北美能量采集市场 大小和分享 2025 - 2034

北美能源采集市场规模

北美能源采集市场规模在2024年价值为2.262亿美元，预计到2034年将达到4.935亿美元，从2025年到2034年将以8.6%的复合年增长率增长。各行业正越来越多地采用能源采集技术，以减少对电池的依赖并降低远程传感器和无线设备的维护成本。
 

引用数据显示，2023年美国农业部（USDA）通过农村能源美国计划（REAP）宣布投资2.66亿美元。这笔资金支持农村企业和农民采用可再生能源技术，包括太阳能光伏系统，以降低能源成本并提升运营韧性。
 

政府对可再生能源技术的激励措施正在加速市场增长，并鼓励广泛采用可持续实践。推动碳中和的政策促使企业将能源采集系统整合到智能基础设施和建筑管理中。例如，2022年《通胀削减法案》拨款3,690亿美元用于清洁能源和减排工作。该立法为包括太阳能安装在内的可再生能源项目提供税收抵免，并旨在到2030年将美国温室气体排放量削减42%。
 

智慧城市和医疗保健领域物联网设备的普及也推动了对能源采集解决方案的需求。这些系统使自供电传感器能够实时收集数据，无需布线并提升可扩展性。2023年4月，拜登-哈里斯政府宣布投资8,200万美元以加强国内太阳能制造和回收。该倡议支持开发为智慧城市和医疗保健应用中的物联网设备供电的能源采集系统。
 

能源高效材料和小型化组件的进步正在提升系统性能。更高的能量转换效率和成本降低使这些解决方案更易于中小企业采用。企业正在关注耐用性和可靠性，从而扩大能源采集技术在恶劣环境中的应用。例如，2023年，NIST IoTAB会议纪要建议联邦研发小型化、耐用的能量收集器以及压电和热电微系统，强调维护需求减少50%以上。
 

2025年4月，特朗普总统实施了包括10%基础税率和针对特定国家的更高税率在内的关税。这些关税提高了半导体和稀土金属的成本，而这些材料是北美能源采集系统的关键。依赖这些进口的制造商面临包括振动传感器和热电模块在内的组件成本上升。因此，这可能导致工业物联网部署延迟或建筑自动化解决方案价格上涨。这些挑战可能因可负担性下降而阻碍市场增长。
 

北美能源采集市场趋势

北美能源采集行业正越来越多地与物联网（IoT）集成，推动智能基础设施和工业传感器的发展。越来越多的设备能够从周围环境中收集能量，减少对电池的依赖，并实现城市和偏远地区的免维护运行。2023年1月，美国能源部建筑技术办公室强调，集成能源采集的高效传感和通信硬件能够为建筑EMCS部署提供长效免维护电源。
 

人们对混合系统的兴趣日益增长，这些系统结合了太阳能、热能和动能等多种能源，以提供稳定的电力供应。许多行业正专注于这些多源解决方案，以解决能源供应不稳定的问题，从而提高建筑自动化和环境监测等领域的可靠性。例如，在2023年的资金投入中，美国能源部能效与可再生能源办公室（DOE EERE）的太阳能-热能燃料项目推进了一项专利热能存储系统，该系统能够在长达12小时内提供1兆瓦的热能，为混合太阳能-热能-动能微电网集成铺平了道路。
 

随着能量收集组件变得更小且更高效，它们正被应用于可穿戴技术和医疗设备中。这些紧凑的设计支持自供电健康监测仪和传感器，满足消费电子和医疗保健领域对便携式和环保产品的需求。例如，2023年，NIST的《芯片法案》第二轮资助公告（CHIPS NAPMP NOFO 2）呼吁开发嵌入式能量收集模块，并配备本地存储，为亚立方厘米级传感器节点供电，主要面向医疗和工业可穿戴应用。
 

研发投资正在增加，以提升能量存储和转换效率。在材料方面的进展，包括压电薄膜和热电发电机，正在降低成本，使这些解决方案能够惠及中小企业和大规模智能电网项目。例如，2024年，美国能源部的《二十年能效提升规划》（EES2）路线图承诺在微电子能效方面提升1000倍，优先研发压电薄膜和热电发电机，以提高转换效率并降低成本。
 

北美能量收集市场分析

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• 北美能量收集市场在2022年、2023年和2024年的价值分别为2.153亿美元、2.197亿美元和2.262亿美元。按能源来源划分，该市场涵盖太阳能、振动与动能、热能以及射频（RF）等领域。
   
• 太阳能细分市场在2024年的价值为7790万美元。太阳能因其在户外物联网设备和建筑自动化系统中的广泛应用而处于领先地位。光伏系统的成本已显著下降，并获得政府对可再生能源的激励措施支持。例如，在2010年至2023年间，太阳能发电成本从每千瓦时0.39美元降至低于0.12美元，推动了太阳能技术在户外物联网和建筑系统中的普及。
   
• 振动与动能细分市场预计到2034年将以8.8%的复合年增长率增长。利用振动和运动的解决方案在工业和交通运输领域日益受欢迎。这些系统将机械振动转化为电能，使工厂和铁路中的无电池无线传感器成为可能。例如，NIST在2023年6月发布的一份报告显示，一种新型发电机能够将这些振动转化为电能，从而实现无需维护的无线传感器。
   
• 北美能量收集市场的热能细分市场预计到2034年价值将达到1.232亿美元。热电发电机在汽车和制造业环境中尤为有效，能够捕获废弃能量并为高温环境下的传感器供电。例如，2023年，美国能源部强调这些发电机如何能够从包括暖通空调管道和排气系统在内的低品位热源中产生电能，在超过100°C的温度下可靠地为传感器供电且无需维护。

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• 按终端用途划分，北美能量收集市场可分为消费电子、无线传感器网络、汽车、楼宇自动化及其他领域。其中，楼宇自动化细分市场在2024年的市场收入份额为40.7%。
   
• 再生能量系统被用于为胎压监测系统和多种车舱传感器供电，与电动汽车的兴起保持同步。根据美国《交通运输脱碳国家蓝图》，胎压监测系统中的能量收集器可从典型高速公路振动中产生60至120毫瓦电力，有助于在标准驾驶过程中减少对辅助电池的依赖。
   
• 无线传感器网络细分市场预计到2034年将实现超过8.7%的年复合增长率。该技术为智能电网和农业提供实时数据，同时显著降低偏远地区的维护成本。例如，一款面积仅5平方厘米的小型太阳能收集器在强光下可产生约250微瓦电力，而热电模块在特定温差下可产生约80微瓦电力。
   
• 北美能量收集市场中消费电子细分领域在2024年的市场价值为3940万美元。太阳能智能手表和运动激活健康追踪器等设备有助于减少电池更换需求，吸引注重环保的消费者，使设备始终保持可用状态。例如，2023年美国能源部太阳能技术办公室投资2400万美元支持薄膜太阳能电池板的研发，该技术可将生产成本降低15%。
   
• 汽车细分市场预计到2034年将达到4500万美元的市场价值。太阳能车窗和嵌入地板的压电系统等创新技术有助于减少家庭和办公室对电网的依赖。例如，2023年美国能源部拨款1330万美元用于太阳能集成窗户和热电垫的研发，旨在为城市建筑中的智能供暖、通风、空调（HVAC）和照明系统供电。
   

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• 美国能量收集市场在2022年、2023年和2024年的市场价值分别为1.568亿美元、1.592亿美元和1.629亿美元。这一增长态势正推动智慧城市、各行各业及医疗健康领域广泛采用太阳能和振动能量系统。科技企业与绿色倡议相结合，通过实施节能基础设施，助力城市地区减少碳排放。
   
• 例如，2024年，美国能源部的AFFECT第二阶段计划向67个项目分配了1.5亿美元。其中，29个项目将在联邦建筑中安装集成太阳能和振动能量传感器，每个传感器可实现超过1瓦的能量输出，并在28个州保持超过95%的运行效率。
   
• 加拿大市场预计到2034年将以9.9%的年复合增长率增长。该国的净零排放政策以及安大略省和魁北克省的智能电网倡议正与各大学合作，开发适用于极端气候的耐用技术。例如，2021年，加拿大自然资源部通过其绿色基础设施计划投资了1亿美元。该计划将热电和压电能量收集器集成到智能电网中，使偏远传感器网络的可靠性从55%提升至目前的87%。
   

北美能量收集市场份额

北美能量收集行业的前四家公司分别是ABB、意法半导体（STMicroelectronics）、德州仪器（Texas Instruments）和霍尼韦尔（Honeywell）。它们共同占据约30%的市场份额。这些公司通过创新技术引领行业发展，这些技术能够从阳光、热能和无线电波等来源收集能量，并将其应用于物联网（IoT）设备、楼宇自动化系统和无线传感器网络等多个领域。通过采用先进的功率管理技术并建立战略合作伙伴关系，它们正在满足北美地区对可持续和节能解决方案日益增长的需求，并受到政府激励政策和智慧城市倡议的支持。
 

ABB作为电气化和自动化领域的重要参与者，在能量收集方面发挥着关键作用，为工业和建筑提供太阳能系统和功率管理解决方案。2024年6月，ABB在美国推出了一种新的微电网解决方案，该方案结合太阳能和热能收集技术，为智能工厂中的IoT传感器供电，能源成本降低高达20%。这项创新不仅降低了能源成本，还为更可持续和环保的运营做出了贡献。
 

北美能量收集市场主要企业

• 意法半导体（STMicroelectronics），总部位于瑞士，2024年营收为173亿美元。作为半导体领域的领军企业，意法半导体提供能量收集集成电路（IC）和低功耗微控制器，用于无线传感器和消费电子产品。2024年3月，该公司推出了一款新的能量收集芯片，专为太阳能和射频应用设计，提高了北美智慧城市中IoT设备的效率。
   
• 德州仪器（Texas Instruments），总部位于德克萨斯州，2024年营收为175亿美元。在模拟和嵌入式处理技术方面享有盛誉的德州仪器，为汽车和工业应用提供功率管理集成电路和能量收集解决方案。2024年9月，该公司推出了一款低功耗太阳能能量收集转换器，满足北美地区对可持续IoT解决方案不断增长的需求。
   
• 霍尼韦尔（Honeywell），总部位于北卡罗来纳州，2024年营收为367亿美元。在工业和楼宇自动化领域具有重要地位的霍尼韦尔，提供从热能和振动中收集能量的系统，用于智能基础设施。2024年1月，霍尼韦尔与一家加拿大公用事业公司合作，在智能电网中部署能量收集传感器，符合加拿大清洁能源战略。
   

北美能量收集市场的其他重要参与者包括：

• 阿泽利奥（Azelio）
• 先进线性器件公司（Advanced Linear Devices, Inc.）
• ABB
• Allied Scientific Pro
• 易能森（EnOcean）
• 富士通（Fujitsu）
• 霍尼韦尔（Honeywell）
• Mouser Electronics
• Mide Technology Corp.
• Powercast Corporation
• Perpetua Power
• 高通（Qualcomm）
• 瑞萨电子（Renesas Electronics Corporation）
• 意法半导体
• 德州仪器公司
• 采埃孚股份公司
   

北美能源收集行业新闻

• 2024年1月，高通与一家总部位于美国的可穿戴技术初创公司合作，将环境能量收集技术集成到其用于智能手表和健身追踪器的骁龙处理器中。该项目利用高通的低功耗芯片组捕获太阳能和动能，使设备电池续航时间延长高达50%。在由美国商务部发起的智能设备创新计划支持下，此次合作使高通成为北美能源收集行业的重要参与者，并专注于消费电子领域。
   
• 2024年3月，Powercast公司推出其射频能量收集模块，旨在为无需电池的无线物联网传感器供电。该模块能够从包括Wi-Fi路由器在内的多种来源捕获环境射频能量，使智能建筑和工业环境中的设备实现持续运行。在由美国能源部推动的节能技术关注下，这项创新巩固了Powercast在北美能源收集行业的地位，并减少了对传统电源的依赖。
   
• 2024年6月，EnOcean——一家无电池无线解决方案领导者，与美国一家主要智能建筑开发商合作，在加利福尼亚州的商业地产中安装太阳能物联网传感器。该项目与美国能源部的电网韧性与创新伙伴计划（GRIP）保持一致，为500栋建筑配备了用于照明和暖通空调控制的能量收集传感器，使能耗降低了15%。
   
• 2024年9月，Perpetua Power收到一份供应订单，为一家加拿大石油天然气公司的远程监控系统提供热电能量收集传感器。这些传感器利用管道中的废热为无线物联网设备供电，在恶劣环境中无需更换电池。在加拿大清洁能源战略的支持下，该订单提升了Perpetua Power在北美能源收集行业的贡献，特别是在工业应用领域。
   

本北美能源收集市场研究报告包含对该行业的深入分析，并对2021至2034年各细分市场的收入（以百万美元计）进行预测，涵盖以下细分领域：

市场，按能量来源划分

• 太阳能
• 振动与动能
• 热能
• 射频（RF）
• 其他

市场，按组件划分

• 能量收集换能器
• 电源管理集成电路（PMIC）
• 其他

市场，按终端用途划分

• 无线传感器网络
• 消费电子
• 楼宇自动化
• 汽车
• 其他

上述信息已涵盖以下国家：

• 美国
• 加拿大