Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) Marktgröße, Anteil und COVID-19-Auswirkungsanalyse, nach Anwendung (Transport, stationär, andere) und regionale Prognose, 2021-2028

Der weltweite Markt für Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) betrug im Jahr 2020 1,56 Milliarden US-Dollar. Die globalen Auswirkungen von COVID-19 waren beispiellos und erschütternd, da die PEMFC-Industrie inmitten der Pandemie in allen Regionen einen negativen Nachfrageschock erlebte . Basierend auf unserer Analyse wies der Weltmarkt im Jahr 2020 eine langsamere Wachstumsrate von 7,4 % auf. Der Markt wird voraussichtlich von 2,10 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 auf 22,74 Milliarden US-Dollar im Jahr 2028 wachsen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 40,6 % im Zeitraum 2021–2028. Der plötzliche Anstieg der CAGR ist auf die Nachfrage und das Wachstum dieses Marktes zurückzuführen und kehrt nach dem Ende der Pandemie wieder auf das Niveau vor der Pandemie zurück.

Eine Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC) ist eine wasserstoffbasierte Brennstoffzelle, die aus einer speziellen protonenleitenden Polymerelektrolytmembran besteht. Die Elektroden dieser Brennstoffzelle basieren auf Platin. PEMFC nutzt die elektrochemische Reaktion von Wasserstoff und Sauerstoff, um die freigesetzte chemische Energie in elektrische Energie umzuwandeln. Der Betriebstemperaturbereich für PEMFC beträgt 50 °C bis 1000 °C. Der Hauptvorteil, der die Einführung von PEMFC im Prognosezeitraum vorantreiben wird, ist das Nebenprodukt der Reaktion in der Brennstoffzelle, bei dem es sich lediglich um Wasser handelt. Aufgrund dieser Eigenschaft der Brennstoffzelle gilt sie als die bevorzugte Lösung für den Transportsektor.

Blockaden in Forschungs- und Entwicklungsprogrammen haben die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellenindustrie behindert

Der globale Gesundheitsnotstand, der durch die plötzliche Ausbreitung des neuartigen Coronavirus bzw. der COVID-19-Pandemie verursacht wurde, hatte negative Auswirkungen auf alle Branchen. Aufgrund der Einführung strenger Richtlinien wie landesweiter Lockdowns zur Eindämmung der Ausbreitung des Virus mussten die Industriezweige einen erheblichen Verlust an Betriebszeit und Blockaden in den Lieferketten hinnehmen. Dementsprechend hat der Ausbruch der Krankheit die Nachfrage nach Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen verändert. Da sich der Markt noch im Anfangsstadium befindet, haben der Verlust der Gesamtbelegschaft, die Nichtverfügbarkeit qualifizierter Arbeitskräfte und die langwierigen Schließungen von Produktionsanlagen zu einer begrenzten Produktion von FCEVs geführt und somit das Branchenwachstum behindert.

NEUESTE TRENDS

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Steigende Regierungsinitiativen zur Einführung von Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEVs) sind ein wichtiger Markttrend

Die wachsende Neigung der Kunden zur Einführung emissionsfreier Fahrzeuge stellt eine neue Perspektive für die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellenindustrie (PEMFC) dar. Automobilhersteller investieren enorm in die Entwicklung effizienter und leistungsstarker Fahrzeuge, um die globalen Ziele für FCEVs zu erreichen und die Nachfrage nach Fahrzeugen mit sauberem Kraftstoff auf der ganzen Welt zu decken. Beispielsweise hat die chinesische Regierung den Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur im Rahmen der chinesischen Roadmap für neue Energiefahrzeuge geplant, die darauf abzielt, bis 2025 300 Wasserstofftankstellen und bis 2030 1.000 zu bauen und bis 2030 1 Million FCEVs in Betrieb zu nehmen. Verschiedene Regionalregierungen haben Subventionen eingeführt und andere finanzielle Anreizprogramme, die Kunden dazu ermutigen, ihre Flotte auf jeden Fall durch energieeffiziente Brennstoffzellenfahrzeuge.

Der Trend hin zu wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen durch Automobilhersteller ist ein entscheidender Markttrend

Automobilhersteller initiieren verschiedene Projekte, die sich auf die Einführung von Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen konzentrieren. Darüber hinaus investieren und arbeiten diese Akteure mit führenden Brennstoffzellenherstellern zusammen, um effiziente Systeme herzustellen. Beispielsweise plante Toyota im Jahr 2019, die weltweite Produktion bis 2020 auf 30.000 Brennstoffzellenstacks zu steigern und hat mit dem Einsatz seiner Wasserstoff-Gabelstapler, Busse und Schwerlastkraftwagen begonnen. Darüber hinaus stellte die Hyundai Motor Group im Dezember 2018 einen neuen Plan vor, der die Herstellung von 700.000 Brennstoffzellensystemen pro Jahr vorsieht, von denen 500.000 MW für private und kommerzielle FCEVs verwendet werden sollen.

ANTRIEBSFAKTOREN

Eine bessere Kraftstoffeffizienz und eine geringere Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen werden die Akzeptanz vorantreiben

Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen werden als Energiequelle für verschiedene Anwendungen eingesetzt, darunter im Transportwesen, sowohl stationär als auch mobil, was eine Diversifizierung und Stärkung der Energieinfrastruktur auf dem Weltmarkt ermöglicht. Es bietet eine saubere, zuverlässige und energieeffizientere Lösung, um den schnell steigenden Strombedarf zu decken. Daher werden eine bessere Kraftstoffeffizienz und die Tendenz zur Einführung emissionsfreier Fahrzeuge die Nachfrage nach diesen Brennstoffzellen in verschiedenen Anwendungsbereichen im Prognosezeitraum ankurbeln.

Ein zunehmender Fokus auf die Verringerung des CO2-Fußabdrucks und die Eindämmung anderer schädlicher Emissionen wird das Wachstum begünstigen

Da die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle mit reichlich vorhandenem Wasserstoff als Primärbrennstoff arbeitet, verringert sie direkt die wirtschaftliche Abhängigkeit von der Nutzung fossiler Brennstoffe. Darüber hinaus entstehen keine gefährlichen Emissionen wie CO, CO2, SOx, NOx und andere Stoffe, die von benzin-/dieselbetriebenen Fahrzeugen ausgestoßen werden, was die Verbreitung von Brennstoffzellen-Elektrofahrzeugen (FCEVs) in großem Maßstab auf der ganzen Welt fördert Daher steigt die Nachfrage nach PEMFC.

Im April 2019 plante beispielsweise der weltweit größte Autoteilezulieferer namens Bosch, die Brennstoffzellentechnologie voranzutreiben, indem er sich mit einem anderen Unternehmen namens Powercell Sweden zusammenschloss, um gemeinsam Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen zu entwickeln. Das Unternehmen geht davon aus, dass Wasserstoff-Brennstoffzellen-Lkw und -Pkw eine Schlüsselrolle in der Mobilität der Zukunft spielen werden, und die Produktion dieser Fahrzeuge erfolgt am Standort Bamberg. Bis 2022 sollen innovative Brennstoffzellenstacks vom Band laufen.

BESCHRÄNKENDE FAKTOREN

Steigende Nachfrage nach anderen Elektrofahrzeugen und Schwierigkeiten bei der Verwaltung großer Wasserstofftankstellen können das Wachstum behindern

Der Hauptfaktor, der das Wachstum der Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellenindustrie bremsen kann, ist die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeuge, zu denen batterieelektrische Fahrzeuge und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge gehören. Die Nachfrage nach diesen Fahrzeugen nimmt aufgrund ihrer verschiedenen Vorteile wie höherer Effizienz, keine umweltschädlichen Nebenprodukte, Kosteneffizienz und Energiesicherheit erheblich zu. Dieser Faktor kann das Wachstum behindern.

Ein weiterer Faktor, der das Marktwachstum behindern kann, sind die hohen Kosten für die Herstellung und Lieferung von Wasserstoffkraftstoff an Tankstellen sowie der komplexe Verwaltungsprozess von Großtankstellen. Darüber hinaus erfordern die Planung und der Bau neuer Bahnhöfe enorme Investitionen, die von mehreren Faktoren abhängen, die die Markttrends beeinflussen.

SEGMENTIERUNG

Nach Anwendungsanalyse

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Der Fokus auf die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen von Fahrzeugen wird die Einführung von PEMFC im Transportwesen vorantreiben

Basierend auf der Anwendung ist der globale Markt für PEMFC in Transport, Schreibwaren und andere unterteilt. Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) werden im Laufe der Jahre hauptsächlich in Fahrzeugen als Ersatz für fossile Brennstoffe eingesetzt, die zu null Kohlenstoffemissionen führen werden. Dies hat zur Dominanz des Transportsegments auf dem Markt geführt. Die steigenden Investitionen verschiedener Nationen zur Verbesserung der Wasserstoffinfrastruktur werden das Wachstum des Transportsegments weiter vorantreiben. Auch im stationären Segment wird ein gesundes Wachstum erwartet, sodass nach Alternativen zu gesucht werden muss Lithium-Ionen-Batterien.

REGIONALE EINBLICKE

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Der Markt wurde in den wichtigsten Regionen analysiert, darunter Nordamerika, der asiatisch-pazifische Raum, Europa und der Rest der Welt. Der asiatisch-pazifische Raum war aufgrund der Initiativen verschiedener Regierungen in der Region zur Förderung und Erweiterung der Wasserstoffinfrastruktur die dominierende Region auf dem Markt. Darüber hinaus sind in der Region auch wichtige Marktteilnehmer vertreten, was zu ihrer Dominanz auf dem Weltmarkt beigetragen hat. Darüber hinaus wird erwartet, dass Japan aufgrund der enormen FCEV-Ziele und der positiven Absicht der Regierung, eine kohlenstofffreie Gesellschaft zu erreichen, langfristig das Branchenvolumen anführen wird. Darüber hinaus arbeitet die Regierung kontinuierlich an Richtlinien und Rahmenwerken, um das Ziel zu erreichen, eine CO2-negative Wirtschaft zu werden.

In Nordamerika wird in den USA aufgrund ermutigender Regierungsziele und erheblicher Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen ein exponentielles Wachstum prognostiziert. Die Regierung hat sich enorme Ziele gesetzt, um den Einsatz von Wasserstoff-Personenkraftwagen zu fördern, die die Nachfrage nach Brennstoffzellenautos in der Region steigern sollen. Darüber hinaus haben Staaten wie Kalifornien die Vision, Nutzfahrzeuge, einschließlich Busse, im gesamten Land einzuführen prognostizierten Zeitrahmen zur Verringerung der Abhängigkeit des Landes von fossilen Brennstoffen. Außerdem möchte man den CO2-Fußabdruck verringern.

Die jüngste Aktualisierung der Ziele für 2030 durch die Europäische Union sieht eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen um 40 % bis 2030 im Vergleich zu 1990 vor. Es wird erwartet, dass Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologien (FCH) eine wichtige Rolle bei der Erreichung dieser Ziele in den Bereichen Klimawandel, Energieeffizienz, Reduzierung der Umweltverschmutzung und interne Energiebeschaffung spielen werden. Es wird erwartet, dass dies die Investitionen für PEMFC in Europa ankurbeln wird.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Ballard Power Systems & W.L. Gore & Associates wird mit Investitionen in F&E-Aktivitäten und breiter Kundenreichweite führend

Der PEMFC-Markt ist diversifiziert und zahlreiche Akteure führen Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten durch. Zu den derzeitigen Marktteilnehmern zählen Ballard Power Systems und W.L. Gore & Associates hält aufgrund seiner konsequenten Investitionen in PEMFC-Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten und seiner breiten Kundenreichweite bedeutende Anteile am Weltmarkt.

Zum Beispiel ist die Nachfrage nach dem Brennstoffzellenauto Mirai von Toyota seit seiner Einführung gestiegen, das Brennstoffzellen beschafft von W.L. Gore & Associates. Ebenso erregte der Hyundai Nexo die Aufmerksamkeit der Kunden. Von den asiatischen Marktteilnehmern wird erwartet, dass sie mit staatlicher Unterstützung bei der Förderung von Brennstoffzellenfahrzeugen ein gesundes Umsatzwachstum verzeichnen werden.

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL:

• Ballard Power Systems (Kanada)


• Plug Power (USA)


• Hydrogenik (Kanada)


• Nuvera Fuel Cells, LLC (Vereinigte Staaten)


• Horizon Fuel Cell Technologies (China)


• Nedstack Fuel Cell Technology (Niederlande)
  
• ITM Power (Vereinigtes Königreich)


• AVL (Österreich)


• ElringKlinger (Deutschland)


• Intelligent Energy (Vereinigtes Königreich)


• W. L. Gore & Associates (Vereinigte Staaten)


• Pragma Industries (Frankreich)


• Umicore (Belgien)


• Shanghai Shenli Technology Co., Ltd. (China)


• Johnson Matthey (Vereinigtes Königreich)

WICHTIGE INDUSTRIEENTWICKLUNGEN:

• Januar 2021 – Johnson Matthey kündigte seine Pläne zur Kommerzialisierung von Technologien an, die die Produktion von kohlenstofffreiem „grünem“ Wasserstoff ermöglichen. Eine neue Produktionskapazität für katalysatorbeschichtete Membranen befindet sich parallel zu JMs Schneid- Edge-Anlage in Swindon, Großbritannien, wurde angekündigt. Im Werk Swindon werden Hochleistungs-Brennstoffzellenkomponenten hergestellt, darunter katalysatorbeschichtete Membranen, Membran-Elektroden-Baugruppen und Brennstoffprozessorkatalysatoren.


• Dezember 2020 – Wissenschaftler des Forschungsprojekts UltraPress, Teil der KMU-NetC-Initiative des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF), haben ein neues und fortschrittliches Heißpressverfahren eingeführt Ultrahochleistungsbeton-Werkzeug (UHPC) zur Herstellung von Bipolarplatten in Brennstoffzellen. Die Innovation kann die Funktion von Hochtemperatur-PEM-Brennstoffzellen (HT-PEMFC) erheblich verbessern, indem sie deren Zykluszeit und Gesamtherstellungskosten reduziert.

BERICHTSBEREICH

Eine infografische Darstellung von Markt für Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC).

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