Marktgröße, Marktanteil und Branchenanalyse für Festoxidelektrolysezellen, nach Produkttyp (Röhrenform und andere), nach Anwendung (Industrieprozesse, Wasserstoffproduktion, Kraftstoffproduktion und andere), nach Endbenutzer (Kraftwerk, Raffinerien und andere) und regionale Prognose, 2024–2032

Die globale Marktgröße für Festoxidelektrolysezellen wurde im Jahr 2023 auf 67,63 Millionen US-Dollar geschätzt. Der Markt wird voraussichtlich von 118,71 Millionen US-Dollar im Jahr 2024 auf 11.687,75 Millionen US-Dollar im Jahr 2032 wachsen und im Prognosezeitraum eine jährliche Wachstumsrate von 77,48 % aufweisen.

Die Spitzentechnologie von morgen erfordert Elektronik, die extremen Bedingungen standhält. Die Art der Geräte, an denen derzeit gearbeitet wird, soll Hochtemperaturhalbleitern und der nächsten Generation zugute kommen. Brennstoffzellen und Festoxid-Elektrolysezellen (SOEC), die in der Automobil-, Energie- und Luft- und Raumfahrtindustrie Anwendung finden könnten. Die NASA hat am 22. April auf dem NASA Mars 2020 Rover Perseverance eine Festoxid-Elektrolysezelle installiert, um Sauerstoff aus Gas in der Marsatmosphäre herzustellen. Die NASA hofft, dass dieser Prototyp eines Tages zu einer Ausrüstung führen wird, die es Astronauten ermöglicht, auf dem Mars Raketentreibstoff und Atemluft zu erzeugen.

Die COVID-19-Pandemie hat den Wettlauf um die Führungsrolle bei sauberem Wasserstoff angeheizt, da viele Länder die Bedeutung von Wasserstoff für die Diskussion über die doppelten Herausforderungen des Klimawandels und der wirtschaftlichen Erholung nach COVID-19 erkannt haben. Erhebliche Anteile der Konjunkturfonds der Länder sind für Wasserstoffprojekte vorgesehen, wodurch Wasserstoff in den Bereich der geoökonomischen Konkurrenz gelangt. Aus erneuerbaren Energiequellen erzeugter Wasserstoff wird als grüner Wasserstoff bezeichnet, der das UN-Ziel erfüllen kann, indem er das Stromnetz in Zeiten großer Nachfrage speichert.

Markt für Festoxidelektrolysezellen Trends

Ausbreitung von metallgestützten Hochtemperatur-Elektrolysezellen auf dem Markt

Elektrolysezellen nutzen einen elektrochemischen Gleichstrom, um eine nicht-spontane Reaktion anzutreiben, beispielsweise die Spaltung von Wasser zur Erzeugung von Sauerstoff und Wasserstoff. Hochtemperatur-Festoxid-Elektrolysezellen arbeiten typischerweise im Bereich von 500 bis 900 °C und nutzen keramische Oxid-Elektrolytschichten, die hauptsächlich entweder Oxidionen oder Protonen leiten. Der Betrieb bei solch hohen Temperaturen bietet deutliche Vorteile gegenüber kommerziell erhältlichen Elektrolyseuren mit Protonenaustauschmembran (PEM) und alkalischer Austauschmembran (AEM), die zwischen Raumtemperatur und ~100 °C betrieben werden. Als Katalysatoren können insbesondere preiswerte Nicht-Platingruppen-Materialien eingesetzt werden, die Keramikmembran ist undurchlässig und so lassen sich leicht hochreine Produkte erhalten. Aufgrund des Enthalpieunterschieds zwischen flüssigem Wasser und Dampf und des In-situ-Verbrauchs von Widerstandswärme aus der Zelle und externen Quellen sind die elektrische Energie und der Gesamtenergiebedarf geringer.

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Wachstumsfaktoren für den Markt für Festoxidelektrolysezellen

Steigerung der Produktion von grünem Wasserstoff zur Förderung des SOEC-Marktes  

Wasserstoff ist schnell und etabliert sich als Kraftstoff der Zukunft, sei es zur Stromerzeugung oder als Antrieb für die nächste Generation von Brennstoffzellen. Elektrofahrzeuge (FCEVs). Daher werden Möglichkeiten zur Erzeugung, zum Transport und zur Nutzung als Treibstoff für die Energiewende kontinuierlich weiterentwickelt und optimiert. Unter diesen ist die Elektrolyse ein wichtiger Power-to-X (PtX)-Lösungsweg zur Herstellung von grünem Wasserstoff unter Verwendung von Strom und Wasser. Eine Festoxid-Elektrolysezelle bietet eine effizientere Möglichkeit zur Wasserstofferzeugung. Die Festoxid-Elektrolysezellentechnologie steht für die Dekarbonisierungsmöglichkeiten, die sie für eine Zukunft bietet, die sich auf die Netto-Null-Kohlenstoffemissionsziele bis 2050 konzentriert, indem sie die Treibhausgasemissionen (THG) eindämmt und den globalen Temperaturanstieg auf unter 1,5 Grad Celsius (℃) begrenzt.

Festoxid-Elektrolysezellen können grünen Wasserstoff aus überschüssigem Strom aus Windkraftanlagen und anderen nachhaltigen Quellen herstellen. Dieser Wasserstoff kann später in Brennstoffzellen gespeichert und dann je nach Bedarf wieder in Strom umgewandelt werden, um eine sichere Energiespeicherung zu gewährleisten, wenn die Produktion den Bedarf übersteigt. Die Entwicklung von Festoxid-Elektrolysezellen wird auch nach Erreichen der vollständigen Marktreife noch weit in der Zukunft liegen. Während es sicherlich die Kostenziele erreichen muss, wird ein verbessertes Verständnis der Prozesse während der Elektrolyse belastbare Leistungssteigerungen und Lebensdauergewinne in Bereichen ermöglichen, in denen es nachgewiesen werden muss. Grüner Wasserstoff gilt als sauberer und nachhaltiger Energieträger, und die zunehmende Produktion von grünem Wasserstoff dürfte das Wachstum des Marktes für Festoxid-Elektrolysezellen vorantreiben.

Steigerung des Bewusstseins für erneuerbare Energiequellen zur Ankurbelung des Marktwachstums

Der Energieverbrauch und die Umweltverschmutzung, die durch traditionelle, auf fossiler Energie basierende Energiesysteme verursacht werden, haben zu einer Reihe schwerwiegender Probleme im menschlichen Leben geführt. Daher kurbelt die zunehmende Konzentration auf die Nutzung sauberer und erneuerbarer Energie weltweit den Markt für Festoxid-Elektrolysezellen an Aktie. Windenergie und Solarenergie, die erneuerbare Energiequellen sind, sind mittlerweile weit verbreitet und werden in Zukunft die primäre Energiequelle sein. Ein wesentlicher Bestandteil dieser erneuerbaren Energiequellen ist jedoch die intermittierende Versorgung. Windenergie hängt von den klimatischen Bedingungen ab und Sonnenlicht und Gezeiten unterliegen Zyklen im Laufe des Tages.

Um diese Nachteile zu überwinden, sind Energieumwandlungs- und Speichertechnologien dringend erforderlich. Die Elektrolysezellentechnologie hat aufgrund ihrer hohen Effizienz, Umweltfreundlichkeit und breiten Anwendungsmöglichkeiten mehr Aufmerksamkeit erhalten. Es ist ersichtlich, dass SOECs aufgrund ihrer geringen Kosten und hohen Effizienz der effektivste Typ sind. SOECs können redundante erneuerbare Energie (Sonnen-, Wind- und Gezeitenenergie) sauber und effizient in chemische Energie umwandeln, die eine dynamische Rolle bei der Spitzenfüllung des Stromnetzes spielt, insbesondere vor dem Hintergrund der starken Entwicklung erneuerbarer Energien.

EINHÄNGENDE FAKTOREN

Herausforderungen hinsichtlich der Haltbarkeit und Langzeitstabilität behindern das Marktwachstum  

Langfristige Systemhaltbarkeit ist eine entscheidende Herausforderung für die künftige Steigerung der wirtschaftlichen Wettbewerbsfähigkeit und eine breitere industrielle Umsetzung der SOEC-Technologie. Die zuverlässige Langzeitleistung eines SOEC-Stack-Systems erfordert, dass alle Komponenten thermisch stabil sind. Der langfristige und groß angelegte Einsatz der SOEC-Technologie steht derzeit auch vor der Herausforderung der Elektroden- und Elektrolythaltbarkeit. Degradationsprobleme behindern immer noch den kommerziellen Durchbruch von Festoxid-Brennstoffzellen< /a>.

Die meisten SOECs, die eine gute Leistung erbringen, verfügen nicht über eine gute Stabilität. Die harten Arbeitsbedingungen von SOFC bringen mehrere unterschiedliche Abbauprozesse mit sich, die sich aus den einzelnen Komponenten und ihren Wechselwirkungen ergeben, was es schwierig macht, die Anforderungen an die Langzeitstabilität zu erfüllen.

Alternative Elektroden unterliegen immer noch gewissen Einschränkungen hinsichtlich ihrer katalytischen Aktivität oder der ionischen und elektronischen Leitfähigkeit oder Stabilität unter Betriebsbedingungen. Diese Einschränkungen können zu einer unzureichenden Leistung und Haltbarkeit der Zellen führen.

Marktsegmentierungsanalyse für Festoxidelektrolysezellen

Nach Produkttypanalyse

Rohrsegment ist aufgrund seiner vielfältigen Einsatzmöglichkeiten marktführend

Basierend auf dem Produkttyp ist der Markt in Rohr- und andere Produkte unterteilt.

Das Röhrensegment dominiert den Markt, da die Röhrengeometrie ein kompaktes Design, eine hohe Leistungsdichte und ein außergewöhnliches Wärmemanagement ermöglicht und röhrenförmige Festoxid-Elektrolysezellen ideal für Anwendungen macht, die eine hohe Leistungsdichte und langfristige Haltbarkeit erfordern. Bei röhrenförmigen Festoxid-Brennstoffzellen werden der Brennstoffzelle der Brennstoff und das Oxidationsmittel über separate Rohre zugeführt, die um eine Mittelelektrode gewickelt sind.

Andere Segmente, wie z. B. Planar, erobern aufgrund der hohen Effizienz, der niedrigen Herstellungskosten und der besseren Stromerfassung den Markt nach den Rohren. Allerdings führen hohe Temperaturen zu Dichtungs- und thermomechanischen Spannungsproblemen; Diese Probleme werden nun durch die Entwicklung verbesserter Dichtungsmaterialien gelöst.

Durch Anwendungsanalyse

Das Segment der Wasserstoffproduktion dominiert den Markt aufgrund seiner zunehmenden Verbreitung als alternativer Kraftstoff

Je nach Anwendung ist der Markt in Industrieprozesse, Wasserstoffproduktion, Kraftstoffproduktion und andere unterteilt.

Das Segment der Wasserstoffproduktion dominiert den Markt, da Wasserstoff derzeit der einzige vielversprechende alternative Kraftstoff zur Dekarbonisierung von Sektoren zu sein scheint, die schwer zu reduzieren sind (HTA). Wasserstoff-Brennstoffzellen und Stromerzeugung könnten in einen Wind- oder Solarpark integriert werden, um eine flexible Speicherung von Strom zu ermöglichen, wenn der Wind nicht böig ist oder die Sonne nicht scheint.

Nach Endbenutzeranalyse

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Das Kraftwerkssegment dominiert, da es sich um einen unvermeidbaren und wesentlichen Bedarf an der Stromerzeugung handelt

Basierend auf dem Endverbraucher ist der Markt in Kraftwerke, Raffinerien und andere unterteilt.

Das Kraftwerkssegment dominiert den Markt, da Zellen im regulären Betrieb kein Wasser benötigen. Ebenso benötigen Wärmekraftwerke erhebliche Mengen Wasser zur Kühlung. Tatsächlich wird Wasser in den USA hauptsächlich zur Kühlung von Kraftwerken verwendet. Um ein Megawatt pro Stunde ein Jahr lang zu erzeugen, entnimmt die thermoelektrische Stromerzeugung für das US-Netz etwa 156 Millionen Gallonen Wasser. Die Nutzung der von der Brennstoffzelle erzeugten überschüssigen Wärme zu Heizzwecken in einer Kraft-Wärme-Kopplungs-Anwendung steigert den Gesamtwirkungsgrad zusätzlich um über 80 %.

Diese hohe Effizienz bietet finanzielle Vorteile und minimiert den ökologischen Fußabdruck, da Festoxid-Brennstoffzellen im Vergleich zu herkömmlichen Kraftwerken, die Kohle als Brennstoff verwenden, üblicherweise Erdgas als Brennstoff verwenden. Festoxid-Brennstoffzellen emittieren außerdem keine Schwefeloxide und Feinstaub

REGIONALE EINBLICKE

Geografisch gesehen wird der Markt in Nordamerika, Europa, im asiatisch-pazifischen Raum und im Rest der Welt untersucht.

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Europa dominierte im Jahr 2023 den globalen Markt für Festoxid-Elektrolysezellen. Elektrolyseure nehmen in Europa aufgrund des Ausbaus erneuerbarer Energien und der Nachfrage nach grünem Wasserstoff stark zu. Die europäischen Länder streben eine Reduzierung der Kohlenstoffemissionen an, indem sie die Wasserstoffproduktion aus erneuerbaren Quellen durch Elektrolyse fördern. Regierungen fördern die Einführung von Elektrolyseuren durch Subventionen und stimmen damit auf ehrgeizige Klimaziele ab. Die Industrie sucht nach sauberem Wasserstoff zur Dekarbonisierung, was die Nachfrage nach Elektrolyseuren ankurbelt.

Der asiatisch-pazifische Raum ist aufgrund der enormen Öl- und Gasnachfrage der Region die zweitgrößte Region im Markt für Festoxidelektrolyse. Während der Markt für Erdölförderung größtenteils als offen betrachtet wurde, haben die Gesetzgeber mit Bestrebungen gerechnet, den freien Zugang zum Markt für die Kraftstoffproduktion zu regeln.

Chinas Sinopec berichtete, dass das erste 10.000-Tonnen-Demonstrationsprojekt für grünen Wasserstoff des Landes tatsächlich Wasserstoff produziert habe und der erzeugte Wasserstoff an lokale Erdölraffinerieunternehmen weitergeleitet wurde, um die vorhandene fossile Erdgasenergie als Energiequelle zu ersetzen. Das Projekt hat den gesamten Prozess von der Produktion bis zur Nutzung von grünem Wasserstoff effektiv umgesetzt, was auch das erste Mal symbolisiert, dass China die gesamte industrielle Kettenintegration eines 10.000 Tonnen schweren Raffinierungsprojekts für grünen Wasserstoff verstanden hat.

Nordamerika umfasst Industrienationen wie die USA und Kanada, die wahrscheinlich über einen riesigen Markt für die Wasserstoff- und Kraftstoffproduktion verfügen, der das Marktwachstum ankurbelt. Kanadas erstes kommerzielles Projekt zur Herstellung von grünem Wasserstoff und Ammoniak, das von World Energy GH2 Inc. entwickelt und vom koreanischen Mischkonzern SK Group unterstützt wird, wird sowohl SOEC- als auch PEM-Elektrolyseure von zwei verschiedenen Lieferanten nutzen. Konkret kommt die SOEC-Ausrüstung von Bloom Energy Corp, während die Siemens Energy AG die PEM-Systeme liefert.

Liste der wichtigsten Unternehmen im Markt für Festoxidelektrolysezellen

Wichtige Teilnehmer konzentrieren sich auf die Erweiterung ihrer Produktkapazitäten und die Entwicklung neuer Produkte

Der globale Markt umfasst einige Global Player und zahlreiche kleine und mittlere Player. Die Entwicklung neuer Produkte ist die wichtigste Marktstrategie der großen Marktteilnehmer. Beispielsweise hat die Bloom Energy Corporation im November 2022 ihre großvolumige kommerzielle Elektrolyseurlinie am Standort des Unternehmens in Newark auf den Markt gebracht. Damit erhöht das Unternehmen seine Erzeugungskapazität an Elektrolyseuren auf zwei Gigawatt. Das preisgekrönte Fachwissen ist das bisher energieeffizienteste Design zur Herstellung von sauberem Wasserstoff.

Wichtige Akteure auf dem Markt sind Siemens Energy, Elcogen AS, Bloomenergy, Nexceris and Fuel Cell Energy, Ballard Power Systems Inc., OxEon Energy, LLC, ITM Power und andere. Die großen Unternehmen haben mehr als die Hälfte des Marktanteils und viele regionale und lokale Akteure für verschiedene Anwendungen dominieren den restlichen Markt.

Liste der profilierten Schlüsselunternehmen:

• Siemens Energy (Deutschland)


• Elcogen AS (Estland) 


• Bloomenergy (USA)


• Nexceris (USA)


• Brennstoffzellenenergie (USA)


• Ballard Power Systems Inc. (Kanada)


• OxEon Energy LLC (USA)


• ITM Power (Großbritannien)


• Redox Power Systems (USA)


• Bosch (Deutschland)

WICHTIGSTE ENTWICKLUNGEN DER INDUSTRIE:

• November 2023 – Phoenix Motor Inc., ein führender Anbieter von Elektrifizierungslösungen für mittelschwere Fahrzeuge, gab heute bekannt, dass seine Tochtergesellschaft EdisonFuture zusätzlich zu ihrem bestehenden Protonenaustausch eine neue alkalische Elektrolyseurlösung auf den Markt gebracht hat Membran zur Herstellung grüner Wasserstoffprodukte.


• September 2023 – Casale SA und Next Hydrogen Solutions Inc. unterzeichneten ein (MOU)Memorandum of Understanding zur Entwicklung grüner Ammoniak- und Methanolsysteme, die die Elektrolysetechnologie und -produkte von Next Hydrogen integrieren. Diese Unternehmen werden ihre gemeinsamen Erfahrungen und Fähigkeiten bündeln, um grüne Ammoniak- und Methanolanlagen, die an erneuerbare Energiequellen angeschlossen sind, zu beschleunigen und auszubauen.


• März 2023 – Toyotas neu entwickelte Elektrolyseanlage, die Wasserstoff aus Wasser gewinnt und dabei den Brennstoffzellenstapel und andere Technologien der Brennstoffzellen-Elektrolimousine Mirai nutzt. Diese Ausrüstung wird im März 2023 in einem Denso-Werk in Japan in Betrieb genommen und dient als Funktionsdemonstration, die dazu beitragen soll, ihre breitere Verbreitung in der Zukunft zu fördern.


• November 2022 – Bloom Energy Corporation hat seine großvolumige kommerzielle Elektrolyseurlinie am Standort des Unternehmens in Newark auf den Markt gebracht und gleichzeitig die Erzeugungskapazität des Unternehmens an Elektrolyseuren auf zwei Gigawatt erhöht. Das preisgekrönte Fachwissen ist das bisher energieeffizienteste Design zur Herstellung von sauberem Wasserstoff.


• April 2022 – Doosan Fuel Cell ist eine Partnerschaft mit Ballard Power Systems, einem kanadischen Hersteller von Polymer-Elektrolyt-Membran-Brennstoffzellen (PEMFC), eingegangen, um ein Wasserstoff-Brennstoffzellensystem für die Mobilität zu entwickeln. PEMFC wird aufgrund seiner hohen Energieeffizienz, einfachen Struktur und hervorragenden Haltbarkeit hauptsächlich für Transportanwendungen sowie stationäre und tragbare Brennstoffzellenanwendungen entwickelt.

BERICHTSBEREICH

Die Marktforschungsberichte ermöglichen eine vollständige Branchenbewertung, indem sie wertvolle Erkenntnisse, Fakten, branchenbezogene Informationen, die Wettbewerbslandschaft und vergangene Daten vorschlagen. Es werden verschiedene Methoden und Ansätze akzeptiert, um aussagekräftige Annahmen und Ansichten zu treffen und die globale Marktanalyse für Festoxid-Elektrolysezellen zu formulieren.

Umfangreiche Einblicke in den Markt gewinnen, Anfrage zur Anpassung

BERICHTSUMFANG UND SEGMENTIERUNG