市場調査レポート

水・廃水センサー市場規模・シェア分析 – 成長動向と予測 (2025年~2030年)

水・廃水センサー市場レポートは、センサータイプ(光学センサー、超音波センサーなど)、監視項目(pH、濁度など)、エンドユーザー産業(工業用水・廃水処理、養殖など)、設置場所(インライン、水中、ハンドヘルドまたはポータブル、リモートまたはIoT対応ユニット)、および地域別に分類されます。市場予測は金額(米ドル)で提供されます。
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水・廃水センサー市場は、センサータイプ、監視パラメーター、最終用途産業、設置場所、地域別に区分され、2025年から2030年までの成長トレンドと予測が提供されています。市場規模は米ドルで評価されます。

市場概要

調査期間は2019年から2030年です。水・廃水センサー市場は、2025年に706.5億米ドルに達し、2030年には1009.6億米ドルに成長すると予測されており、年平均成長率(CAGR)は7.40%です。最も急速に成長している市場はアフリカであり、最大の市場はアジア太平洋地域です。市場の集中度は中程度です。主要なプレーヤーには、Xylem Inc.、Hach Company、Horiba Ltd.、ABB Ltd.、Yokogawa Electric Corporationなどが挙げられます。

この市場の成長は、公益事業者が定期的なサンプル採取から継続的なエッジ対応監視へと移行し、汚染検出時間を数日から数分に短縮していることに起因します。また、光学センサーや微小電気機械システム(MEMS)部品の部品表(BOM)コストの低下、エッジ人工知能(AI)の普及、および世界的な排出規制の強化も需要を後押ししています。競争戦略は、プローブハウジングへの機械学習推論の組み込みに集中しており、サプライヤーは性能ベースの契約を通じて稼働時間の向上を約束しています。アジア太平洋地域は、急速な工業化と都市化、そして水質汚染への意識の高まりにより、この市場において最大のシェアを占めています。特に中国やインドなどの国々では、政府による水処理インフラへの大規模な投資が市場拡大を牽引しています。一方、アフリカ市場は、水資源管理の改善とアクセス向上へのニーズが高まっていることから、最も高い成長率を示すと予測されています。これは、国際機関や各国政府による支援プログラムが活発化していることも一因です。

市場の課題としては、センサーの初期導入コストの高さや、複雑なデータ管理システムの構築、そして特に発展途上国における技術者の不足が挙げられます。しかし、IoT技術の進化やクラウドベースのソリューションの普及により、これらの課題は徐々に克服されつつあります。また、センサー技術の小型化と低コスト化が進むことで、より広範な地域での導入が期待されています。

将来の展望としては、AIと機械学習を活用した予測分析機能の強化、自己診断・自己校正機能の搭載、そして複数のセンサーデータを統合した包括的な水質監視システムの開発が挙げられます。これにより、水処理プロセスの最適化、運用コストの削減、そしてより迅速かつ正確な汚染源の特定が可能となり、持続可能な水資源管理に貢献すると考えられます。

世界の水・廃水センサー市場に関する本レポートは、市場の現状、成長要因、課題、セグメント別の動向、地域別の見通し、および主要企業の競争状況を詳細に分析しています。

まず、市場規模と成長予測についてですが、世界の水・廃水センサー市場は2025年に706.5億米ドルに達し、2030年には1009.6億米ドルに成長すると予測されています。これは、水資源管理と環境保護への意識の高まりを背景に、堅調な拡大が期待されていることを示しています。

市場の成長を牽引する主な要因としては、以下の点が挙げられます。
* 水事業体のデジタル化の加速:効率的な水管理と運用最適化のために、センサー技術の導入が進んでいます。
* 産業排水規制の強化:工場からの排水基準が厳格化され、リアルタイムでの監視と管理の必要性が高まっています。
* スマート灌漑ネットワークの急速な拡大:農業分野での水使用効率向上を目指し、スマートセンサーの需要が増加しています。
* 光センサーおよびMEMSセンサー部品のコスト低下:技術革新と量産効果により、センサーの導入コストが下がり、普及を後押ししています。
* オンサイト異常検知のためのエッジAI統合:現場での迅速な異常検知と対応を可能にするため、エッジAIの活用が進んでいます。
* 性能ベースの水サービス契約の増加:サービスプロバイダーが性能目標達成のためにセンサーデータを活用するケースが増えています。

一方で、市場にはいくつかの課題も存在します。
* 既存プラントの資本集約的な改修:特に中規模施設では、レガシーシステムから最新のセンサーシステムへのアップグレードに50万米ドルを超える多額の初期投資が必要となる場合があります。
* 熟練した校正技術者の不足:センサーの正確な運用には専門知識を持つ技術者が不可欠ですが、その確保が難しい状況です。
* クラウド接続プローブにおけるデータセキュリティの懸念:IoT対応センサーの普及に伴い、機密データの保護に関する懸念が高まっています。
* 高塩分排水におけるセンサー寿命の限界:特定の過酷な環境下では、センサーの耐久性と寿命が課題となることがあります。

セグメント別の動向を見ると、センサータイプ別では、光学式溶存酸素プローブが2030年までに年平均成長率8.43%で最も急速に成長すると予測されています。これは、従来の膜式電極に代わり、より信頼性の高い発光式設計が普及しているためです。
監視される主要なパラメータには、pH、溶存酸素、濁度、導電率、酸化還元電位(ORP)、温度などがあり、幅広い水質管理ニーズに対応しています。
最終用途産業では、自治体の水・廃水処理部門が市場収益の47.42%を占める最大のセグメントです。これは、複数の処理段階での継続的な監視が義務付けられているためです。
設置場所別では、IoT対応のリモートユニットが注目されています。これらのプローブは、現場訪問の削減、エッジでの異常検知、地方の井戸や高架水槽などの分散型資産の監視を可能にし、運用効率の向上に貢献しています。

地域別の成長見通しでは、アフリカが2030年までに年平均成長率8.47%で最も高い成長を示すと予測されています。これは、多国間銀行からの資金援助により、センサーとプリペイドメーターが一体となったソリューションの導入が進んでいることが背景にあります。北米、ヨーロッパ、アジア太平洋地域も主要な市場であり、特に中国、日本、インドなどのアジア太平洋地域は、急速な工業化と都市化に伴い、水処理インフラへの投資が増加しています。

競争環境においては、Xylem Inc.、Hach Company、Horiba Ltd.、Endress+Hauser Group Services AG、ABB Ltd.、Yokogawa Electric Corporation、Thermo Fisher Scientific Inc.など、多数のグローバル企業が市場に参入し、技術革新と戦略的な動きを通じて競争を繰り広げています。これらの企業は、製品とサービスの提供、市場シェアの拡大、および最新技術の開発に注力しています。

本レポートは、市場の機会と将来の展望についても言及しており、未開拓の分野や満たされていないニーズの評価を通じて、今後の市場発展の方向性を示唆しています。


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1. はじめに

  • 1.1 調査の前提条件と市場の定義

  • 1.2 調査範囲

2. 調査方法

3. エグゼクティブサマリー

4. 市場概況

  • 4.1 市場概要

  • 4.2 市場の推進要因

    • 4.2.1 水道事業のデジタル化の加速

    • 4.2.2 産業排水規制の強化

    • 4.2.3 スマート灌漑ネットワークの急速な拡大

    • 4.2.4 光学およびMEMSセンサー部品のコスト低下

    • 4.2.5 オンサイト異常検出のためのエッジAIの統合

    • 4.2.6 性能ベースの水道サービス契約の台頭

  • 4.3 市場の阻害要因

    • 4.3.1 既存プラントの資本集約的な改修

    • 4.3.2 熟練した校正技術者の不足

    • 4.3.3 クラウド接続プローブにおけるデータセキュリティの懸念

    • 4.3.4 高塩分排水におけるセンサー寿命の制限

  • 4.4 産業バリューチェーン分析

  • 4.5 規制環境

  • 4.6 技術的展望

  • 4.7 マクロ経済要因の影響

  • 4.8 ポーターの5つの力分析

    • 4.8.1 新規参入者の脅威

    • 4.8.2 サプライヤーの交渉力

    • 4.8.3 買い手の交渉力

    • 4.8.4 代替品の脅威

    • 4.8.5 競争上の対抗関係

5. 市場規模と成長予測(金額)

  • 5.1 センサータイプ別

    • 5.1.1 電気化学センサー

    • 5.1.2 光学センサー

    • 5.1.3 超音波センサー

    • 5.1.4 容量性センサー

    • 5.1.5 その他のセンサータイプ

  • 5.2 監視対象パラメーター別

    • 5.2.1 pH

    • 5.2.2 溶存酸素

    • 5.2.3 濁度

    • 5.2.4 導電率

    • 5.2.5 酸化還元電位 (ORP)

    • 5.2.6 温度

    • 5.2.7 その他の監視対象パラメーター

  • 5.3 最終用途産業別

    • 5.3.1 都市の上下水処理

    • 5.3.2 産業用上下水処理

    • 5.3.3 環境監視機関

    • 5.3.4 水産養殖

    • 5.3.5 その他の最終用途産業

  • 5.4 設置場所別

    • 5.4.1 インライン

    • 5.4.2 水中

    • 5.4.3 ハンドヘルドまたはポータブル

    • 5.4.4 リモートまたはIoT対応ユニット

  • 5.5 地域別

    • 5.5.1 北米

    • 5.5.1.1 米国

    • 5.5.1.2 カナダ

    • 5.5.1.3 メキシコ

    • 5.5.2 ヨーロッパ

    • 5.5.2.1 ドイツ

    • 5.5.2.2 イギリス

    • 5.5.2.3 フランス

    • 5.5.2.4 ロシア

    • 5.5.2.5 その他のヨーロッパ

    • 5.5.3 アジア太平洋

    • 5.5.3.1 中国

    • 5.5.3.2 日本

    • 5.5.3.3 インド

    • 5.5.3.4 韓国

    • 5.5.3.5 オーストラリア

    • 5.5.3.6 その他のアジア太平洋

    • 5.5.4 中東およびアフリカ

    • 5.5.4.1 中東

    • 5.5.4.1.1 サウジアラビア

    • 5.5.4.1.2 アラブ首長国連邦

    • 5.5.4.1.3 その他の中東

    • 5.5.4.2 アフリカ

    • 5.5.4.2.1 南アフリカ

    • 5.5.4.2.2 エジプト

    • 5.5.4.2.3 その他のアフリカ

    • 5.5.5 南米

    • 5.5.5.1 ブラジル

    • 5.5.5.2 アルゼンチン

    • 5.5.5.3 その他の南米

6. 競合状況

  • 6.1 市場集中度

  • 6.2 戦略的動向

  • 6.3 市場シェア分析

  • 6.4 企業プロファイル(グローバルレベルの概要、市場レベルの概要、主要セグメント、利用可能な財務情報、戦略情報、主要企業の市場ランク/シェア、製品とサービス、および最近の動向を含む)

    • 6.4.1 Xylem Inc.

    • 6.4.2 Hach Company

    • 6.4.3 Horiba Ltd.

    • 6.4.4 Endress+Hauser Group Services AG

    • 6.4.5 ABB Ltd.

    • 6.4.6 Yokogawa Electric Corporation

    • 6.4.7 Thermo Fisher Scientific Inc.

    • 6.4.8 Teledyne Technologies Incorporated

    • 6.4.9 In-Situ Inc.

    • 6.4.10 Sensorex Inc.

    • 6.4.11 Aquaread Limited

    • 6.4.12 Atlas Scientific LLC

    • 6.4.13 Campbell Scientific, Inc.

    • 6.4.14 Swan Analytical Instruments AG

    • 6.4.15 KROHNE Messtechnik GmbH

    • 6.4.16 Analytical Technology, Inc.

    • 6.4.17 Evoqua Water Technologies LLC

    • 6.4.18 Libelium Comunicaciones Distribuidas S.L.

    • 6.4.19 Nivus GmbH

    • 6.4.20 Hubei Sensorthings Technology Co., Ltd.

7. 市場機会と将来展望


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[参考情報]
水・廃水センサーは、水質や廃水中の様々な物理的、化学的、生物学的パラメータをリアルタイムで測定し、監視するための重要な装置です。これらのセンサーは、水資源の保全、公衆衛生の確保、産業プロセスの効率化、そして環境保護に不可欠な役割を担っています。水処理施設、工場、河川、湖沼、海洋など、多岐にわたる場所で利用され、持続可能な社会の実現に貢献しています。

水・廃水センサーの種類は、測定対象となるパラメータによって非常に多岐にわたります。物理的パラメータを測定するセンサーとしては、水の酸性度やアルカリ度を示すpHセンサー、水中のイオン濃度を示す導電率センサー、懸濁物質の量を測る濁度センサー、水中の酸化還元状態を示すORP(酸化還元電位)センサー、そして水中の酸素濃度を測る溶存酸素(DO)センサーなどがあります。これらは、水処理プロセスの基本となる指標であり、ガラス電極式、電極式、光散乱式、蛍光式など、様々な測定原理に基づいています。また、水温を測定する温度センサーや、水の流れを測る流量センサー、水位を測る水位センサーも重要な物理的センサーです。

化学的パラメータを測定するセンサーは、水中の特定の化学物質の濃度を検出します。例えば、殺菌効果の指標となる残留塩素センサー、有機物汚染の度合いを示すCOD(化学的酸素要求量)センサーやTOC(全有機炭素)センサー、微生物による有機物分解の指標となるBOD(生物化学的酸素要求量)センサーなどがあります。これらは、UV吸収法、燃焼酸化法、電気化学的手法などを用いて測定されます。さらに、富栄養化の原因となるアンモニア、硝酸、リン酸などの栄養塩類を測定するイオン選択性電極(ISE)センサーや、鉛やカドミウムといった重金属を検出するセンサーも開発されています。これらのセンサーは、水質汚染の監視や、特定の汚染物質の排出管理に不可欠です。

生物学的パラメータを測定するセンサーは、水中の微生物や藻類の活動を検出します。例えば、特定の病原菌や微生物の存在を迅速に検出するバイオセンサーや、藻類の増殖を示すクロロフィルaセンサーなどがあります。これらは、水系感染症の予防や、アオコ発生の早期警戒などに利用されます。

これらの水・廃水センサーは、様々な分野で幅広く利用されています。最も主要な用途の一つは、上水処理プロセスにおける水質管理です。取水源から浄水場、そして配水に至るまで、各段階で水質を監視し、安全な飲料水の供給を確保します。下水処理場では、流入する汚水の水質監視から、処理プロセスの最適化、そして放流水の水質管理に至るまで、環境基準の遵守と効率的な処理のために不可欠です。産業分野では、工場排水の監視、再利用水の水質管理、冷却水やボイラー水の管理など、規制遵守とコスト削減のために利用されます。また、河川、湖沼、海洋といった自然環境における水質モニタリングは、汚染源の特定や生態系への影響評価に貢献します。農業分野では、灌漑用水の水質管理、養殖業では養殖池の水質管理に利用され、生産性の向上と持続可能な農業・漁業を支援しています。

水・廃水センサーの進化は、関連技術の発展と密接に結びついています。IoT(モノのインターネット)技術の普及により、センサーから得られたデータはリアルタイムでクラウドに送信され、遠隔地からでも監視・管理が可能になりました。AI(人工知能)や機械学習は、大量のセンサーデータを分析し、異常検知、将来のトレンド予測、さらには水処理プロセスの自律制御に活用されています。ビッグデータ分析は、広範囲にわたる水質データを統合し、より包括的な水管理戦略の策定を可能にします。無線通信技術、特にLoRaWANやNB-IoTのような低消費電力広域ネットワーク(LPWAN)は、電源や通信インフラが限られた場所でのセンサー設置を容易にしました。さらに、マイクロ流体技術やナノテクノロジーは、センサーの小型化、高感度化、多項目同時測定を可能にし、より高度な分析を現場で実現しています。自律型ロボットやドローンにセンサーを搭載することで、広範囲の水質調査や、人間がアクセスしにくい場所での測定も可能になっています。

水・廃水センサーの市場は、世界的な水質汚染の深刻化と水不足、そして環境規制の強化を背景に、着実に拡大しています。多くの国で、安全な水へのアクセスが課題となっており、水処理インフラの整備と効率化が急務です。既存のインフラの老朽化も、近代的なセンサー技術への投資を促しています。また、スマートシティやスマート農業の推進に伴い、効率的な水管理システムへの需要が高まっています。技術革新により、センサーはより小型化、高精度化、低コスト化、そして多機能化しており、これが市場の成長をさらに加速させています。近年では、COVID-19パンデミックを契機に、廃水中のウイルス検出といった新たな用途も出現し、公衆衛生監視におけるセンサーの重要性が再認識されています。

今後の展望として、水・廃水センサーはさらなる高精度化と多項目化が進むでしょう。より微量な汚染物質や、これまで検出が困難だった物質の検出が可能になり、水質管理のレベルが向上します。小型化と低消費電力化は、設置場所の自由度を高め、バッテリー駆動による長期間の運用を可能にします。AIとIoTとの融合はさらに深化し、センサーデータに基づいた予測保全、自律制御、そして高度なデータ解析による新たな価値創出が期待されます。非接触・非破壊測定技術の発展は、メンテナンス負荷を軽減し、リアルタイムでの連続監視をより容易にするでしょう。バイオセンサーの進化は、特定の汚染物質や病原体を迅速かつ高感度に検出する能力を高め、水系感染症対策や環境リスク評価に貢献します。また、センサー自体のコスト削減も進み、より広範な普及が期待されます。気候変動による災害の増加に伴い、災害時や緊急時における水質監視の重要性も高まっており、レジリエンス強化の観点からも、水・廃水センサーの役割はますます大きくなることでしょう。