"Umsetzbare Einblicke für Ihr Wachstum"
Die globale Marktgröße für Membran-Elektroden-Baugruppen betrug im Jahr 2020 0,34 Milliarden US-Dollar. Die globalen Auswirkungen von COVID-19 waren beispiellos und erschütternd, da Membran-Elektroden-Baugruppen inmitten der Pandemie in allen Regionen negative Auswirkungen auf die Nachfrage hatten. Basierend auf unserer Analyse verzeichnete der Weltmarkt im Jahr 2020 ein geringeres Wachstum von 12,3 % im Vergleich zum durchschnittlichen jährlichen Wachstum im Zeitraum 2017–2019. Der Markt wird voraussichtlich von 0,42 Milliarden US-Dollar im Jahr 2021 auf 1,70 Milliarden US-Dollar im Jahr 2028 wachsen, bei einer jährlichen Wachstumsrate von 22,1 % im Zeitraum 2021–2028. Der Anstieg der CAGR ist auf die Nachfrage und das Wachstum dieses Marktes zurückzuführen und kehrt nach dem Ende der Pandemie auf das Niveau vor der Pandemie zurück.
Die Membran-Elektroden-Anordnung bietet Orte für chemische Reaktionen, die in einer Brennstoffzelle stattfinden, um den Brennstoff in nutzbare elektrische Energie umzuwandeln. Die Baugruppe umfasst eine Gasdiffusionsschicht, eine 5-schichtige Membran und 3-schichtige Membranen, Dichtungen oder Dichtungskomponenten. Diese Komponenten werden einzeln gefertigt und dann bei hohen Temperaturen und Drücken zusammengepresst und liegen in Form von Stapeln vor. Die Leistung und Stabilität von Brennstoffzellen hängen maßgeblich von der Vorbereitungsmethode der Montagekomponenten ab.
Die Membran-Elektroden-Anordnung dient verschiedenen Anwendungen wie Elektrolyseur, Protonen-Elektronen-Brennstoffzelle und Wasserstoff oder Sauerstoff-Luft-Brennstoffzellen, Direktmethanol-Brennstoffzellen und andere. Der wachsende Fokus auf die Anpassung sauberer Energie und die Reduzierung von CO2-Emissionen hat die Kommerzialisierung von Membran-Elektroden-Baugruppen vorangetrieben.
Begrenzte Investitionsmöglichkeiten inmitten von COVID-19 behindern das Marktwachstum
Ein globaler Notfall wie das Coronavirus oder die COVID-19-Pandemie hat verschiedene kommerzielle und industrielle Betriebe auf der ganzen Welt erheblich beeinträchtigt. Die Nachwirkungen dieser Krise haben auch die Volkswirtschaften verschiedener schnell wachsender Länder in Aufruhr versetzt. Nahezu alle Nationen weltweit verzeichnen seit Beginn des laufenden Jahres einen steilen Anstieg der Zahl der betroffenen Bevölkerungsgruppen. Das Fehlen eines Heilmittels oder Impfstoffs gegen die Virusinfektion im Anfangsstadium hat viele Branchenexperten und Akteure dazu veranlasst, verschiedene Bekämpfungsmaßnahmen zu ergreifen, um die Auswirkungen kontinuierlich abzumildern. Darüber hinaus haben die Auswirkungen der Pandemiekrise verschiedene Arten von Problemen offenbart, wie z. B. einen Mangel an Betriebspersonal, Defizite bei den Betriebseinnahmen, die Schließung verschiedener Werke, eingeschränkte globale Handelsströme und vieles mehr, je nach Art des Betriebs.
Dementsprechend ist auch der Weltmarkt vom Ausgang dieser beispiellosen Situation mäßig betroffen, da in verschiedenen Ländern ein erheblicher Rückgang der Gesamtbelegschaft in den verschiedenen Branchen zu verzeichnen war. Die Nichtverfügbarkeit von qualifizierten Arbeitskräften in Verbindung mit längeren Stillständen von Produktionsanlagen hat zu einer begrenzten Produktion von Brennstoffzellen und Elektrolyseuren geführt, was das Wachstum der Branche behindert. Beispielsweise erklärte die Internationale Energieagentur (IEA) im Juni 2020, dass die Wasserstoff-Brennstoffzellenfahrzeuge verzeichnete vor der COVID-19-Krise im Jahr 2019 und Anfang der 2020er Jahre einen deutlichen Anstieg. Allerdings sind die Entwicklungen in der gesamten Branche jetzt anfällig, da die Demonstration von Technologien nicht beeindruckend ist und die Zeitpläne für CO2-arme Produktionsprojekte unterbrochen werden.
Große Länder, die erneuerbare und fossile Energie erzeugen, wie China und die USA, haben strenge Maßnahmen ergriffen, um das Wachstum des neuartigen Coronavirus zu verhindern. Verschiedene Regierungen in allen Regionen haben strenge Aktionspläne zur Eindämmung der Infektionsausbreitung vorgelegt. Im März 2020 kündigten beispielsweise verschiedene staatliche Verwaltungen in den USA ein Sperrprotokoll an, das sich auf verschiedene Wohn-, Gewerbe- und Industrieverfahren auswirkte. Im Laufe des Monats führten verschiedene Städte und Bundesstaaten, darunter San Francisco, Kalifornien, New York, Illinois, Connecticut, New Jersey, Louisiana und viele mehr, Ausgangsverbote ein, um die Gefährdung der Bevölkerung durch das Virus zu begrenzen.
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Steigende Initiativen zur Reduzierung schädlicher Emissionen treiben das Marktwachstum voran
Die Einführung verschiedener internationaler Standards zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen hat die Aufmerksamkeit verschiedener Automobilhersteller auf neue Technologien im Zusammenhang mit Elektro-, Hybrid- oder Brennstoffzellenfahrzeugen gelenkt. Daher entwickeln mehrere Hersteller neue umweltfreundliche Technologien für den Automobilsektor. Beispielsweise haben der Rat für wissenschaftliche und industrielle Forschung (CISR) und die KPIT-Industrie im Oktober 2020 erfolgreich einen LT-PEMFC-Brennstoffzellenstapel für die Automobilindustrie entwickelt und erfolgreich einen Prototyp eines Autos mit Wasserstoff-Brennstoffzelle (HFC) entwickelt. Das Unternehmen bringt Fachwissen im Bereich Stack-Engineering ein, einschließlich Stack-Montage, Systemintegration, Steuerungssoftware, elektrischem Antriebsstrang und anderen Komponenten, die den Betrieb von Brennstoffzellenfahrzeugen ermöglichen. Das Unternehmen geht davon aus, dass der Einsatz der Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie zur Erzeugung elektrischer Energie den Ausstoß schädlicher Gase reduzieren wird, die eine Schlüsselrolle in der Mobilität der Zukunft spielen werden und voraussichtlich kommerziell rentabel sein werden.
Darüber hinaus hat die Hyundai Motor Company im Februar 2020 ihre Partnerschaft mit dem US-Energieministerium (DOE) und ihre Unterstützung des DOE-Wasserstoff- und Brennstoffzellenprogramms erweitert. Hyundai wird dem DOE im Rahmen der Vereinbarung fünf Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge (FCEV) zur Verfügung stellen, um die Forschung und Entwicklung von Brennstoffzellentechnologien voranzutreiben. Darüber hinaus ist es das Ziel des Unternehmens, technische Barrieren zu beseitigen und Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien anwendungs- und branchenübergreifend zu ermöglichen. Es wird erwartet, dass diese Faktoren den globalen Markt für Membran-Elektroden-Baugruppen im Prognosezeitraum antreiben werden.
Erweiterte technologische Innovationen werden durch staatliche Programme gefördert, um das Marktwachstum voranzutreiben
Brennstoffzellen und Elektrolyseure sind eine praktikable und entscheidende Technologie für die Umgestaltung von Energiesystemen mit höherer Effizienz und geringerem Kohlendioxidausstoß. Die Verfügbarkeit unterschiedlicher Ressourcen und unterschiedlicher Technologien hat jedoch zu einer erheblichen Beteiligung von Ländern an der Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie geführt. Daher hat die Regierung verschiedene kollaborative Technologien für Forschungs- und Entwicklungs- sowie Demonstrationsprojekte mit wettbewerbsfähigen Förderprogrammen unterstützt. Beispielsweise hat die Bundesregierung zusammen mit der Industrie eine strategische Allianz namens Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) gebildet, um die Entwicklung von Brennstoffzellentechnologien zu unterstützen, und kann als der wichtigste Teil davon angesehen werden Deutsche Roadmap für Brennstoffzellen. Die Allianz arbeitet an der Planung und Festlegung des strategischen Rahmens für die Weiterentwicklung der Brennstoffzellentechnologien in verschiedenen Anwendungen.
Das interministerielle Nationale Innovationsprogramm für Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie verwaltet über eine Laufzeit von zehn Jahren jährlich rund 28,5 Millionen US-Dollar für die Mobilitätsanwendung. Darüber hinaus hat die Regierung auch strategisch daran gearbeitet, die Verbesserung der Massenproduktion und Leistung in der Brennstoffzellenindustrie voranzutreiben. Daher treiben eine bedeutende Entwicklung in der Brennstoffzellentechnologie und staatliche Initiativen zur technologischen Entwicklung den globalen Markt für Membran-Elektroden-Baugruppen voran.
Steigende Initiativen für Brennstoffzellen in der Automobilindustrie zur Unterstützung des Wachstums
Die Automobilindustrie trägt zu den weltweiten Emissionen bei, was auf die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen als Primärenergiequelle zurückzuführen ist. Die zunehmenden Initiativen für emissionsfreie Fahrzeuge haben Kunden dazu veranlasst, emissionsfreie Fahrzeuge (ZEVs) oder Elektrofahrzeuge (EVs), die als Chance für Brennstoffzellen-Elektrofahrzeuge gelten und Chancen für den Markt schaffen. Automobilhersteller tätigen enorme Investitionen in die Entwicklung effizienter und leistungsstarker Fahrzeuge, was erhebliche Chancen für die Brennstoffzellentechnologie eröffnet. Aufgrund dieses Faktors könnten sich die Marktchancen durch das vielfältige Angebot an Fahrzeugen und Modellen mehrerer Automobilhersteller und die Bindung an das hohe Produktionsvolumen deutlich beschleunigen.
Zusätzlich zum angebotsseitigen Faktor fördert die zunehmende staatliche Initiative für saubere Energielösungen das Wachstum der Brennstoffzellentechnologie. Im Juli 2020 hat die Europäische Union die EU-Wasserstoffstrategie zur Förderung sauberer Energie vorangetrieben, indem sie die europäischen Mittel erhöhte und etwa 825 Milliarden US-Dollar sowie einen vollständigen Übergangsplan bereitstellte. Die Europäische Union hat außerdem einen detaillierten Leitfaden zu Investitionen, Marktschaffung, Forschung und Entwicklung bereitgestellt und die Industrie dazu ermutigt, energieeffiziente Fahrzeuge einzuführen.
Umweltrichtlinien wie Emissionsgrenzwerte sind bekannte Initiativen für Automobilhersteller, in die Entwicklung und Produktion sauberer Fahrzeuge zu investieren. Beispielsweise haben die Volvo Group und Daimler Truck im November 2020 die Entwicklung und Produktion kommerzialisierter Brennstoffzellensysteme für schwere Lkw und andere Anwendungen als ersten Schritt für einen nachhaltigen Transport geplant. Es wird erwartet, dass dies das Wachstum des Marktes für Membran-Elektroden-Baugruppen im Prognosezeitraum ankurbeln wird.
Herausforderungen bei der Haltbarkeit von Brennstoffzellen behindern wahrscheinlich das Marktwachstum
Die Herstellung der MEA korreliert mit der Leistung des Stapels, da dieser eine Schlüsselkomponente der Brennstoffzelle und der Elektrolyseure ist, in denen elektrochemische Reaktionen stattfinden. Es wurde erkannt, dass Defekte wie ein höherer Grenzflächenwiderstand zwischen den Katalysatorschichten oder Risse in der Katalysatorschicht während des MEA-Herstellungsprozesses die Stapeldegradation beeinflussen. Neben der Degradationsproblematik bleiben die hohen Kosten eine weitere große Herausforderung für den Markt.
Verschiedene Studien und Demonstrationen wurden durchgeführt, die zu einer Verschlechterung des häufigen Startens und Herunterfahrens, einer Verringerung der maximalen Leistungsdichte oder nahezu zufälligen Leistungslastwechseln führten, was den Haltbarkeitsproblemen unter praktischen Lastbedingungen entgegenwirkt und die Leistung beeinträchtigt Wirtschaftlichkeit der Brennstoffzellentechnologie.
Darüber hinaus führt die Befeuchtung der MEA zu einer geringeren Leitfähigkeit und zu einem Anstieg des Widerstands in der Membran a> und Katalysatorschicht, was zum chemischen Abbau der Membran führt. Dieser Abbaumechanismus führt zu einer Verdünnung der Membran und einer Verringerung der mechanischen Festigkeit, was zu Leistungseinbußen oder Zellversagen führt, was die Produktnachfrage beeinträchtigen kann. Es wurden jedoch verschiedene Forschungsarbeiten zur Entwicklung einer Fehlererkennung in der Brennstoffzellentechnologie vorangetrieben. Beispielsweise wurden die FRA-Methoden auf die Forschung und Entwicklung von PEMFCs angewendet, die die verschiedenen Abbaumechanismen analysieren, die sich auf die Leistung von PEMFCs auswirken. Darüber hinaus wurde die elektrochemische Impedanzspektroskopie (EIS) eingesetzt, um die Optimierung von Komponenten zu unterstützen.
Membransegment wächst rasant
Basierend auf den Komponenten wird der Markt in Membranen, Gasdiffusionsschichten, Dichtungen und andere unterteilt.
Unter diesen hatte das Membransegment im Jahr 2020 den größten Marktanteil bei Membran-Elektroden-Baugruppen am Weltmarkt. Die Membrankomponente fungiert in der Baugruppe als elektrischer Isolator. Die Komponente bietet starke mechanische, chemische und elektrochemische Stabilität in einer rauen, chemikalienreichen Umgebung über eine Reihe von Betriebsbedingungen hinweg und bietet außerdem eine lange Lebensdauer bei geringer Reaktantenpermeabilität.
Das Segment der Gasdiffusionsschichten wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein beträchtliches Wachstum verzeichnen, da diese Schichten als poröse Medien für den Transport des Reaktanten aus dem Strömungsfeld und seine gleichmäßige Verteilung über die Katalysatorstellen fungieren.
Das Segment „Andere“ umfasst Komponenten wie Tinte, Säurewäsche, Heißpressen sowie Schneid- und Sitzverfahren.
Eine infografische Darstellung von Membran-Elektroden-Einheiten MEA-Markt
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Das Segment der Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC) hatte den größten Marktanteil
Basierend auf dem Endverbraucher wird der Markt in Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFC), Direktmethanol-Brennstoffzellen, Elektrolyseure und andere eingeteilt.
Das Segment der Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen hatte im Jahr 2020 den größten Marktanteil. Die Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle wird häufig in stationären Anwendungen für Stromversorgungssysteme und tragbare Geräte eingesetzt. Darüber hinaus nutzen viele Hersteller PEM-Brennstoffzellen bei der Demonstration von Automobilen, Bussen und Nutzfahrzeugen.
Der Elektrolyseur ist auch das Schlüsselsegment des Marktes, da er als eine der zuverlässigsten Technologien zur umweltfreundlichen Herstellung von grünem Wasserstoff gilt und erneuerbare Energien als Stromquelle nutzt. Die Anwendung produziert Wasserstoff direkt am Standort und ist vergleichsweise die günstigste Methode.
Das Segment „Andere“ umfasst Anwendungen wie Polymerelektrolyt-Brennstoffzellen, alkalische Brennstoffzellen, Wasserstoff- oder Sauerstoff-Luft-Brennstoffzellen und viele mehr.
Asia Pacific Membrane Electrode Assembly (MEA) Market Size, 2020 (USD Billion)
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Der Markt wurde in fünf Schlüsselregionen analysiert, nämlich Nordamerika, Asien-Pazifik, Europa und der Rest der Welt.
Der asiatisch-pazifische Raum ist die wichtigste Region auf dem Weltmarkt. Wertmäßig hielt die Region im Jahr 2020 einen Anteil von 53,4 %. Im asiatisch-pazifischen Raum dürfte die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen, verschiedene Rahmenbedingungen zur Förderung erneuerbarer Energien und der Markt für Membran-Elektroden-Einheiten aufgrund der allgemeinen Berücksichtigung von aggregieren Brennstoffzellen- und Wasserstofftechnologien zur Erreichung des Ziels. Die Fuel Cell Commercialization Conference of Japan (FCCJ), eine privatwirtschaftliche Organisation, hat die Brennstoffzellentechnologie zur Schaffung eines FCEV-Kommerzialisierungsszenarios gefördert und die Zahl der FCEV bis 2025 auf rund 2 Millionen erhöht, was die meisten Städte Japans abdeckt
Nordamerika wird im Prognosezeitraum aufgrund der kommerziellen Einführung der Brennstoffzellentechnologie und erheblicher Investitionen in das Forschungs- und Entwicklungsprogramm von Brennstoffzellentechnologien. Die Verwaltung für Brennstoffzellentechnologien des US-Energieministeriums (DoE) hat sich Ziele gesetzt, um die umfassende Kommerzialisierung von Brennstoffzellentechnologien durch technologische Entwicklung, Demonstration und vielfältige Bemühungen zur Bewältigung institutioneller und marktbezogener Herausforderungen zu fördern. Darüber hinaus legen verschiedene Bundesstaaten Aktionspläne zur Verringerung des CO2-Fußabdrucks vor.
In Europa führt der Fokus auf die Entwicklung hocheffizienter Fahrzeuge und die Förderung wasserstoffbasierter Transpiration zu einer Verdichtung des Marktes für Membran-Elektroden-Einheiten. Die verschiedenen Initiativen staatlicher Stellen haben die Entwicklung und Kommerzialisierung von Brennstoffzellentechnologien in den Mittelpunkt gerückt. Beispielsweise hat das von der Europäischen Union (EU) finanzierte GAIA-Projekt, das sich auf die Entwicklung von Automobil-MEAs mit hoher Leistung und hoher Stromdichte konzentriert, das Ziel, die MEA-Designs erheblich zu verbessern, um die von der EU festgelegten Kosten-, Haltbarkeits- und Betriebsziele zu erfüllen die Brennstoffzelle. Darüber hinaus bindet das Projekt OEMs, führende Industrie- und Forschungsorganisationen sowie Fachwissen in der Brennstoffzellenwissenschaft und -technologie ein, um leistungsstärkere MEAs zu entwickeln.
Der Rest der Welt hielt im Jahr 2020 einen Mindestmarktanteil. Mehrere Länder wie Südafrika, Dubai und Brasilien haben großes Interesse daran gezeigt, FCEVs in den kommenden Jahren zu testen und einzusetzen. Darüber hinaus investieren die Länder erheblich in den Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur und unterstützen den Wandel in der allgemeinen Mobilität. Beispielsweise wird erwartet, dass Südafrika im Februar 2021 mit der Herstellung und Kommerzialisierung von Brennstoffzellentechnologien beginnen wird. Die Regierung hat mit der Privatwirtschaft, der Industrie, der Wissenschaft und verschiedenen Partnern zusammengearbeitet, um die Wasserstoff-Brennstoffzellentechnologie und die Energiespeichertechnologie zu entwickeln. Es wird erwartet, dass dieser Trend bei der Wasserstoffenergie den Markt ankurbeln wird. Darüber hinaus dient diese Arbeit auch der Etablierung neuer Verwendungsmöglichkeiten und eines neuen Marktes für die Platinmetallgruppe, die im Land über eine große Verfügbarkeit verfügt.
Ballard Power Systems konzentriert sich auf die Erweiterung seiner Produktlinie und nutzt seine Kanäle zur Vermarktung neuer Produkte
Derzeit sind Ballard Power Systems, Johnson Matthey, BASF SE, W. L. Gore & Associates, Inc. und Plug Power Inc. die Hauptakteure auf dem Markt, die im Jahr 2020 einen dominanten Anteil haben. Unterstützende Regierungsinitiativen für den Ausbau erneuerbarer Energien Industrie und eine zunehmende Zahl von Fusionen und Übernahmen haben zu einem intensiven Wettbewerb auf dem Markt geführt.
Ballard Power Systems beschäftigt sich mit der Entwicklung und Bereitstellung innovativer Brennstoffzellenlösungen für Märkte wie Automobil, Schifffahrt, Schiene, Materialtransport und andere. Das Produktportfolio des Unternehmens ist in zwei Hauptsegmente unterteilt: Brennstoffzellen-Energieprodukte und Technologielösungen. Die Formulierungs- und Integrationsabteilung für die Membranmontage ist Teil der Produktentwicklung und stellt Fachwissen und Ressourcen zur Unterstützung der Weiterentwicklung der Brennstoffzellentechnologie bereit. Das Unternehmen betreibt drei Anlagen in Burnaby, Kanada, die über eine Gesamtkapazität von einer Million MEAs und Brennstoffstapeln pro Jahr verfügen. Beispielsweise beschloss Ballard Power Systems am 28. September 2020, seine Produktionskapazität zur Herstellung von Membran-Elektroden-Baugruppen in seinem Hauptsitz in Vancouver um das Sechsfache zu erweitern.
Umfangreiche Einblicke in den Markt gewinnen, Anfrage zur Anpassung
Der Marktbericht stellt eine umfassende Branchenbewertung dar, indem er wertvolle Erkenntnisse, Fakten, branchenbezogene Informationen und historische Daten bietet. Es wurden verschiedene Methoden und Ansätze angewendet, um aussagekräftige Annahmen und Ansichten für die Formulierung des Marktforschungsberichts zu treffen. Darüber hinaus enthält der Bericht eine detaillierte Analyse und Informationen nach Marktsegmenten, einschließlich Komponenten, Anwendungen und Regionen, und hilft unseren Lesern, sich einen umfassenden Überblick über die globale Branche zu verschaffen.
ATTRIBUT | DETAILS |
Studienzeitraum | 2017–2028 |
Basisjahr | 2020 |
Geschätztes Jahr | 2021 |
Prognosezeitraum | 2021–2028 |
Historischer Zeitraum | 2017–2019 |
Einheit | Wert (Milliarden USD) |
Segmentierung | Nach Komponente, Anwendung und Region |
Segmentierung | Nach Komponente
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Nach Anwendung
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Nach Region
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Fortune Business Insights sagt, dass die globale Marktgröße im Jahr 2020 0,34 Milliarden US-Dollar betrug und bis 2028 voraussichtlich 1,70 Milliarden US-Dollar überschreiten wird.
Der asiatisch-pazifische Raum dominierte den Markt im Jahr 2020 anteilsmäßig.
Mit einer CAGR von 22,1 % wird der Markt im Prognosezeitraum (2021–2028) eine ordentliche Wachstumsrate aufweisen.
Nach Komponenten wird erwartet, dass das Membransegment im Prognosezeitraum einen erheblichen Anteil halten und den Markt dominieren wird.
Die zunehmenden Initiativen für Brennstoffzellen in der Automobilindustrie sind der Schlüsselfaktor für das Marktwachstum.
Ballard Power Systems, Johnson Matthey, Danish Power Systems, BASF SE und W.L. Gore & Associates, Inc. sind unter anderem die wichtigsten Marktteilnehmer.
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