AIデータセンターの廃熱回収システムの市場規模、シェアおよび成長予測（2026～2032年）

AIデータセンターの廃熱回収システム市場は、2026年に8億2,000万米ドルと推定されており、2032年までに31億7,000万米ドルに達すると予測されています。これは、予測期間中のCAGRが25.3％であることを示しています。

データセンターは、絶え間なく熱エネルギーを発生させる源です。サーバーのプロセッサ、メモリ、パワーエレクトロニクス、ネットワーク機器は、供給される電気エネルギーの大部分を熱に変換しますが、信頼性の高い運用を維持するためには、この熱を除去する必要があります。従来、冷却設計では、この熱は単に排除すべき負荷としてのみ扱われてきました。廃熱回収は、利用可能な温度を維持し、熱をクリーンな水循環ループに移し、近隣の熱需要源と結びつけることで、エネルギーバランスを変革します。AI施設においては、ラックの電力密度が上昇していること、また直接液冷により、多くの従来の空冷システムよりも高温かつ安定した温度で熱が水に伝達されることから、この機会はさらに拡大しています。商用システムは通常、データセンターの冷却ループから始まります。熱交換器は、IT冷却回路と熱回収ネットワークを隔離します。ポンプ、バルブ、制御装置が、安全な水力的分離を維持します。回収された水の温度が受入ネットワークで要求される温度を下回る場合、産業用ヒートポンプによって有用なレベルまで温度が引き上げられます。蓄熱システムは、サーバーからの一定した熱出力と変動する暖房需要との差を緩和することができます。最終的な接続先は、地域熱供給事業者、近隣のキャンパス、工業プロセス、温室、あるいはその他の地域の熱負荷となる場合があります。したがって、経済性はデータセンターだけでなく、熱受入先の温度、距離、および利用プロファイルにも依存します。欧州では、規制によりこの機能がますます重要になっています。指令（EU）2023/1791では、加盟国に対し、総定格エネルギー入力が1MWを超えるデータセンターについて、技術的または経済的に実行不可能であることを証明できない限り、廃熱またはその他の廃熱回収用途を利用することを義務付けています。また、欧州委員会は、該当する新規または大幅な改修が行われた施設について、設備レベルでの費用対効果評価を求めています。これにより、建設時点で地域熱供給への直結が利用できない場合でも、熱回収に対応した冷却設計に対する構造的な需要要因が生まれています。

市場促進要因

• AI向け液冷は、回収可能な熱の品質を向上させます。空冷式データセンターでは、比較的低品位の熱が発生することが多く、従来の地域熱供給ネットワークに組み込むには、大幅な温度上昇が必要となります。ダイレクトトゥチップ（DTC）および温水式液冷では、熱を大幅に高い温度で水循環ループに送り込むことができます。これにより、下流のヒートポンプにおけるコンプレッサーの負荷が軽減されます。最適化された高温システムでは、直接またはほぼ直接的な熱交換が可能となります。AIのラック密度が高まるにつれ、熱回収は、すでに冷却剤分配ユニット、コールドプレート、施設用水システムを牽引しているのと同じアーキテクチャの変革の恩恵を受けることになります。
• 欧州の規制により、熱の再利用は設計要件となりつつあります。欧州連合（EU）のエネルギー効率指令は、1MWを超えるデータセンターに対し、実現不可能であることを証明できない限り、廃熱の利用を義務付けることで、明確な規制上の推進力を生み出しています。これにより、熱回収は設計プロセスのより早い段階で検討されるようになります。新規施設では、冷却アーキテクチャを確定する前に、有用な還水温度を維持し、熱交換装置やヒートポンプ設備のためのスペースを確保し、地域の熱需要を評価し、熱供給事業者と調整を行う必要性がますます高まっています。この要件は、すべてのプロジェクトが熱を外部に供給することを保証するものではありません。むしろ、熱回収対応の機器やエンジニアリングサービスの対象市場を拡大するものです。
• 地域熱供給におけるパートナーシップは、実用規模に達しつつあります。発表されているプロジェクトの規模も拡大しています。EquinixとA2Aによるミラノでの共同プロジェクトは、72MWのヒートポンプ、6,000立方メートルの蓄熱設備、および年間最大225GWhの熱回収を軸に設計されています。MicrosoftとFortumによるフィンランドでの開発プロジェクトは、大規模なデータセンターキャンパスから発生する廃熱の大部分を回収し、最終的には地域熱供給の需要の相当な割合を賄うことを目的としています。これらのプロジェクトは、データセンターの熱が、単なる小規模な建物効率化対策にとどまらず、実用規模の熱源となり得ることを示しています。これにより、より大規模な設備パッケージや、複数年にわたる統合契約が促進されます。

市場抑制要因

• 最大の制約は、データセンターによる継続的な熱生産と、経済的に利用可能な熱需要とのミスマッチです。大規模な熱供給ネットワークは、欧州および一部のアジアの都市に集中しています。北米のデータセンターの多くは、地域熱供給インフラから遠く離れた場所に位置しています。また、回収温度が低い場合、ヒートポンプの稼働に多量の電力を要することになり、電力価格が高い場合には正味の経済的利益が減少する可能性があります。季節的な熱需要、顧客との契約、ネットワーク接続コスト、および熱回収設備の所有権といった要因が、プロジェクトの資金調達を複雑にする可能性があります。また、運営者は冷却システムの信頼性を確保しなければなりません。熱の外部供給によって、ITの稼働時間を脅かすような背圧、汚染、または制御上の依存関係が生じてはなりません。これらの要因から、水力的に分離されたモジュール式システムや、熱の引き取り側が設計や投資に直接関与するプロジェクトが適しています。

目次

第1章 エグゼクティブサマリー

• 市場機会と主な調査結果
• 熱回収の導入スケジュール
• 主な収益源

第2章 市場概要

• データセンターの発熱量と熱回収可能性
• AIによるラック密度と液冷の影響
• 熱回収システムの構成
• 熱供給とビジネスモデル

第3章 市場規模と予測（2026～2032年）

• 世界の市場売上高
• 年間成長率の分析
• 熱回収設備の導入容量
• 新築および改修別の売上高

第4章 市場：システムコンポーネント別

• 産業用および高温用ヒートポンプ
• 熱交換器
• 熱回収モジュールおよび熱供給サブステーション
• 蓄熱
• ポンプ、バルブ、および水力機器
• 制御、計測、およびインテグレーションサービス

第5章 市場：熱源構成別

• 空冷および冷水冷却
• リアドア式熱交換器
• ダイレクトトゥチップ液冷
• 高温液冷式AIおよびHPC

第6章 市場：熱再利用経路別

• 地域熱供給ネットワーク
• キャンパスおよび隣接建物の暖房
• 産業用およびプロセス熱
• 農業、温室、養殖
• 敷地内での熱再利用と冷却

第7章 市場：データセンタータイプ別

• ハイパースケールおよびAIファクトリー
• コロケーションデータセンター
• エンタープライズおよびHPC施設
• モジュラー型および分散型データセンター

第8章 市場：導入形態別

• 新規構築
• 既存設備の改修および拡張

第9章 地域市場

• 欧州
  • 北欧諸国
  • ドイツ
  • フランス
  • 英国およびアイルランド
  • イタリアおよびその他の欧州
• 北米
• アジア太平洋
• 中東および世界のその他の地域

第10章 技術と商業化の展望

• 温水による液冷と熱品質
• 高温ヒートポンプ
• 直接熱伝達と低温地域熱供給
• 蓄熱および季節的な需要調整
• 熱回収対応のデータセンター設計
• 熱購入契約と電力会社との提携

第11章 競合情勢

• バリューチェーン
• 産業用ヒートポンプのサプライヤー
• 熱交換器および温水設備のサプライヤー
• データセンターの熱管理ベンダー
• 地域熱供給事業者およびインテグレーター
• 提携とプロジェクト開発

第12章 企業プロファイル

• Danfoss
• Johnson Controls
• Trane Technologies
• Carrier Global
• Alfa Laval
• GEA Group
• Kelvion
• Oilon
• Mayekawa
• MAN Energy Solutions
• Schneider Electric
• Fortum
• ENGIE Solutions
• Equinix
• Hewlett Packard Enterprise
• HeatChain

第13章 付録