蓄熱とは？企業が導入するメリットや活用シーンなどを解説

蓄熱（Thermal Energy Storage：TES）とは、熱エネルギーを一時的に貯蔵し、必要なタイミングで取り出して利用する技術の総称です。電力を電気のまま貯蔵する蓄電池に対し、エネルギーを「熱」の形で蓄える点が特徴です。

工場の製造工程で生じる大量の排熱や夜間に余剰となる電力など、エネルギーは発生するタイミングと使いたいタイミングが一致しないケースが少なくありません。蓄熱は、こうした供給と需要の間に生じる「時間のズレ」を埋め、利用効率を高める役割を担います。

蓄熱は、利用する物理的・化学的な現象により、主に以下の3つの方式に分類されます。

なお、蓄熱は加温を目的とした熱の貯蔵に限られず、氷蓄熱空調システムのように冷熱（冷たいエネルギー）の貯蔵も含まれます。

加えて、再生可能エネルギーなどによる余剰電力が発生した際に、その電気を熱に変換して一時的に蓄え、電力需要が高まる時間帯に熱を再び電気に変換して供給する蓄熱発電も、近年注目されている蓄熱技術のひとつです。

蓄熱への関心が高まる背景には、熱分野の脱炭素化が大きな課題として浮上している点が挙げられます。

産業分野で消費されるエネルギーの約6割は熱需要であり、カーボンニュートラルの実現には熱の脱炭素化が欠かせません※。これまでの脱炭素対策は電力分野を中心に進められてきた一方で、熱分野への対応は相対的に遅れてきた経緯があります。

また、近年は燃料価格の高騰を背景に、企業ではエネルギーコストの課題も顕在化しています。

熱を効率的に貯蔵・再利用できる蓄熱技術は、CO2（二酸化炭素）排出量の削減とエネルギーコストの抑制を同時に進められる手段として注目されています。

※出典：資源エネルギー庁「2050年に向けたガス事業の在り方について～ 次世代の熱エネルギーの供給に向けて ～」

蓄熱の導入は、エネルギーの使い方を最適化することで、企業の経営面にも具体的なメリットをもたらします。代表的なメリットは以下のとおりです。

• 電力コストの平準化
• CO2排出量の削減と脱炭素目標への貢献
• 再生可能エネルギーの有効活用

以下でそれぞれ解説します。

蓄熱を活用すると、夜間や再生可能エネルギーの余剰電力が発生する時間帯の安価な電力で冷水や氷などを作り蓄熱槽に蓄え、昼間の空調熱源として利用できます。ピーク時間帯の電力使用を抑えられるため、電力コストの削減につながる点がメリットです。

例えば、空調のピーク冷房需要の半分を蓄熱でまかなうケースでは、ヒートポンプ・蓄熱システムの導入により、昼間の最大電力を約2割引き下げられるとの事例も報告されています※。

デマンドチャージ（基本料金）の引き下げにも直結するため、電力コストを構造的に抑える効果が見込めます。

※出典：一般財団法人ヒートポンプ・蓄熱センター「蓄熱のメリット」

蓄熱を活用し、ヒートポンプなどの高効率設備と組み合わせて熱の生産・消費を最適化すれば、化石燃料の使用量が抑えられ、CO2排出量の削減につながります。特に業務部門の熱需要の多くは化石燃料に頼っており、蓄熱の利用はCO2排出量削減に有効です。

削減したCO2排出量は、SBT（Science Based Targets）など自社が掲げる脱炭素目標の達成手段として算入できます。投資家や取引先からの脱炭素経営への要請が強まるなか、目標達成の手段を確保する意義も大きくなっています。

また、2026年4月から本格稼働したGX-ETS（排出量取引制度）では、設定した削減目標を上回って削減できた分を市場で売却できます。蓄熱導入によるエネルギーの効率化は、脱炭素対応と収益機会の両面で効果を発揮する可能性があります。

▶関連記事：GX-ETS（排出量取引制度）とは？概要や対象企業、活用されるソリューションを解説

太陽光や風力など再生可能エネルギーの発電量が需要を上回ると、需給バランスを保つために発電量を抑える「出力制御」が必要となる場合があります。

蓄熱技術を活用すれば、余剰となった再生可能エネルギー由来の電力をヒートポンプなどで熱の形で蓄え、必要なタイミングで熱として利用できるため、本来であれば抑制される電力を有効に使えます。

また、余剰電力の貯蔵手段には蓄電池もありますが、蓄電池は容量劣化や耐用年数の短さが課題です。蓄熱は長時間・大容量の熱貯蔵を低コストで実現しやすく、長期エネルギー貯蔵（LDES）の有力な選択肢のひとつとして位置付けられています。

さらに、余剰電力を熱に変換して蓄え、熱利用するのみならず、電力として再利用する蓄熱発電も注目を集めている技術のひとつです。

具体的には、余剰電力を使って電気ヒーターで空気を加熱し、その熱を蓄熱材に蓄えます。必要な時には、蓄えた熱を熱風として取り出し、熱交換器で蒸気を生成した後、蒸気タービンで熱から電気を製造する仕組みが検討されています。

蓄熱技術は、業種や設備の特性に応じて幅広い分野での活用が進んでいます。主な活用シーンとして以下が挙げられます。

• 工場・産業施設
• オフィスビル・商業施設
• 廃棄物焼却施設の焼却熱利用
• データセンター

いずれの活用シーンも、未利用の熱や余剰電力を「資源」として再活用する点が共通しています。各分野での具体的な取り組みを解説します。

工場・産業施設では、製造プロセスから生じる大量の熱が、排ガスや排温水として外部に放出されています。蓄熱技術を活用すれば、従来廃棄されていた排熱を回収・貯蔵し、別の工程や施設で再利用する「排熱の資源化」につながります。

具体的な事例のひとつが、吸着材「ハスクレイ」を用いた蓄熱システムです※。高砂熱学工業と産総研が共同で実証した事例では、自動車工場内で発生する排ガスからの回収熱や温排水の熱をハスクレイに蓄え、工場内トレーラーを使い工場内の別の空調設備で利用したり、トラックで約2km離れたスイミングセンターへ輸送したりして活用した取り組みがあります。

※出典：NEDO国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構「低温の廃熱をいつでもどこでも有効活用！吸着材ハスクレイを利用した蓄熱システム」

オフィスビルや商業施設などでは、空調がエネルギー消費の大きな割合を占めており、冷暖房の効率化は省エネ・コスト削減の重要な課題です。

例えば、安価な夜間電力を使って氷や冷水を作り蓄熱槽に蓄え、昼間の冷熱として活用する蓄熱システムを導入すれば、昼間のピーク電力を削減できます。

また、季節をまたいで熱を活用する方式には、帯水層蓄熱システム（ATES）があります。夏の冷房廃熱を地下の帯水層に蓄え、冬の暖房熱源に活用することで、冷暖房のエネルギーコスト削減につなげるシステムです。

廃棄物焼却施設では焼却時に多くの熱が発生するものの、全ての施設で余熱利用が実施されているわけではなく、有効利用には余地が残されています。蓄熱技術の導入は、十分に利用されていなかった未利用熱を回収・貯蔵し、熱需要先への供給に役立ちます。

環境省では、廃棄物焼却施設の排熱を熱源とし、蓄熱材などを用いた熱輸送システムによって、蒸気として利用する実証事業を進めています※。焼却施設は全国各地に存在するため、技術が確立されれば、地域での熱の有効利用にもつながります。

※出典：環境省「令和8年度廃棄物焼却施設の熱回収利用高度化実証事業の公募について」

AIの普及に伴い、データセンターの電力消費は急増しており、サーバー冷却に伴う熱の管理が重要な課題です。データセンターから排出される温排熱は、熱回収設備やヒートポンプ、蓄熱技術などとの組み合わせにより、近隣施設の温熱源として注目されています。

例えば、国内ではデータセンターの温排熱が農業用ハウスやウナギ養殖の暖房などに活用されています。海外でも、排熱を地域暖房ネットワークに供給し、住宅や地域コミュニティの暖房に役立てる事例も登場しています。

データセンターは単なる電力消費施設ではなく、地域に温熱を供給するエネルギー拠点として位置付ける考え方が広がりつつある状況です。

データセンターのグリーン化についてより詳しく知りたい方は、以下の記事もあわせてご覧ください。

▶関連記事：グリーンデータセンターとは？求められる背景や企業による取り組み事例を紹介

蓄熱システムの導入を成功させるには、自社の熱需要の実態を把握した上で、適切な技術を選定し、資金調達の手段と組み合わせることが重要です。導入時に検討すべき主なポイントは以下のとおりです。

• 自社の熱需要を把握する
• 自社に合った蓄熱方式を選定する
• 活用できる補助金を把握する

各ポイントを以下で解説します。

蓄熱システムを導入する際は、自社の熱需要の実態把握が重要です。どの工程でどれくらいの熱が、いつ不足・余剰しているかの分析により、蓄熱の活用余地を検討できます。

把握すべき項目は、熱の年間の総需要や月別需要、日次需要、熱負荷のピークと変動幅、利用温度帯などです。それぞれの把握を通じて、ピーク時の負荷や季節ごとの偏り、必要な熱品質を可視化できます。

自社のみでデータ収集が難しい場合、国の「省エネ診断」制度の活用も有効です。ウォークスルー診断やIT診断などを通じて、熱需要を含むエネルギー使用の実態の把握に役立ちます。

蓄熱システムは、選択する方式によって特徴や適した用途が異なります。例えば、蓄熱空調システムでは、主に以下の方式が選択肢に挙げられます。

蓄熱空調システムでは氷蓄熱や水蓄熱が広く採用されていますが、排熱の遠隔活用や地下空間の利用など、特定の用途ではその他の方式が選ばれることもあります。

蓄熱システムは設備規模が大きく、初期投資の負担が課題です。国や自治体では、蓄熱や省エネに関連した補助金事業が実施される場合があります。導入を検討する際は、活用できる制度がないか確認しましょう。

例えば、東京都では2026年4月から「ZEB化・廃熱利用設備導入促進事業」が開始され、廃熱利用設備の導入に対する助成が行われています※。導入前の簡易診断から設備導入まで一貫した支援が受けられ、蓄熱システムの導入に役立ちます。

※出典：東京都「新規事業 「ZEB化・廃熱利用設備導入促進事業」を開始します！」

従来の排熱利用に加え、脱炭素社会の形成に向け再生可能エネルギーの導入拡大や、その安定利用を支える技術として、エネルギー貯蔵技術への世界的な関心が高まっています。

電力貯蔵のみならず、熱エネルギー貯蔵・再利用も再び注目を集めており、フィンランドやドイツなどでは事業として展開する動きも見られます。

従来の蓄熱技術が、排熱の回収・貯蔵・利用の高効率化に活用される一方で、近年は再生可能エネルギーによる余剰電力を冷熱などで蓄熱し活用する電熱変換による利用も進んでいる状況です。さらに、蓄電技術の活用領域として長期エネルギー貯蔵（LDES）分野での蓄熱利用が注目されています。

例えば、米国のレンガを蓄熱媒体に用いるRondo Energy、炭素ブロックを使うANTORA Energy、液体スズを使うFourth Powerなど、蓄熱バッテリー技術を手掛けるスタートアップの動きが活発化しています。

蓄熱と熱機関を組み合わせた「カルノーバッテリー（蓄熱発電）」は、リチウムイオン電池と比べて長寿命（30年程度）かつ低コストで、希少資源にも依存しません。このような特性から、LDESの中核技術として期待が高まっています。

日本でも、第7次エネルギー基本計画において「蓄電・蓄熱等を活用した電力貯蔵システム」が明記され、蓄熱設備を含むDERを活用したアグリゲーションビジネスの促進やデマンドレスポンスの普及が国の方針として示されました。

さらに近年は、AIやデジタルツインで蓄熱システムの運用を最適化する動きも広がり、技術開発と社会実装の両面で蓄熱への期待が高まっています。

第7次エネルギー基本計画についてより詳しくしりたい方は、以下の記事もあわせてご覧ください。

▶関連記事：第7次エネルギー基本計画のポイントとは？脱炭素社会の鍵を握る技術も紹介

蓄熱技術への関心が高まるなか、今後も導入を検討する企業の増加が予想されます。蓄熱の関連事業に従事するなら、最新情報の把握が重要です。

蓄熱の最新動向を把握したい方は、ぜひ「【国際】熱エネルギー展」にご来場ください。

【国際】熱エネルギー展は、「熱を作る・管理する・活用する・送る」技術や製品が一堂に集まる専門展示会です。カーボンニュートラルに向けた熱分野の最新動向や他社の導入事例に触れられます。

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蓄熱は、熱エネルギーを一時的に貯めて、必要なタイミングで活用する技術です。導入により、電力コストの平準化やCO2排出量の削減、再生可能エネルギーの有効活用などの効果が期待できます。

蓄熱の活用は、工場やオフィスビルにとどまらず、廃棄物焼却施設やデータセンターなどにも広がりを見せています。導入を検討する際は、自社の熱需要を把握した上で、用途や温度帯にあった蓄熱方式の選定が重要です。

【国際】熱エネルギー展は、産業分野のカーボンニュートラルに欠かせない「熱エネルギー」に特化した専門展示会です。熱に関する最新動向に触れたい方は、ぜひご来場ください。

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