Marktgröße, Anteil und COVID-19-Auswirkungsanalyse für Marine-Hybridantriebe, nach Betriebstyp (paralleles Hybridantriebssystem und serielles Hybridantriebssystem), nach Komponente (Verbrennungsmotor, Generator, Energiemanagementsystem, Batterie, Getriebe und andere), Nach Schiffstyp (Containerschiff, Passagierschiff, Fischereifahrzeug, Yacht, Tanker und andere), nach Installation (Line Fit und Retrofit) und regionaler Prognose, 2023–2030

Der weltweite Markt für Schiffshybridantriebe wurde im Jahr 2022 auf 4,62 Milliarden US-Dollar geschätzt und wird voraussichtlich von 5,13 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 auf 11,59 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 12,4 % im Prognosezeitraum entspricht. Nordamerika dominierte den Markt für Schiffs-Hybridantriebe mit einem Marktanteil von 12,77 % im Jahr 2022. Darüber hinaus wird erwartet, dass die Größe des Marktes für Schiffs-Hybridantriebe in den USA erheblich wachsen wird und bis 2030 einen geschätzten Wert von 1.177,9 Millionen US-Dollar erreichen wird, was auf einen Anstieg zurückzuführen ist Einführung paralleler Hybridantriebssysteme bei verschiedenen Endbenutzern.

Hybridantriebssysteme für Schiffsanwendungen kombinieren einen Verbrennungsmotor und Batterieleistung, um den Motorbetrieb zu optimieren und Emissionen zu reduzieren. Sie sind ideal für Schiffe mit flexiblen Betriebsprofilen und Laufzeiten mit unterschiedlichem Leistungsbedarf. Es gibt verschiedene Arten von Hybridantriebskonfigurationen, am häufigsten werden serielle und parallele Hybridantriebe eingesetzt. Die beste Hybridkonfiguration für ein Boot oder Unternehmen wird durch die Art des Betriebs, die Betriebsgeschwindigkeit, die erwartete Kilometerleistung und Betriebsdauer, die verfügbare Ladeinfrastruktur, lokale oder nationale Emissionsstandards und andere bestimmt.

Darüber hinaus gibt es verschiedene Schlüsselmerkmale von Schiffs-Hybridantriebssystemen, wie z. B. eine Reduzierung des Geräuschpegels, eine erhöhte Kraftstoffeffizienz, ein erhöhtes Drehmoment und andere. Darüber hinaus hilft der Hybridantrieb den Betreibern, bei Fahrten mit niedriger Geschwindigkeit oder im Falle eines Ausfalls des Verbrennungsmotors auf Elektroantrieb umzusteigen. Hybridantriebssysteme bieten Flexibilität bei der Stromerzeugung, geringere CO2-Emissionen und geringere Wartungskosten. Aufgrund dieser bedeutenden Merkmale wird der Markt für Schiffshybridantriebssysteme im Prognosezeitraum voraussichtlich wachsen. Die steigende Nachfrage nach einer Reduzierung der CO2-Emissionen wird den Weltmarkt von 2023 bis 2030 vergrößern.

COVID-19-AUSWIRKUNGEN

COVID-19 beeinträchtigte die Lieferkette und schrumpfte den Markt für Marine-Hybridantriebssysteme

Aufgrund von COVID-19 haben die örtlichen Behörden vielen Fracht- und Passagierschiffen das Einlaufen in Häfen verboten. Infolgedessen strandeten mehrere Handelsschiffe auf dem Schiff. Dem Schiffseigentümer entstanden zusätzliche Kosten, da das Schiff längere Zeit in Hoheitsgewässern festsaß. Der Rückgang des Angeltourismus, des Kreuzfahrttourismus und der Freizeitaktivitäten während der Pandemie wirkte sich auch auf den Bootsmarkt aus. Der Ausbruch beeinträchtigte den Schiffsverkehr, da viele Seeleute ihre Arbeitsverträge beendeten und verlängern mussten. Um die Ausbreitung einer neuen Coronavirus-Infektion zu verhindern, wurde außerdem der Import und Export von Produkten und Waren verboten.

NEUESTE TRENDS

Zunehmender Einsatz von Vanadium-Redox-Flow-Batterien in marinen Hybridantriebssystemen

Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFB)-Technologie nutzt einen nicht brennbaren, wässrigen Elektrolyten, der Vanadium enthält, das am Ende des VRFB-Lebenszyklus zurückgewonnen und recycelt werden kann. Viele Hauptakteure konzentrieren sich aufgrund von Umweltfaktoren im Zusammenhang mit Kohlenstoffemissionen auf die Anpassung dieser Technologie an das Schiffs-Hybridantriebssystem.

Darüber hinaus werden in der Vanadium-Redox-Flow-Batterie gelagert elektrische Energie in großen Tanks, die einen flüssigen Vanadium-Elektrolyten enthalten. Obwohl sie sperriger als Lithium-Ionen-Batterien sind, bieten sie potenzielle Vorteile für Schiffsanwendungen. Im Februar 2021 gab VanadiumCorp den Abschluss einer trilateralen Vereinbarung zur Verbesserung der Entwicklung vanadiumbasierter Batterietechnologie für Schiffe und Schiffsantriebssysteme bekannt.

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ANTRIEBSFAKTOREN

Reduzierter Kraftstoffverbrauch führt zu niedrigen Betriebskosten und treibt das Marktwachstum voran

Die größte Sorge für Schiffseigner ist der Kraftstoffverbrauch in einem Dieselmotor-Antriebssystem. Darüber hinaus sind die Schwankungen der Preise für fossile Brennstoffe, der Anstieg der Schwefelemissionen und die Abhängigkeit von minderwertigen Brennstoffen einige Faktoren, aufgrund derer sich große Akteure auf die Entwicklung von Hybridantriebssystemen konzentrieren. Darüber hinaus reduziert das Hybridantriebssystem laut verschiedenen Schifffahrtszeitschriften aufgrund der maximalen Lastreduzierung den NOx-Ausstoß um bis zu 40 %. Laut einem Bericht des International Council on Clean Transportation (ICCT) könnte ein auf einem Containerschiff installiertes Hybridantriebssystem den Treibstoffverbrauch um 10–20 % senken. Eine andere Studie ergab, dass Hybridantriebssysteme im Vergleich zu herkömmlichen Antriebssystemen zu Kraftstoffeinsparungen von bis zu 30 % führen können. Diese Statistiken belegen die Bedeutung des Hybridantriebssystems für die Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit für niedrige Betriebskosten.

Technologische Fähigkeiten und ein breites Netzwerk von OEMs, um den Markt voranzutreiben

Technologische Fortschritte und Innovationen sind Schlüsseltrends, die in diesem Markt immer beliebter werden. Aufgrund unterschiedlicher Energiearten, Leistungswandlung, Netzwerktechnik und Antriebe sind viele Kombinationen möglich. Laut dem Journal of Marine Science and Engineering zeigt die Studie zum Hybridantrieb eine Reduzierung der Kohlenstoffemissionen um 66 % bei gleichzeitiger Erhöhung der Lebenszeitkosten um 40 % im Vergleich zu einem herkömmlichen Antriebssystem.

Darüber hinaus konzentrieren sich verschiedene OEMs auf gemeinsame Schritte zur Implementierung eines Marine-Hybridantriebssystems an Bord. Beispielsweise wurde Crowley im August 2022 von Senesco Marine ausgewählt, die Designprüfung und Produktverpackung für eine Hybrid-Elektro-Passagierfähre für Casco Bay Lines in Portland zu liefern. Als Teil eines Elite-Projektteams bringt Crowley viele Fähigkeiten in den Bereichen nachhaltiges, emissionsarmes Design und Baudienstleistungen ein.

BESCHRÄNKENDE FAKTOREN

Zunahme der Komplexität des Antriebssystems im Vergleich zu konventionellen Systemen wird den Markt behindern

Der jüngste Trend, effizientere und vielseitigere Schiffe zu entwerfen, hat zu einer wachsenden Vielfalt hybrider Antriebs- und Stromversorgungsarchitekturen geführt. Um die Leistung dieser Architekturen zu verbessern, sind intelligente Steuerungsstrategien erforderlich. Verschiedene Schiffstypen, beispielsweise Offshore-Schiffe, Marineschiffe und Containerschiffe, müssen unterschiedliche Vorgänge ausführen, beispielsweise Transit- und kritische dynamische Positionierungsvorgänge, was das Antriebssystem komplex macht. Die unterschiedlichen Betriebsprofile machen es schwierig, Energie- und Antriebsanlagen für bestimmte Betriebspunkte während der Schiffskonstruktionsphase zu optimieren, wie dies traditionell der Fall ist.

Darüber hinaus wird das elektrische Antriebssystem in hybriden elektrischen Antriebssystemen für Schiffe normalerweise durch ein Power Management System (PMS), das die Lastverteilung optimiert. Dies ist wichtig, da die Stromversorgung an dasselbe Verteilungsnetz angeschlossen ist und eine falsche Stromversorgung und -nachfrage zu einer Abschaltung des elektrischen Systems führen kann. Die Entwicklung eines optimierten PMS zur Erzielung unterschiedlicher Betriebslastprofile stellt jedoch eine Herausforderung dar, da hierfür eine Sensorerkennung erforderlich ist, beispielsweise für Kraftstoffverbrauch, Leistungsabgabe und Motordrehzahl, die normalerweise nicht ohne weiteres verfügbar ist. Darüber hinaus ist eine Steuerungsstrategie für das Stromnetz zur Aufrechterhaltung der Spannungs- und Frequenzstabilisierung erforderlich, was eine größere Komplexität als das herkömmliche System mit sich bringt.

SEGMENTIERUNG

Nach Vorgangstypanalyse 

Das Segment der parallelen Hybridantriebssysteme wird aufgrund seiner umfangreichen Anwendung in verschiedenen Schiffstypen voraussichtlich dominieren

Nach Betriebstyp ist der Markt in parallele Hybridantriebssysteme und serielle Hybridantriebssysteme unterteilt. Es wird erwartet, dass parallele Hybridantriebe im Prognosezeitraum den Markt dominieren werden. Dieses Wachstum ist auf den zunehmenden Einsatz bei Schiffstypen wie Schleppern, Passagierschiffen und anderen zurückzuführen und bietet verschiedene Vorteile, da Betreiber bei Fahrten mit niedriger Geschwindigkeit auf Elektroantrieb umsteigen können, was den Kraftstoffverbrauch senkt.

Das Segment der seriellen Hybridantriebssysteme wird im Untersuchungszeitraum voraussichtlich deutlich wachsen. Dieser Segmenttyp wird für Nahverkehrsschiffe und Stadtfähren verwendet. In einem seriellen Hybridantriebssystem müssen die Batterien eine hohe Leistungsdichte und große Kapazität aufweisen, um den Bedarf zu decken.

Nach Komponentenanalyse 

I.C. Das Motorensegment dominiert den Markt aufgrund der Bedeutung der Motorkomponente im Antriebssystem

Nach Komponenten besteht der Markt aus I.C. Motor, Generator, Energiemanagementsystem, Batterie, Getriebe und andere. Der I.C. Aufgrund des Leistungsbedarfs beim Hybridantrieb wird im Prognosezeitraum voraussichtlich das Motorensegment dominieren. Darüber hinaus sind die Kosten für das I.C. Der Motor macht ihn zu einem wichtigen Bestandteil des gesamten Hybridantriebssystems.

Es wird erwartet, dass das Generatorsegment im Untersuchungszeitraum aufgrund der Entwicklung eines neuen Generatortyps durch verschiedene Schlüsselakteure ein deutliches Wachstum verzeichnen wird. Die Hauptvorteile von Schiffsgeneratoren bestehen darin, dass sie geringere Wartungskosten als Gasgeneratoren haben, eine verbesserte Geräuschreduzierung, einen sichereren Betrieb aufgrund der Funkenfreiheit und eine längere Lebensdauer aufgrund niedrigerer Verbrennungstemperaturen. Aufgrund der Bedeutung von Schiffsgeneratoren wird erwartet, dass das Segment im Untersuchungszeitraum wächst.

Nach Schiffstypanalyse 

Segment der Fischereifahrzeuge dominiert den Markt aufgrund der wachsenden Flotte

Nach Schiffstyp ist der Markt in Containerschiffe, Passagierschiffe, Fischereifahrzeuge, Yachten, Tanker und andere unterteilt. Es wird erwartet, dass das Fischereifahrzeugsegment im Prognosezeitraum den Markt dominieren wird, da die Flottengröße von Fischereifahrzeugen weltweit zunimmt. Laut einem Bericht der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen betrug die geschätzte Zahl der Fischereifahrzeuge im Jahr 2020 4,1 Millionen. Darüber hinaus verfügt Asien mit 2,68 Millionen Schiffen über die größte Fischereiflotte der Welt.

Das Yachtsegment verzeichnete im Jahr 2022 aufgrund der steigenden Nachfrage nach kohlenstoffarmen Emissionen im kommerziellen Meerestourismus ein deutliches Wachstum. Viele Schlüsselakteure konzentrieren sich auf die Entwicklung von Technologien zur Lösung des Problems der CO2-Emissionen und zur Verbesserung der Energieeffizienz. Die Entwicklung der Luftschmierung erhöht die Energieeffizienz. Solche Schlüsselentwicklungen sind ein wesentlicher Grund für das Wachstum des Segments im Untersuchungszeitraum.

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Nach Ratenanalyse

Aufgrund der Nachfrage nach technologisch fortschrittlichen Schiffen dominiert das Line-Fit-Segment den Markt

Nach Ratenzahlung wird der Markt in Line-Fit und Retrofit kategorisiert. Das Line-Fit-Segment wird im Prognosezeitraum den Markt dominieren. Verschiedene OEMs und Hersteller installieren bei der Fertigung dieselelektrische Antriebssysteme. Das Segment wird in den kommenden Jahren aufgrund der technologisch fortschrittlichen Schiffsanforderungen wachsen.

Das Retrofit-Segment wird aufgrund der gestiegenen Nachfrage nach der Nachrüstung alter Antriebssysteme mit dem fortschrittlichen Hybridantriebssystem voraussichtlich ein deutliches Wachstum verzeichnen.

REGIONALE EINBLICKE

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Geografisch ist der Markt in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, den Nahen Osten und Afrika sowie Südamerika unterteilt. Der nordamerikanische Markt wurde im Jahr 2022 auf 0,59 Milliarden US-Dollar geschätzt. Das Wachstum dieser Region ist auf den Anstieg der Flottengröße zurückzuführen. Darüber hinaus ist der verstärkte Fokus verschiedener OEMs auf Forschung und Entwicklung sowie die Implementierung von Hybridantriebssystemen ein wichtiger Markttreiber. Darüber hinaus investierten die kanadischen Bundes- und Provinzregierungen im April 2022 3 Millionen US-Dollar in die Umrüstung effizienter Hybrid- und Elektromotoren auf Fischereifahrzeugen. Die Finanzierung wird es Fischern ermöglichen, zu deutlich geringeren Investitionskosten in Hybridsysteme zu investieren, und die Einführung hybrider Fischereifahrzeugsysteme durch die AKA Group und andere Unternehmen, die auf dem Markt für Hybridantriebe tätig sind, erleichtern.

Der asiatisch-pazifische Raum wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine erhebliche CAGR aufweisen. Das Wachstum des Marktes für Marine-Hybridantriebe im asiatisch-pazifischen Raum ist auf die Zunahme des internationalen Handels in Verbindung mit dem zunehmenden Schiffbau Aktivitäten in China, Indien, Japan und anderen Ländern. Im März 2022 genehmigte die indische Regierung im Rahmen der Shipbuilding Financial Assistance Policy (SBFA) eine finanzielle Unterstützung in Höhe von 110,39 Millionen US-Dollar für den Bau von 47 Schiffen.

Europa wird im Prognosezeitraum ein deutliches Wachstum verzeichnen. Es wird erwartet, dass Europa im Untersuchungszeitraum einen bedeutenden Marktanteil bei Hybridantrieben für Schiffe haben wird. Deutschland, Italien, Russland und Frankreich in Europa sind wichtige Schiffbaunationen und gehören zu den größten Abnehmern von Schiffselektronik. Europa hat eine wachsende Nachfrage nach autonomen Kreuzfahrten und Schiffen.

Der Markt im Nahen Osten wird in Kürze ein erhebliches Wachstum verzeichnen. Die steigende Nachfrage nach Investitionen in der Öl- und Gasindustrie macht sie zu einer wachsenden Chance für Offshore-Schiffe, Containerschiffe und Massengutfrachter. Darüber hinaus wurde im November 2021 in Dubai ein neues Patrouillenschiff, Ribcraft, vom Stapel gelassen, das mit einem einzigartigen Hybrid-Elektrosystem von Transfluid und Elcome International ausgestattet ist.

Der südamerikanische Markt wird im Prognosezeitraum voraussichtlich moderat wachsen. Der Anstieg der Verträge für Schiffshybridantriebe in Ländern wie Brasilien und Argentinien dürfte das Marktwachstum in der Region ankurbeln. Im November 2020 unterzeichnete CBO, ein brasilianischer Betreiber von Offshore-Hybridantriebsschiffen, einen Vertrag mit Wärtsilä über die Umrüstung der CBO Flamengo auf Hybridantrieb. Dies wird das erste Schiff in Lateinamerika sein, das mit einem Hochleistungsbatteriepaket für den Hybridantrieb ausgestattet wird.

WICHTIGSTE INDUSTRIEAKTEURE

Zunahme von Joint Ventures durch Schlüsselakteure zur Ankurbelung des Marktwachstums

Der globale Markt ist stark fragmentiert, mit der Präsenz verschiedener wichtiger Akteure wie ABB Ltd. (Schweiz), BAE Systems (Großbritannien), Caterpillar Inc. (USA), General Electric Company (USA), Nidec Industrial Solutions ( Italien), MAN Energy Solutions (Deutschland), Siemens (Deutschland) und andere. Die Implementierung eines Schiffs-Hybridantriebssystems ist der wichtigste Maßstab, anhand dessen Unternehmen konkurrieren können. Andere Faktoren wie technologischer Fortschritt und Zusammenarbeit helfen Unternehmen dabei, die Herstellungs- und Installationskosten zu senken und die Anzahl der Systeminstallationen zu erhöhen.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL

• ABB Ltd. (Schweiz)


• BAE Systems (Großbritannien)


• Caterpillar Inc. (USA)


• General Electric Company (USA) )


• Nidec Industrial Solutions ( Italien)


• MAN Energy Solutions (Deutschland)


• Siemens (Deutschland)


• Mitsubishi Heavy Industries (Japan)


• Wärtsilä Corporation ( Finnland)


• Steyr Motors (Österreich)

WICHTIGSTE ENTWICKLUNGEN DER INDUSTRIE:

• Juni 2022 – Wärtsilä und Stena unterzeichneten einen gemeinsamen Vertrag zum Bau des größten Hybridschiffs. Der Technologiekonzern Wärtsilä wird Hybridantriebssysteme für drei neue RoPax-Schiffe liefern, die derzeit für Stena RoRo, Europas größten Fährbetreiber, gebaut werden. Die beiden Fähren verfügen über eine Batteriekapazität von 11,5 MWh und sind damit die größten Hybridschiffe in der Schifffahrtsbranche .


• November 2022 – Die UECC hat in Göteborg ein neues Schiff namens „Autoachieve“ vom Stapel gelassen, um den Kurzstreckenseetransport zu ermöglichen. Das Schiff lag im Hafen von Göteborg und wurde am 16. November eingeführt. Sobald das Schiff in Dienst gestellt ist, wird es jede Woche den Hafen von Göteborg anlaufen.


• September 2022 – L.R. hat Empresa Naviera Elcano die grundsätzliche Genehmigung (AiP) für sein patentiertes Dampf-Hybrid-Umwandlungsdesign zur Umrüstung eines Dampfturbinen-LNG-Tankers in ein Dual-Fuel-effizientes Antriebssystem erteilt.


• Juli 2021 – BAE Systems, ein führender Anbieter von Elektroantrieben, wurde vom Luxus-Segelyachtbauer Southern Wind mit der Lieferung der elektrischen Hybrid-Strom- und Antriebssysteme für seine neue Hochleistungs-Superyacht ausgewählt. BAE Systems wird Systeme der nächsten Generation für die SW96 Nyumba liefern und integrieren, das erste Seeschiff, das von der neuesten Antriebstechnologie des Unternehmens profitiert.


• August 2020 – BOS Power erhielt von seinem Endkunden, der norwegischen Reederei AQS, von Skagen Ship Consulting einen Auftrag für ein Elektro-/Hybridantriebssystem für ein neues Aquakulturschiff. Skagen Ship Consulting ist in Zusammenarbeit mit Macduff Ship Design für das Design und die Ausrüstungslieferung eines 18,5 m langen Hybrid-Serviceschiffs verantwortlich. Das 24-Stunden-Schiff wird von TRX Marine in Yalova, Türkei, gebaut und zur Versorgung der Fischfarm von Cermac in der Finnmark eingesetzt.

BERICHTSBEREICH

Eine infografische Darstellung von Markt für Marine-Hybridantriebe

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