熱電発電の社会実装資料

学会設立 20 周年 パネルディスカッション『熱電発電の社会実装についてのマジメに話してみないか！』

熱電発電の社会実装資料
一般社団法人 日本熱電学会
プライムコア委員会 編
第 4 版 2024 年 9 月 6 日

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熱電発電の社会実装資料

目次
・はじめに（熱電発電ロードマップ 2021）・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・3
・調査会社発表の市場規模・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・4

・熱電発電の実用化の歩み（ハイプ・サイクル） ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・5
・再生可能エネルギーの状況

・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・8

・IoT(EH)デバイスの現状 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・10・機械式排熱発電との熱電発電の比較 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・11
・ BiTe 系材料の原材料 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・12
・産業分野における排熱実態調査（2019 年）より・・・・・・・・・・・・・・・・・・・14

・カーボンニュートラルに向けた取り組み ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・ 16
・学会維持会員の社会実装状況その 1：KELK による熱電発電の社会実装への取り組み ・・・・18
・学会維持会員の社会実装状況その 2：Zmax の社会実装状況（京都試作ネットでの活動）・・・20
・学会維持会員の社会実装状況その 3：Ｅサーモジェンテックの社会実装状況

・・・・・・・21

・学会維持会員の社会実装状況その４：日本ゼオンの社会実装状況 ・・・・・・・・・・・・23
・学会維持会員の社会実装状況その 5：アイシングループ（アイシン高丘）の社会実装状況 ・・25
・パネリスト紹介 ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・27
・モデレーター紹介・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・29
・アンケート・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・30

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熱電発電の社会実装資料

はじめに
熱電発電のアカデミア領域では闊達な研究行われており学術講演会や論文でその動向を知ることができます，社会実装の状況は多くの課題が残されているといわれていますがそもそも情報開示が散発的で表立った議論も無いように思えます．産業界とアカデミアで社会実装についての認識などが違うという声も聞かれます．産業界からはアカデミアからの高 ZT 材料の研究成果がある程度の頻度で発表される割に実用展開例が乏しい，実用展開されている BiTe 系材料の研究が少ないなどの意見がある一方で，アカデミアからは社会実装例が乏しく公的資金が得にくいの意見もあります．また公的資金での研究プロジェクトにおいてはアカデミア主導で社会実装プランを作成することもあります．日本熱電学会プライムコア委員会では学会設立 20 周年行事として『熱電発電の社会実装についてのマジメに話してみないか！』と題したパネル
ディスカッションを企画しました．またこの行事に向けてプライムコア交流会では様々な講師をお招きして講演会を企画・開催して社会実装について学んできました．本資料はこの講演会の資料やプライムコア
委員が収集した資料集です．パネルディスカッションの参加者の参考になれば幸いです.
2024 年 9 月 プライムコア委員会

図 1 熱電応用ロードマップ（2021 年度版）

3

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調査会社発表の市場規模
表 1 は生成 AI による調査会社 10 社の熱電発電市場規模と成長率の結果である．市場規模は 4.7 億米ド
ルから 7.6 億米ドルと幅広い結果となっているが，多くの調査会社が熱電冷却モジュールメーカを調査対象にしており,これらのメーカの冷却と発電の売上の区分が不明瞭の可能性がある．冷却市場（表 2）については 5 億ドル前後というあたりは妥当な数値と思われる．

調査会社推定の熱電発電市場規模
市場規模（2022年）

調査会社

百万米ドル

予測CAGR（期間）Global Info Research

761

10.1％（2027年まで）

Mordor Intelligence824

7.2％（2028年まで）Grand View Research

687

7.5％（2028年まで）

MarketsandMarkets

650

8.4％（2028年まで）

Future Market Insights

620

8.7％（2028年まで）

IDTechEx

580

9.2％（2028年まで）

Technavio

540

8.1％（2028年まで）

Statista510

7.6％（2028年まで）

Reportlinker

490

9.5％（2028年まで）

Allied Market Research

470

8.9％（2028年まで）
From Google Gemini

AI

表１ 熱電発電世界市場規模調査会社推定の熱電冷却市場規模
市場規模
調査会社

（2022もしくは2023年）

予測CAGR（期間）百万米ドル
MarketsandMarkets

480

7.2％（2028年まで）

Fortune Business Insights

550

6.5％（2031年まで）

Allied Market Research475

6.7％（2030年まで）

Grand View Research

420

7.5％（2032年まで）

Mordor Intelligence490

6.8％（2030年まで）

Research and Markets

430

5.9％（2030年まで）

Technavio

450

7.10％（2028年まで）

Global Market Insights

510

6.9％（2030年まで）

Stratview Research

460

7.4％（2028年まで）

Future Market Insights

530

7.0％（2032年まで）
From Google Gemini

表 2 熱電冷却世界市場規模

4AI

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熱電発電の実用化の歩み（ハイプ・サイクル）
ハイプ・サイクルは,テクノロジとアプリケーションの成熟度と採用状況,およびテクノロジとアプリケーションが実際のビジネス課題の解決や新たな機会の開拓にどの程度関連する可能性があるかを図示したもので,ガードナー社が作り出したものです．
https://www.gartner.co.jp/ja/research/methodologies/gartner-hype-cycle
本ハイプ・サイクル熱電発電版はエネルギーハベスティングコソシアム前事務局長竹内敬冶が EH デバイ
スのハイプ・サイクルに触発されてプライムコア委員長の福田が作ったものです．
ハイプ・サイクルの各期の説明
黎明期： 潜在的技術革新によって幕が開きます．初期の概念実証 (POC) にまつわる話やメディア報道によって,大きな注目が集まります．多くの場合,使用可能な製品は存在せず,実用化の可能性は証明されていません．
「過度な期待」のピーク期： 初期の宣伝では,数多くのサクセスストーリーが紹介されますが,失敗を伴うものも少なくありません．行動を起こす企業もありますが,多くはありません．
幻滅期： 実験や実装で成果が出ないため,関心は薄れます．テクノロジの創造者らは再編されるか失敗します．生き残ったプロバイダーが早期採用者の満足のいくように自社製品を改善した場合に限り,投資は継続します．
啓発期：テクノロジが企業にどのようなメリットをもたらすのかを示す具体的な事例が増え始め,理解が広まります．
第 2 世代と第 3 世代の製品が,テクノロジ・プロバイダーから登場します．パイロットに資金提供する企業が増えます．
ただし,保守的な企業は慎重なままです．
生産性の安定期： 主流採用が始まります．プロバイダーの実行存続性を評価する基準がより明確に定義されます．テ
クノロジの適用可能な範囲と関連性が広がり,投資は確実に回収されつつあります．

図 2 ハイプ・サイクル熱電発電版（2024 福田私案）
ハイプ・サイクルの各段階と熱電発電の歴史:
1. 黎明期 (1822-1930): ゼーベック効果の発見を起点に,熱電現象に関する基礎研究が盛んに行われました．この時代は直流発電が得にくいこともあり熱電発電装置が実用化され,期待度が徐々に高まっていきました．

5

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2. 過度な期待のピーク期啓発期 (1930-1977): パルチザンの飯盒やランプラジオなど,身近な場所で熱電発電が利用される事例が登場し,技術への関心が高まりました．また,宇宙開発・原子力利用に伴い,RTG などの人工衛星や宇宙探査機への搭載を目的とした研究開発が活発化しました．
3. 幻滅期 (1977-2004): 宇宙開発スピンアウト会社が米国で設立されました．僻地向けの発電システ
ムなどは商品化に成功しましたが,ソ連崩壊による宇宙開発競争の終息や,他の発電技術の発展により熱電発電に対する期待は急速に冷え込みました．
5. 啓発期 (2004-現在): 技術の成熟と BiTe モジュールのコスト低下により,熱電発電の幾つかの応用製品が出始めました．自動車の排ガス発電はハイブリット車や EV の登場で社会実装にはつながりませんでしたが,ウェアラブルデバイスや IoT 機器などの展開が生まれています．また多くのベンチャー企業が生まれています．

パル

ンの

査

電

ス

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イ

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パイプ

イン

用

熱電

Gシス

熱電発電の社会実装資料

ジ

ル

A R

パ

ッ

ス

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表 3 熱電発電応用学会員アンケート

図 3 学会アンケート質問 16 の集計結果

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再生可能

ネルギ

の状況

図 4 2021 年発電源別世界発電量
図 4 の円グラフは,2021 年における世界全体の発電量（総発電量 28520TWh）を,発電源別に示したものです．石炭発電が発電量の約 36%を占め,最も大きな割合を占めていますが,太陽光発電,風力発電,水力発電など,再生可能エネルギーの発電量が全体の約 28%を占め後述しますが近年増加傾向にあります．
このグラフは,国際エネルギー機関（IEA）のデータに基づいています．

図 5 再生可能エネルギーのコスト
図 5 は,Bloomberg NEF が発表した世界の主要な発電方式別の均等化発電原価（LCOE）の推移を示しています．LCOE とは,発電設備の建設費,運転維持費,燃料費などを考慮し,発電された電力を一定期間にわたって販売することで,投資家が必要とする収益率を得るために必要な 1kWh あたりの発電コストを示す指標で8

熱電発電の社会実装資料

す．発電方式（バッテリー蓄電,洋上風力,陸上風力,固定軸太陽光,トラッキング太陽光）の LCOE の推移を示していますが,再生可能エネルギーのコスト低下: 太陽光発電（固定軸,トラッキング）や風力発電（陸上,洋上）の LCOE が大幅に低下しており,特に太陽光発電のコスト低下が目立ちます．バッテリー蓄電のコストも低下傾向にありますが,他の再生可能エネルギーに比べてコストが高い状態が続いています．

図 6 再生可能エネルギー（水力除く）の発電量の推移
図 6 は，図 1 の円グラフで示された再生可能エネルギー（水力除く）の発電量の内訳を，年ごとの推移
としてグラフ化し，さらに，太陽光発電と風力発電の年平均成長率（CAGR）を示したものです．太陽光発電の急成長: 円グラフでも最も大きな割合を占めていた太陽光発電は，図においてもその成長が目立ちます．特に 2011 年以降の急激な伸びは，太陽光パネルのコスト低下や各国政府の支援策が後押しした結果と考えられます．CAGR が 43.3%と非常に高い数値を示しており，今後もこの勢いが続くと予想されます．風
力発電の安定的な成長: 風力発電も安定した成長を示しています．CAGR は 22.6%と太陽光発電に次いで高く，大規模な発電が可能であることから，再生可能エネルギーの主力として位置付けられています．

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IoT(EH)デ

イスの状況
年度

EHデバイス出来事

2009 IDTechEx展示会開始
2010 AdaptiveEnergy倒産
2013 infi nite Power Solutions 撤退
2015 Micropelt倒産
2017 Evident

Thermoelectrics倒産

2017 Alphabet Energy倒産
2018 IDTechEx展示会終了

表 4 EH 関係企業撤退の年表
2009 年前後に IDTechEx 展示会の開催などエネルギーハーベスティングへの注目が集まり，EH 熱電デバ
イス領域にも多くのベンチャー企業が設立されました．しかしながら 2010 年代に入ると Adaptive Energy
Solutions，infinite Power Solutions など，多くのベンチャー企業が倒産，撤退をしました．多くのベンチャーはビジネスモデルとしてハーベスタ―の大量生産・販売を計画していたが，エネルギーハーベステ
ィング技術だけでは製品化が難しく，センシングの内容によって蓄電デバイスや電源回路などの周辺技術との組み合わせが重要であることが認識されました．2018 年前後に IDTechEx 展示会も終了となります．
現状ではこの分野で地道に活動していた会社で技術が成熟して，さらに継続的なマーケティングにより応用の広がりを徐々に見せ始めています．蓄電デバイス，電源 IC，センサーなど，関連技術の選択肢が増
えてより実用的な製品開発が可能になる反面で熱電発電モジュールは BiTe の冷却モジュールで機能的には事足りて，熱電発電モジュールはデバイスの一部品となりつつあります．
企業はハーベスタ単体ではなく特定用途のソリューションとして製品を提供する傾向にあります．それは製品が対応できる用途はある程度限られる事も意味しています．IoT デバイスのユーザーは，発電技術の詳細よりも製品が安定して動作することを重視するようになっています．
エナジーハーベストコンソーシアムの竹内氏によれば，欧州連合（EU）が推進する循環経済に関する 2
つの重要な取り組み，2020 年に採択された「循環経済アクションプラン」と，2023 年に発効した「電池規則」が EH について大きなトレンドでなるとこと．
⚫ 循環経済アクションプラン（2020 年）
目的: EU 全体で循環型経済を加速させ，持続可能な経済を構築すること．
主な内容:➢ 再生材の使用促進，すべての電池の回収・リサイクル率向上➢ 貴重な材料の回収➢ 消費者へのガイダンス提供➢ 代替品がある場合，非充電式電池の使用段階的廃止➢ 電池製造のカーボンフットプリント削減，原材料の倫理的調達➢ バッテリーアライアンスの活動に基づく，より詳細な規制枠組みの構築⚫ 電池規則（2023 年）
目的: 循環経済アクションプランに基づき，電池の持続可能性をさらに高める．
主な内容:➢ 2030 年までに，環境への影響を最小化するため，一般的な非充電式ポータブル電池の段階的廃止を検討➢ エネルギーハーベスティング技術の開発

10熱電発電の社会実装資料

械式排熱発電との熱電発電の比較

図 7 排熱からの発電技術
各技術の特徴⚫ 熱電発電➢ メリットは小型の装置で，低温の排熱からでも発電が可能，可動部品が少なく，メンテナンスが容易で長寿命といわれている➢ デメリットは: 発電効率が他の方式に比べて低い．
⚫ 有機ランキンサイクル（ORC）:➢ 低沸点の有機流体を用いて蒸気タービンを回し発電する方式．熱電発電よりも大規模な発電が可能．200℃以下の排熱に適している．近年 80℃の熱源で５KW 発電量のスクロール式 ORC 発電機が開発されて（㈱馬渕製作所）熱電発電のスケール温度域でも発電が可能になった．近年温泉発電で熱電発電とバッティングするケースも出て来ている模様．
➢ 小型のため摺動対策が難しい．
⚫ バイナリー:➢ ORC の一種で，より高沸点の流体を用いることで，高温領域（400℃～600℃）の排熱に対応できる．
⚫ 蒸気ランキン:➢ 水を蒸発させてタービンを回し，発電する一般的な方式．大規模な発電に適しているが，高温の排熱が必要．
⚫ スターリング:➢ ガスを膨張・収縮させてピストンを動かし，発電する方式，高効率で，幅広い温度範囲に対応
できる．

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熱電発電の社会実装資料

BiTe 系材料の原材料

熱電

の

状況

202

G

表 5 BiTe 系熱電材料の原材料状況
図は BiTe 系熱電材料の製造に用いられるテルル（Te）,ビスマス（Bi）,アンチモン（Sb）,セレン（Se）といった元素の原材料状況を,2023 年の米国地質調査所（USGS）の鉱物資源報告書「Mineral
Commodity Summaries 2024」に基づいてまとめたものです．
表の見方
元素: 熱電材料の主要構成元素である Te,Bi,Sb,Se が示されています．
クラーク数: 地殻における元素の平均存在比を表します．
採掘量: 2023 年の世界の年間採掘量を示します．
埋蔵量: 推定の埋蔵量を示します．
利用可能年: 現在の採掘速度を維持した場合の埋蔵量の残存年数を示します．
主な用途: 各元素の主要な用途を示します．
ホスト金属: 各元素が主にどの金属鉱物中に含まれているかを示します．
中国生産比率: 世界の生産量に占める中国の生産比率を示します．

中国の生産シェア: テルル,ビスマス,セレンにおいて,中国が大きな生産シェアを占めていることがわかります．各元素は,熱電材料以外にも様々な分野で利用されていることがわかります．
テルルの埋蔵量が比較的少ないため,将来的な供給の安定性が懸念され,中国での精錬量が多いので,地政学的なリスクや価格変動のリスクがあります．

ルル（）の推定用 （2023）
00

C

00 ン

202

G

図 8 テルルの推定用途
図 8 は,2023 年におけるテルル（Te）の主な用途とその割合を円グラフで示しています．

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熱電発電の社会実装資料

テルルの最大の用途は CdTe 太陽電池であり,全体の 40%を占めています．特に,First Solar 社の CdTe 型
太陽電池の製造に多く使用されています．熱電材料向け需要は全体の 30%を占めています．その他の用途:
はゴム添加剤,冶金添加剤などですが,その割合は比較的小さいです．
First Solar 社は,CdTe 型太陽電池の主要なメーカでありテルルの需要を牽引しています．同社は,中国
製 Si 太陽電池に対抗して米国内での生産能力を拡大しており,テルルの需要はさらに増加すると予想されています．銅精錬のリオティント社は太陽電池パネルのテルルの回収施設の建設を計画しており,テルルの供給安定化に貢献することが期待されます．

ルルの年間

と

用可能年

C
G

図 9 テルルの年間精製量と利用可能年数

学会員アンケート

図 10 学会アンケート質問 6 の集計結果

13熱電発電の社会実装資料

産業分野にける排熱実態調査（2019 年）り

ここでは 2019 年に未利用熱エネルギー革新的活用技術研究組合が化学，鉄鋼，窯業・土石製品，石油・石炭，パルプ・紙，食料品，輸送機械 機械，非鉄金属の 9 業種の事業所に対しては 2013 年 3 月に，電力，清掃，ガス・熱供給，繊維，電気機械，その他製造業の 6 業種の事業所に対しては対しては 2016 年 8月に行った未利用熱を熱電発電に活用する可能性に関するアンケート調査の結果の熱電発電についての抜粋を紹介する． 熱電発電が可能な排熱量別の件数をまとめると図 11 のようになった．熱電発電に適用可能な排熱熱量としては，10 kW が最も多く，次いで 100 kW であった．この排熱熱量は，発電量としては，
それ 1 kW 及び 10 kW に相当する．
熱電発電を新技術として許容できる発電単価別の件数をまとめると図 12 のようになった．熱電発電の導入で許容できる発電単価は，通常の電力レベルである 10 円/kWh が最も多いが，再生可能エネルギー程度の 30 円/kWh が回答者の 30％程度もあった．

図 11 熱電発電に適用可能な排熱熱量

図 12 熱電発電の新技術として許容できる発電単価（回答事業所数：93）

14熱電発電の社会実装資料

図 13 熱電発電の新技術として許容できる発電単価（回答事業所数：113）

熱電発電技術に対して技術別に重視すべき項目は「耐久性」，「低温度差で使える熱交換器」，「排熱の温度」などが重視されている．

図 14 産業分野に賦存する排熱産業分野における排熱実態調査（2019 年 3 月）より抜粋 https://www.nedo.go.jp/content/100957934.pdf

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熱電発電の社会実装資料

カ

ボンニュ

ルに向けた取り組み

カーボンニュートラルに関する政策の導入は，熱電発電の社会実装にとって追い風となる可能性があります．カーボンニュートラルとは，CO2 などの温室効果ガスの排出量と吸収量のバランスをとり，正味の排出量をゼロにすることです（ネットゼロ）．欧州連合（EU）では国境炭素税の導入が 2023 年に承認され，2030 年の温室効果ガス排出を 1990 年比で 55%削減するという目標達成に向けて，CO2 排出量が多い国からの輸入品に関税が課されることになりました（2026 年に本格導入）．
カーボンニュートラルには，様々なアプローチの仕方があると考えられます．例えば，東京理科大学の飯田努教授によると，CO2 排出量を「見える化」することも国境炭素税への対応に必要な課題の一つです（図「製造業 CO2 削減強化への世界的動向と課題」）．製造業の CO2 排出量の 65%以上を占めているとされる加熱プロセスにおいて，熱電発電によりプロセス各所の熱流を計測し，CO2 排出量データを取得すること
で，デジタルツイン（最適化のために現実の物理現象をシミュレーションで高精度に再現したもの）を用いた加熱プロセスの革新を目指すことが検討されています．また，同様の計測システムによって回収が可
能な排熱量を取得し，排熱発電の事業採算性の評価を行うことも検討されています（図 16「回収可能排熱量評価の必要性」）．
炭素税を始めとするカーボンニュートラル政策は，経済活動や技術ニーズを大きく変えうるものであり，その動向に合わせた熱電発電の新たな活用方法が見いだせるかもしれません．

（出典）東京理科大学 飯田努教授「排熱発電コンソーシアム（WHR）の活動ご紹介」
2024.5.22 第 18 回プライムコア交流会

図 15 製造業 C02 削減強化への世界動向と課題

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熱電発電の社会実装資料（出典）東京理科大学 飯田努教授「排熱発電コンソーシアム（WHR）の活動ご紹介」
2024.5.22 第 18 回プライムコア交流会

図 16 回収可能排熱量評価の必要性

17熱電発電の社会実装資料

学会維持会員の社会実装状況の１：K LK にる熱電発電の社会実装への取り組み

KELK は，エンドユーザが製品の付加価値を認め，導入による効果が投資を上回らないと熱電発電の社会実装に至らないとの考えのもと，応用製品である IoT 用熱電 EH 無線デバイスおよび熱電発電ユニットの付加価値を向上する技術開発を進めている．
１．IoT 向け熱電 EH 無線デバイス
モーターの回転などで生ずるわずかな機械熱を熱電によりエネルギーハーベストした電力で動作するメン
テナンスフリーの熱電 EH 無線デバイスを製品化している．
熱電 EH 振動センサーデバイス KSGD-SV10 は，発電部に小型の熱電発電モジュールを搭載しており，上下面の温度差が 3℃から動作し，測定した振動データを 500m 送信する．
製品シリーズ名
製品名称

KELGEN SD
熱電EH振動センサーデバイス

型式

KSGD-SV10

サイズ（mm）

63x45x25

利用可能温度

発電部受熱面温度 80℃以下

通信距離

約500ｍ（見通し距離：1km）

利用シーン

モーター・ポンプ等の故障予兆検知
動作温度差:3℃以上（センサー取り付け面の温度と大気温度の差）

KELGEN SD
KSGD-SV10

備考

測定頻度：40分/回（温度差3℃時）
測定項目：温度、速度RMS、加速度PEAK、加速度RMS、CF、OA
防塵・防水対応 保護特性IP67

本製品は，防水防塵保護等級 IP67 に適合し，昼夜・天候・季節に係わらず安定して稼働する．工場などの屋外に設置された機器の振動状態を計測しデータを無線送信する．

発電部の設置と動作温度

設置環境の変動と発電部上下面の温度差の変位

KELK は振動センサーの他，工場のインフラ設備の監視向けに K 熱電対タイプの温度センサー，計測機器のアナログ出力を送信するデバイスを製品化している．IoT センサーデバイスの使用目的は，測定データによる対象物の状態把握のため，センサーデバイスのみでは活用に至らない．このため，KELK は IoT センサーデバイスからデータの解析までの設備モニタリング用プラットフォームの製品化に取り組んでいる．

熱電 EH 無線デバ
イスによるデータ収集

18

設備モニタリングソフト

熱電発電の社会実装資料

２．熱電発電ユニット KSGU250-A00（□29 ㎝で定格 250W 発電）
熱電発電ユニットは，工場などで発生する大きな熱量の排熱を熱電変換により電力で回生する製品である．
□29cm の面積に数千対の熱電素子を敷き詰め，排熱から 250W を発電する熱電発電ユニット KSGU250A00 を KELK は 2023 年 1 月に発売した．熱電発電ユニットの出力密度は太陽光発電システムに比べ 10 倍
以上高く，設置対象のプロセスは設備利用率が 4 倍以上高いことから，太陽光発電システムと同等な電力量を非常に小さな面積で発電することができる（下表）．
熱電発電（KSGU250）

太陽光発電
(一般値）

出力密度(W/cm2)

0.30

0.016～0.02

設備利用率

75%

17%

10万kWh/年に必要な面積(m2)5.2

350～450

年間発電量（kWh/年）

1,643

－

KELGEN G-Unit KSGU250-A00

本製品は発電出力を上げるため，設置対象の熱源温度は 500℃以上としている．放熱側を水冷として熱電素子の両端の温度差を拡大し，より大きな電力量を取り出す．防水構造を備えることで水冷板の結露による短絡を防止し耐久性を向上させている．
冷却水温度
カバー
水冷板
熱電発電モジュール
受熱板
受熱板温度(中心部)

熱源(500℃以上)

熱電発電ユニットの概要構造

KSGU250-A00 の性能特性図

熱電発電ユニットは，鉄鋼，非鉄金属，輸送機械などの工場に分散する局所的な 500℃以上の熱を排出するプロセスでの使用を見込む．熱電発電ユニットを複数台設置することにより 10kW 以上の電力を取り出すことができる．
製品シリーズ名
製品名称
型式
サイズ（mm）
重量
常用発電出力※
使用可能温度
利用シーン
備考

KELGEN G-Unit
産業排熱回収ユニット
KSGU250291x291x66
約18kg
250W
受熱板温度 280℃以下
局所的な排熱を電気で回収※温度条件:受熱板250℃。冷却水入口温度20℃、流量10L/min時
・最大発電出力:300W(温度条件:受熱板280℃。冷却水入口温度
20℃、流量10L/min時）
・防水対応

設置のイメージ

KSGU250-A00 は，２０２４年５月に，経済産業省 省エネルギー庁が公募した“令和 5 年度補正予算 省エ
ネルギー投資促進・需要構造転換支援事業費補助金 『（Ⅰ）工場・事業場型』先進設備・システム”に熱電発電製品として初めて採択された．
KELK は太陽光発電システムレベルの投資回収を目標とした熱電発電システムの開発に取り組んでいる．

19

熱電発電の社会実装資料

学会維持会員の社会実装状況の２：Zmax の社会実装状況（京都試作ネッ

京都試作ネ
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済 ．今
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量

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20

応

可能性

熱電発電の社会実装資料

学会維持会員の社会実装状況の 3：Ｅサジェン

21

ックの社会実装状況

熱電発電の社会実装資料

22熱電発電の社会実装資料

学会維持会員の社会実装状況の４：日本ゼンの社会実装状況

23

熱電発電の社会実装資料の取りの なC シートを使 シス
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熱電発電の社会実装資料

学会維持会員の社会実装状況

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熱電発電の社会実装資料

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熱電発電の社会実装資料

パネリスト紹介石部 貴史
大阪大学 大学院基礎工学研究科
中村芳明研究室 助教

大学院生，企業勤務時代，抵抗変化型メモリ材料や有機 EL 素子の研究に従事し，2015 年 博士後期課程より薄膜熱電材料の研究に携わる．2018 年より大阪大学 大学院基礎工学研究科 中村芳明研究室 助教に着任した．特に，安価・無毒な酸化物材料を用いて，薄膜熱電材料の性能向上方法について研究している．日本熱電学会には，2017 年に入会し，2019 年より学会誌編集委員を務める．熱電変換の研究を始めてもうすぐ 10
年になりますが，その物理現象に常に面白さを感じています．薄膜成長技術を用いて当分野に貢献していき
たいきたいと思います．

大瀧 倫卓
九州大学大学院総合理工学研究院 教授・副研究院長
日本熱電学会会長，日本セラミックス協会九州支部長
1985 年東京大学工学部工業化学科卒業，1990 年東京大学大学院工学系研究科工業化学専門課程博士後期課
程修了，工学博士．同年九州大学大学院総合理工学研究科材料開発工学専攻助手．2013 年同総合理工学研究院教授．九大着任直後から熱電変換材料の研究に従事し，1991 年半ばから酸化物系熱電変換材料の研究に着手，以後一貫して In-Sn-O 系，CaMnO3 系，ZnO 系，NaCoO2 系，-パイロクロア系，SrTiO3 系などのバルク
酸化物系材料の研究開発を行っている．熱電変換研究会には，発足した翌年の 1995 年頃には入会したんじゃないかと思いますがよく覚えていません．日本熱電学会では 2004 年の設立当初から理事を務め，表彰委
員長，研究会委員長，副会長を歴任，2022 年より第 6 期会長．2018 年度日本熱電学会学術賞「酸化物熱電変換材料の創始と研究開発」，第 74 回(2019 年度)日本セラミックス協会学術賞「組成とナノ構造の制御による酸化物サーモエレクトロニクスの開拓」，2023 年 The American Ceramic Society 2023 Global Star Award 受賞．一女一男の父．趣味は日本酒．

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ここに著者顔写真(縦横比 3:4)をお貼りください．図のレイアウトが「行内」ならば，自動で枠のサイズ(30×40mm)に調整されます．

小島 宏康
株式会社アイシン E-VC 先行開発部 部長
熱電学会 プライムコア委員会 委員

1997 年アイシン精機株式会社入社．ブレーキ開発を希望して入社したが，熱電事業に配属された（そういえば，入社面接で「ペルチェって知ってる？」と謎の質問があったような？）．配属後は，熱電冷却向け
BiTe 系材開発，冷却モジュール開発，応用商品の開発に携わってきた．2023 年 1 月より現職となり，エネ
マネ，水素など，エネルギー全般の先行開発を統括し，これまでと違う客観的な視点で熱電を見ている．
趣味はサッカー（観戦＆プレイ）．サッカー継続のために週末はランニングで汗を流す．

南部 修太郎株式会社Ｅサーモジェンテック 取締役会長
ＮＰＯ法人高周波・アナログ半導体ビジネス研究会 理事長

パナソニック㈱で 30 年間，半導体/液晶デバイスの研究開発・事業化に従事．
特に携帯電話用半導体デバイスの開発・事業化により，今日の携帯電話文化の創成に貢献．2001 年同社を退社し㈱アセット・ウィッツを創業．以降，新規事業開発や産学連携推進活動に従事．
2005 年 NPO 法人高周波・アナログ半導体ビジネス（HAB）研究会創設．理事長．
2013 年，初のコア技術である熱電発電モジュールの基本特許の登録を機会に，熱電発電関連の新事業開発を推進するベンチャーとして㈱Ｅサーモジェンテックを創業．代表取締役
2023 年，㈱Ｅサーモジェンテック 取締役会長

山本淳

国立研究開発法人産業技術総合研究所
ゼロエミッション国際共同研究センター 副研究センター長
プライムコア委員会委員
1993 年工業技術院電子技術総合研究所入所．以来熱電変換材料，熱電変換技術の研究開発に従事．量子井戸構造などナノ構造シリコン薄膜の熱電特性の研究や発電用各種バルク熱電材料の開発，熱物性マッピングなどの熱電材料の特殊分析技術やそれを使用した高速組成スクリーニング技術などを開発．モジュールや素子の効率計
測方法についても研究開発歴が長い．学会との関係においては日本熱電学会の前進である熱電変換研究会の時代より学会誌編集委員会メンバーで，TECJ Newsletter を企画編集．2004 年の学会設立時，日本熱電学会誌
Vol.1,No.1 についても Adobe-InDesign で電子編集を担当．2004 年より評議員，2006 年からは学会理事で 2018 年まで学会運営にも携わり，プライムコア委員会を継続的に担当しています．

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モデレーター紹介福田 克史
株式会社 KELK 取締役・材料研究室室長
日本熱電学会副会長・プライムコア委員会委員長
1988 年小松製作所入社 1998 年より KELK 勤務入社よりほぼ一貫して熱電冷却向け BiTe 系材料の研究開発,
量産維持,モジュールの設計,要素開発,営業にたずさわる．熱電発電については KELK での BiTe 系発電モジュールの量産準備と NEDO プロに参加した．日本熱電学会には研究会発足時より入会し 1994 年の第一回熱電研究会のシンポジウムにも参加した古株,2016 年～現在までプライムコア委員長兼副会長でアイデアコンテ
ストなどの企画行事を開催した,熱電発電は会社としては事業として取り組んでいるが個人としては横でずっと見てきた感じです．顔写真はサギとよく言われます．

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アンケート
本パネルディスカッションの事後アンケートにご協力ください
アンケート期間パネルディスカッション終了後から 2024 年 10 月 3 日まで
リンク
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