热能收集市场 大小和分享 2025 - 2034

热能收集市场规模

根据Global Market Insights Inc.最近的一项研究，2024年全球热能收集市场规模估计为1.631亿美元。该市场预计将从2025年的1.697亿美元增长至2034年的3.534亿美元，年复合增长率为8.5%。
 

• 工业化战略中热回收整合的增加以及有利的清洁能源倡议推动了本地热能项目，正在增强行业动态。美国能源部的《工业脱碳路线图》将热能系统视为在制造业实现净零排放的关键。由于美国30%以上与能源相关的二氧化碳排放来自工业，该路线图强调废热回收和热强化作为关键杠杆。
   
• 例如，2024年，能源部扩大其建模范围，纳入制浆造纸行业，将热能收集纳入更广泛的脱碳战略。这种系统性方法反映了从渐进式升级向变革性热能解决方案的转变，使热能收集成为工业可持续发展的基础技术。
   
• 各类项目对社区规模热效率的日益重视，表明联邦政府对热能收集作为实用可部署清洁能源解决方案的支持不断增长。例如，2023年10月，美国能源部在《能源效率和节能区块补助计划》下向28个州、地方和部落政府授予了3000万美元清洁能源补助金。
   
• 包括阿拉斯加和爱达荷州在内的多个受助方将资金用于公共建筑和住房的热能升级。这些举措包括热泵安装和利用环境与废热的隔热改造工程。这些举措将推动可再生能源与各类收集技术的整合，从而助力热能收集市场增长。
   
• 大学、研究实验室与私营企业之间的合作正在加速热能收集技术的研发与商业化进程。学术机构在材料科学和热力学方面拥有深厚专业知识，而行业合作伙伴则提供实践洞察与资金支持。此外，合资企业与试点项目正在帮助弥合实验室创新与市场成熟解决方案之间的差距。
   
• 航空航天与国防领域正进一步利用热能收集技术满足任务关键型应用的需求，在这些场景中可靠性与耐用性至关重要。卫星、无人机与远程监控系统通常在难以接入常规电源的环境中运行。热能收集装置可利用太空或高空环境中的温差发电。
   
• 工业自动化与智慧城市中边缘计算与去中心化系统的增长，提升了对本地化可靠电源（包括可再生能源）的需求，正在推动市场增长。参考数据显示，2024年4月，美国内政部宣布已超额完成在公共土地上批准25吉瓦清洁能源项目的目标，其中包括本身涉及热能收集的地热装置。
   

热能收集市场趋势

• 物联网设备在工业、农业和城市基础设施中的普及推动了对自主供电解决方案的需求。热能收集为电池提供了极具吸引力的替代方案，尤其是在维护困难的环境中。随着物联网网络的扩展，对可持续、免维护电源的需求变得日益关键，热能收集正成为一种实用的解决方案。
   
• 材料科学的突破显著提升了热能收集器的效率和可扩展性。纳米结构热电化合物（包括碲化铋和方钴矿）的创新使得在较低温度梯度下实现更高效的热电转换成为可能。这些材料正被集成到柔性基底中，可应用于可穿戴电子设备和曲面。
   
• 各行各业正越来越意识到捕获和重复利用制造过程中产生的废热的价值。在钢铁、水泥和化工生产等行业，大量热能被白白散失到环境中。通过部署热能收集器，企业可以将这些过剩热能转化为电力，为辅助系统供电或回馈电网。
   
• 例如，美国能源部（DOE）的先进制造办公室持续将废热回收视为工业节能的重要机遇。包括有机朗肯循环用螺杆膨胀机和聚合物基热交换器在内的多种技术，正在呈现出将中低品位废热转化为可用电力的良好态势。
   
• 向更小、更高效电子设备的趋势为热能收集开辟了新的应用途径。可穿戴健康监测设备、智能纺织品和植入式医疗传感器等设备需要紧凑、低功耗的电源。热能收集器，尤其是与柔性热电材料集成的收集器，非常适合这些应用场景。例如，一款监测体温的可穿戴贴片可以同时利用皮肤热量发电。
   
• 各国政府和监管机构正在越来越多地强制推行跨行业的能效实践和碳减排目标。这些政策鼓励企业探索包括热能收集在内的替代能源，以满足合规要求。例如，某些地区的建筑法规现在对暖通空调系统中使用能量回收系统给予激励。
   
• 美国能源部（DOE）的Stor4Build联盟（2024年活跃）支持热能存储（TES）创新，这些创新无需将热能转换为电能即可调节室内温度。由于建筑用电中超过45%用于热能相关用途，TES为减碳提供了直接路径。欧洲公用事业公司和建筑业主正在合作开展TES的现场评估，验证其在提升舒适性、韧性和电网灵活性方面的作用。
   

热能收集市场分析

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• 按组件划分，市场细分为能量收集换能器、电源管理集成电路（PMIC）及其他。2024年，能量收集换能器约占44.7%的市场份额，预计到2034年将以8.6%的年复合增长率增长。
   
• 柔性和可穿戴熱電材料的轉變正在重塑熱能收集技術在可穿戴設備和生物醫療裝置中的應用方式。傳統的剛性模組正被薄膜和聚合物基材料取代，這些材料能夠貼合人體輪廓或彎曲表面，從而實現與智能紡織品、健身追踪器甚至植入式感測器的集成。
   
• 例如，2025年8月，大西洋理工大學（ATU）的研究人員開發出一種方法，可將能量收集聚合物透過3D列印技術直接打印在紡織品上，從而實現耐用、可清洗且自供電的可穿戴電子產品，應用於實際場景。這一突破將克服高溫加工和聚合物與織物間弱界面結合的挑戰，為下一代可穿戴能量收集系統開闢新的可能性。
   
• 能量收集換能器正越來越多地被設計為與其他收集技術（包括壓電和光伏系統）協同工作，從而構建混合能量平台。這種多模態方法確保了更穩定的電力供應，尤其是在熱梯度波動的環境中。這一整合趨勢正推動換能器設計向模組化和互操作性方向發展。
   
• 例如，2025年8月，在紐約州立大學理工學院（SUNY Polytechnic Institute），一項名為《用於增強自供電能量產生與感測的先進微結構BaTiO3嵌入PVDF-HFP/PEO薄膜》的研究，推出了一種新型混合材料，顯著提升了摩擦納米發電機的效率——該裝置能將環境機械運動轉換為可用電能。
   
• 電源管理集成電路（PMIC）元件產業將在2034年前以8.8%的年複合增長率增長，主要受益於超低功耗設計優化以及智能能量路由與存儲管理需求的提升。PMIC在熱能收集系統中正被優化為超低功耗運行，以匹配熱電換能器的微弱能量輸出。
   
• 這些電路如今能夠在輸入電壓低至數十毫伏的情況下正常工作，確保即使極小的熱差也能有效收集。這對於物聯網設備和感測器網路尤為重要，因為這些場景中的能量供應往往不穩定。這一趨勢反映了低功耗電子產品向能量自主方向發展的更廣泛需求。
   
• 例如，e-peas等公司已推出諸如AEM20940等PMIC產品，能夠在僅100毫伏的輸入電壓下啟動運行，使其成為低功耗熱源的理想選擇。這些PMIC被廣泛應用於無線感測器和物聯網設備中，即使能量極其有限。
   
• 此外，e-peas的AEM13920 PMIC支持雙源能量收集，並具備平均功率監控、熱保護以及I²C控制等功能，可在存儲與負載之間進行動態能量路由。這使得諸如遙控器和智能開關等設備的能量分配更加智能化。
   

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• 按終端應用劃分，熱能收集市場可分為無線感測器網路、消費電子、樓宇自動化、汽車及其他領域。其中，樓宇自動化細分市場在2024年佔據37.9%的市場份額，並將在2034年前以8.4%的年複合增長率持續增長。
   
• 热能存储在暖通空调优化中的应用日益广泛，透明热绝缘材料的使用不断增加，将推动行业增长。此外，各国排放法规的合规要求（包括德国2024年政策强制建筑业实施碳定价）将鼓励建筑自动化中的热能采集，以实现减排目标。这也支持将热电系统集成到暖通空调和照明控制中。
   
• 无线网络行业将以8.6%的复合年增长率（CAGR）增长至2034年，主要受建筑物大规模部署中无线设备使用增加以及安全性和频谱效率提升的推动。例如，2024年6月，马萨诸塞州启动了基于地热的热能网络，为住宅区的传感器供电。
   
• 消费电子行业将以8.7%的年增长率增长至2034年。该行业的增长得益于消费电子领域投资的持续增加，以及热能指标创新的提升，这些直接影响全球市场增长。例如，2025年5月，SMK电子发布了SCPS Coin电池模块，以热能和动能采集技术取代CR2032电池，使可穿戴设备和追踪器无需更换电池即可长期运行。
   
• 汽车行业将以9.9%的复合年增长率（CAGR）增长至2034年，主要受废热回收技术（利用热电发电机）和动能回收系统（KERS）投资增加的推动，这些技术在全球范围内进一步推动行业发展。
   
• 压电材料正被嵌入车辆悬架和轮胎中，以从路面振动中采集能量。这些系统为辅助电子设备供电，并减轻主电池负载，从而将在预测期内改善行业格局。
   
• 例如，2024年10月，美国能源部宣布投资近8500万美元，加速电动热泵制造，帮助降低能耗和有害温室气体排放。这将有助于推动全国能源采集材料的发展。
   

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• 2024年，美国在北美热能采集市场中占据约76%的份额，并创造了4440万美元的收入。工业脱碳倡议的持续快速增长以及私营部门对热能系统（TES）投资的增加，有利于该地区行业增长。
   
• 例如，2024年，美国能源部宣布投资超过60亿美元用于工业脱碳项目，包括热能采集系统，以减少制造业对化石燃料的依赖。此外，能源部于2024年8月启动的电网存储启动计划，支持热能存储技术，以增强电网韧性并管理各州的峰值负载。
   
• 欧洲热能采集市场预计将在2034年前以8.3%的复合年增长率（CAGR）增长。政策和法规更新正在收紧对废热和低品位热回收利用的要求，提升对热能采集和热电转换的需求。修订后的《能源效率指令》及相关欧盟指导意见推动废热在供暖/制冷中的逐步纳入，为热电和余热回收项目创造了更明确的市场拉动力。
   
• 亚太地区热能收集市场到2034年将达到8900万美元。随着智慧城市集成度的提升以及消费电子需求的增长，该行业前景持续向好。中国和韩国正将热能收集技术融入智慧城市基础设施，利用城市环境中的环境热量为物联网传感器和微电网供电。
   
• 中东及非洲地区热能收集市场到2034年将以8.5%的年复合增长率增长。大型能源公司和国家运营商正采用工业废热捕获与转换技术，作为去碳化与效率提升计划的一部分。企业可持续发展报告显示，已有运营项目将涡轮机与工艺热转化为蒸汽或电力，从而推动大规模热能收集技术的应用需求。
   
• 例如，迪拜的穆罕默德·本·拉希德·阿勒马克图姆太阳能园区拥有全球最大的热能存储系统（6000兆瓦时），支撑电网稳定性并满足夜间用电需求。此外，沙特阿拉伯的NEOM项目将太阳能与风能同热能系统结合，生产绿氢，每年减排二氧化碳500万吨。
   
• 拉丁美洲热能收集市场到2034年将以8.7%的年复合增长率增长。拉美农业科技企业正采用热能驱动的传感器进行土壤与作物监测，在偏远农业区实现无电池运行。此外，阿根廷正在热能收集技术与太阳能及生物质发电厂并行部署，以捕获余热并提升能量转换效率。
   

热能收集市场份额

• 2024年，热能收集行业前五大企业——ABB、意法半导体、德州仪器、霍尼韦尔国际与TDK株式会社——共占据超过25%的市场份额。TDK旗下的InvenSense部门专注于基于传感器的能量收集技术，包括热能与振动能源。该公司正通过紧凑型热电模块扩展在可穿戴设备、移动设备与工业物联网领域的布局。
   
• 德州仪器提供强大的能量收集PMIC与热电兼容元件组合。其在超低功耗设计与可扩展参考平台方面的专长，使其成为工业与消费电子领域的优选供应商。TI的竞争优势源于其与物联网生态系统的深度集成及强大的分销渠道。
   

热能收集市场企业

热能收集行业的主要参与者包括：
 

• ABB
• 先进线性器件公司
• 亚德诺半导体
• 旭化成微器件公司
• Cedrat Technologies
• EnOcean有限公司
• 富士通元器件美国公司
• 霍尼韦尔国际公司
• Kinergizer
• 莱尔德热系统公司
• 微芯科技公司
• Micropelt有限公司
• Mide Technology（Piezo.com）
• Mouser Electronics
• Perpetua Power
• Powercast公司
• 瑞萨电子公司
• 意法半导体
• TDK株式会社
• 德州仪器
• 采埃孚弗里德里希港公司
   
• ABB 主要生产用于工业自动化与智慧基础设施的热能收集系统。其解决方案将热电模块集成至工艺控制与能源管理平台，助力去碳化与电网韧性。ABB能源行业部门于2025年启动热能系统战略扩张，与全球能源转型目标及工业电气化进程保持一致。
   
• STMicroelectronicsdevelops thermal energy harvesting ICs for IoT, building automation, and wearable electronics. Their SPV1050 and SPV1040 chips support thermoelectric generators with MPPT algorithms, enabling battery-free operation in low-power devices. In 2025, STMicroelectronics was recognized as a quadrant leader in energy harvesting systems due to its innovation in ultra-low power PMICs and strategic partnerships across smart city deployments.
   
• 霍尼韦尔国际公司. integrates thermal energy harvesting into its industrial and building automation solutions through Honeywell Thermal Solutions. Their systems optimize fuel-air ratios and recover waste heat in commercial and heavy industrial applications. In 2025, Honeywell expanded its portfolio to include cyber-securing thermal process controls, supporting emissions reduction and energy efficiency across global manufacturing sites.
   

热能收集行业新闻

• 2025年10月，LG电子决定在印度新工厂投资约6亿美元，以推动生产业务、提升本地化程度，并推动高端化进程以助力该国增长。该项目将分阶段于2029年完成，支持LG扩大产能并满足印度不断增长的消费电子产品需求。
   
• 2025年9月，韩国政府宣布将把全国碳化硅（SiC）功率半导体的技术自给率从目前的10%提升至2030年的20%。这将进一步推动行业增长，因其在能源收集设备中大量部署半导体，从而为市场增长注入动力。
   
• 2025年4月，旭化成微器件（AKM）开发出AP4413，这是一系列超低电流功率管理IC（PMIC），非常适合用于能源收集应用中的电池充电系统。AP4413系列在消耗极低52纳安电流的同时实现高效充电，并提供四种不同的电压阈值特性，以匹配多种常见可充电电池类型。
   
• 2024年10月，美国能源部宣布投入5.18亿美元支持23个选定项目，以加强国家永久、安全的碳污染储存基础设施。能源部还宣布投入近8500万美元加速电动热泵制造，帮助降低能源消耗和有害温室气体排放。
   

本热能收集市场研究报告对该行业进行了深入覆盖并提供2025至2034年收入（单位：百万美元）的估计与预测，涵盖以下细分领域：

市场，按组件划分

• 能量收集换能器
• 功率管理集成电路（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

上述信息已覆盖以下地区和国家：

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
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• 欧洲
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