Stratistics MRC의 조사에 따르면 세계의 열에너지 저장 시장은 2025년에 25억 달러 규모에 달하며, 2032년까지 38억 달러에 달할 것으로 예측됩니다.
예측 기간 중 CAGR은 5.8%로 예상됩니다. 열에너지 저장은 용융염, 상변화 물질, 냉각수 등의 물질을 이용하여 열 또는 냉기로 에너지를 저장하는 시스템에 초점을 맞추었습니다. 발전, 지역 냉난방, 산업 공정 등의 용도로 활용됩니다. 그 장점으로는 에너지 사용을 피크 시간에서 비피크 시간으로 전환, 재생에너지 통합률 향상, 시스템 효율 개선, 운영 비용 절감, 건물 및 전력망에 대한 에너지 공급 안정화 등을 들 수 있습니다.
IRENA의 기술 전망 및 에너지 저장 분석에 따르면 세계 열에너지 저장(TES) 용량은 빠르게 확대될 것으로 예측됩니다. IRENA는 재생에너지 유연성 솔루션으로 2030년까지 TES의 도입 규모가 수백GWh에 달할 것으로 추정하고 있습니다.
전력 시스템 현대화 및 재생에너지 통합
세계 전력망의 현대화 추진과 태양광, 풍력 등 간헐적 재생에너지의 급속한 통합은 열에너지 저장 시장의 주요 촉진요인입니다. 이러한 시스템은 수급 균형 조정 및 발전 피크시 잉여 에너지를 저출력 시점에 대비하여 저장하는 데 있으며, 그 중요성이 점점 더 커지고 있습니다. 열 저장은 에너지 전환과 전력망 안정성 향상을 위한 신뢰할 수 있고 비용 효율적인 솔루션을 제공함으로써 탈탄소화 목표를 직접적으로 지원할 수 있습니다. 이는 세계 에너지 전환 정책에 부합하며, 시장 성장을 지속하고 더 많은 투자를 유치할 수 있을 것입니다.
기술적, 입지적 특성으로 인한 과제
시장 확대는 심각한 기술적 과제와 입지적 문제를 수반합니다. 열 저장 시스템의 성능과 경제성은 대규모 프로젝트의 지질학적 조건 및 특정 기후 요건과 같은 지역적 요인에 따라 크게 달라집니다. 또한 수천 사이클에 걸친 상변화물질의 무결성 유지와 같은 재료 과학과 관련된 기술적 장벽은 신뢰성에 대한 우려를 불러일으킵니다. 이러한 복잡성은 프로젝트 개발 기간의 장기화와 초기 자본 비용의 상승으로 이어져 도입을 고려하는 기업을 주저하게 만드는 요인으로 작용합니다.
산업 응용 분야에서의 확장
산업용 열에너지 저장의 확대는 큰 성장 기회가 잠재되어 있습니다. 제조, 식품가공, 화학 산업 등 고온 공정열을 필요로 하는 산업은 화석연료 의존도 감소와 에너지 비용 절감을 모색하고 있습니다. 열 저장 기술은 이러한 공정에서 발생하는 폐열이나 태양열 에너지를 효과적으로 저장하여 나중에 사용할 수 있습니다. 이 애플리케이션은 운영 비용을 절감하고 기업이 엄격한 지속가능성 목표를 달성할 수 있도록 지원하며 새로운 대규모 시장 부문을 개발할 수 있습니다.
축전지와의 경쟁
열에너지 저장 시장의 가장 큰 위협은 빠르게 발전하는 축전지 기술, 특히 리튬이온 배터리와의 치열한 경쟁입니다. 축전지는 강력한 정책적 지원, 비용 절감, 전력 저장에 대한 높은 인지도 등의 장점이 있습니다. 열 저장은 장시간 사용시 지속시간과 비용 측면에서 우위를 점하는 경우가 많으며, 축전지 시스템의 범용성과 모듈성은 현재 대부분의 투자를 끌어들이고 있습니다. 프로젝트 자금과 시장 인지도를 둘러싼 이러한 경쟁은 지속적인 과제가 되고 있습니다.
COVID-19 팬데믹은 처음에 열에너지 저장 시장에 혼란을 가져왔습니다. 봉쇄 및 사회적 거리두기 조치로 인해 공급망 병목현상이 발생하여 프로젝트 건설이 지연되었습니다. 에너지 수요의 일시적 감소와 유틸리티 및 산업 분야의 설비투자 동결로 인해 2020년 신규 투자는 더욱 둔화되었습니다. 그러나 회복기에는 에너지의 회복력과 지속가능성의 중요성이 재인식되었습니다. 또한 녹색 인프라에 초점을 맞춘 정부의 경기 부양책은 프로젝트 파이프라인을 가속화하여 시장 회복을 촉진하고 장기적인 성장 강화의 토대를 마련했습니다.
예측 기간 중 현열 저장 부문이 가장 큰 시장 규모를 차지할 것으로 예측됩니다.
현열 저장 부문은 기술적 성숙도, 신뢰성, 집광형 태양열발전(CSP) 플랜트와 같은 대규모 응용 분야에서 입증된 실적에 힘입어 예측 기간 중 가장 큰 시장 점유율을 차지할 것으로 예측됩니다. 이러한 시스템은 유틸리티 규모의 저장 용량에서 기술적 리스크가 낮고 비용 효율성이 뛰어납니다. 또한 기존 인프라와 풍부한 운영 경험으로 인해 현열 저장은 많은 대규모 산업 및 발전 프로젝트에서 기본 선택이 되었으며, 시장에서 지속적인 주도권을 확보하고 있습니다.
상 변화 재료(PCM) 부문은 예측 기간 중 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예측됩니다.
예측 기간 중 상변화물질(PCM) 부문은 가장 높은 성장률을 보일 것으로 예측됩니다. 이는 현열에 비해 훨씬 더 컴팩트한 저장 시스템을 가능하게 하는 PCM의 우수한 에너지 밀도에 기인합니다. 이 특성은 건물 공조(HVAC), 상업용 냉각 등 공간 제약이 있는 응용 분야에서 매우 중요합니다. 또한 지속적인 연구개발을 통해 기존의 비용과 안정성 문제를 극복하고 있으며, PCM의 실용성이 점점 더 높아지고 있습니다. 건설 및 전자 분야의 효율적인 열 관리에 대한 강력한 수요가 이 부문의 급속한 성장을 이끄는 주요 요인입니다.
예측 기간 중 유럽이 가장 큰 시장 점유율을 유지할 것으로 예측됩니다. 유럽연합(EU)의 엄격한 규제 프레임워크와 재생에너지 및 탄소 중립에 대한 야심찬 법적 구속력 있는 목표가 이러한 선도적 입지를 확고히 하고 있습니다. 지원적인 정부 정책, 보조금, 그리고 주요 기술 공급자의 고밀도 집적은 도입에 최적의 환경을 조성하고 있습니다. 또한 북유럽과 중부 유럽 전역에 구축된 지역 열 공급 시스템은 대규모 열 저장을 통합할 수 있는 기성 인프라를 제공하여 이 지역 세계 시장에서의 우위를 확고히 하고 있습니다.
예측 기간 중 아시아태평양은 가장 높은 CAGR을 보일 것으로 예측됩니다. 이는 급증하는 전력 수요와 심각한 대기오염에 대응하기 위해 특히 중국과 인도의 재생에너지 인프라에 대한 대규모 투자가 원동력이 되고 있습니다. 이 지역의 급속한 산업화는 에너지 비용 절감을 위한 산업용 열 저장 용도에 큰 기회를 제공합니다. 또한 정부의 지원책과 집광형 태양광발전소 설치 증가가 주요 원동력이 되어 아시아태평양을 세계에서 가장 빠르게 성장하는 열에너지 저장 시장으로 자리매김하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Thermal Energy Storage Market is accounted for $2.5 billion in 2025 and is expected to reach $3.8 billion by 2032, growing at a CAGR of 5.8% during the forecast period. Thermal energy storage focuses on systems that store energy as heat or cold using materials such as molten salts, phase-change materials, or chilled water. It serves applications in power generation, district heating and cooling, and industrial processes. Benefits include shifting energy use from peak to off-peak periods, enabling higher integration of renewables, improving system efficiency, reducing operating costs, and stabilizing energy supply for buildings and grids.
According to IRENA's technology outlooks and energy storage analyses, global thermal energy storage (TES) capacity is expected to grow rapidly IRENA estimates TES deployments could reach the hundreds of GWh scale by 2030 as a flexibility solution for renewables.
Grid Modernization & Renewable Integration
The global push for grid modernization and the rapid integration of intermittent renewable sources, like solar and wind, are primary drivers for the thermal energy storage market. These systems are increasingly vital for balancing supply and demand, storing excess energy during peak generation for use during periods of low output. By providing a reliable and cost-effective solution for energy shifting and enhancing grid stability, thermal storage directly supports decarbonization goals. This is in line with global energy transition policies, which will keep the market growing and attract more investment.
Technical & Site-Specific Challenges
Significant technical and site-specific challenges temper market expansion. The performance and economic viability of thermal storage systems are highly dependent on local factors, including geological conditions for large-scale projects and specific climate demands. Furthermore, technical hurdles related to materials science, such as maintaining the integrity of phase change materials over thousands of cycles, pose reliability concerns. These complexities can lead to extended project development times and higher initial capital costs, deterring potential adopters.
Expansion in Industrial Applications
A significant growth opportunity lies in the expansion of thermal energy storage within industrial applications. Industries with high-temperature process heat requirements, such as manufacturing, food processing, and chemicals, are seeking to reduce their reliance on fossil fuels and lower energy costs. Thermal storage can effectively store waste heat or solar thermal energy for later use in these processes. This application cuts operational expenses and helps corporations meet stringent sustainability targets, opening a substantial new market segment.
Competition from Battery Storage
The most prominent threat to the thermal energy storage market is the intense competition from rapidly advancing battery storage technologies, particularly lithium-ion. Batteries benefit from strong policy support, falling costs, and high public recognition for electricity storage. While thermal storage often has advantages in duration and cost for long-duration applications, the versatility and modularity of battery systems attract a larger share of current investment. This competition for project funding and market mindshare poses a persistent challenge.
The COVID-19 pandemic initially disrupted the thermal energy storage market, causing supply chain bottlenecks and delaying project construction due to lockdowns and social distancing measures. A temporary reduction in energy demand and capital expenditure freezes from utilities and industries further slowed new investments in 2020. However, the recovery phase has underscored the importance of energy resilience and sustainability. Furthermore, government stimulus packages focusing on green infrastructure have since accelerated project pipelines, helping the market rebound and positioning it for stronger long-term growth.
The sensible heat storage segment is expected to be the largest during the forecast period
The sensible heat storage segment is expected to account for the largest market share during the forecast period, attributed to its technological maturity, reliability, and proven track record in large-scale applications such as concentrated solar power (CSP) plants. These systems benefit from lower technological risk and cost-effectiveness for utility-scale storage capacity. Moreover, the extensive existing infrastructure and operational experience make sensible heat the default choice for many large-scale industrial and power generation projects, ensuring its continued market leadership.
The phase change materials (PCMs) segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
Over the forecast period, the phase change materials (PCMs) segment is predicted to witness the highest growth rate, driven by PCMs' superior energy density, which allows for much more compact storage systems compared to sensible heat. This characteristic is crucial for space-constrained applications in building HVAC and commercial cooling. Additionally, ongoing R&D is successfully addressing previous cost and stability limitations, making PCMs increasingly viable. The strong demand for efficient thermal management in the construction and electronics sectors is a key factor propelling this segment's rapid expansion.
During the forecast period, the Europe region is expected to hold the largest market share. The European Union's stringent regulatory framework and ambitious binding targets for renewable energy and carbon neutrality firmly anchor this leadership. Supportive government policies, subsidies, and a high concentration of leading technology providers create a fertile environment for adoption. Furthermore, well-established district heating systems across Northern and Central Europe provide a ready-made infrastructure for integrating large-scale thermal storage, solidifying the region's dominant position in the global market.
Over the forecast period, the Asia Pacific region is anticipated to exhibit the highest CAGR, fueled by massive investments in renewable energy infrastructure, particularly in China and India, to meet soaring electricity demand and address severe air pollution. The region's rapid industrialization presents a major opportunity for industrial thermal storage applications to reduce energy costs. Moreover, supportive government initiatives and the increasing installation of concentrated solar power plants are key drivers positioning Asia Pacific as the fastest-growing thermal energy storage market globally.
Key players in the market
Some of the key players in Thermal Energy Storage Market include Siemens Energy AG, Abengoa S.A., Aalborg CSP A/S, CALMAC Corporation, EVAPCO, Inc., Rondo Energy, Inc., Antora Energy, Inc., EnergyNest AS, Brenmiller Energy Ltd., Malta Inc., Sunamp Ltd, SaltX Technology Holding AB, Burns & McDonnell Engineering Company, Inc., MAN Energy Solutions SE, Dunham-Bush Limited, Baltimore Aircoil Company, DN Tanks, Inc., and Heliogen, Inc.
In October 2025, Aalborg CSP published an update explaining its concept for converting coal-fired power plants into large-scale thermal storage facilities using pit and tank TES to store renewable heat for later use. This positions thermal storage as a repurposing pathway for legacy coal assets.
In October 2025, Rondo Energy announced the start of commercial operation of a 100 MWh Rondo Heat Battery in California, described as the world's largest industrial heat battery and a highly efficient form of electric thermal energy storage providing 24-hour steam from off-grid solar.
In June 2024, Antora announced a $14.5 million ARPA-E award to accelerate launch of its combined heat-and-power thermal battery product, aimed at providing long-duration, high-temperature TES for industry.