Рынок твердооксидных топливных элементов

Определение рынка

Рынок относится к отрасли, которая занимается производством ТОТЭ. ТОТЭ — это тип электрохимического устройства, которое преобразует химическую энергию в электрическую посредством реакции между топливом (обычно водородом или природным газом) и кислородом.

Они работают при высоких температурах (обычно от 600°C до 1000°C) и высокоэффективны для производства электроэнергии и комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ). В отчете определяются основные факторы, способствующие расширению рынка, а также анализ конкурентной среды, влияющей на траекторию его роста.

Рынок твердооксидных топливных элементовОбзор

Объем мирового рынка твердооксидных топливных элементов оценивался в 1 209,3 миллиона долларов США в 2023 году, который, по оценкам, составит 1 580,6 миллиона долларов США в 2024 году и достигнет 12 328,2 миллиона долларов США к 2031 году, при этом среднегодовой темп роста составит 34,10% с 2024 по 2031 год. Глобальное стремление к углеродной нейтральности значительно увеличивает спрос на экологически чистые энергетические технологии.

Страны уделяют особое внимание сокращению выбросов, поэтому эффективные решения по выработке электроэнергии, такие как ТОТЭ, набирают обороты благодаря своим возможностям с низким уровнем выбросов и высокой эффективностью, стимулируя рынок.

Основными компаниями, работающими в отрасли твердооксидных топливных элементов, являются Bloom Energy, MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD, MIURA CO., LTD. , KYOCERA Corporation, Elcogen AS, SolydEra SpA, WATT Fuel Cell, H2E Power, Upstart Power, FuelCell Energy, Inc, WEICHAI POWER CO., LTD., Special Power Sources, ADELAN, Edge Autonomy Operations, LLC и Ceres.

Рынок предоставляет значительные возможности для снижения затрат вчистая энергиярешения. Рынок может предложить доступные варианты возобновляемой энергии более широкому кругу клиентов за счет повышения эффективности и масштабируемости ТОТЭ и его технологий.

Это особенно ценно для развивающихся рынков или регионов с ограниченным доступом к традиционной энергетической инфраструктуре, что позволяет им внедрять устойчивые энергетические решения, одновременно достигая глобальных целей по нулевым выбросам.

• В октябре 2023 года компании Elcogen и Bumhan Fuel Cell Co. подписали Меморандум о взаимопонимании (MOU) о сотрудничестве в области коммерциализации ТОТЭ и твердооксидных электролизеров (SOEC) с целью ускорить глобальный переход к экологически чистой энергии и поддержать усилия по декарбонизации.

Ключевые моменты:

1. Объем отрасли твердооксидных топливных элементов в 2023 году оценивался в 1 209,3 миллиона долларов США.
2. Прогнозируется, что в период с 2024 по 2031 год рынок будет расти в среднем на 34,10%.
3. В 2023 году доля рынка Азиатско-Тихоокеанского региона составила 42,09% при оценке в 509,0 млн долларов США.
4. Выручка водородного сегмента в 2023 году составила 569,5 млн долларов США.
5. Ожидается, что к 2031 году планарный сегмент достигнет 8 380,0 млн долларов США.
6. В 2023 году доля рынка канцелярских товаров составляла 65,09%.
7. Ожидается, что в течение прогнозируемого периода среднегодовой темп роста военного и оборонного сегмента составит 46,60%.
8. Ожидается, что рынок в Европе будет расти в среднем на 33,36% в течение прогнозируемого периода.

Драйвер рынка

Повышенный спрос на чистую энергию

Глобальный переход к углеродной нейтральности движет рынком. Страны и отрасли стремятся сократить выбросы углекислого газа, повышая спрос на чистые и эффективные энергетические решения.

ТОТЭ выделяются своей высокой эффективностью и способностью генерировать энергию с низким уровнем выбросов, что делает их идеальными как для стационарных, так и для мобильных применений. Правительства и предприятия во всем мире настаивают на устойчивых практиках, позиционируя ТОТЭ как важнейшую технологию, которая поможет достичь нулевых показателей и внести вклад в создание более чистых энергетических систем.

• В марте 2024 года компания Nissan объявила об испытании стационарной системы ТОТЭ, работающей на биоэтаноле, на своем заводе в Тотиги в Японии. Система, направленная на повышение эффективности производства электроэнергии, будет запущена в полномасштабную эксплуатацию к 2030 году, поддерживая цели по нулевому выбросу углерода и передовые энергетические решения.

Рыночный вызов

Высокие рабочие температуры

Высокие рабочие температуры (600–1000°C) в ТОТЭ представляют собой серьезную проблему на рынке твердооксидных топливных элементов, поскольку они могут привести к деградации материала, износу и снижению долгосрочной надежности. Это может привести к увеличению затрат на техническое обслуживание и ограничению срока службы.

Текущие исследования сосредоточены на разработке современных материалов, таких как элементы питания на металлическом каркасе, которые могут противостоять этим экстремальным условиям, сохраняя при этом производительность. Кроме того, изучаются улучшения конструкции элементов и покрытий для повышения долговечности, уменьшения деградации и обеспечения более эффективной и устойчивой работы ТОТЭ в долгосрочной перспективе.

• В марте 2024 года исследования, проведенные Юго-Западным нефтяным университетом в Китае, были сосредоточены на работе ТОТЭ при низких температурах (300–600 ° C). В ходе исследования был разработан высокопроизводительный композитный катод, улучшающий реакцию восстановления кислорода и улучшающий электрохимические характеристики, достигая пиковой плотности мощности 1049 мВт/см2 при 550°C и 158 мВт/см2 при 400°C.

Рыночный тренд

Интеграция с возобновляемыми источниками энергии

Интеграция технологии ТОТЭ с системами возобновляемой энергетики является растущей тенденцией на рынке, обусловленной потребностью в надежном производстве электроэнергии с низким уровнем выбросов. ТОТЭ обеспечивают эффективные и устойчивые энергетические решения за счет использования возобновляемых источников, таких как солнце или ветер.

Эта интеграция помогает снизить зависимость от традиционных источников энергии, поддерживает цели декарбонизации и повышает энергетическую безопасность, делая ТОТЭ все более привлекательным вариантом для отраслей и организаций, стремящихся создать устойчивые и углеродно-нейтральные энергетические системы.

• В июне 2024 года компания FuelCell Energy и Университет Коннектикута (UConn) объявили о партнерстве для обеспечения инновационного партнерства UConn с помощью технологии SOFC. Сотрудничество направлено на обеспечение устойчивой энергетики с низким уровнем выбросов, поддержку целей Калифорнийского университета в области углеродной нейтральности и расширение образовательных возможностей для студентов.

Обзор рынка твердооксидных топливных элементов

Сегментация рынка:

• По типу топлива (водород,Природный газ, биогаз и другие): Водородный сегмент заработал 569,5 млн долларов США в 2023 году благодаря увеличению инвестиций в экологически чистые энергетические технологии и растущему спросу на водородные топливные элементы для промышленного применения.
• По типу (плоские, трубчатые). В 2023 году планарный сегмент занимал 73,09 % доли рынка благодаря своей высокой эффективности, упрощению производственных процессов и лучшей адаптации к крупномасштабным системам выработки электроэнергии в коммерческих и промышленных целях.
• По применению (стационарные, портативные, транспортные): прогнозируется, что к 2031 году сегмент стационарных устройств достигнет 7 740,0 млн долларов США благодаря все более широкому использованию ТОТЭ в производстве электроэнергии для промышленных и бытовых нужд, что обусловлено потребностями в обеспечении устойчивости и экономической эффективности.
• По конечному использованию (коммерческое и промышленное, жилое, военное и оборонное, центры обработки данных и другое). Ожидается, что в военном и оборонном сегменте среднегодовой темп роста составит 46,60 % в течение прогнозируемого периода, поскольку ТОТЭ обеспечивают надежные решения автономного электропитания, необходимые для оборонных операций и мобильных воинских подразделений.

Рынок твердооксидных топливных элементовРегиональный анализ

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

В 2023 году доля рынка Азиатско-Тихоокеанского региона составила около 42,09% при оценке 509,0 млн долларов США. Азиатско-Тихоокеанский регион становится доминирующим регионом на рынке твердооксидных топливных элементов, чему способствуют быстрая индустриализация, растущий спрос на энергию и сильная государственная поддержка экологически чистых энергетических технологий.

Внимание региона к сокращению выбросов углекислого газа и переходу к устойчивым источникам энергии способствовало внедрению передовых технологий, таких как ТОТЭ. Кроме того, регион получает выгоду от растущего внимания к энергетической безопасности и децентрализованному производству электроэнергии, что делает ТОТЭ ключевым решением для достижения целей энергоэффективности и устойчивости в различных секторах.

• В феврале 2023 года компания Weichai запустила первый в мире мощный коммерческий ТОТЭ с металлической опорой, достигнув эффективности когенерации 92,55%. Этот инновационный продукт устанавливает новый рекорд для систем ТОТЭ высокой мощности, предлагая такие преимущества, как низкая рабочая температура, высокая термостойкость и быстрое время запуска.

Индустрия твердооксидных топливных элементов в Европе ожидает значительный рост с устойчивым среднегодовым темпом роста в 33,36% в течение прогнозируемого периода. Это объясняется его твердой приверженностью к устойчивому развитию и углеродной нейтральности. Стремление региона к более чистым энергетическим решениям в сочетании с поддерживающей государственной политикой и стимулами стимулирует внедрение ТОТЭ.

Промышленность, коммерческий сектор и бытовые потребители все чаще применяют технологию ТОТЭ для эффективного производства электроэнергии с низким уровнем выбросов. Кроме того, внимание Европы к интеграции возобновляемых источников энергии и усилиям по декарбонизации делает ее ключевым фактором развития рынка.

Нормативно-правовая база

• В США, программа ТОТЭ Министерства энергетики, запущенная в 2000 году, направлена ​​на разработку экономически эффективной, высокоэффективной и экологически чистой технологии ТОТЭ как для малой, так и для крупномасштабной генерации электроэнергии.
• В ИндииПрограмма Performance, Achieve and Trade (PAT) Бюро по энергоэффективности поощряет отрасли внедрять энергоэффективные технологии, в том числе ТОТЭ, путем сертификации избыточной экономии энергии для торговли, снижая удельное энергопотребление.
• В ЕССовместное предприятие по чистому водороду (JU) занимается развитием водородных технологий, включая ТОТЭ. В нем особое внимание уделяется производству, хранению, распределению и производству чистой энергии из возобновляемых источников водорода с целью повышения эффективности, безопасности и экономичности за счет совместных инноваций.

Конкурентная среда:

Компании на рынке твердооксидных топливных элементов сосредоточены на развитии технологии ТОТЭ за счет повышения эффективности, снижения затрат и расширения гибкости топлива. Многие инвестируют в исследования и разработки, чтобы улучшить масштабируемость систем ТОТЭ для крупномасштабного производства электроэнергии и промышленного применения.

Кроме того, компании изучают новые партнерские отношения и сотрудничество для интеграции ТОТЭ с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия, для создания устойчивых энергетических решений с низким уровнем выбросов. Эти усилия направлены на удовлетворение растущего спроса на экологически чистые энергетические технологии и содействие достижению глобальных целей по декарбонизации.

• В июне 2023 года Bloom Energy в партнерстве с Perenco развернула ТОТЭ мощностью 2,5 МВт на Wytch Farm, крупнейшем наземном нефтяном месторождении в Западной Европе. Эта инициатива знаменует собой первую установку топливных элементов Bloom в Великобритании, поддерживая цели энергетической устойчивости и устойчивого развития.

Список ключевых компаний на рынке твердооксидных топливных элементов:

• Энергия цветения
• МИЦУБИСИ ХЕВИ ИНДАСТРИЗ, ООО
• МИУРА КО., ООО.
• Корпорация KYOCERA
• Элькоген АС
• СолидЭра С.П.А.
• Топливный элемент ВАТТ
• H2E Мощность
• Сила выскочки
• ТопливСелл Энерджи, Инк.
• ВЭЙЧАЙ POWER CO., LTD.
• Специальные источники питания
• АДЕЛАН
• Edge Autonomy Operations, ООО
• Церера

Недавние события (партнерство/соглашения)

• В феврале 2023 г.Компания Weichai Power, стратегический партнер Ceres, запустила стационарную энергетическую систему SOFC, получив сертификацию CE от TÜV SÜD. Система демонстрирует высокую эффективность выработки электроэнергии и возможность быстрого запуска, что делает ТОТЭ ключевым компонентом диверсифицированной энергетической стратегии Weichai.
• В январе 2023 г., Elcogen подписала меморандум о взаимопонимании с Korea Shipbuilding and Offshore Engineering (KSOE) и Fraunhofer IKTS на исследования и разработки в области экологически чистого водорода и энергетических систем без выбросов. Elcogen предоставит технологии SOFC и SOEC, предлагая эффективные решения для доступного и устойчивого производства энергии для достижения целей с нулевым уровнем выбросов.