Рынок технологий топливных элементов

Размер рынка технологий топливных элементов

Объем мирового рынка технологий топливных элементов оценивался в 4 254,8 миллиона долларов США в 2023 году и, по прогнозам, вырастет с 4 758,2 миллиона долларов США в 2024 году до 11 367,5 миллионов долларов США к 2031 году, демонстрируя среднегодовой темп роста 13,25% в течение прогнозируемого периода. В объем работ в отчет включены услуги, предлагаемые такими компаниями, как Ballard Power Systems, Cummins Inc., FuelCell Energy, Inc., SFC Energy AG, Nedstack Fuel Cell Technology B.V., Bloom Energy, Doosan Fuel Cell Co., Ltd. , Plug Power, Inc., Nuvera Fuel Cells, LLC, ABB и других.

Ожидается, что растущая потребность в чистых источниках энергии и растущий спрос на электромобили будут стимулировать рост рынка. Инвестиции в водородную инфраструктуру имеют решающее значение для развития и внедрения технологии топливных элементов. Поскольку правительства и организации частного сектора во всем мире берут на себя обязательства по декарбонизации, значительные средства выделяются на развитие сетей производства, хранения и распределения водорода. Эта инфраструктура имеет решающее значение для решения проблем, связанных с доступностью водорода, которые препятствуют внедрению технологии топливных элементов.

Создавая надежную инфраструктуру, заинтересованные стороны стремятся обеспечить надежный и широкий доступ к водородному топливу, тем самым способствуя расширению применения топливных элементов. Эти инвестиции поддерживают расширение существующих приложений, таких как автомобильная и стационарная энергетика, а также создают возможности в таких секторах, как аэрокосмическая промышленность, морской транспорт и промышленные процессы.

• Например, в июне 2024 года HDF Energy получила одобрение Европейской комиссии на финансовую поддержку со стороны Франции в рамках IPCEI (Важные проекты, представляющие общий европейский интерес). Этот грант на общую сумму до 186,15 млн долларов США, вероятно, будет направлен на поддержку разработки и индустриализации мощных водородных топливных элементов на предприятии HDF Energy недалеко от Бордо.

Более того, по мере развития инфраструктуры ожидается, что затраты, связанные с производством и распределением водорода, снизятся, что еще больше повысит экономическую жизнеспособность технологии топливных элементов. Инвестиции в водородную инфраструктуру катализируют инновации и рост рынка, позиционируя топливные элементы как ключевое решение в глобальном переходе к устойчивым энергетическим системам.

Технология топливных элементов предполагает электрохимическое преобразование химической энергии топлива, обычно водорода, непосредственно в электрическую энергию. Он работает посредством процесса, в котором атомы водорода расщепляются на протоны и электроны, причем последние вырабатывают электричество, проходя через внешнюю цепь. Существует несколько типов топливных элементов, включая топливные элементы с протонообменной мембраной (PEM), твердооксидные (SOFC), топливные элементы с расплавленным карбонатом (MCFC) и фосфорной кислотой (PAFC), каждый из которых предназначен для различных применений в зависимости от их рабочих температур, эффективности и и масштабируемость.

Например, топливные элементы PEM компактны и универсальны, что делает их идеальными для автомобильной и портативной электроники. Напротив, ТОТЭ больше подходят для стационарныхпроизводство электроэнергиииз-за высоких рабочих температур. Технология топливных элементов находит разнообразные применения в различных отраслях. Например, на транспорте электромобили на топливных элементах (FCEV) набирают обороты благодаря своему профилю с нулевым уровнем выбросов. При стационарном производстве электроэнергии топливные элементы обеспечивают надежное электроснабжение в отдаленных или независимых от сети местах.

Обзор аналитика

На мировом рынке технологий топливных элементов ключевые игроки стратегически сосредоточены на повышении эффективности продукции, снижении затрат и расширении охвата рынка. Компании вкладывают значительные средства в исследования и разработки, чтобы улучшить производительность и долговечность топливных элементов, стремясь сделать их более конкурентоспособными по сравнению с традиционными источниками энергии.

• Например, в октябре 2023 года Tata Motors запустила два передовых научно-исследовательских центра, направленных на продвижение экологически безопасных мобильных решений. Эти объекты включают в себя испытательную камеру для двигателей, предназначенную для разработки водородных двигателей внутреннего сгорания, а также инфраструктуру для хранения и выдачи водородного топлива для поддержки разработки топливных элементов и транспортных средств H2ICE.

Росту рынка способствует усиление нормативной поддержки решений в области чистой энергетики, что стимулирует их внедрение в различных приложениях, включая транспорт и стационарную энергетику. Ключевые императивы для ведущих игроков включают масштабирование производственных мощностей для удовлетворения растущего спроса, создание надежных цепочек поставок критически важных компонентов, таких как катализаторы и мембраны, а также решение инфраструктурных проблем, связанных с доступностью и распределением водорода. Стратегическое соответствие целям устойчивого развития и активное участие в рынке имеют решающее значение для поддержания роста и лидерства в динамичном секторе технологий топливных элементов.

Факторы роста рынка технологий топливных элементов

Растущий мировой спрос на чистые источники энергии является важным фактором, способствующим расширению рынка технологий топливных элементов. В условиях растущей обеспокоенности по поводу изменения климата и качества воздуха все больше внимания уделяется сокращению выбросов парниковых газов от традиционных источников энергии на основе ископаемого топлива.

Топливные элементы предлагают многообещающее решение, поскольку они производят электроэнергию с нулевыми или минимальными выбросами, в зависимости от используемого источника топлива. Эта экологическая выгода делает технологию топливных элементов ключевым фактором достижения целей устойчивого развития, установленных правительствами, отраслями промышленности и потребителями. Более того, универсальность топливных элементов в различных приложениях, включая транспорт, бытовую энергетику и портативные устройства, повышает их привлекательность на различных рынках.

Высокие затраты, связанные с каталитическими материалами, используемыми в топливных элементах, представляют собой серьезную проблему для роста рынка технологий топливных элементов. Катализаторы, такие как платина, имеют решающее значение для облегчения электрохимических реакций в топливных элементах. Однако их дефицит и высокая стоимость создают препятствия для широкого внедрения. Этот фактор стоимости влияет на общую доступность систем топливных элементов, особенно на чувствительных к цене рынках, таких как автомобильная промышленность и портативная электроника. Решение этой проблемы требует инновационных подходов, таких как разработка альтернативных материалов для катализаторов или снижение содержания платины на единицу продукции без ущерба для производительности.

Исследовательские усилия сосредоточены на изучении катализаторов из недрагоценных металлов и повышении эффективности существующих катализаторов, чтобы минимизировать необходимое количество. Кроме того, ожидается, что расширение производственных мощностей и развитие партнерских отношений по всей цепочке поставок помогут стабилизировать цены на катализаторы и повысить конкурентоспособность затрат. Решая эти проблемы, заинтересованные стороны создают возможности для внедрения технологий топливных элементов в различных приложениях, тем самым способствуя устойчивому расширению рынка.

Тенденции рынка технологий топливных элементов

Растущая популярность и спрос наэлектромобили (EV)приводят к резкому росту использования электромобилей на топливных элементах (FCEV). Поскольку потребители и правительства отдают приоритет снижению зависимости от ископаемого топлива и снижению выбросов углекислого газа, электромобили, в том числе FCEV, стали жизнеспособной альтернативой. В FCEV используются топливные элементы для преобразования водорода в электричество, что обеспечивает больший запас хода и более короткое время дозаправки по сравнению с электромобилями с аккумуляторной батареей (BEV). Это преимущество делает FCEV особенно привлекательными для таких секторов, как коммерческий транспорт и автомобили большой грузоподъемности, где критически важны увеличенный запас хода и быстрая дозаправка.

• Например, в январе 2024 года компания Stellantis расширила линейку коммерческих автомобилей Stellantis Pro One, начав собственное производство автомобилей на водородных топливных элементах. Это расширение укрепляет позицию Stellantis как ведущего поставщика силовых установок с нулевым уровнем выбросов для коммерческих автомобилей по всей Европе.

Более того, достижения в развитии водородной инфраструктуры повышают осуществимость FCEV за счет расширения сетей заправки по всему миру. Поскольку автопроизводители вкладывают значительные средства в совершенствование технологий топливных элементов, а эффект масштаба способствует снижению затрат, FCEV готовы изменить ландшафт экологически чистого транспорта. Эта тенденция подчеркивает растущий сдвиг в сторону устойчивых мобильных решений, которые способствуют инновациям и стимулируют рост рынка.

Анализ сегментации

Мировой рынок сегментирован по типу, применению, конечному использованию и географическому положению.

По типу

В зависимости от типа рынок подразделяется на топливные элементы с полимерообменной мембраной, топливные элементы на фосфорной кислоте, твердооксидные топливные элементы и другие. Сегмент топливных элементов с полимерообменной мембраной в 2023 году занял наибольшую долю рынка технологий топливных элементов - 39,62%. Топливные элементы PEM пользуются большой популярностью благодаря своей высокой эффективности, быстрому времени запуска и пригодности как для стационарного, так и для мобильного применения.

В автомобильном секторе топливные элементы PEM все чаще используются в электромобилях на топливных элементах (FCEV) из-за их компактных размеров, легкого веса и способности эффективно работать при более низких температурах. Более того, достижения в технологии PEM привели к повышению долговечности и снижению затрат, что делает их привлекательными для коммерческого и бытового производства электроэнергии. Кроме того, правительственные инициативы, продвигающие экологически чистые энергетические решения, и увеличение инвестиций в водородную инфраструктуру еще больше увеличили спрос на топливные элементы PEM.

По применению

В зависимости от применения рынок технологий топливных элементов подразделяется на стационарные, транспортные и портативные. Транспортный сегмент готов зафиксировать ошеломляющий среднегодовой темп роста в 14,30% в течение прогнозируемого периода. Такой устойчивый рост объясняется несколькими факторами, способствующими внедрению технологии топливных элементов на транспорте. В автомобильной отрасли электромобили на топливных элементах (FCEV) набирают все большую популярность в качестве жизнеспособной альтернативы традиционным автомобилям с двигателями внутреннего сгорания и электромобилям с аккумуляторной батареей (BEV).

• Например, в мае 2024 года Hyundai Motor и лидер в области программного обеспечения для автономного вождения Plus представили в США первый автономный электрический грузовик на водородных топливных элементах 4-го уровня и 8-го класса. Этот дебют состоялся на выставке Advanced Clean Transportation (ACT) Expo, признанной North Главное в Америке мероприятие, посвященное передовым экологически чистым транспортным технологиям и инновациям в автопарке.

FCEV предлагают такие преимущества, как больший запас хода и более короткое время дозаправки, эффективно решая ключевые проблемы потребителей, касающиеся беспокойства о запасе хода и удобства заправки. Кроме того, достижения в развитии водородной инфраструктуры расширяют доступность заправочных станций, способствуя увеличению использования FCEV в коммерческих автопарках и общественном транспорте. Правительственные стимулы и правила, направленные на сокращение выбросов транспортных средств, также играют решающую роль в содействии внедрению технологии топливных элементов в транспортном секторе.

По конечному использованию

В зависимости от конечного использования рынок технологий топливных элементов делится на автомобильный, коммерческий и промышленный, государственный/военный и другие. Коммерческий и промышленный сектор получил наибольшую выручку в размере 1 844,4 миллиона долларов США в 2023 году. Коммерческие приложения, включая системы резервного электропитания для центров обработки данных, телекоммуникационной инфраструктуры и коммерческих зданий, внесли значительный вклад в расширение сегмента. Топливные элементы обеспечивают надежное и бесперебойное электроснабжение, что имеет решающее значение для поддержания операций в этих секторах, тем самым снижая эксплуатационные риски и затраты, связанные с простоями.

Кроме того, технологии топливных элементов все чаще применяются в таких отраслях промышленности, как погрузочно-разгрузочное оборудование, портативные генераторы и вилочные погрузчики для повышения эксплуатационной эффективности и сокращения выбросов. Правительственные инициативы, способствующие внедрению экологически чистой энергии в коммерческом и промышленном секторах, а также достижения в области технологий топливных элементов, повышающих надежность и масштабируемость, еще больше способствуют росту этого сегмента.

Региональный анализ рынка технологий топливных элементов

В зависимости от региона мировой рынок подразделяется на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Ближний Восток и Африка и Латинскую Америку.

Азиатско-Тихоокеанский рынок технологий топливных элементов занимал долю 36,25% и оценивался в 1 542,3 миллиона долларов США в 2023 году. В таких странах, как Япония, Южная Корея и Китай, мощная государственная поддержка и значительные инвестиции в водородную инфраструктуру и экологически чистые энергетические технологии позволили добиться успеха. способствовало росту регионального рынка. Эти страны находятся на переднем крае внедрения технологии топливных элементов в различных приложениях, включая автомобилестроение, стационарные электростанции и портативные устройства.

• Например, в мае 2024 года компания IndianOil достигла важной вехи в продвижении экологически безопасных транспортных решений, поставив индийской армии новейший автобус на экологически чистых водородных топливных элементах. Это знаменательное событие ознаменовалось подписанием Меморандума о взаимопонимании (МоВ) между IndianOil и индийской армией, сигнализирующего о начале внедрения технологии водородных топливных элементов для тяжелой электронной мобильности.

Более того, Азиатско-Тихоокеанский регион извлекает выгоду из мощной производственной базы, позволяющей добиться экономии за счет масштаба и эффективности затрат при производстве топливных элементов. Растущий автомобильный сектор региона в сочетании с растущим внедрением электромобилей на топливных элементах (FCEV) еще больше способствует расширению внутреннего рынка.

Прогнозируется, что в ближайшие годы в Северной Америке рынок технологий топливных элементов будет расти с ошеломляющими среднегодовыми темпами в 13,25%. В США и Канаде строгие экологические нормы, направленные на сокращение выбросов углекислого газа в транспортном и промышленном секторах, способствуют увеличению спроса на экологически чистые энергетические решения, такие как топливные элементы.

• Например, в мае 2024 года компании FuelCell Energy и Toyota Motor North America запустили систему «Tri-gen» в порту Калифорнии. Эта система предназначена для поддержки логистической службы Toyota (TLS) в центре обработки и распределения транспортных средств, что делает первый портовый комплекс Toyota в Лонг-Бич, работающий исключительно за счет возобновляемой электроэнергии на месте.

Государственные стимулы и субсидии еще больше способствуют инвестициям в технологии топливных элементов, особенно в таких секторах, как автомобилестроение, где наблюдается растущий сдвиг в сторону электромобилей на топливных элементах (FCEV). Более того, Северная Америка может похвастаться сильной экосистемой исследований и разработок, которая стимулирует инновации и технологические достижения в материалах топливных элементов и производственных процессах. Более того, развитая инфраструктура региона и растущее количество водородных заправочных станций поддерживают масштабируемость применения топливных элементов, тем самым стимулируя расширение регионального рынка.

Конкурентная среда

Отчет о мировом рынке технологий топливных элементов предоставит ценную информацию с акцентом на фрагментированный характер отрасли. Выдающиеся игроки сосредотачивают внимание на нескольких ключевых бизнес-стратегиях, таких как партнерство, слияния и поглощения, инновации продуктов и совместные предприятия, чтобы расширить портфель своих продуктов и увеличить свою долю рынка в различных регионах. Производители принимают ряд стратегических инициатив, включая инвестиции в исследования и разработки, создание новых производственных мощностей и оптимизацию цепочки поставок, чтобы укрепить свое положение на рынке.

Список ключевых компаний на рынке технологий топливных элементов

• Баллард Пауэр Системс
• Камминс Инк.
• ТопливСелл Энерджи, Инк.
• СФК Энергия АГ
• Nedstack Fuel Cell Technology B.V.
• Энергия цветения
• Doosan Fuel Cell Co., Ltd.
• Plug Power, Inc.
• Нувера Топливные Элементы, ООО
• АББ

Ключевые события в отрасли

• Май 2024 г. (Расширение):FuelCell Energy и Gyeonggi Green Energy Co., Ltd. (GGE) заключили долгосрочное сервисное соглашение. Это соглашение предполагает приобретение GGE 42 модернизированных модулей карбонатных топливных элементов мощностью 1,4 мегаватт у компании FuelCell Energy. Эти модули предназначены для замены существующих в промышленном комплексе Хвасон Баран, крупнейшей в мире энергетической платформе на топливных элементах, расположенной в Хвасон-си.
• Апрель 2024 г. (Партнерство):Компания AVL сотрудничала с Red Bull Advanced Technologies для продвижения технологии топливных элементов сверхвысокой плотности мощности. Это партнерство направлено на интеграцию устойчивых водородных двигательных установок в высокопроизводительные автомобильный, автоспортивный и авиационный секторы.
• Апрель 2024 г. (Партнерство):FuelCell Energy и ExxonMobil Technology and Engineering Company (EMTEC) пересмотрели и продлили соглашение о совместной разработке (JDA), направленное на развитие технологии улавливания выбросов CO2 из промышленных источников при одновременном производстве электроэнергии и водорода. Это обновление позволяет FuelCell Energy интегрировать новые разработки в существующие решения по улавливанию углерода для индивидуальных приложений.

Мировой рынок технологий топливных элементов сегментирован следующим образом:

По типу

• Топливный элемент с полимерной мембраной
• Топливный элемент с фосфорной кислотой
• Твердооксидный топливный элемент
• Другие

По применению

• Стационарный
• Транспорт
• Портативный

По конечному использованию

• Автомобильная промышленность
• Коммерческое и промышленное
• Правительство/Военные
• Другие

По регионам

• Северная Америка
  • НАС.
  • Канада
  • Мексика
• Европа
  • Франция
  • Великобритания
  • Испания
  • Германия
  • Италия
  • Россия
  • Остальная Европа
• Азиатско-Тихоокеанский регион
  • Китай
  • Япония
  • Индия
  • Южная Корея
  • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
• Ближний Восток и Африка
  • GCC
  • Северная Африка
  • ЮАР
  • Остальная часть Ближнего Востока и Африки
• Латинская Америка
  • Бразилия
  • Аргентина
  • Остальная часть Латинской Америки