自動車用熱電発電機の市場規模、シェア、成長、業界分析、タイプ別（熱電モジュール、冷却プレート、熱交換器、その他）、用途別（乗用車、SUV、ピックアップトラック、商用車）、地域別洞察と2034年までの予測

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車載用熱電発電機市場の概要

世界の自動車用熱電発電機市場規模は2025年に290億6000万ドルで、2034年までに473億4000万ドルに達すると予測されており、予測期間中に5.7％のCAGRを示した。

熱電エンジン 自動車用熱電発電機 (ATHG) は、車両の排気、エンジン ブロック、および付属システムで直接利用可能な廃熱を抽出し、熱電モジュールの適用を通じてそれを直接電気エネルギーに変換するデバイスです。熱電モジュールは、車両全体のエネルギー効率を向上させ、燃料使用量と二酸化炭素排出量を削減するコンパクトなソリッドステート ソリューションです。また、OEM が燃費と排出ガスの要件を徐々に強化し、補助負荷 (アイドリングストップ システム、HVAC ブロワー、インフォテインメント) の電動化が一般的になっていること、ICE、ハイブリッド、航続距離を延長したパワートレイン プラットフォーム全体で環境に優しい車両に対する規制と消費者の両方の圧力が高まっていることを目的として、ATEG への関心も高まっています。その利点は、シンプルさ (可動部品がない)、モジュール性、および配線やオルタネーターの再設計に費用がかかる場合に分散電力を提供できることです。現在では、12V/48V システムのサポート、ハイブリッドのバッテリー航続距離の延長、燃料を回収するためのオルタネーターの負荷の軽減に使用されています。市場の成長は、熱電材料の開発（zTの増加）、モジュールのパッケージングの強化、および大量車両条件でのパッケージング、耐久性、コストのトレードオフに関するサプライヤーとOEMのパイロットテストによって促進されます。初期の商業用途で最も成功したのは、排気温度の大きなデルタ波を回収してより多くの電力を生成できるヘビーデューティーおよび商用車用途であり、モジュール効率とシステム統合コストの向上により乗用車での使用が現実になりつつあります。

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の影響

自動車用熱電発電機市場新型コロナウイルス感染症のパンデミックによるサプライチェーンの混乱により悪影響があった

新型コロナウイルス感染症（COVID-19）の世界的なパンデミックは前例のない驚異的なものであり、市場ではパンデミック前のレベルと比較してすべての地域で予想を下回る需要が発生しています。 CAGRの上昇を反映した市場の急激な成長は、市場の成長と需要がパンデミック前のレベルに戻ったことによるものです。

自動車用熱電発電機の市場シェアの勢いの混乱は、いくつかの点で新型コロナウイルス感染症によって引き起こされました。車両生産の減速と 2020 年から 2021 年の組立工場の閉鎖により、OEM 統合イニシアチブとパイロット プログラマーが延期され、非コアの増分技術の需要の緊急性が低下しました。サプライチェーンの細分化と物流上の制限により、特殊な熱電材料（テルル化ビスマスやその他の希少元素など）の調達がより困難になりました。パンデミックによる資金節約により、研究開発と検証が延期または縮小された。小規模ベンダーや専門ベンダーは財務的プレッシャーに直面し、サプライヤー側でスケールアップまたはリードタイムの​​長い機器に投​​資する能力が低下し、商品化スケジュールが遅れた。また、新型コロナウイルス感染症に関連した消費者需要の変化と車両販売における地域の傾向により、OEM の予測が困難になり、新しいシステムを購入する際に負債を負うという認識のリスクが高まりました。次の政府による景気刺激策とグリーンリカバリーに対する政府の新たな関心が投資の回復につながったものの、サプライヤーとOEMがコスト削減とサプライチェーンの回復力に焦点を移したため、パンデミックの全体的な影響は、初期のパイロットプロジェクトのフォローアップとしての広域ATEGの導入がいくつかの地域で12～24か月の定量的な遅れであった。

最新のトレンド

乗用車用の高効率熱電材料とモジュラー システム パッケージの統合市場の成長

ATG の採用を推進している最新トレンドの 1 つは、高品質の熱電材料 (高い性能指数、zT) とモジュール式の少量パッケージとの統合であり、これにより、ATEG をより簡単かつ手頃な価格で乗用車の排気設計に組み込むことが可能になります。より優れたテルル化ビスマス、スクッテルダイト、テルル化合金などの材料科学の進歩により、変換効率が向上し、最新の小型エンジンやハイブリッドのより暖かい排気温度で自殺的な電気出力が可能になります。同時に、サプライヤーは、背圧を最小限に抑え、取り付けを簡素化し、標準の排気セクションにプラグイン TEG ユニットを受け入れる機能を備えた小型の熱交換器および冷却剤カップリング モジュールを考案しています。これらのモジュラー プラットフォームにより、OEM 統合エンジニアリングのコストが削減され、市場投入までの時間が短縮されます。OEM は、車体固有の TEG ではなく、複数のプラットフォームで共通のモジュールをテストする機会が得られます。この傾向を裏付けるもう 1 つの傾向は、12V/48V のエネルギー バジェットとハイブリッドの航続距離の拡大を測定するためにフリート パイロットを実行する Tier 1 の使用です。ワットあたりのモジュールの価格が下がり、耐久性テストで熱負荷下でもかなりの寿命が実証されると、乗用車用途は、特にマイルド ハイブリッドやレンジ エクステンダー トポロジの場合、実験的ではありますが、早期に量産対応できるケースになります。

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自動車用熱電発電機の市場セグメンテーション

タイプ別

種類に基づいて、世界市場は熱電モジュール、冷却プレート、熱交換器、その他に分類できます。

• 熱電モジュール: 温度勾配によって電圧を生成し、p 型と n 型の半導体カップルで構成される基本的な固体デバイスは、熱電モジュールと呼ばれます。その効率 (zT) によって、電気に直接変換できる廃熱の量が決まります。パッケージ化されたアレイ (シングルステージまたはマルチステージ) は、標準化されたモジュールで提供されます。モジュールは耐久性が高く、自動車の熱サイクル、振動、腐食性の排気条件に耐えることができる必要があります。

• 冷却プレート: 冷却プレートまたはコールド シンクは、モジュールの冷たい表面と車両 (または大気) の冷却剤ループを結合して、変換の実行に必要な温度差を維持します。また、その熱伝導率と最小限の油圧コストは設計の重要な側面です。 Wolf Pack 冷却: 効率的でコンパクトな冷却プレートによって設計できるため、必要なモジュールの数を最小限に抑え、システムの背圧や複雑さを制限し、限られたエンジン ベイ領域に簡単に取り付けることができます。

• 熱交換器: モジュールの高温側では、均一かつ一定の温度を提供すると同時に排気背圧と腐食の可能性を低減する必要がある熱交換器を使用して排気熱が捕捉されます。熱交換器は通常、エンジンと排気に固有のものです。優れた熱交換器設計 圧力降下、熱接触面積、耐用年数の間で妥協。コーティングと高温合金により、煤煙や過渡環境での耐用年数が延長されます。

• その他: その他には、車両バス システムへの生成電力を調整するために必要な配線/電気調整 (DC/DC コンバータ、MPPT)、取り付けハードウェア、サーマル インターフェイス材料、および制御電子機器が含まれます。 TEG 出力を 12V/48V ネットワークに調整し、モジュールを過電圧や過渡負荷から保護するには、パワー エレクトロニクスが必要です。

用途別

アプリケーションに基づいて、世界市場は乗用車、SUV、ピックアップトラック、商用車に分類できます

• 自動車: 乗用車は大量生産だが低価格の市場であり、ATEG は低コスト、小型、長寿命であることが求められます。特にマイルド ハイブリッド システムでは、オルタネーターの負荷が軽減され、燃料がわずかに節約されます。パッケージングが制限されており、排気温度が大型車両よりも低いという事実は、ATEG がモジュールの効率と統合の最適化を強化することで魅力的なものにする必要があることを意味します。

• SUV: SUV は小型乗用車よりもエンジンが大きく、積載重量が重い傾向があるため、廃熱が増加し、ATEG はさらに生産的に使用されます。多くの SUV はハイブリッドとして利用可能であり、ATEG はオフグリッドまたは牽引中に補助電気負荷を提供するのに役立ちます。

• ピックアップ トラック: ピックアップ トラック、特に大型モデルは、負荷がかかると大量の排気熱を発生するため、一部のエネルギーを再利用したりアクセサリに電力を供給したり、バッテリーや 48 V を充電したりするために ATG を使用するのに魅力的な場所となります。明らかに、長い負荷サイクルでのフリート運用 (建設、物流) では燃料節約の見返りが大きくなります。そのため、OEM やアフターマーケット サプライヤーは、最初に TEG ユニットを作業用トラックに適用することを検討する必要があります。

• 商用車: ATG の最も一般的な用途は商用車 (バス、長距離トラック) です。長時間の連続デューティ サイクルと高い排気温度により、キロワット規模でアクセス可能な電力が供給されます。ここでは、ATEG はオルタネーターの負荷を軽減し、電動補機に電力を供給するためにキロワット規模の電力を供給できます。フリートオペレータによるオルタネータの使用が減少することで燃料消費量が削減され、メンテナンスコストが削減されるため、より迅速な ROI を達成できます。

市場ダイナミクス

推進要因

規制圧力と OEM の燃費目標が市場を後押し

自動車用熱電発電機市場の成長の主な理由の 1 つは、世界的な排出政策と企業の CO 2 目標の厳格化です。政府や地域の規制当局による車両平均 CO 2 および燃料消費規則の増加により、OEM は電動化、軽量化、パワートレインの効率、廃熱回収といった複数の効率化の方向に同時に取り組み続けています。 ATG は、車両を完全に電化することなく、無駄に消費される熱エネルギーを回収し、オルタネーターと燃料の使用量を最小限に抑えるための非侵入型アクセス システムです。 OEM の場合、ATEG は、マイルド ハイブリッドの形で追加技術として、またはフリートの 1 km あたりの CO₂ グラムを削減するための双方にとって有利なカードとして機能する可能性があります。規制により車両平均に対する圧力がさらに高まっているため、車両 1 台あたりの燃料節約がたとえ最小であっても、積み重なると大幅な規制上の信用と製造業者のコスト削減の両方につながります。

熱電材料とシステム統合の進歩 拡大マルケ

ATG は、熱電材料 (zT の値の増加)、モジュールのパッケージング、および熱管理の統合の開発を通じて、ますます商業的に実現可能になってきています。従来、変換効率が低く、モジュールのコストが高かったため、TEG の用途は制限されていましたが、最近の研究開発の取り組みにより、材料の性能が強化され、出力密度が向上し、熱サイクルにさらされたときのモジュールの寿命が延長されました。同時に、コンパクトな熱交換器と冷却剤カップリングの斬新な設計ソリューションにより、パッケージングの複雑さが最小限に抑えられ、OEM パワートレイン チームの主な技術的議論の 1 つである、制御されていない排気の高背圧のオプションが排除されます。パワーエレクトロニクスの開発により、収集されたエネルギーを高効率で 12V または 48V バスに調整することが可能になります。つまり、ATEG は、断続的で利用が難しい電圧ではなく、有用で安定した電力を提供できます。

抑制要因

大衆向け乗用車全体での高額なシステムコストと不確実な ROI の可能性市場の成長を阻害する

ATG市場の成長に対する最大の制限は、ほとんどの乗用車のデューティサイクルで可能な車両1台当たりの燃料節約量が少ないのに比べて、システムの初期コストが依然として高かったという事実である。大型車両や商用車は、回収したエネルギーをより短時間で有効に利用できる可能性がありますが、乗用車はデューティサイクル排気温度が低く、平均走行距離が短いため、回収可能な電力量と回収期間が制限される可能性があります。 OEM とフリート管理者は、ライフサイクル コストの明確な正当化を行う必要があります。モジュールとシステムの価格が下がるか、燃料単位当たりのコストが十分に上昇するまで、多くの量販モデルは当然のことながら ATG を使用しません。また、統合エンジニアリング費用 (排気の経路変更、パッケージング、NVH テスト、耐久性検証) も障害の原因となります。

車両の電化と 48V アーキテクチャにより、ATEG 統合の新しい価値帯が創出され、市場に製品の機会が創出されます。

機会

世界の部分電動化（特に 48V マイルドハイブリッド）の傾向は、回収された電力が電動補機の駆動やバッテリーの充電に直接役立つ可能性があるため、ATEG に高い期待を示しています。これにより、コア車両のエネルギーバランスが向上し、OEM がオルタネーターの小型化またはダウンレートを可能にして燃費を向上させることができます。 ATEG は、完全な電化インフラがなくても商用車両やバス事業者にディーゼルのコストを削減する道を提供するため、魅力的な暫定技術です。

また、長く継続的なデューティサイクルを伴う車両カテゴリ（長距離トラック、バス、自治体車両）には明確な回収経済性があり、単位コストを下げ、より広範な市場をこの技術に開放できる大規模生産に取り組むことができる当面の市場を形成します。 Tier-1/OEM と熱電のサプライヤー 熱電のサプライヤーと Tier-1/OEM 間の戦略的提携により、事前検証済みモジュールを 48V プラットフォームに供給することで、急速な普及を図ることができます。

材料供給の制約と長期リードの希少元素への依存は消費者にとって潜在的な課題となる可能性がある

チャレンジ

供給が有限で価格変動の影響を受ける特殊な熱電材料や希少元素（テルルなど）への依存は、技術上およびサプライチェーン上の大きな問題です。 ATGの生産規模を拡大するには、高品質の熱電原料材料の一貫した経済的に予測可能な供給と、自動車の熱サイクルに耐えることができるモジュールおよびモジュールアセンブリの強力な組み立ておよびはんだ付けプロセスが必要です。主要原材料の供給の混乱や価格の高騰により、システムのコストが上昇し、OEM 調達の決定がより困難になります。

さらに、自動車認定では、過酷な熱サイクルを伴う機器の寿命を延長する必要があり、採用の妨げとなる早期故障を防ぐために、材料と接合部を車両を代表する条件でテストする必要があります。これらのリスクに対処するために、サプライヤーは多様な材料調達、リサイクル、代替合金の研究に投資する必要があります。したがって、健全なサプライチェーンと認定された材料ポートフォリオの採用は、ATEGの商業化拡大に向けた業界の本質的な課題となります。

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自動車用熱電発電機市場の地域的洞察

• 北米

北米は、大型トラックの大規模なフリート、発達したサプライヤーベース、燃料コストに対するフリートオペレーターの敏感さのため、米国の自動車用熱電発電機市場の早期採用および試用地として位置づけられています。熱電専門のサプライヤー、研究施設、ティア 1 インテグレーターがこの地域に拠点を置き、OEM と協力して、実際のデューティ サイクルで最も熱を回収できる長距離および職業用トラック セグメントのパイロット設置を行っています。試験や早期の商業展開を促進する規制要因 (EPA や州レベルの効率化プログラムなど) と商用フリート購入への大きな影響があります。さらに、48V マイルドハイブリッド システムの確立された市場と電動化への投資の増加により、ATEG が解決できる連続した市場が生み出されます。北米の大規模なフリート運営会社と物流企業は、フリートベースの ROI 調査により採用をより迅速に推進でき、老舗のティア 1 サプライヤーはパッケージ システムから生産準備が整ったモジュールへの移行を促進できるため、この地域はビジネス ケースの実証とパッケージングの標準化に効果的です。

• ヨーロッパ

厳しい CO 2 目標、高い排出基準、および段階的な効率ソリューションと電動化に対する OEM の高い関心により、ATEG の開発において欧州の役割が最も重要です。欧州の規制当局は、厳しい車両の CO 2 要件と、排気管排出量や燃料消費量を削減するために測定できるあらゆる技術を重視する低排出ゾーンを定めています。欧州の多くの OEM および Tier 1 サプライヤーは、乗用車および商用車での廃熱回収およびモジュール式 TEG パッケージを研究しており、大陸に集中的に研究開発拠点があるため、材料とシステムのテストが正当化されます。この一連の規制圧力と、電動化パイロットの存在および確立された自動車サプライチェーンのおかげで、ヨーロッパは、特に都市部の路線を運行し補助電力需要が増加している商用バスや配送車両において、ATEG が定着できる市場となっています。

• アジア

アジア、主に中国、日本、韓国は、大量の車両生産、急速に成長する商用フリート、熱電材料とモジュールの確立された製造インフラストラクチャのため、おそらく ATG の成長に最も大きく貢献すると思われます。中国の OEM とサプライヤーは試作と拡張を迅速に行うことができ、日本と韓国はハイテク材料科学と精密製造を導入しているため、モジュールの品質をより迅速に向上させ、コストを削減できます。アジアでは、軽車両と大型車両の広大な市場に加え、燃費と都市の大気質に対する重要性が高まっているため、サプライヤーは新製品や開発に十分な費用を投じることができます。また、この地域に大手エレクトロニクス企業や材料企業が存在することで、垂直に積み重ねられたサプライチェーン（材料からモジュール、システム統合）が促進され、商品化が促進され、単価が引き下げられ、これがあらゆるタイプの車両の普及を促進する重要な理由となっています。

業界の主要プレーヤー

イノベーションと市場拡大を通じて市場を形成する主要な業界プレーヤー

自動車用 TEG エコシステムは、専門熱電材料会社、モジュール会社、ティア 1 自動車サプライヤー、パイロットを運営する一部の OEM の組み合わせです。市場レポートや業界の文献で言及されているその他の有名な業界参加者は、Gentherm (自動車の熱管理に積極的であり、業界で活動していると報告されている)、Mahle、Valeo、ヤマハ発動機 (TEG の開発に取り組んでいると報告されている)、II-VI/Marlow (熱電部品)、Hi-Z Technology (TEG 研究およびモジュール技術)、Ferrotec およびコマツ (材料およびモジュールのサプライヤー) です。 京セラ（エネルギー変換モジュール）と、この地域の多くの中国企業およびモジュールハウス（Thermonamic Electronics など）。特にティア 1 とシステム インテグレータの重要性は、試用冷却剤インターフェイスを備えた熱交換器、パワー エレクトロニクスを備えた熱電モジュールをパッケージ化し、検証済みの ATG システムを OEM に提供することです。いくつかの大手自動車サプライヤーは、継続的なパイロット プログラムを実施しているか、48 V およびハイブリッド プラットフォームに統合する方法を調査するためのパートナーシップを発表しています。イノベーションパイプラインのさらに下流では、高zT材料や新しいパッケージングを専門とする小規模の専門企業や新興企業がイノベーションパイプラインに影響を与えています。競争環境はリアルタイムです。OEM の関心、パイロット プログラムの結果、材料の進歩によって、どのサプライヤーが大量生産に参入し、どのサプライヤーがニッチな技術プロバイダーであり続けるかが決まります。

自動車用熱電発電機市場のトップ企業のリスト

• KELK (Japan)
• Laird (U.S.)
• SANGO (Japan)
• Tenneco (U.S)

主要産業の発展

2025 年 8 月:GlobeNewswire — コマツ、フェローテック、京セラの業界評価レポート (2025 年 8 月 14 日) は、コマツ、フェローテック、京セラが 2025 年に熱電モジュールの研究開発と戦略的動きを推進していることを強調しました。

レポートの範囲

自動車用熱電発電機市場は、技術の進歩、規制ストレス、車両の電気的フレームワークの調整によって、パイロットと選択的なビジネス実装の間で有効なソリューションが形成される場所にあります。 ATEG には、オルタネーターの負荷を軽減し、燃料消費量を削減し、ハイブリッド/48V 戦略を補完できる、無駄な熱エネルギーを使用可能な電力にソリッドステートかつ低メンテナンスで変換することが求められています。この市場は、回収可能な熱が最も多く、ROI が容易に測定できる高耐久商用および大型自動車用途で最初は成長し、その後、モジュール効率が向上し、システムコストが低下するにつれて乗用車になると考えられます。重要な実現要因のいくつかは、熱電材料 (より高い zT)、OEM 統合コストを削減するモジュール化された熱交換器と冷却剤インターフェース、および車両バスへの TEG 出力を調整するパワーエレクトロニクスにおける持続的な進歩です。一方で、材料供給の制限、単価、低負荷旅客サイクルにおける回収の不確実性が依然として大きな制約となっています。競争環境には、材料専門企業、モジュール組立、大手ティア 1 サプライヤーが混在しています。スケールを成功させるには、材料を改良するだけでなく、実績のある低圧排気インターフェースと自動車の信頼性も必要になります。端的に言えば、ATEG は単一ソリューションの革命ではなく、むしろより大規模な電動化と効率化の武器庫におけるより有用な補完技術となる可能性が高く、当初は車両に確実な利益をもたらしますが、経済性と統合の成熟度が高まるにつれて乗用車においてはますます効果的なツールとなります。