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再生可能エネルギー分野の研究開発に関わるには?|関連企業と技術領域を特許データから可視化

 再生可能エネルギー(再エネ)という言葉からは、太陽光発電や風力発電、水力発電などが思い浮かび、エネルギー分野の中でも比較的イメージしやすい領域と言えます。

 一方で、実際の技術領域は発電装置そのものにとどまらず、材料開発、電力制御、蓄電、系統連系など多岐にわたっており、再エネといっても、その内容は大きく異なります。

 例えば、同じ再エネ分野であっても、太陽電池材料を開発する企業と風力発電の構造設計をおこなう企業、電力の制御システムを扱う企業では求められる技術や専攻は全く異なります。

 そのため、再エネに関わりたいと考えても、実際にはどの企業を目指すべきか、どの技術領域に進むべきかが分かりづらいという課題があります。

 本記事では、「再生可能エネルギー」「再エネ」の検索キーワードをもとに特許情報を用いて関連企業を抽出し、それぞれの企業がどのような技術領域に関わっているのかを可視化しました。

 あわせて、機械、電気、材料、化学などの各専攻が、どのような役割で再生可能エネルギー分野に関わっているのかについても、広く俯瞰できる形でまとめています。

 本記事は、再生可能エネルギー分野の全体像をつかむための入口記事として位置づけており、個別の技術や企業については、別記事でより詳しく解説しています。

全体像を把握し、関心のある領域を深く理解するためのガイドとして

自分の専攻がどのように再エネ分野に関わるのかを把握する出発点として

ご活用ください。

 

 結論(関連技術:結果の一部)

 研究開発が活発な技術分野と関連する専門分野、開発例は次の通りです(上から特許出願件数が多い順で表示)。結果全体については4.3の<表2>をご参照ください。

再生可能エネルギー
における関連技術
専門専攻:開発具体例
電力網・配電:スマート
グリッド、VPP、系統安定化
電気系:仮想発電所制御、電力需給バランスの最適化
業務システム:電力市場取引、
需給予測、管理ソフト
IT系:電力取引アルゴリズム、需給予測AIの開発
電池:二次電池(LiB)、
全固体電池、燃料電池
材料系:新型電解質材料、電池用電極材料の研究
電解プロセス:水電解による
水素製造装置
化学系:高効率水電解セル、電解質膜の化学特性向上
非金属元素:水素の製造・
貯蔵、アンモニア合成
化学系:水素精製プロセス、アンモニア合成触媒の開発
電力変換:インバータ、
パワーコンディショナ
電気系:パワー半導体を用いた高効率変換回路設計
風力原動機:風力発電機、
風車ブレード、タワー
機械系:大型ブレードの構造解析、風車流体設計

 

 

 

1.再生エネという分野の特徴

 再生可能エネルギーという分野は、太陽光発電や風力発電、水力発電といった対象が想起される一方で、発電方式ごとに技術領域が大きく異なり、単一の分野として整理することが難しい特徴があります。

 例えば、太陽光発電では半導体材料や光電変換技術が中心となるのに対し、風力発電では構造設計や流体力学、水力発電では土木・インフラ技術が重要となります。さらに、これらを支える電力制御や蓄電技術なども含めると関係する技術領域は非常に多岐にわたります。

 また、これらの技術は再生可能エネルギー分野に閉じたものではなく、電力、機械、材料、化学、インフラといった他分野とも密接に関係しています。そのため、再エネに関わる企業と言っても、その実態は大きく異なり、企業ごとに扱う技術や求められる専門性が大きく変わります。

 このように、再エネに関わりたいと考えても、実際にはどの技術領域や企業を目指すべきかを整理することは容易ではありません。

 さらに、企業の採用情報や事業紹介だけでは、どの技術が再生可能エネルギーにどのように関係しているのかまでは見えにくく、研究開発の実態を把握することは難しいのが現状です。

 本記事では、このように分野内でも技術の幅が広い再生可能エネルギーについて、「再生可能エネルギー」、「再エネ」の検索キーワードで特許情報を検索し、実際にどのような企業がどのような技術で関わっているのかを整理することで、その全体像を可視化しています。

 

2.特許分析方法

・2020年から2023年までに特許出願された情報を対象範囲にしました。

・対象とする技術内容をキーワードに特許検索しました。

 文献種別:国内文献

 検索キーワード:

  検索項目(ⅰ) 全文「再生可能エネルギー 再エネ」

  検索条件:検索条件(ⅰ)

・上記特許出願された情報から特許分類(FI:筆頭FI)(※)を抽出しました。

 ※FIとは技術内容を分類するコードであり、その中で筆頭FIとは、リストの一番最初に記載れているものです。発明の最も本質的な技術特徴が筆頭FIです。

 FIコード照会(特許情報プラットフォーム):j-platpat

・上記筆頭FIに基づき、対象技術の研究開発職に求められる専門分野を導きだしました。

 

3.注意点

 特定の技術分野に絞らない調査をおこなっており、以下のような問題が少なからずありますので、ご注意ください。

再生可能エネルギーに直接的に関わらない技術(明細書中で間接的、結果的に再生可能エネルギーに資する技術として挙げられているだけの技術)も本検索範囲に含まれます。

・特許検索結果には情報ノイズが含まれることが多いです。

 

4.結果

4.1 再エネから出てくる研究開発企業(特許出願企業)

 上記検索条件に基づく特許出願件数が多い企業(研究開発を活発におこなっている企業)は以下の通りです。

 

  出願件数が多い企業であるほど研究開発の規模が大きいと考えられます。

 

4.2 研究開発をおこなう企業と技術分野

 開発件数(特許出願件数)上位企業と上位技術分野(FI)は下表の通りです。

<表1> 開発件数上位の企業および技術分野(表中の数字は出願件数)

  H02J G06Q H01M C25B C01B H02M F03D B01J B01D H01L B63B C07C G06F C22B G01R F03B C10L B32B B09B H02S C10G F28D F03G H02K C02F C04B F17C H01F G01N C21B C08J F24H
  電力網・配電:
スマートグリッド、
VPP、系統安定化技術
業務システム:
電力取引、需給予測、
エネルギー管理ソフト
電池:
二次電池、リチウムイオン電池、
燃料電池本体
電解プロセス:
水電解による水素製造、
水電解装置
非金属元素:
水素の製造・精製、
アンモニア合成
電力変換:
インバータ、パワー
コンディショナ、変圧器
風力原動機:
風力発電機、風車、
ブレード、タワー技術
化学プロセス:
水素製造用触媒、
光触媒、化学反応装置
分離・蒸留:
水素精製、CO2回収、
膜分離技術
半導体:
太陽電池素子、次世代太陽電池、パワー半導体
船舶・浮体:洋上風力発電、浮体式設備、
水素運搬船構造
有機化合物:
合成燃料、
メタノール合成技術
データ処理:
再エネ運用AI、
制御アルゴリズム、計算機
金属採取:
電池材料(リチウム等)の回収
・リサイクル
電気計測:
バッテリー残量監視、
電力系統の状態診断
液体原動機:
小水力発電、潮汐発電、
波力発電システム
燃料:
液体水素燃料、
バイオ燃料、合成ガス製造
積層製品:
太陽電池パネル保護材、
電池用多層フィルム
廃棄物処理:
太陽電池パネル・
電池の解体・廃棄処理
太陽光発電:
PVシステム全体、
メガソーラー設置・架台
オイル改質:
バイオ燃料精製、
廃油・廃プラスチック再生
熱交換:
地熱発電、廃熱回収装置、
蓄熱システム
特殊原動機:
重力蓄電、潮汐流発電、
スターリングエンジン
回転電気機械:
風力・水力発電用発電機、
駆動モーター
水処理:
水電解用の純水製造、
再エネ設備からの排水処理
セラミックス:
燃料電池用電解質、
蓄熱材、建設材料
ガス容器:
水素タンク、
液化水素貯蔵、高圧水素容器
磁石・変圧器:
変電所用トランス、
発電機用高性能磁石
材料分析:
電池劣化診断、水素漏れ検知、
材料特性調査
製鉄:
水素直接還元製鉄、
低炭素製鉄プロセス
高分子加工:
電池用セパレータ、
風車翼の樹脂成形
給湯・加熱:
太陽熱温水器、
ヒートポンプ式給湯システム
開発企業(総出願数が多い順) 1158 737 433 413 178 123 117 110 104 98 85 85 80 80 73 66 57 57 52 52 44 41 39 38 37 36 35 32 32 32 31 31
日立製作所 134 110 3 16 4 8 2 3 3 0 0 3 14 0 6 0 3 0 0 0 0 1 0 0 5 0 0 2 1 0 0 0
東芝 97 42 9 49 1 17 4 0 7 8 0 0 1 0 3 0 0 0 0 2 0 2 0 2 2 0 1 0 2 0 0 0
三菱電機 48 20 8 0 0 12 0 1 4 1 0 9 0 0 4 0 0 0 1 1 0 0 0 2 1 0 0 0 0 0 0 5
トヨタ自動車 46 46 4 7 4 0 2 0 1 0 0 0 0 0 0 1 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
エルジーエナジーソリューション 19 0 81 0 0 3 0 0 0 0 0 0 2 0 5 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
パナソニックIP
マネジメント
36 15 1 23 4 5 0 1 0 0 0 0 0 0 0 3 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
本田技研工業 9 26 7 16 1 0 0 2 0 0 0 3 0 0 0 1 6 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
大日本印刷 0 0 4 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 43 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0
GSユアサ 26 7 12 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 18 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
IHI 24 3 1 4 4 0 0 1 1 0 0 6 1 0 0 0 0 0 0 0 1 7 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0
三菱重工業 12 6 1 6 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 0 0 1 0 1 0
旭化成 1 2 4 32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 1 0
インテル 0 0 0 0 0 0 0 0 0 5 0 0 22 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
富士電機 23 1 2 0 0 13 0 0 1 3 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
アサカ理研 0 0 0 2 0 0 0 0 1 0 0 0 0 35 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
東京瓦斯 15 6 3 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
中国電力 25 4 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0
京セラ 28 3 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
リコー 1 30 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
ゼロボード 0 32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
古河電気工業 20 0 0 3 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
日本電信電話 7 4 0 9 0 0 0 0 0 0 0 0 4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
国立研究開発法人
産業技術総合研究所
0 0 5 1 1 0 0 4 1 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 2 0 0 0 0 0
住友電気工業 15 2 0 0 1 4 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
大成建設 1 0 1 0 0 0 5 1 0 0 3 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
積水化学工業 4 0 0 0 11 0 0 1 1 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0
booost 
technologies
0 23 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
大阪瓦斯 4 0 0 0 0 0 0 4 3 0 0 2 0 0 0 0 7 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
豊田中央研究所 5 2 0 12 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
東京電力
ホールディングス
7 2 0 0 0 1 0 0 0 0 6 0 0 0 2 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
一般財団法人
電力中央研究所
10 1 1 1 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 1 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0
JFE条鋼 0 20 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
日立GEニュークリア
・エナジー
4 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
日立パワー
ソリューションズ
9 5 1 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
日立金属 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 18 0 0 0 0

 

 数字が大きいほど、その分野における研究開発の規模は大きいと推測されます。

 

4.3 研究開発に係る技術分野と主に関連し得る専攻

 上表(表1)の出願件数上位の技術分野の開発において関連する可能性のある専攻をまとめました。

 下表の専攻はあくまでイメージです。実態については個別の特許情報で確認する必要があります。

<表2> 出願件数上位の技術分野と開発における専門分野等

技術分野 再生可能エネルギーにおける関連技術 専門専攻:開発具体例
H02J 電力網・配電:スマートグリッド、VPP、系統安定化 電気系:仮想発電所制御、電力需給バランスの最適化
G06Q 業務システム:電力市場取引、需給予測、管理ソフト IT系:電力取引アルゴリズム、需給予測AIの開発
H01M 電池:二次電池(LiB)、全固体電池、燃料電池 材料系:新型電解質材料、電池用電極材料の研究
C25B 電解プロセス:水電解による水素製造装置 化学系:高効率水電解セル、電解質膜の化学特性向上
C01B 非金属元素:水素の製造・貯蔵、アンモニア合成 化学系:水素精製プロセス、アンモニア合成触媒の開発
H02M 電力変換:インバータ、パワーコンディショナ 電気系:パワー半導体を用いた高効率変換回路設計
F03D 風力原動機:風力発電機、風車ブレード、タワー 機械系:大型ブレードの構造解析、風車流体設計
B01J 化学プロセス:水素製造用触媒、光触媒 化学系:人工光合成技術、水素生成用触媒の研究
B01D 分離・蒸留:水素精製、CO2回収(CCS)、膜分離 化学系:排ガスからのCO2分離膜、水素透過膜の開発
H01L 半導体:太陽電池素子、次世代パネル、半導体装置 物理系:太陽電池の光電変換効率向上、結晶成長制御
B63B 船舶・浮体:洋上風力発電設備、水素運搬船 機械系:浮体式洋上風力設備の構造設計、係留技術
C07C 有機化合物:合成燃料(e-fuel)、メタノール合成 化学系:CO2と水素からの燃料合成プロセス開発
G06F データ処理:再エネ運用制御、AIアルゴリズム IT系:気象データによる発電シミュレーション開発
C22B 金属採取:電池材料(リチウム等)のリサイクル 材料系:使用済み電池からの希少金属抽出技術
G01R 電気計測:バッテリー残量、系統状態の計測・診断 電気系:系統インピーダンス計測、電池劣化診断技術
F03B 液体原動機:水力発電、潮汐発電、波力発電 機械系:低落差水力タービン、潮汐流発電機の設計
C10L 燃料:水素燃料、バイオ燃料、合成ガス 化学系:バイオ燃料の組成分析、燃焼特性の評価
B32B 積層製品:太陽電池パネル保護材、電池用多層膜 材料系:パネル用バックシート、電池セパレータ開発
B09B 廃棄物処理:パネル・電池の解体・リサイクル 土木建築系:再エネ設備の解体プロセス、資源循環設計
H02S 太陽光発電:PVシステム全体、架台・設置技術 土木建築系:メガソーラー用地造成、架台の構造設計
C10G オイル改質:バイオ燃料精製、廃油・廃プラ再生 化学系:廃プラスチックの熱分解、バイオ燃料精製
F28D 熱交換:地熱発電、廃熱回収、蓄熱システム 機械系:地熱交換器の熱流体設計、蓄熱装置の開発
F03G 特殊原動機:重力蓄電、スターリングエンジン 機械系:重力利用の蓄電ユニット、廃熱利用エンジン
H02K 回転電気機械:風力発電用発電機、駆動モーター 電気系:高効率発電機、超電導モーターの電磁設計
C02F 水処理:水電解用の純水製造、排水処理 化学系:純水製造用ろ過システム、再エネ工場排水浄化
C04B セラミックス:燃料電池用電解質、蓄熱材料 材料系:固体酸化物燃料電池用セラミックスの開発
F17C ガス容器:水素タンク、液化水素貯蔵、高圧容器 機械系:高圧水素タンクの強度設計、水素脆化対策
H01F 磁石・変圧器:変電所用トランス、発電機用磁石 物理系:強磁性材料の研究、低損失変圧器の物理設計
G01N 材料分析:電池劣化診断、水素漏れ検知 物理系:非破壊検査技術、センシング物理の応用
C21B 製鉄:水素直接還元製鉄、低炭素製鉄 材料系:水素還元プロセスにおける鉄鋼組織制御
C08J 高分子加工:電池用セパレータ、風車翼成形 材料系:風車用複合材料の成形プロセス開発
F24H 給湯・加熱:太陽熱温水器、ヒートポンプ 機械系:ヒートポンプのサイクル設計、熱効率改善

 特許出願件数が多いものから上表にしました。ただし、上表に示される技術分野は一部に過ぎません。

 

5.独自分析のやり方

 本記事では「再生可能エネルギー」、「再エネ」というワードを出願書類中に含むものを抽出したものです。

 そのため、再エネそのものを主目的としない技術(結果として再エネに役立つという程度で挙げられているに過ぎない技術)が多く含まれていると思われます。

 再エネそのものを主目的とするものか、ご自身が求めているものか、の確認は個別の特許情報を調べる必要があります。

 表1に記載の特定企業について開発内容(特許情報)を調べる方法は、以下の通りです。

(1)特許情報プラットフォーム(J-PlatPat)を開く

   特許実用新案検索:https://www.j-platpat.inpit.go.jp/p0100

 

(2)以下、①~③の操作

  ①「外国文献」からチェック(✓)を外す

  ②検索項目のプルダウンメニュー「全文」でキーワード「再生可能エネルギー 再エネ」と入力

  ③検索項目のプルダウンメニュー「出願人/権利者/著者所属」で企業名を入力

 

 

(3)検索結果を調べる。

 3000件を超える場合は表示されないので、検索オプションの「日付指定」で出願日を絞ってヒット件数を調節してください。

 

 検索の詳細は以下の記事等を参照してください。

 ・研究内容から企業を特定する方法【事例あり】

 

6.最後に

 本記事を通して再エネ分野全般の研究開発についての理解の一助となれば幸いです。

 

7.次に何をすべきか迷っている方へ

自分の専攻を活かせる企業を知りたい方へ

👉 研究開発職に強い企業を専攻別に簡易的に整理した入口編です

  化学系情報系電気系機械系材料系物理系数学系生物系土木・建築系薬学系

👉 研究開発職に強い企業を分野別に簡易的に整理した入口編です

  航空宇宙分野エネルギー分野再生可能エネルギー分野農業分野医療分野ヘルスケア分野物流分野

 

研究開発職の全体像を知りたい方へ

👉 まずは全体を把握したい方

 ・理系の就職・転職先一覧|専攻・業界別の研究開発に強い企業

 ・研究開発職のキャリアマップ

👉 総合メーカー志望の方はこちら

 ・総合メーカーの就職・転職先一覧|研究開発に強い企業の技術分野

 ・総合メーカーの研究開発職の環境の相違

 

化学系で就職・転職できる業界を網羅的に知りたい方へ

 化学系の研究開発職の業界・企業一覧|需要特大(第1部)

 化学系の研究開発職の業界・企業一覧|需要大(第2部)

 化学系の研究開発職の業界・企業一覧|需要有(第3部)

 

<出典、参考>
・特許情報プラットフォーム(https://www.j-platpat.inpit.go.jp/)にて公開されている情報
・会社四季報 業界地図2024年、2025年、2026年版 東洋経済新報社

<留意事項>
・本記事は、弁理士である管理人の視点で特許情報を独自に分析したものです。
・本サイトでは、特許情報を正確かつ最新の状態でお伝えするよう努めていますが、情報の完全性を保証するものではありません。
・特許情報のご活用や解釈は読者ご自身の責任でお願いいたします。
・詳細な確認や重要な判断が必要な場合はお問い合わせフォームからご連絡ください。