バイオバッテリーの世界市場は、2030年に1億4080万ドル、2040年には2億9550万ドルに達すると予測され、2031年から2040年までのCAGRは7.8％で成長するとされています。
本レポートの要点
バイオバッテリー市場は、15カ国以上をカバーする金額（億円）単位で分析されています。
成長予測のために、主要ビジネスプレイヤーの現在および将来の活動を含む過去のトレンドを調査しました。
主要な市場プレイヤーの詳細なプロファイリングを掲載しています。
COVID-19が市場に与えた影響は著しく限定的であった。業界そのものは現在、進化の段階にある。しかし、代替的で持続可能なエネルギー源へのニーズの高まりにより、この業界における研究活動の進展は減少しています。これは、パンデミック後のバイオ電池市場の回復を示すものである。
電池は、化学エネルギーを電気エネルギーに変換する働きを持つ電気機器である。バイオバッテリーの仕組みも同じです。ただ、グルコースなどの有機化合物を電気エネルギーに変換する働きがある点が異なる。バイオ電池の基本的な仕組みは、グルコースを含む有機化合物が酵素によって分解されることです。その際、グルコースの電子とプロトンが放出され、それを利用して電力を発生させる。
バイオバッテリーは、その名の通り、生体物質から作られ、4つの主要な化合物から構成されています。他の電池と同じように、陽極、陰極、電解液、セパレーターで構成されています。陽極は電池の上部にあり、陰極は下部にある。2つの端子の間にはセパレーターが配置されています。電子とプロトンの流れによって電気が発生します。プロトンの動きは、電流として知られている移動力によって発生することができます。電子の流れは陽極から陰極へ、電流の流れは陰極から陽極へ流れることができる。
陽極側ではグルコースが使われ、陰極側では酵素が使われます。グルコースは電子とプロトンに分解される。プロトンの流れはセパレーターを経由して正極側に、電子の流れはメディエーターを経由して正極側に移動することができる。陰極側では酵素が利用され、陽極側から移動してきたプロトンと電子の両方によって水が生成されます。ここでは、酸素還元という反応が利用されています。以上の反応により、システム内でプロトンとともに電子が発生します。そして、最終的に電気エネルギーが発生する。
バイオバッテリーは、現在、開発・実験段階にある。企業や研究機関は、長期的に見ると危険であることが判明している既存の電池に代わる代替品を探し続けています。バイオ電池はまだ市販されていないため、市場はまだ発展していない。研究者たちは、従来の電池に比べ、実用的で使い勝手の良いバイオ電池の改良を模索しています。
世界中のエネルギー企業や政府は、今後10年以上にわたって需要が急増する電子機器や電気自動車（EV）に必要な電気電池に十分な量のリチウムを採掘するため、新たなリチウム事業に数十億ドルを投じています。近年、携帯電話やノートパソコンなどの電子機器や電気自動車に搭載されるリチウムイオン電池の製造が増加し、リチウムの世界需要は急増しています。
これは、化石燃料で走る自動車から、より低公害のEVへと徐々に移行していくことを意味し、一般的には良いことだと考えられています。しかし、あるエネルギー源を捨てて、別のエネルギー源に依存するようになるのは心配です。環境破壊や天然資源への過度の依存を避けるため、エネルギーの専門家がイノベーションを起こそうとしている中、バイオバッテリーが注目を集めています。
この電池は、生体分子を利用して他の生体分子を分解し、その過程で電子を放出し、有機化合物でできた電池にエネルギーを蓄えることができる。バイオ電池の市場は、再生可能で無公害であることから、主に環境面での利点によって牽引されています。また、豊富にあり、室温で使用することができます。
さらに、バイオバッテリーは漏出や爆発の可能性がない。しかし、保存できるエネルギー量が少ないため、実用化には至っていません。また、長期保存もできない。一方、通常の電池から発生する有毒廃棄物に対する懸念が高まり、環境に優しい代替品を探す動きが活発化しており、バイオ電池市場の成長に大きな成長機会を提供するものと期待されています。
バイオバッテリーは、従来のバッテリーの約10倍の速さで充電することができます。このような高速充電が可能なのは、既存の電池と比較して、酵素が素早く作用するためです。さらに、電力を生産するための反応を完了させるために、外部からの電力供給を必要としない。これは、グルコースや糖が常に供給されるためです。このような電池の利点は、既存の電池技術で発生する製造コストを削減することができ、市場成長の推進要因として機能する。
バイオ電池は、純粋に有機化合物から作られています。陽極から陰極まで、電池のすべての構成要素は、完全に利用可能で再生可能な有機材料で構成されています。さらに、この電池は、環境に害を与える有毒廃棄物を発生させません。また、環境に悪影響を与える有害廃棄物も発生せず、廃棄も簡単です。このようなバイオ電池の特性は、市場成長の原動力にもなっています。さらに、バイオバッテリーは漏出や爆発の心配がないため、安全に使用することができます。
バイオバッテリーは、既存のバッテリー技術と比較すると、いくつかの利点がある。しかし、バイオバッテリーは他のバッテリータイプよりも大きなエネルギーを保存することができない。現在開発されているバイオ電池は、実質的なエネルギー保存能力が低い。これは、バイオバッテリー市場の成長を抑制する要因となっています。一方で、より高いエネルギー保存性を実現するバイオバッテリーの理論的な応用を証明する実験も行われているが、当面は実用的な電池ではエネルギー保存性が不十分である。
バイオ電池市場は、タイプ別に、酵素系バイオ電池、糖系バイオ電池、微生物系バイオ電池、その他（レモン系、体液系バイオ電池、セルロース系バイオ電池）に分類されます。酵素系バイオ電池では、基質の分解に生化学物質（酵素）が利用される。酵素は正極側で利用され、負極側から移動してきた電子とプロトンの両方によって水を生成する。ここでは、酸素の還元反応を利用している。
糖電池は、マルトデキストリンを燃料とし、酵素を触媒とする新発想のバイオ電池である。糖電池は、マルトデキストリンのグルコース単位が酸化されることで電流が発生します。有機化合物の酸化により、二酸化炭素と電流が発生する。反応が完結し、化学エネルギーのほとんどが電気エネルギーに変換されるように、合計13種類の酵素が電池に仕込まれています。
実験の結果、同じ質量の糖電池は、従来のリチウムイオン電池の2倍以上、最大で10倍以上の電気エネルギーを蓄えることができることがわかりました。糖電池は、次の一般的なモバイル電源として、電気自動車の動力源になる可能性があると期待されている。しかし、糖電池の出力電圧（0.5V）はリチウムイオン電池（3.6V）に比べて低いため、電力量（電気エネルギーの移動速度）が小さい。
細菌を使って発電や蓄電を行うことは、これまでも注目されてきました。2013年には、大腸菌の代謝によってグルコースを十分にエネルギーに変換し、電気を作ることができるため、生きたバイオ電池の候補になることを発見しました。また、新たに発見されたShewanella oneidensisという細菌は、「電気細菌」と呼ばれ、有毒なマンガンイオンを還元して食料に変えることができます。その過程で電流も発生し、この電流は細菌ナノワイヤーと呼ばれる細菌の付属物でできた小さなワイヤーに沿って運ばれる。この細菌と相互接続されたワイヤのネットワークが、広大な細菌バイオ回路を作り出します
バイオバッテリー市場は、アプリケーション別に、医療用インプラント（ペースメーカー、インスリンポンプ）、携帯電話/タブレット、小型電気ツール（パワーバンク、リモートセンシング、玩具、スパイ機器）に分けられます。医療用インプラントは、ヘルスケア産業で必要とされるものがいくつかあります。リチウムイオン電池は、寿命が長く、スペース占有率が低く、エネルギー密度が高く、電力密度が良いため、医療機器に広く使用されている。
リチウムイオン電池は漏電や爆発を起こしやすく、患者やインプラント装着者に致命的なダメージを与える可能性があります。そのため、リチウムイオン電池をバイオ電池に置き換えることで、医療分野の進歩につながり、数千人の患者さんに恩恵を与えることができます。医療分野では、薬物送達や創傷治癒、バイオマーカーのモニタリングなどが、バイオバッテリーを搭載した機器を使うことでより効果的に行えるようになります。がんを含む深刻な病気に対する簡単な家庭用検査キットも可能になるかもしれない。バイオバッテリーは室温で十分に動作するため、冷蔵設備が普及していない発展途上国でも、このような検査が可能になれば、劇的な影響を受ける可能性があります。
スマートフォンからノートパソコンに至るまで、携帯機器は広く普及しているが、その代名詞ともいえるのが電池である。バイオバッテリーは、多くの携帯電話やタブレット端末で必要とされる急速充電に対応しています。しかも、液漏れがなく、爆発の心配もありません。携帯電話やタブレット端末が爆発し、消費者の健康が脅かされるケースが増加していますが、電池を使用することで、爆発の可能性を排除することができます。このような利点から、携帯電話やタブレット端末のアプリケーションにおけるバイオバッテリーの市場成長が期待されます。
地域別では、北米、欧州、アジア太平洋、LAMEA（中南米、中東、アフリカ）でバイオ電池の市場分析が行われています。北米のバイオ電池市場は、これらの電池技術の開発に取り組んでいる多くの研究機関が存在します。また、多くのアプリケーションで化学電池となる技術が継続的に開発されており、同地域のバイオ電池市場シェアを押し上げると予測されています。このような要因から、開発段階でありながら環境に優しいバイオバッテリーのニーズが高まっています。バイオバッテリー市場の予測期間中、市場成長は米国が大きく牽引し、次いでカナダが牽引しています。
バイオ電池業界の主要企業は、ソニー、ネクサス、パナソニックエナジー株式会社、SECバッテリー、BeFCです。
主要動向
2007年、日本企業であるソニーは、空気呼吸に基づき、酸素を酸化剤として利用する糖電池の理論を初めて発表しました。この電池は、期待された高いエネルギー密度と適度な出力電圧を達成した。
バージニア工科大学の研究チームは、最近、酵素を使ってグルコースから電気を取り出す燃料電池として機能する小規模な実用化システムを実証した。
デンマークのエスビエルにあるオールボー大学（AAU）の2人の研究者は、カビから生物学的材料を用いて電池を製造する方法の開発に成功した。
コロラド大学ボルダー校のエンジニアが、ビール工場の廃水で培養した生物を使って、エネルギー貯蔵電池の製造に必要な炭素系材料を作る革新的なバイオ製造プロセスを開発した。
ブバネスワールのネクサス・パワー社は、作物残渣から電気二輪車や三輪車用の充電式、生物有機、生物分解性電池を開発しました。その目的のために、彼らは作物残渣を使用し、独自の抽出・濾過プロセスを適用して、ここから充電式エネルギー貯蔵セルを製造しました。
本レポートでは、2030年から2040年までのバイオバッテリー市場分析の市場セグメント、現在の動向、推定値、ダイナミクスを定量的に分析し、有力なバイオバッテリー市場の機会を特定します。
市場調査は、主要な推進要因、阻害要因、および機会に関連する情報とともに提供されます。
ポーターの5つの力分析では、利害関係者が利益重視のビジネス決定を行い、サプライヤーとバイヤーのネットワークを強化できるように、バイヤーとサプライヤーの効力を強調しています。
バイオバッテリーの市場細分化に関する詳細な分析は、市場機会を決定するのに役立ちます。
各地域の主要国は、世界市場に対する収益貢献度に応じてマッピングされています。
市場プレイヤーのポジショニングは、ベンチマークを容易にし、市場プレイヤーの現在の位置づけを明確に理解することができます。
本レポートでは、地域および世界のバイオバッテリーの市場動向、主要企業、市場セグメント、応用分野、市場成長戦略の分析が含まれています。
【目次】
第 1 章： イントロダクション
1.1. 報告書の内容
1.2. 主要な市場セグメント
1.3. ステークホルダーの主なメリット
1.4. 調査方法
1.4.1. 一次調査
1.4.2. 二次調査
1.4.3. アナリストのツールやモデル
第2章： エグゼクティブサマリー
2.1. CXOの視点
第3章：市場概要
3.1. 市場の定義と範囲
3.2. 主な調査結果
3.2.1. 影響力の大きい要因
3.2.2. 上位の投資ポケット
3.3. ポーターの5つの力分析
3.3.1. サプライヤーのバーゲニングパワー
3.3.2. バイヤーのバーゲニングパワー
3.3.3. 代替品の脅威
3.3.4. 新規参入の脅威
3.3.5. 競合の激しさ
3.4. 市場ダイナミクス
3.4.1. 推進要因
3.4.1.1. 急速充電と外部電源不要
3.4.1.2. 再生可能で無公害な特性
3.4.2. 制約事項
3.4.2.1. エネルギー保存性が低い
3.4.2.2. 短期間での使用
3.4.3. 機会
3.4.3.1. エネルギー転換
3.5. COVID-19 市場への影響分析
3.6. パテントランドスケープ
3.7. バリューチェーン分析
第4章：バイオバッテリー市場、タイプ別
4.1. 概要
4.1.1. 市場規模・予測
4.2. 酵素系バイオ電池
4.2.1. 主な市場動向、成長要因、機会
4.2.2. 市場規模および予測、地域別
4.2.3. 国別の市場シェア分析
4.3. 砂糖
4.3.1. 主な市場動向、成長要因、機会
4.3.2. 市場規模および予測、地域別
4.3.3. 国別の市場シェア分析
4.4. 微生物分野
4.4.1. 主な市場動向、成長要因、機会
4.4.2. 市場規模および予測、地域別
4.4.3. 国別の市場シェア分析
4.5. その他
4.5.1. 主な市場動向、成長要因、機会
4.5.2. 市場規模および予測、地域別
4.5.3. 国別の市場シェア分析
第5章 バイオバッテリー市場：用途別
5.1. 概要
5.1.1. 市場規模・予測
5.2. 医療用インプラント
5.2.1. 主な市場動向、成長要因、機会
5.2.2. 市場規模および予測、地域別
5.2.3. 国別の市場シェア分析
5.3. 携帯電話・タブレット
5.3.1. 主な市場動向、成長要因、機会
5.3.2. 市場規模および予測、地域別
5.3.3. 国別の市場シェア分析
5.4. 小型電動工具
5.4.1. 主な市場動向、成長要因、機会
5.4.2. 市場規模および予測、地域別
5.4.3. 国別の市場シェア分析
5.5. 玩具
5.5.1. 主な市場動向、成長要因、機会
5.5.2. 市場規模および予測、地域別
5.5.3. 国別の市場シェア分析
5.6. その他
5.6.1. 主な市場動向、成長要因、機会
5.6.2. 市場規模および予測、地域別
5.6.3. 国別の市場シェア分析
…
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