データセンターの電力、冷却、およびエネルギー貯蔵：世界市場、2027年～2037年

データセンターは、今やエネルギー施設へと変貌を遂げています。AIのトレーニングおよび推論クラスターにより、ラック密度は従来の10～15 kWから、現在では130 kWへと上昇しており、NVIDIAのKyber世代では約600 kW、2030年代初頭には1 MWを超える見込みです。この変化により、業界が過去30年間にわたり依存してきたAC配電、空冷、および鉛蓄電池によるバックアップの設計は、その役割を終えることになります。2025年に約90 GWであったデータセンターのIT設備容量は、2030年には約170 GW、2037年には285 GWにまで増加します。電力使用量は約490 TWhから1,500 TWh以上に増加し、期間の終わりには、AIおよび高速演算が需要の3分の2以上を占めることになります。

現在、市場を形作っている制約は以下の3つです：

• 電力の供給状況。米国の主要ハブにおける大容量負荷の系統連系待ち期間は5～7年に及び、容量価格は過去最高水準に達しています。
• 設備の供給。ガスタービンの設置枠は2030年頃まで満杯となっており、大型変圧器や高電圧遮断器の納期は2～3年かかります。
• 密度。最新のアクセラレータ・ラックに対応できるのは、液体冷却と高電圧直流電源のみです。

これらの制約のそれぞれが、新たな機器市場を生み出しています。事業者らは、主電源およびブリッジ電源としてガスタービン、往復動エンジン、固体酸化物燃料電池を導入することで、発電を「メーターの向こう側」へと移行させています。また、原子力発電所の再稼働、出力増強、および小型モジュール型原子炉に関する契約も締結しています。施設内では、AIホールにおいて、ソリッドステート変圧器をフロントエンドに備えた800 VDCおよび±400 VDCの配電システムが、AC UPSや54 Vバスバーに取って代わりつつあります。エネルギー貯蔵の役割は変化しており、VRLAバックアップから、リチウムイオンおよびナトリウムイオンUPS、ラックレベルのバッテリーバックアップユニット、同期GPUの負荷変動を平滑化するスーパーキャパシタ、系統連系型BESS、および長時間貯蔵へと移行しています。冷却は、最高密度を実現する液浸冷却や、熱再利用を伴うチラーレスな温水排熱など、チップ直結型液体冷却へと決定的に移行しています。

『データセンターの電力、冷却、エネルギー貯蔵：2027～2037年の世界市場』は、電力網から半導体ダイに至るまでの物理的なスタック全体を、単一の統合されたボトムアップモデルで規模分析および予測しています。本レポートは、電力系統との連系、オンサイトおよびバックアップ発電、低電圧および800 VDCの配電、UPSおよびラック用電力変換、データセンター内またはデータセンター向けに使用されるあらゆる形態のエネルギー貯蔵、ならびに放熱設備からチップ上の熱界面材料に至るまでの熱管理を網羅しています。

本レポートでは、2025年から2037年にかけて、電力、エネルギー貯蔵、冷却の各分野にわたる17の機器セグメントについて、6つの地域および4つのデータセンタータイプ別に売上高を予測しています。これらの予測は、Future Markets社が発行する、持続可能なデータセンター、800V/1500V電力アーキテクチャ、バッテリー貯蔵、電源管理IC、熱管理、および先進原子力に関する関連レポートと整合が取られています。分析は2026年10月時点の最新情報を基にしており、2026年第3四半期のサプライヤー業績、ハイパースケーラーの設備投資見通し、送電網および容量市場のデータ、200社以上の企業開示情報などを活用しています。本レポートには595の表と73の図に加え、弱気・ベース・強気の各シナリオが収録されており、Excelデータワークブックが付属しています。

レポートの内容は以下の通りです：

• 市場規模、セグメントおよび地域別の予測、主要な促進要因と制約要因、ならびに2027年から2037年までの10の予測をまとめたエグゼクティブサマリー。
• データセンターの容量、AIインフラの拡充、ハイパースケーラーの設備投資、ギガワット規模のキャンパス、アクセラレータのTDPおよびラック密度のロードマップ。
• 電力需要、相互接続待ち行列、容量市場、大口需要家向け料金、FERC／ERCOT／EU／アイルランドの規制、PPA（電力購入契約）、需要の柔軟性。
• オンサイトおよびバックアップ発電：ガスタービン、レシプロエンジン、燃料電池、ブリッジ電源、原子力発電所の再稼働、SMR、マイクロリアクターおよび核融合、地熱、太陽光発電＋蓄電、水素および炭素回収。これに加え、取引実績一覧および主要企業一覧も含まれます。
• 配電および電力変換：中電圧（MV）／高電圧（HV）機器、低電圧（LV）配電、UPS、ラック電源、800 VDC／±400 VDCエコシステム、ソリッドステート変圧器、直流（DC）保護、基板レベル電力供給、SiC／GaNパワー半導体。
• エネルギー貯蔵：UPS用バッテリー、BBUおよびスーパーキャパシタ、AIによる負荷平滑化、系統連系型およびメーター後方型BESS、長時間・熱貯蔵、サプライチェーン、ならびに米国・EUの政策。
• 冷却および熱管理：空気冷却、リアドア冷却、ダイレクト・トゥ・チップ（直接チップ冷却）の単相および二相方式、CDU、浸漬冷却および誘電体流体、PFAS、排熱、熱再利用、TIM、マイクロ流体。
• 統合アーキテクチャ、プレファブリケーション、持続可能性指標、規制、および重要材料のサプライチェーン。
• セグメント、地域、データセンターの種類、シナリオ別の2027年～2037年の世界市場予測、および第三者機関の推計値との照合。
• 2023年～2026年の競合情勢、バリューチェーン、市場シェアの推計、M&Aおよびベンチャー資金調達。
• Each profile contains including 3M, Aalo Atomics, AAON, ABB, AcBel Polytech, Accelsius, Advanced Energy Industries, Æsir Technologies, Aggreko, Akash Systems, Alfa Laval, Alpha and Omega Semiconductor, Alsym Energy, Amber Semiconductor (AmberSemi), Ampace Technology, Amperesand, Amphenol, Analog Devices, Antora Energy, Apheros, APR Energy, Arieca, Asia Vital Components (AVC), Asperitas, Atom Power, Auras Technology, Baker Hughes, Ballard Power Systems, Baltimore Aircoil Company, Bender, Bergen Engines, Bloom Energy, Boston Materials, Boyd Thermal, Brenmiller Energy (BrenX), BWX Technologies, BYD, Caldera, Calibrant Energy, Cambridge GaN Devices, Carbice, Carrier Global, Caterpillar, CATL, Ceres Power, Chemours, Chilldyne, Coherent, Commonwealth Fusion Systems, Constellation Energy, Cooler Master, CoolIT Systems, Corintis, CPC (Colder Products Company), Crusoe, Cummins, Daikin Applied, Danfoss, DCX Liquid Cooling Systems, Deep Fission, Delta Electronics, Dexerials, DG Matrix, Doosan, Dow, Eaton, Ecolab, Efficient Power Conversion (EPC), Element Six, Empower Semiconductor, Enchanted Rock, Energy Dome, Energy Vault, EnergyNest, EnerSys, Engineered Fluids, Envicool, Eos Energy Enterprises, ESS Tech, EVAPCO, EVE Energy, Exide Technologies, Exowatt, Fabric8Labs, Ferric, Ferveret, Fervo Energy, FlaktGroup, Flex, Fluence Energy, Form Energy, Fourth Power, Frore Systems, FuelCell Energy, Fuji Electric, Fujipoly, GE Hitachi Nuclear Energy, GE Vernova, Generac, Glaciem Cooling Technologiesなど、262社の詳細な企業プロファイルにはそれぞれ、主要情報パネル（設立年、本社所在地、所有構造、売上高または資金調達額、CEO、データセンターへの注力分野など）、短い「このプロファイルが重要な理由」のサマリー、企業概要、データセンターの電力・冷却・エネルギー貯蔵に関する製品および技術の概要、2025年から2026年にかけての動向（受注、製品発売、提携、買収、資金調達、導入事例）、補足表（製品ポートフォリオ、資金調達履歴、主要プロジェクトまたは買収事例）、Future Marketsによる戦略的評価、および企業のウェブサイトが含まれています。

目次

第1章 エグゼクティブサマリー

第2章 データセンター市場の概況：容量、AI導入の拡大、およびラック密度

• データセンターの分類とインフラストラクチャのプロファイル
• 世界の導入容量と地域別展開状況
• ハイパースケーラーおよびAIラボの設備投資
• フラッグシップ級のギガワット規模キャンパスとその電力供給方法
• アクセラレータのTDPとラック密度のロードマップ
• 同期型AIの負荷挙動とその影響
• 施設のコスト構造と1メガワットあたりの設備構成
• AIが電力・冷却・蓄電のスタックをどのように再構築するか
• 2025年～2037年の容量、電力、ラック密度の予測

第3章 電力需要、送電網の制約、およびエネルギー調達

• 電力需要の見通し
• データセンターが占める国別・地域別の電力消費シェア
• 系統連系待ち行列とリードタイム
• 送電、変圧器、開閉装置のボトルネック
• 容量市場、料金体系、および大負荷ルール
• エネルギー調達戦略
• 需要の柔軟性と系統連携型データセンター
• 「電力優先」の立地選定と「持参電力（BYOP）」
• 電力、冷却、およびストレージ機器の需要への影響

第4章 オンサイト、メーター後方、およびバックアップ発電

• 発電がメーターの向こう側へ移行している理由
• オンサイト発電のアーキテクチャ
• バックアップ発電：ディーゼル発電機とその後継機
• ガスタービン
• 往復動エンジン
• 燃料電池
• 移動式およびブリッジ型電源
• キャンパスにおける導入事例
• データセンター向け原子力発電
• 地熱、太陽光発電＋蓄電、および水素
• データセンター向けガスからの二酸化炭素回収
• オンサイト方式の均等化コストおよび排出量
• 規制状況および許認可の動向
• 予測

第5章 配電および電力変換

• グリッドからGPUに至るデータセンターの電力チェーン
• 中・高電圧の送電網接続
• 低圧配電
• UPSシステム
• ラック内電力変換
• 800 VDCおよび±400 VDCの配電
• ソリッドステート変圧器
• 基板レベルでの電力供給
• データセンターの電源におけるパワー半導体
• 電力品質、モニタリング、およびEPMS
• 配電および電力変換市場の予測

第6章 データセンター向けエネルギー貯蔵

• データセンターにおける蓄電の役割
• AIの電力ダイナミクスと負荷平滑化
• UPSと静止型バッテリー
• ラックレベル蓄電：BBU、スーパーキャパシタ、サイドカー
• 系統連系型およびメーター後方型BESS
• 長時間蓄電および熱エネルギー貯蔵
• 化学組成および技術の比較
• サプライチェーンと政策
• 2027年～2037年の予測

第7章 冷却および熱管理

• 熱負荷の推移と密度閾値
• 施設の冷却アーキテクチャとエネルギー
• 空冷
• リアドア式熱交換器およびハイブリッド空液冷却
• ダイレクト・トゥ・チップ液冷
• 冷却液分配ユニット
• 浸漬冷却
• 放熱
• 熱の再利用
• チップおよびパッケージレベルの熱管理
• 新興の冷却技術
• ベンダー情勢とM&A
• 冷却市場の予測

第8章 統合アーキテクチャ、持続可能性、規制、およびサプライチェーン

• 電力、冷却、ストレージの共同設計
• プレファブリケーションとモジュール性
• 制御システム、DCIM、EPMS、およびAIを活用した最適化
• サステナビリティの指標と目標
• 規制
• 埋め込み炭素と循環性
• サプライチェーンと重要材料
• 労働力および建設におけるボトルネック
• リスク

第9章 2027年～2037年の世界市場予測

• 市場規模と成長率
• セグメント別市場
• 電力分野の予測
• エネルギー貯蔵の予測
• 冷却市場の予測
• 地域別予測
• データセンターの種類別市場
• 物理単位ベースの指標
• シナリオ分析
• 関連レポートおよび第三者による推計値との照合

第10章 競合情勢とバリューチェーン

• バリューチェーンマップ
• セグメント別の市場構造と集中度
• 主要な多角化企業
  • HVACおよび熱関連の大手企業
  • オンサイトおよびバックアップ電源の主要企業
• セグメント別専門企業
  • 液体冷却および浸漬冷却
  • エネルギー貯蔵および電力平滑化
  • ソリッドステート変圧器、800 VDCおよびパワー半導体
• M&Aおよび投資（2023年～2026年）
  • M&A動向
  • ベンチャー資金調達
• ハイパースケーラーの調達モデルとサプライヤー認定
  • 調達モデル
  • サプライヤーの認定
• 中国、台湾、韓国のサプライヤー
• 価格設定、利益率、および生産能力の管理
• 競争戦略
• 参入障壁
• 市場見通し：勝者と敗者

第11章 企業プロファイル（262社の企業プロファイル）

第12章 付録

• 調査範囲と調査手法
  • 本レポートの調査範囲と目的
  • 市場の定義とセグメンテーション
  • 調査手法
  • 予測モデル
  • 関連する「Companion Future Markets」レポートとの関係
  • 前提条件、通貨および制限事項
  • 定義および略語
• 用語および略語集