世界の熱電デバイス市場、2031年までに21.2億米ドル規模へ成長 ― 年平均成長率（CAGR）8.5％で持続的拡大を予測

世界の熱電デバイス市場は、2022年の10.2億米ドルから2031年には21.2億米ドルへと拡大する見込みであり、予測期間（2023年～2031年）における年平均成長率（CAGR）は8.5％に達すると予測されています。エネルギー変換技術が注目を集める中、熱電デバイスは廃熱回収や温度制御といった多用途なソリューションとして世界的に需要が高まっています。特に、製造業、半導体、宇宙・自動車産業、再生可能エネルギー分野などでの導入が拡大しており、持続可能なエネルギー管理における中核的な役割を担いつつあります。

熱電デバイスは、温度差を直接電力に変換したり、逆に電流を流すことで冷却・加熱を行うことができる半導体デバイスです。可動部品を必要としないため、静音性・耐久性に優れており、メンテナンスフリーな冷却・発電ソリューションとして注目されています。

世界的なカーボンニュートラル政策の加速とともに、熱エネルギーの有効活用が企業や政府の重要課題となっています。従来、産業機器やエンジンなどから発生する廃熱は未利用のまま放出されるケースが多く見られました。しかし、熱電デバイスはこの未利用エネルギーを直接電気エネルギーに変換できるため、エネルギー効率の向上とCO₂排出削減を同時に実現する技術として注目されています。

特に、発電所、化学プラント、製造工場などの産業現場では、数百℃に達する廃熱が日常的に発生しています。これを熱電発電モジュールによって再利用することで、外部電力への依存を軽減し、運用コストの低減にもつながります。また、自動車分野では、エンジン排熱を電力に変換する「熱電回生システム」の採用が進みつつあり、電動化・燃費向上戦略の一環として自動車メーカー各社が積極的に研究開発を進めています。

熱電デバイス市場の成長を支える大きな要因の一つが、材料科学の進歩です。これまで一般的に使用されてきたビスマス・テルル（Bi₂Te₃）系合金に加え、シリコンゲルマニウム（SiGe）、スカッテルダイト（Skutterudite）、ハーフホイスラー（Half-Heusler）などの新材料が開発され、変換効率と耐熱性能の向上が実現されています。これにより、従来課題とされてきた「低効率・高コスト」構造が大きく改善され、商業化に向けた実用段階に入りつつあります。

また、マイクロ・ナノスケールでの製造技術が進展したことで、熱電素子を集積化したマイクロモジュールの開発も進んでいます。これらは、半導体チップや光通信モジュールなどの精密機器における温度制御や、医療機器の冷却用途などに応用されており、高密度・高精度な熱管理を実現しています。

熱電デバイスの用途は極めて多岐にわたります。

製造業では、工程中に発生する高温熱をエネルギーとして再利用することで、エネルギーコストの最適化を図る動きが進んでいます。電子機器分野では、熱電冷却モジュールがレーザー機器、光通信デバイス、半導体冷却などの精密制御に活用されています。

自動車業界では、ハイブリッド車や電気自動車の電力効率を改善するための補助発電として注目されており、BMW、トヨタ、日産、GMなどがエンジン排熱回収技術の開発を進めています。さらに、宇宙開発分野では、NASAが放射性同位体熱電発電機（RTG）を探査機に採用しており、長期的な電力供給を実現しています。

また、医療分野でも、体温差を利用したウェアラブルデバイスや植込み型医療機器への応用が検討されており、IoTおよび低消費電力デバイスの進化とともに、新たな成長機会が生まれています。

市場の競争環境は、技術革新と製品多様化を軸に進化しています。主要企業としては、Ferrotec Holdings、II-VI Incorporated、Laird Thermal Systems、Yamaha Corporation、Kryotherm、TEGProなどが挙げられます。これらの企業は、産業用・医療用・車載用など多分野に対応する熱電モジュールを展開しており、変換効率の向上や小型化を進めています。

特に、モジュール構造の最適化や熱伝導率の高い素材開発、AIを用いた温度制御アルゴリズムの導入など、ハードウェアとソフトウェアの統合開発が加速しています。今後は、デジタルツインやスマートファクトリーと連動した熱電管理システムの導入が期待されています。

• Gentherm
• RGS Development
• Evident Thermoelectrics
• KELK Ltd
• II-VI Marlow
• greenteg AG
• Laird Technologies
• Perpetua Power Source Technologies
• Ferrotec Corporation
• Romny Scientific
• B.V. Tellurex Corporation
• RMT Ltd
• Yamaha Corporation
• Micropelt GmbH

熱電デバイス市場の成長を牽引する主な要因として、以下の3つが挙げられます。

持続可能なエネルギー利用の推進
企業や政府による脱炭素化政策により、廃熱の再利用技術としての熱電発電への注目が急上昇しています。

IoTおよびスマートデバイスの普及
超小型で静音性に優れた熱電冷却モジュールは、スマートセンサー、ウェアラブル機器、医療デバイスの冷却・電力供給に適しており、新しい市場セグメントを開拓しています。

電動化とEV技術の拡大
電動車やハイブリッド車の普及が進む中、排熱回生システムへの採用が増加しており、自動車業界の新たな省エネ戦略として熱電発電が注目されています。

これらのトレンドは、2030年代に向けた次世代エネルギーシステムの中で、熱電技術が中核的役割を担うことを示しています。

世界の熱電デバイス市場は、タイプ、アプリケーション、および地域に焦点を当てて分類されています。

• バルク熱電デバイス
• マイクロ熱電デバイス
• 薄膜熱電デバイス

• 無線センサーとネットワーク
• 車両用廃熱回収システム
• 軍事および航空宇宙
• その他

地域別では、アジア太平洋地域が世界市場をリードしています。特に日本、中国、韓国は、材料開発と製造技術の両面で世界的な競争力を有しており、熱電発電モジュールや冷却システムの商用化が急速に進展しています。日本企業は、精密製造や電子部品分野での応用を中心に、信頼性の高い高効率デバイスの開発を推進しています。

一方、北米市場では、再生可能エネルギーと組み合わせた熱電技術の導入が進んでおり、エネルギーハーベスティング分野での研究投資が増加中です。米国では、軍事・宇宙用途や産業プラントでの熱電発電の採用が進み、DOE（エネルギー省）主導のプロジェクトも進行しています。ヨーロッパ市場では、EUの環境規制強化と産業脱炭素政策が追い風となり、自動車排熱回収やグリーンビルディングにおける採用が拡大しています。

中東・アフリカ地域では、石油・ガス分野における廃熱利用プロジェクトが進行しており、持続可能なエネルギー利用への移行における戦略的技術として注目されています。

北アメリカ

• アメリカ
• カナダ
• メキシコ

ヨロッパー

西ヨロッパー

• イギリス
• ドイツ
• フランス
• イタリア
• スペイン
• その地の西ヨロッパー

東ヨロッパー

• ポーランド
• ロシア
• その地の東ヨロッパー

アジア太平洋

• 中国
• インド
• 日本
• オーストラリア・ニュージーランド
• 韓国
• ASEAN
• その他のアジア太平洋

中東・アフリカ（MEA）

• サウジアラビア
• 南アフリカ
• UAE
• その他のMEA

南アメリカ

• アルゼンチン
• ブラジル
• その他の南アメリカ

今後の熱電デバイス市場は、単なる発電・冷却技術にとどまらず、「エネルギーリサイクル」「IoTインテグレーション」「スマートエネルギーマネジメント」といったより広範な分野と融合していくと予測されます。政府の脱炭素政策、企業の環境責任投資（ESG）推進、持続可能な製造への転換など、マクロ環境が市場成長をさらに後押しするでしょう。

特に、産業界では「廃熱ゼロファクトリー」構想が進行中であり、熱電発電の導入によってエネルギー効率が飛躍的に向上することが期待されています。また、スマートシティや分散型エネルギー網の構築においても、熱電技術が再生可能エネルギーの安定供給を支えるキーテクノロジーとしての地位を確立しつつあります。

私たちは、数十年の経験を持つ専門家のチームであり、進化し続ける情報、知識、知恵の風景とつながる手助けをすることを決意しています。Panorama Data Insightsでは、幅広い関心分野において、定性分析と定量分析を通じてユニークで効果的なインサイトを創出し、クラス最高のリサーチサービスを提供することを常に目指しています。私たちのアナリスト、コンサルタント、アソシエイトは、それぞれの分野の専門家であり、広範な調査・分析能力によって、私たちのコアワークの倫理を強化しています。私たちのリサーチャーは、過去、現在、未来を深く掘り下げて、統計調査、市場調査レポート、分析的洞察を行い、私たちの大切な企業家のお客様や公的機関のほとんどすべての考えられることを行います。あなたの分野に関連する将来のシナリオの予測を生成します。

• TEL：+81-3 4565 5232（9:00-18:00 土日・祝日を除く）
• E-mail： sales@panoramadatainsights.jp
• URL：https://www.panoramadatainsights.jp/
• LinkedIn: https://www.linkedin.com/company/panorama-data-insights/
• Blog Site: https://japaninsights.jp/