世界のエネルギーハーベスティングシステム市場規模は、2023年に10億米ドルと評価され、 2032年までに30億米ドルに達すると予測されており、予測期間（2024年～2032年）中に13.1%のCAGRを記録します。エネルギーハーベスティングシステムを使用すると、接続されたデバイスを環境に悪影響を与えることなく事実上無制限に操作できるため、有利です。これらが、エネルギーハーベスティングシステム市場の成長を後押しする主要な市場推進要因です。
エネルギー ハーベスティング システムは、さまざまなソースから周囲のエネルギーを収集して使用可能な電力に変換する革新的なテクノロジーです。これらのシステムは、バッテリーやグリッド電源などの従来の電源に頼らない、持続可能で再生可能な電力生成方法を提供します。エネルギー ハーベスティング システムは、小型電子機器や大規模な産業プロセスなど、多くのアプリケーションで人気が高まっています。
人口増加により、エネルギー需要が増加しています。さらに、センサーベースのエネルギー ハーベスティング システムとエネルギー効率の高いハーベスティング コンポーネントの技術的進歩により、世界市場が前進しています。さらに、環境からのエネルギーは直接的または間接的に無駄になっています。したがって、これらのシステムがこのエネルギーを捕らえて電気エネルギーに変換し、自律型電子デバイスまたは回路で使用できることが、世界のエネルギー ハーベスティング システム市場の成長を牽引しています。収集されたエネルギーは、センサー、時計、その他の家庭用電化製品などの低エネルギー電気設備にも電力を供給できます。これらの要因はすべて、エネルギー ハーベスティング システムの需要増加に寄与し、世界のエネルギー ハーベスティング システム市場の成長を牽引しています。
ハイライト
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2023 |
| 研究期間 | 2020-2032 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 13.1% |
| 市場規模 | 2022 |
| 急成長市場 | アジア太平洋地域 |
| 最大市場 | 北米 |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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エネルギー効率の高いソリューションに対する需要の高まりが、世界のエネルギー収集システム市場を牽引しています。企業や消費者がエネルギーの節約と環境の持続可能性に関心を持つようになるにつれて、エネルギー消費と従来の電源への依存を減らすソリューションに対する需要が高まっています。気候変動とエネルギー使用の生態学的影響に対する懸念から、持続可能性の価値に対する認識が高まっています。ニールセンの調査によると、世界中の回答者の 81% が、企業は環境を改善すべきだと考えています。
さらに、電子機器、センサー、遠隔監視システムにバッテリーを使用すると、大量の電子ゴミが発生します。WEEE フォーラムによると、世界中で約 160 億台の携帯電話が使用されており、2022 年までに 50 億台以上が電子廃棄物になると予想されています。政府や規制当局は、さまざまな業界のエネルギー効率に関するポリシーや基準を実施しています。たとえば、欧州グリーンディールは、エネルギー収集システムなどの再生可能エネルギー技術への多額の投資を通じて、2050 年までに EU を気候中立にすることを目指しています。
国際エネルギー機関（IEA）の「電力2024」レポートによると、世界の再生可能エネルギー発電容量は2023年から2028年の間に7,300ギガワット（GW）に達すると予想されています。この拡大は130か国以上での支援政策によって推進されており、太陽光発電（PV）と風力がその成長の95％を占めています。レポートではまた、2024年には風力と太陽光発電が水力発電を上回り、2025年までに再生可能エネルギーが石炭に取って代わり世界の主な発電源になると予測しています。需要が高まるにつれて、エネルギーハーベスティングシステム市場はさらなる成長と革新に向けて準備が整っています。
最も重要な課題の 1 つは、エネルギー ハーベスティング技術の効率を確保することです。たとえば、屋内照明や振動では、特定のアプリケーションに電力を供給するのに十分なエネルギーを生成できない場合があります。さらに、すべてのエネルギー ハーベスティング システムがさまざまな使用例や場所に簡単に適応できるわけではないため、拡張性も問題となります。エネルギー ハーベスティング技術の効率はさまざまです。現在のソーラー パネルは 20 ～ 25% の効率を達成できますが、実際のアプリケーションでは環境要因により実際の効率が低くなる可能性があります。設計と使用される材料は、振動エネルギー ハーベスティングの変換効率に影響します。
同様に、ソーラーパネルの出力は、そのサイズと受ける太陽光の量によって決まります。理想的な条件下では、効率 20% の標準的な 1 平方メートルのソーラーパネルは、約 200 ワット (太陽光 1 平方メートルあたり 1,000 ワット) を生成できます。ただし、日陰、天候、太陽の角度などの現実世界の要因により、この出力は低下します。さらに、TEG の出力は通常、比較的低くなります。たとえば、温度差が 100°C の小型 TEG モジュールは、サイズと材料に応じて、数ミリワットから数ワットの電力しか生成しない場合があります。
さらに、エネルギー収集デバイスの拡張は困難でコストがかかる場合があります。たとえば、スマート シティの太陽光発電 IoT ネットワークを拡張するには、追加のソーラー パネルとインフラストラクチャに多額の投資が必要になります。ガジェットを追加するたびに、管理とメンテナンスが複雑になります。
モノのインターネット (IoT) の拡大は、エネルギー ハーベスティング システム市場にとって大きなチャンスを生み出します。IoT デバイスはさまざまな業界で一般的になりつつあり、頻繁なバッテリー交換を必要としない自己駆動型の自律ソリューションの需要が高まっています。モノのインターネット市場は急速に拡大しています。2023 年現在、世界中で約 151.4 億のモノのインターネット (IoT) デバイスが接続されており、世界の人口のほぼ 2 倍になっています。この数字は、5G などのテクノロジーのおかげで、今後 7 年間で 250 億を超えると予想されています。工業、医療、農業、スマート シティなど、多くの業界で IoT デバイスが開発され、エネルギー効率が高く自己駆動型のソリューションの需要が高まっています。
さらに、モノのインターネットには、環境センサーやスマートメーターからウェアラブル健康トラッカーや産業機器モニターまで、さまざまなデバイスが含まれます。これらのデバイスは継続的に動作するために電源を必要とするため、エネルギーハーベスティングシステムは IoT エコシステムにとって非常に重要です。
さらに、スマートホーム システムでは、照明、暖房、セキュリティ、家電製品を管理するために、さまざまなワイヤレス センサーとデバイスが使用されています。たとえば、スマート サーモスタットは、太陽光発電センサーを使用して屋内と屋外の温度を監視し、それに応じて暖房と冷房システムを調整できるため、バッテリーを交換する必要がありません。たとえば、Google の Nest スマートホーム部門は最近、新しいスマート サーモスタットをリリースしました。新しい Nest サーモスタットは、Nest Learning Thermostat や Nest Thermostat E よりもシンプルなモデルで、価格は 129.99 ドルで、Nest E よりも 40 ドル安く、最上位の第 3 世代 Nest Learning Thermostat よりも 120 ドル安くなっています。すぐに予約注文できるようになりました。
その結果、モノのインターネットの成長により、エネルギー ハーベスティング システムの大規模かつ拡大する市場が生まれました。モノのインターネットのメリットを享受する業界やアプリケーションが増えるにつれて、自己発電型の自律型デバイスの需要が高まります。エネルギー ハーベスティング ソリューションは、IoT ネットワークの長期的な実行可能性と効率性を確保しながら、この需要を満たすために不可欠です。
世界のエネルギーハーベスティングシステム市場は、技術、コンポーネント、
技術別に見ると、市場はさらに光エネルギー収穫、振動エネルギー収穫、無線周波数エネルギー収穫、熱エネルギー収穫に分類されます。
光エネルギーの収集は、大きな市場シェアを占めています。光エネルギーの収集は、太陽エネルギーの収集とも呼ばれ、日光や室内照明などの自然光源または人工光源からエネルギーを収集します。光エネルギーは通常、光電池 (ソーラーパネル) を使用して電気に変換されます。光エネルギーの収集に分類される太陽エネルギーベースの製品の開発に携わる大手企業の数は急増しています。収集されたエネルギーは、その後、ビルオートメーションや家電などの業界で効率的に使用されます。
振動エネルギー収集では、環境内の機械的振動、揺らぎ、または動きによって電気エネルギーが生成されます。機械的応力が加わると電圧を生成する圧電材料は、振動エネルギー収集デバイスでよく使用されます。
コンポーネントに基づいて、市場はエネルギーハーベスティングトランスデューサー、電力管理集積回路(PMIC)、およびストレージシステムに細分化されています。
エネルギーハーベスティングトランスは、主に市場の成長に影響を与えます。エネルギーハーベスティングトランスデューサーは、周囲からエネルギーを捕らえるデバイスまたはコンポーネントです。トランスデューサーは、エネルギーハーベスティング方法（太陽光、圧電、RF、熱など）に応じて、光電池（ソーラーパネル）、圧電材料、アンテナ、または熱電材料になります。トランスデューサーは、光、機械的振動、無線周波数信号、温度差など、さまざまなエネルギー源を電気エネルギーに変換します。さらに、振動エネルギーを収集するための電気機械トランスデューサーの使用が増えていることは、世界の市場需要を押し上げる重要な原動力です。
エネルギー貯蔵は、余剰エネルギーを後で使用するために保存するため、エネルギー収集システムにとって重要です。貯蔵システムのコンポーネントの例としては、スーパーキャパシタ、充電式バッテリー、エネルギー貯蔵コンデンサなどがあります。これらはバッファとして機能し、トランスデューサによって生成された余剰エネルギーを貯蔵し、外部エネルギー源が存在しない、または不十分な場合に必要に応じてデバイスに電力を供給するために放出します。
市場は、用途によって、ビルディングおよびホームオートメーション、コンシューマーエレクトロニクス、産業、輸送に分けられます。
ビルおよびホーム オートメーションは、最も多くの収益を生み出します。ビルおよびホーム オートメーションのアプリケーションには、住宅および商業施設におけるさまざまなエネルギー効率の高いシステムおよびデバイスが含まれます。エネルギー ハーベスティング テクノロジーは、ワイヤレス センサー、HVAC (暖房、換気、空調) 制御、照明システム、およびセキュリティ デバイスによって駆動されます。これらのテクノロジーは、従来の電源への依存を軽減すると同時に、建物のエネルギー節約と持続可能性を促進します。
ウェアラブル デバイス、リモート コントローラー、低電力ガジェットなどの民生用電子機器では、エネルギー ハーベスティング技術が使用されています。これらの方法により、自己発電型の民生用ガジェットの作成が可能になり、頻繁なバッテリー交換の必要性が減り、ユーザーの利便性が向上します。太陽電池式腕時計や RF エネルギー ハーベスティング リモート コントローラーは、一般的な例です。
世界のエネルギー収集システム市場分析は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカで実施されています。
北米は、世界のエネルギー ハーベスティング システム市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中に 12.6% の CAGR で成長すると予測されています。これは、この地域が他のどの地域よりも産業用 IoT (モノのインターネット) などの最新技術を積極的に導入しているためです。さらに、この地域のテクノロジー企業とクラウド サービス プロバイダーは戦略的に協力し続けており、ますます多様化する機器を産業用 IoT にリンクする新しい機会を生み出しています。
さらに、老朽化した公共の建物からのエネルギー排出を最小限に抑える政府の対策も、この拡大を後押ししています。たとえば、米国一般調達局は、連邦政府の最もエネルギーを消費する建物 50 棟に、高度でスマートな建物技術を導入することで IBM と合意しました。この地域は、すべての業界の中で最も自動化が採用されています。その結果、これらの要因が予測期間中に世界のエネルギー収集システム市場を牽引すると予測されています。
アジア太平洋地域は、予測期間中に 13.0% の CAGR を示すことが予想されています。日本、中国、インドなどの主要な新興国により、アジア太平洋地域は予測期間中に世界のエネルギー ハーベスティング システム市場で高い成長を示すことが予想されます。この地域では、産業、民生用電子機器、ホーム オートメーション、輸送など、エネルギー ハーベスティングがさまざまな用途で使用されています。さらに、この地域では、建物やスマート ホーム システムでのエネルギー ハーベスティング技術が増加しています。これにより、アジア太平洋地域の市場拡大がさらに加速すると予想されます。
さらに、アジア太平洋地域の運営費や人件費が低いため、多くの業界企業が製造施設をアジア太平洋地域に移転することを検討しています。こうした側面は IoT システムの成長に寄与し、市場の成長を後押しするでしょう。インドでは 2015 年 6 月に「100 スマート シティ ミッション」が開始されました。政府は 100 のスマート シティの実現と 500 の小規模な地域の再活性化のために 140 億ドルの資金を割り当てています。2016 年 1 月には、「オール インディア シティ チャレンジ」トーナメントの第 1 ラウンドに 20 の都市が選ばれました。
欧州は、欧州委員会によるエネルギーハーベスティングおよびエネルギー貯蔵デバイスの研究開発への支援と投資が急増しているため、25%のシェアを占める重要な拡大市場になると予測されています。たとえば、欧州委員会は、Horizon 2020 プログラムを通じて「メタマテリアル対応振動エネルギーハーベスティング」プロジェクトを支援しています。このプロジェクトは 2021 年 1 月に開始され、2024 年 12 月までに完了する予定です。このプロジェクトの目的は、将来的にワイヤレス センサーに電力を供給するためのバッテリーの必要性をなくすことです。
さらに、新興企業は、斬新な製品の開発を進めるために投資家から資金を調達する可能性もあります。スペインを拠点とする企業であるBarbara IoTは、産業用IoTオペレーティングシステムの構築のために、2021年1月に約469.46万米ドル（40万ユーロ）の資金調達ラウンドを完了しました。
ラテンアメリカと中東では、再生可能エネルギー源の導入により、エネルギーハーベスティングシステムの市場は緩やかに成長するでしょう。サウジアラビア、アラブ首長国連邦、南アフリカ、エジプトなど、中東とアフリカの主要国は、今後数年間でスマートシティを構築する意向を発表しました。これらの政府は、スマートシティを支援するために実質的な取り組みを行っており、建設中のスマートシティに民間企業にスマートソリューションを導入するよう呼びかけています。
