世界市場をミクロ経済とマクロ経済の側面から360度調査しています。さらに、経済、国家、貿易政策が熱電発電機の世界市場の需要側とサプライチェーンに与える影響についても徹底的に検証します。COVID-19の発生は、政府による封鎖制限により多くの分野の設備投資に悪影響を及ぼしたように、世界経済のあらゆる産業に影響を及ぼした。家電製品の需要減に加え、自動車、航空宇宙、産業などさまざまな分野の需要減により、この間、熱電発電機市場は大きく落ち込んだ。家電や製造業などの産業が軒並み停止していることが、熱電発電機の世界市場に深刻な影響を及ぼしています。熱電発電機の消費は、製造業や家電製品の顧客需要の減少に直接影響を受けています。
中温（80-500℃）のセグメントは有利な成長を遂げると推定されます。中温用熱電発電機では、片方を加熱し、もう片方を冷却する（排熱側）ことでモジュール内に温度差を生じさせる熱電原理が用いられています。これらのモジュールは320℃（BiTe材料の場合）で機能するように特別に設計されていますが、PbTeなどの他のハイブリッド材料は600℃までの温度に耐えることができます。中温熱電発電機の廃熱源には、触媒クラッカー、焼鈍ボイラー冷却システム、レシプロエンジンの排気ガスなどがあります。
予測期間中、中出力（10-1 kW）セグメントが最も速いCAGR成長を遂げると予測されています。熱電発電機は、巨大に見える従来の熱機関よりも小さく、簡単で、拡張性があり、安価である。熱電発電システムは、熱源や温度変化があっても動作するように作られています。10kWから1,900MWの中出力レンジの蒸気タービンは、シーメンス社（ドイツ）などの企業により、コージェネレーションプラントやその他の産業現場で使用されています。これらの蒸気タービンは、コンプレッサー、ポンプ、または発電機駆動用の機械駆動として使用されます。蒸気タービンは、再生可能エネルギーの分野でも頻繁に使用されています。自動車、航空宇宙・防衛、産業分野での使用により、予測期間中、中電力熱電発電機カテゴリーが熱電発電機市場の主要な割合を占めると予想されます。
予測期間中、アジア太平洋地域が最大の市場シェアを占めると予測されています。この地域の国々で再生可能なエネルギー源を確立するための政府の取り組みが、その要因として挙げられます。また、中国やインドなどの発展途上国では、都市化、工業化、インフラ整備が進んでおり、市場の拡大を後押ししています。
北米は、技術的進歩が進んでいることから、予測期間中に最も高いCAGRを示すと予測されます。また、ヘルスケア、航空宇宙、自動車など、多くの産業で発電機のニーズが拡大していることから、市場も拡大すると思われます。市場拡大の潜在的なチャンスは、ライバル間の競争激化と地域全体の主要な市場プレーヤーの存在によってもたらされます。また、自動車産業が燃費向上に取り組む中で、発電機の需要が増加し、調査期間中、この市場を前進させることになるでしょう。
市場の主要プレーヤー
熱電発電機市場の主要プレーヤーには、ヤマハ株式会社、Marlow Industries, Inc.、Ferrotec Corporation、Kryotherm Company、コマツ株式会社、Laird plc、Thermo Electric Company, Inc.、Phononic Devices、Evident Thermoelectrics、Gentherm, Inc、株式会社東芝および株式会社村田製作所が含まれています。(株)東芝、(株)村田製作所
主要な開発品
2021年4月、Laird Thermal Systems社はPCRサイクルの信頼性を高めるPCX Thermoelectric Cooler Seriesを発売しました。分析、医療、医療診断、DNA増幅に使用され、サーモエレクトリッククーラー、PowerCycling PCXシリーズとして販売されています。
2018年4月、Gentherm Inc.は、自動車業界向けに48ボルトのリチウムイオン電池の熱管理用のサーモエレクトリックをベースにしたソリューションを発表しました。このサーモエレクトリック技術は、バッテリーハウジングに完全に統合されており、リチウムイオン電池セルの加熱と冷却を行うことができます。
2014年3月、株式会社ゲンザームは、新しい熱空調システム、およびベッドや家庭用家具向けの空調システムの発売を発表しました。
カバーする温度：
– 高温（500℃以上）
– 低温（80°C未満）
– 中温（80°～500°C）
対象となる部品
– 電気負荷
– サーモエレクトリックモジュール
– 低温側
– 熱源
– その他の部品
対象となる種類
– 太陽熱発電機
– 化石燃料発電機
– 原子力発電機
– その他のタイプ
対象となるワット数
– ハイパワー（> 1kW）
– 低出力（10W未満）
– 中電力（10～1kW）
対象となる材料
– テルル化鉛
– テルル化ビスマス（Bismuth Telluride
対象となるアプリケーション
– 無線通信
– エレクトロニクス
– 再生可能エネルギー源
– ガスパイプライン
– 宇宙関連
– その他の用途
対象となるエンドユーザー
– オイル＆ガス
– 自動車
– コンシューマー
– ヘルスケア
– 産業用
– 鉱業
– 防衛
– 通信機器
– その他エンドユーザー
対象となる地域
– 北アメリカ
米国
カナダ
メキシコ
– ヨーロッパ
o ドイツ
イギリス
イタリア
o フランス
スペイン
o その他のヨーロッパ
– アジア太平洋地域
o 日本
o 中国
o インド
o オーストラリア
o ニュージーランド
o 韓国
o その他のアジア太平洋地域
– 南米
o アルゼンチン
o ブラジル
o チリ
o 南米のその他
– 中東・アフリカ
o サウジアラビア
o UAE
o カタール
o 南アフリカ
o その他の中東・アフリカ地域
【目次】
1 エグゼクティブサマリー
2 序文
2.1 概要
2.2 ステークホルダー
2.3 調査範囲
2.4 調査方法
2.4.1 データマイニング
2.4.2 データ分析
2.4.3 データの妥当性確認
2.4.4 リサーチアプローチ
2.5 リサーチソース
2.5.1 一次調査ソース
2.5.2 セカンダリーリサーチソース
2.5.3 前提条件
3 市場動向の分析
3.1 はじめに
3.2 ドライバ
3.3 阻害要因
3.4 機会
3.5 スレット（脅威
3.6 アプリケーションの分析
3.7 エンドユーザー分析
3.8 新興国市場
3.9 Covid-19の影響
4 ポーターズファイブフォース分析
4.1 供給者のバーゲニングパワー
4.2 買い手のバーゲニングパワー
4.3 代替品の脅威
4.4 新規参入の脅威
4.5 競争上のライバル関係
5 熱電発電機の世界市場、温度別
5.1 はじめに
5.2 高温(>500°C)
5.3 低温 (<80°C)
5.4 中温（80°-500°C）
6 熱電発電機の世界市場、部品別
6.1 導入
6.2 電気負荷
6.3 サーモエレクトリックモジュール
6.4 コールドサイド
6.5 熱源
6.6 その他の構成要素
7 熱電発電機の世界市場、タイプ別
7.1 はじめに
7.2 太陽熱源発電機
7.3 化石燃料発電機
7.4 原子燃料発電機
7.5 その他のタイプ
8 熱電発電機の世界市場、ワット数別
8.1 はじめに
8.2 高出力 (> 1kW)
8.3 低出力 (<10W)
8.4 中電力（10-1kW)
9 熱電発電機の世界市場、材料別
9.1 導入
9.2 テルル化鉛
9.3 ビスマス・テルル
10 熱電発電機の世界市場：用途別
10.1 イントロダクション
10.2 無線通信
10.3 エレクトロニクス
10.4 再生可能エネルギー源
10.5 ガスパイプライン
10.6 宇宙への応用
10.7 その他の用途
11 熱電発電機の世界市場：エンドユーザー別
11.1 導入
11.2 石油・ガス
11.3 自動車
11.4 民生用
11.5 ヘルスケア
11.6 産業用
11.7 鉱業
11.8 防衛
11.9 テレコム
11.10 その他のエンドユーザー
12 熱電発電機の世界市場：地域別
12.1 はじめに
12.2 北米
12.2.1 米国
12.2.2 カナダ
12.2.3 メキシコ
12.3 ヨーロッパ
12.3.1 ドイツ
12.3.2 イギリス
12.3.3 イタリア
12.3.4 フランス
12.3.5 スペイン
12.3.6 その他のヨーロッパ
12.4 アジア太平洋地域
12.4.1 日本
12.4.2 中国
12.4.3 インド
12.4.4 オーストラリア
12.4.5 ニュージーランド
12.4.6 韓国
12.4.7 その他のアジア太平洋地域
12.5 南米
12.5.1 アルゼンチン
12.5.2 ブラジル
12.5.3 チリ
12.5.4 南米地域以外
12.6 中東・アフリカ
12.6.1 サウジアラビア
12.6.2 UAE
12.6.3 カタール
12.6.4 南アフリカ
12.6.5 その他の中東・アフリカ地域
13 主要開発品
13.1 契約、パートナーシップ、コラボレーション、ジョイントベンチャー
13.2 買収・合併
13.3 新製品発売
13.4 拡張
13.5 その他の主要戦略
14 企業プロフィール
14.1 ヤマハ株式会社
14.2 マーロウインダストリー株式会社
14.3 株式会社フェローテック
14.4 クリオサーム社
14.5 株式会社小松製作所
14.6 レアード・ピーエルシー
14.7 サーモ・エレクトリック・カンパニー・インク
14.8 フォノニック・デバイス
14.9 Evident Thermoelectrics
14.10 Gentherm, Inc.
14.11 株式会社東芝
14.12 株式会社村田製作所 株式会社村田製作所
【お問い合わせ・ご購入サイト】
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資料コード： SMRC22684