1.36億kWの背景にある測定精度をめぐる競争
2025年末、国家能源局が発表したデータは、エネルギー貯蔵業界全体を再び注目の的とした：全国の新型エネルギー貯蔵の設備容量は1.36億kW/3.51億kWhに達し、2024年末比84％増、「第13次五カ年計画」期末比40倍以上増となった。2025年通年で新設稼働は66.43GW/189.48GWh、このうち独立型エネルギー貯蔵プラントが55.9％を占め、再生可能エネルギー併設型エネルギー貯蔵の割合は28.4％に低下した。
このデータは、エネルギー貯蔵が再生可能エネルギーの「付属設備」から独立した「電力市場のプレイヤー」へと変貌する重要な転換点を示している。2025年に公布された「136号文」は再生可能エネルギーへのエネルギー貯蔵義務付を廃止し、エネルギー貯蔵を全面的に市場化運営に移行させた。2026年から、すべてのエネルギー貯蔵プロジェクトは、電力スポット市場取引、補助サービス補償、容量価格などのメカニズムを通じてその経済的価値を立証しなければならない。
この転換は、エネルギー貯蔵システムのエネルギー管理精度に対してかつてない要求をもたらしている。電力スポット市場では、0.1％の充放電量計測誤差が数十万元規模の年間収益のずれを意味する可能性があり、グリッドフォーミング型エネルギー貯蔵アプリケーションでは、電流測定の動的応答速度が電力系統の安定性に直接影響する。産業・商業用エネルギー貯蔵シナリオでは、正確な電流データがバーチャルパワープラント（VPP）への統合、多元的な収益獲得の基礎となる。
これらのアプリケーションの「感知末端」である電流センサーは、その技術路線の選択が、単一のホール方案からホールとTMR（トンネル磁気抵抗）の併存へと進化しつつある。
ホール効果：成熟した方案の継続的進化
ホール効果センサーは、1879年にアメリカの物理学者エドウィン・ハーバート・ホールによって発見されたホール効果の原理に基づき、電流が発生する磁場の強度を測定することで非接触測定を実現する。数十年にわたる技術革新を経て、ホール方案はエネルギー貯蔵分野で成熟した製品体系を形成しており、開ループシリーズと閉ループシリーズが含まれる。
開ループホール方案は構造が比較的単純で、ホール素子が磁気コアのエアギャップ中の磁場を直接感知する。その利点は、広い帯域幅（250kHzまで可能）、動的応答の速さ、明らかなコスト優位性にある。2025年のエネルギー貯蔵アプリケーションでは、開ループ方案は依然としてコストに敏感なシナリオで主要な地位を占めている：
大規模エネルギー貯蔵プラントの直流母線監視：大電流レンジシリーズ（例：芯森のHKxVシリーズの200-5000A規格）は、1500V高圧直流システムの電流監視ニーズを満たすことができる。
グリッドフォーミング型エネルギー貯蔵の電力回路保護：高帯域幅シリーズ（例：芯森 AN1Vの 250kHz帯域幅）は、IGBTまたはSiCデバイスのスイッチング過程における電流瞬変を高速で捕捉し、過電流保護に使用できる。
産業・商業用エネルギー貯蔵の補助設備監視：冷却ポンプ、ファンなどの負荷の電流監視は精度要求は高くないが、コストに敏感であり、開ループ方案のコストパフォーマンスの優位性が明らかである。
このセンサーの一次側と二次側は絶縁されており、直流、交流、パルス電流の測定に使用される...
閉ループホール方案は補償コイルにより磁気平衡システムを構築し、磁気コアの動作点を零磁束状態に安定させ、精度は0.3%-0.5%に達する。2025年のエネルギー貯蔵市場の新たな需要の下で、閉ループ方案の価値はより一層顕著になっている：
独立型エネルギー貯蔵プラントの電力量決済：電力スポット市場の時間帯別価格差を利用した収益は、充放電量の正確な計量に直接依存し、高精度シリーズ（例：CMxAレベルの0.3%精度）は商業化運営のデータ信頼性要求を満たすことができる。
大容量電池セルのSOC推定：2025年は「エネルギー貯蔵大容量電池セル量産元年」と定義され、500Ah+の電池セルが本格的に出荷され始めた。より大きな容量はより長い充放電周期を意味し、SOC累積誤差の制御は高精度の電流測定に依存する。
電池クラスタの並列均等化：大規模エネルギー貯蔵システムにおいて複数クラスタが並列運転する際の循環電流問題は一部の電池の劣化を加速するが、高精度閉ループセンサー（例：CS3Aレベルの0.3%精度）は各クラスタの電流をリアルタイムで監視し均等化できる。
しかし、ホール方案の技術的ボトルネックは2025年のアプリケーションシナリオでますます顕著になっている。ホール素子の感度は比較的低く（約0.05mV/V/Oe）、磁束集積器との併用が必要であり、これが体積と消費電力の増加につながる。その消費電力は通常5-20mAレベルであり、温度ドリフト特性も比較的劣り、全温度範囲（-40℃～105℃）での精度維持には課題がある。
TMR技術：新世代測定方案の台頭
TMR技術は強磁性多層膜材料のトンネル磁気抵抗効果を利用し、その感度は100mV/V/Oeに達し、ホール素子の2000倍以上である。この技術的特性により、TMRセンサーはエネルギー貯蔵アプリケーションで独自の優位性を示し、ハイエンドアプリケーションから主流市場へと浸透しつつある。
精度と帯域幅の両面でのブレークスルーがTMR方案の最も顕著な技術的特徴である。2025年に業界が発表した製品データによると、主流のTMR閉ループ電流センサーの誤差は±0.06%FSまで低く、直線性は0.05%FS、応答時間はナノ秒級に達し、MHz級高周波信号検出をサポートする。これに対し、従来のホールセンサーの典型的な誤差は±1％、帯域幅は通常250kHz以下である。
2025年のエネルギー貯蔵システムの具体的なアプリケーションにおいて、TMR技術の優位性は以下の点に現れている：
グリッドフォーミング型エネルギー貯蔵の高速制御ループ。2025年は、グリッドフォーミング型エネルギー貯蔵が技術的選択肢から系統の標準装備へと進化する重要な年と見なされている。グリッドフォーミング型エネルギー貯蔵は系統の電圧、周波数、慣性力サポートを能動的に確立する必要があり、制御ループの応答速度要求はミリ秒級からマイクロ秒級に引き上げられている。TMRセンサーのナノ秒級応答とMHz級帯域幅は、急速に変化する電流瞬変を正確に捕捉し、グリッドフォーミング制御に信頼性の高いフィードバック信号を提供できる。国際的な主流メーカーが2024-2025年に発表したTMR電流センサーシリーズは、高圧エネルギー貯蔵電池監視と電力制御向けに動的応答特性を最適化している。
SiC/GaNパワーデバイスの波形監視。炭化ケイ素（SiC）と窒化ガリウム（GaN）デバイスのエネルギー貯蔵用PCSにおける普及率が向上するにつれ、スイッチング周波数は従来の10-20kHzから50kHz以上へと移行している。高周波スイッチングによって生じる電流高調波を正確に再現するには、センサーに十分な帯域幅が必要である。新世代TMRセンサーはデュアル出力設計を採用し、アーク放電電流検出（帯域幅10k～120kHz）と通常の電流測定（帯域幅DC～500kHz）をそれぞれ提供し、太陽光ストリングやエネルギー貯蔵システムの安全監視に適用できる。
広温度範囲安定性。エネルギー貯蔵システムの屋外設置環境は、センサーが-40℃～105℃あるいはそれ以上の広い温度範囲で精度を維持することを要求する。TMRセンサーはフロントエンドモジュールが半導体材料ではなくナノ厚の酸化層を採用しているため、温度特性はホール方案より優れ、動作温度は200℃に達する。主流のTMR製品は全温度範囲（-40℃～105℃）内で業界をリードする温度ドリフト特性を持ち、有効測定範囲は最大6000Aに達する。
消費電力とサイズの最適化。TMRセンサーの消費電力は0.001～0.01mAまで低く、ホール方案の5-20mAと比べて二桁減少している。分散型エネルギー貯蔵システムやエネルギーハーベスティングアプリケーションでは、この特性が特に重要である。同時に、TMRチップサイズは0.5x0.5mm2まで小さくでき、エネルギー貯蔵システムの電力密度向上に寄与する。
技術路線のシナリオ別選択
2025年のエネルギー貯蔵市場において、ホールとTMRの二つの技術路線は単純な代替関係ではなく、異なるアプリケーションシナリオで相補的な構造を形成している。
大規模独立型エネルギー貯蔵プラント（100MW级以上）は、現在、技術選択が最も代表的に現れるシナリオである。この種のプロジェクトの核心的な要求は、高信頼性と経済性のバランスである：
電池管理システム（BMS）：電池クラスタレベルの電流監視には、SOC推定と電力量決済をサポートする高精度が要求され、閉ループホール方案（0.3%精度レベル）またはTMR閉ループ方案（±0.8%誤差レベル）のいずれも要求を満たすことができる。コスト要因を考慮すると、ホール方案が現段階では依然として支配的であるが、TMR方案は新設のハイエンドプロジェクトでの浸透率が急速に高まっている。
エネルギー貯蔵用PCS電力回路：開ループホール方案は、その帯域幅の優位性とコスト競争力により、過電流保護などのシナリオで依然として広く使用されている。しかし、SiCデバイスを採用した高周波PCSでは、TMR方案の高帯域幅特性がより魅力的である。
直流側絶縁監視：磁気フラックスゲート原理の漏れ電流センサー（例：文書中のFRシリーズレベル）はミリアンペア級の残留電流を検出し、システムの安全を保障する。TMR技術の高感度性は、微弱電流検出においてより優れた性能を発揮する。
産業・商業用エネルギー貯蔵（1-10MW級）は2025年、収益モデルの根本的な転換に直面している。多くの地域で時間帯別料金の調整によりピーク・オフピーク価格差が縮小するにつれ、単純なピークシフトによる収益モデルは成り立たなくなり、システムは「スポット取引+需要管理+デマンドレスポンス+バーチャルパワープラント」という多元的な収益モデルへと転換する必要がある。これは電流センサーに対して高精度とインテリジェント化の二重の要求をもたらす：
高精度計量：電力スポット市場取引に参加するには正確な充放電量データが必要であり、TMR方案の±0.06%FS誤差レベルは、ホール方案の±1%と比べて、計測誤差による収益損失を大幅に低減できる。
高速応答：VPP統合は、エネルギー貯蔵システムが秒級甚至はミリ秒級で指令に応答することを要求し、TMRセンサーのナノ秒級応答速度は高速電力制御にデータ基盤を提供する。
データセンター併設型エネルギー貯蔵は、2025年に急速に台頭した新興シナリオとして、電力供給の信頼性と電力品質に対する要求が極めて高い。この種のシナリオの電流センサーへの要求は以下に集中する：
高帯域幅：データセンター負荷の急変特性は、急速に変化する電流を捕捉できるセンサーを要求する。
低ノイズ：高精度の電力品質監視は、センサーに低ノイズ特性が必要である。
高信頼性：TMRセンサーの動作温度は200℃に達し、耐妨害性が強く、データセンターの高電力密度環境により適している。
コストとサプライチェーンの現実的考量
技術路線の選択は、純粋な技術的決定ではない。2025年の市場環境において、ホールとTMR方案のコスト差は縮小しつつあるが、依然として顕著な違いがある。
ホール方案の利点は、成熟したサプライチェーンと規模の経済効果にある。数十年にわたる産業化の発展を経て、ホールセンサーの製造プロセスは成熟し、サプライヤーも多く、価格は非常に低くなっている。コストに敏感な大規模エネルギー貯蔵プロジェクトにとって、ホール方案の経済性は依然として魅力的である。
TMR方案のコストは比較的高く、現在市場に出回っている高性能TMRセンサーの価格は通常、ホールセンサーの2～5倍である。しかし、TMR技術の集積化の可能性はコスト低下の道筋を提供する。TMRセンサーは外部の集磁リングやリセットコイルが不要で、消費電力が75％低減され、チップサイズもより小さい。これらの特性は大量生産時に単位コストを圧縮することができる。国際的な主流のセンサーメーカーは2024-2025年に相次いでエネルギー貯蔵市場向けのTMR製品シリーズを発表しており、これはサプライチェーンの成熟とコストの一層の低下を示唆している。
長期的な趨勢として、TMR技術のエネルギー貯蔵分野での浸透率が向上するにつれ、規模の経済効果がコストの持続的な低下を推進する。業界は、2027年の世界の磁気センサー市場規模が約45億米ドルに達し、2021年から2027年までの年間平均成長率（CAGR）が9％になると予測しており、その主な駆動力は自動車の電動化とエネルギー分野のインテリジェント化である。TMRセンサーはその性能優位性により、この成長の中でより大きな市場シェアを獲得することが期待されている。
2026年の技術進化の方向性
2026年初頭の時点で、エネルギー貯蔵用電流センサーの技術進化にはいくつかの明確な趨勢が見られる：
インテリジェント化とデジタル化：従来のアナログ出力センサーは、デジタルインターフェース（SPI、I2Cなど）を備えたインテリジェントセンサーに置き換えられつつある。TMR技術の低消費電力特性は、自己校正、温度補償、故障自己診断などの機能を統合するのに適しており、外部回路設計の複雑さを軽減する。エネルギー貯蔵システムのデジタルアーキテクチャでは、インテリジェントセンサーは直接BMSやエネルギー管理システムに接続され、エッジコンピューティングと予測保全をサポートできる。
多技術融合：実際の工学的応用では、純粋なホールまたは純粋なTMRの方案は融合方案へと進化しつつある。例えば、高精度と高帯域幅の両方を満たす必要があるシナリオでは、TMRセンサーを精密測定チャネルとして、ホールセンサーを高速保護チャネルとして採用する混合アーキテクチャが利用できる。この「二重冗長」設計は大規模エネルギー貯蔵プラントでますます重視されている。
標準化と認証：エネルギー貯蔵システムの海外展開規模の拡大（2025年に中国のエネルギー貯蔵企業の新規海外受注は366GWh、前年比144％増）に伴い、電流センサーはUL、CE、IECなどの国際認証を取得し、異なる市場の技術基準と環境要求に適合する必要がある。TMRセンサーはその温度安定性と耐妨害性により、欧米などのハイエンド市場の認証過程で優位性を示している。
電力市場メカニズムとの深い融合：2025年末に公布された「電力中長期市場基本規則」により、市場取引に直接参加する電力ユーザーは政府が定める時間帯別料金を実行しなくなった。エネルギー貯蔵システムの電流測定データは直接市場取引決済に使用されるため、センサーはより高い計量精度とデータの追跡可能性を備え、特定の計量認証要求を満たす必要が生じる可能性がある。TMR方案の高精度特性はこの趨勢により合致する。
結語
2025年、中国の新型エネルギー貯蔵設備容量が1.36億kWを突破し、業界が政策主導から正式に市場主導段階に入ったことを示した。この転換点において、電流センサーはエネルギー貯蔵システム中最も基礎的な測定素子として、その技術路線の選択がシステムの効率、安全性、経済性に直接影響する。
ホール効果センサーは、成熟した産業チェーンとコスト優位性により、現在の市場では依然として支配的地位を占めており、特にコストに敏感な大規模エネルギー貯蔵プラントや産業・商業用エネルギー貯蔵シナリオでそうである。しかし、TMR技術はその高感度、高精度、低消費電力、優れた温度ドリフト特性により、ハイエンドアプリケーション市場に急速に浸透し、グリッドフォーミング型エネルギー貯蔵、SiC/GaNパワーシステム、VPP統合などの新興シナリオで代替不可能な技術的優位性を示している。
技術進化は決して二者択一の代替ではなく、シナリオに応じた選択である。2026年のエネルギー貯蔵市場では、ホールとTMRの二つの技術路線が異なるアプリケーションシナリオで共存し、共同でエネルギー貯蔵システムのエネルギー管理精度の向上を推進する。エネルギー貯蔵システムインテグレーターにとって、二つの技術路線の性能限界と適用シナリオを理解し、それをシステムアーキテクチャ、制御戦略、ビジネスモデルと整合させることは、製品競争力を実現する技術的基盤である。
電力市場化改革の深化と新型電力系統建設の推進に伴い、エネルギー貯蔵システムの役割は単純なエネルギー貯蔵ユニットからスマートエネルギーノードへと進化する。この過程において、電流センサーは―ホールであれTMRであれ―物理世界とデジタル世界を結ぶ重要な絆として、引き続き代替不可能な役割を果たし続けるであろう。