熱電発電機（TEG）モジュール市場規模、シェア、トレンド分析レポート：タイプ別（多段式、単段式、サーモサイクラー）、燃料源別（化石燃料発電機、太陽光発電機、原子力発電機）、エンドユーザー別（航空宇宙、輸送、発電、その他）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカ）予測、2024年～2032年

市場動向

世界の熱電発電機（TEG）モジュール市場の推進要因：

エネルギー効率が高く持続可能な技術の導入

気候変動緩和に向けた世界的な動向は、エネルギー効率が高く持続可能な技術の導入を促進することで市場を牽引しています。各国が温室効果ガス排出量の削減に取り組むにつれ、エネルギー効率とクリーンエネルギー源への注目が高まっています。例えば、「2050年までに温室効果ガス排出量実質ゼロシナリオ（NZEシナリオ）」は、多くの国が採用している一連のガイドラインです。これは、世界のエネルギー部門が2050年までに二酸化炭素排出量実質ゼロを達成するためのロードマップを示しています。

さらに、TEGモジュールは廃熱の回収と利用を可能にすることで、化石燃料への依存度を低減し、二酸化炭素排出量を最小限に抑えるという点で、この分野において重要な役割を果たしています。政府、産業界、そして消費者は、気候変動の影響を緩和し、持続可能性目標を達成するために、TEG技術のような再生可能エネルギーソリューションへの投資の重要性をますます認識しており、これがTEGモジュール市場の成長を牽引しています。

産業用途の拡大

様々な産業分野において、信頼性の高い電源への需要が高まっています。製造業、鉱業、石油・ガス産業、通信業といった産業は、操業を維持するために継続的な電力供給を必要としています。化石燃料発電機モジュールは、特に電力網へのアクセスが限られている孤立地域やオフグリッド地域において、電力供給の確実な手段となります。さらに、新興市場における産業活動の拡大は、補完的な発電能力の必要性を高めています。産業の拡大と近代化に伴い、化石燃料発電機モジュールの需要は増加し、産業分野における市場拡大を支えると予想されます。これは、世界市場の成長を加速させるでしょう。

世界の熱電発電機（TEG）モジュール市場の制約要因：

効率が低い

熱電発電機（TEG）モジュールの効率の低さは、市場への普及を阻害する大きな要因となっている。TEG技術は熱差を電気に変換するが、その効率は従来の発電方法に比べて低い。この効率低下の主な原因は、熱電材料が熱を効率的に電気に変換する能力に限界があることにある。

材料特性やモジュール設計の向上に向けた研究開発が継続的に行われているにもかかわらず、TEGモジュールは一般的に効率が低く、単位熱入力あたりの発電量が少ないという課題を抱えています。この非効率性により、特に高出力や高い効率基準が求められる用途においては、TEGの経済性や競争力が低下しています。

世界の熱電発電機（TEG）モジュール市場における機会：

研究開発の拡大

継続的な研究開発努力により、TEGモジュール技術は進歩を遂げ、効率性、信頼性、費用対効果が向上しています。これらの進歩により、TEGモジュールは自動車、航空宇宙、産業分野など、さまざまな用途においてより魅力的なものとなっています。例えば、2022年1月、米国国立再生可能エネルギー研究所は、パイプなどの高温面に巻き付けることで、廃熱を効率的に電力に変換できる、斬新で汎用性の高い熱電発電機を開発しました。

同様に、2023年10月には、韓国電気技術研究院（KERI）のパク・スドン博士、リュ・ビョンギ博士、チョン・ジェイワン博士が、熱電変換​​効率を測定する新しい方法と、高効率な多段式熱電発電モジュールを開発しました。この発見は、宇宙探査機に不可欠な原子力電池の性能向上に貢献する可能性があり、ドイツ航空宇宙研究所（DAV）からも注目を集めています。こうした技術革新は、市場成長の機会を生み出すと期待されています。

セグメント分析

世界の熱電発電機（TEG）モジュール市場は、種類、燃料源、エンドユーザーによって二分される。

タイプに基づいて、世界の市場は、多段式、単段式、およびサーマルサイクラーに分類される。

多段式熱電発電機（TEG）モジュールは、熱電効果を利用して熱エネルギーを電気エネルギーに変換するように設計されています。TEGは通常、複数の熱電素子が電気的に直列に、熱的に並列に接続された構造になっています。多段式TEGモジュールは、複数の熱電材料層を積層した構造で、各層は特定の温度範囲で動作するように最適化されています。

さらに、TEGの総合効率は、それぞれ特定の温度範囲に合わせて調整された複数のステージを使用することで向上させることができます。これにより、TEGはより幅広い熱源からエネルギーを回収できるようになり、単段式TEGよりも汎用性と効率が向上します。多段式TEGモジュールは、さまざまな用途で一般的に使用されています。廃熱回収あるいは、温度差を利用した発電が望ましい。

燃料源に基づいて、世界の市場は、化石燃料発電機、太陽光発電発電機、原子力発電機に分類される。

石炭、石油、天然ガス、原油、アスファルトなどの化石燃料は、炭素含有量が高く、発電から輸送まで、さまざまな用途で広く使用されています。また、塗料、コーティング剤、ポリマー、洗剤、化粧品、医薬品など、さまざまな一般的な製品の製造にも使用されています。国際エネルギー機関（IEA）によると、2023年には世界の電力生産量の60%以上を化石燃料が占めていました。さらに、化石燃料の消費は、これらの燃料が1か所で大量の電力を生産できるという事実によって大きく促進されています。

エンドユーザーに基づくと、世界の市場は、航空宇宙、輸送、発電、その他に二分される。

熱電発電機（TEG）モジュール市場の航空宇宙分野は、宇宙探査や航空分野におけるTEG技術の活用によって特徴づけられます。TEGモジュールは、宇宙船の電力システムや航空機エンジンといった航空宇宙システムから発生する廃熱を、利用可能な電気エネルギーに変換する有効な手段となります。この能力により、燃料消費量の削減、エネルギー効率の向上、ミッション時間の延長が可能になります。さらに、航空宇宙産業で使用されるTEGモジュールは、高温、振動、放射線被ばくといった過酷な環境下における信頼性、堅牢性、性能に関して、厳格な仕様が求められます。

地域分析

アジア太平洋地域が世界市場を席巻

地域別に見ると、世界の市場は北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、ラテンアメリカ、中東およびアフリカに二分される。

アジア太平洋は、世界の熱電発電機（TEG）モジュール市場において最も重要なシェアを占めており、予測期間中に大幅な拡大が見込まれています。アジア太平洋地域は、急速な工業化、都市化、そしてクリーンエネルギーソリューションへの注目の高まりにより、市場参入企業にとって魅力的な機会を提供しています。中国、日本、韓国などの国々は、自動車産業やエレクトロニクス産業に牽引され、TEGモジュールの導入において最前線に立っています。この地域の各国政府は、TEGの利用を促進するための措置を講じています。電気自動車将来の燃料消費目標達成と温室効果ガス排出量削減を目指し、例えば日本政府は2018年8月に自動車産業の連携強化と円滑な移行を目的とした電気自動車戦略を策定した。同様に、インドでは2019年にFAME II（Faster Adoption and Manufacturing of (Hybrid and) Electric Vehicles：電気自動車の普及促進・製造促進）プロジェクトが開始された。こうしたインセンティブがこれらの国々における電気自動車の国内生産促進を後押しし、ひいては市場成長を牽引することが期待されている。

さらに、技術的に高度な熱電発電機（TEG）モジュールを設計するための研究開発活動が活発化している。例えば、2018年12月、大阪大学の研究者らは、高い機械的耐久性を備え、高効率で発電できる、コスト効率に優れた大型フレキシブル熱電発電機（FlexTEG）モジュールを開発した。FlexTEGモジュールは、モジュール両面の上部電極の向きを変え、高密度半導体チップパッキングを採用することで、あらゆる方向への柔軟性を向上させている。これにより、湾曲した熱源からの熱電変換による廃熱回収効率が向上し、半導体チップへの機械的ストレスが軽減されることでモジュールの機械的信頼性も向上している。これらの要因すべてが、アジア太平洋地域の熱電発電機（TEG）モジュール市場の成長を後押ししている。

北米電気自動車およびハイブリッド車への移行に伴い、廃熱回収と車両全体の効率向上を目的としたTEGモジュールの採用が加速しています。Mintelは、2023年末までに電気自動車およびハイブリッド車の販売台数が約40%増加し、2028年には50億台に達する可能性があると予測しています。このように、この地域におけるハイブリッド車および電気自動車の高い需要が市場成長を牽引しています。さらに、複数の研究者によるこのデバイスの技術革新が、市場拡大の機会を生み出すと予想されます。

例えば、2023年4月、ペンシルベニア州立大学の研究者たちは、温度差を電気に変換できる熱電発電機の効率向上に取り組んでいた。研究チームは、熱電デバイスに機能勾配材料を製造するための新しい技術を考案した。その結果、670ケルビン（約1206°F）の温度変化を受けた単極デバイスで15.2%の効率を達成した。現在市販されているデバイスの効率は5%から6%程度である。