Marktgröße, Anteil und Branchenanalyse für Phosphorsäure-Brennstoffzellen, nach Anwendung (Fahrzeuge, Kraft-Wärme-Kopplung, andere) und regionale Prognose, 2019–2032

Der weltweite Markt für Phosphorsäure-Brennstoffzellen wurde im Jahr 2018 auf 0,28 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 2032 3,12 Milliarden US-Dollar erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 18,84 % im Prognosezeitraum 2019–2032 entspricht.

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Verstärkte Maßnahmen zur Begrenzung der globalen Kohlenstoffemissionen zur Bekämpfung des Klimawandels sowie ein Paradigmenwechsel hin zu sauberen Energiequellen werden die Nachfrage auf dem Markt für Phosphorsäure-Brennstoffzellen ankurbeln. Verschiedene Schwellenländer haben unterschiedliche Ziele für eine kohlenstoffarme Stromerzeugung eingeführt, um den schnellen und ständig steigenden Energiebedarf zu decken. Eine Brennstoffzelle wandelt Wasserstoff oder andere Brennstoffe um, um sauberen Strom für verschiedene Anwendungen zu erzeugen, ohne schädliche Nebenprodukte zu produzieren. Phosphorsäure-Brennstoffzellen (PAFCs) umfassen wie andere Geräte dieser Art eine Kathode und eine Anode, die zur Stromerzeugung verwendet werden, indem dem System Brennstoff und Sauerstoff zugeführt werden.

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Die PAFC-Technologie ist in der Brennstoffzellenindustrie seit langem präsent und wurde erstmals eingeführt, um Nutzer auf der ganzen Welt mit unabhängigem Netzstrom zu versorgen. Aufgrund der Ziele der Regierung, den Energiemix auf kohlenstoffarme Technologien umzustellen, gilt Japan als führendes Land beim Einsatz verschiedener Arten von Brennstoffzellen. Mehrere Unternehmen haben dem Land Brennstoffzellensysteme zur Verfügung gestellt, die auf der PAFC-Technologie basieren, um Wärme und Strom mit verschiedenen erneuerbaren Brennstoffen zu erzeugen.

MARKTREIBER

„Wachsendes Interesse an der Aufrechterhaltung der Energiesicherheit, um den Markt voranzutreiben“

Das häufige Auftreten unerwarteter Naturkatastrophen sowie zunehmende Maßnahmen zur Bewältigung der durch diese Katastrophen verursachten Energieprobleme werden die Einführung der PAFC-Technologie vorantreiben. Aufgrund der einfachen Handhabung giftiger Gase wie Kohlenmonoxid und Kohlendioxid können die Geräte problemlos für stationäre Zwecke installiert werden, was das Wachstum des Marktes für Phosphorsäure-Brennstoffzellen steigern wird. Darüber hinaus arbeiten PAFC-Systeme im Allgemeinen bei einer höheren Temperatur von etwa 220 °C, was es ihnen ermöglicht, bis zu 1 % CO zu verarbeiten und hohe Ausgangsleistungen von wenigen kW bis hin zu MW zu liefern.

 „Zunehmender Einsatz von Kraft-Wärme-Kopplungssystemen zur Verbesserung der Marktaussichten“

Phosphorsäure-Brennstoffzellen werden häufig in verschiedenen kommerziellen Einrichtungen wie Krankenhäusern, Gebäuden, Hotels und Energieversorgern installiert, um Kraft-Wärme-Kopplungslösungen bereitzustellen, was sie zu einem der führenden Trends auf dem Markt für Phosphorsäure-Brennstoffzellen macht. Die Geräte bieten kleine und große Kraft-Wärme-Kopplungskapazitäten (KWK), um unterbrechungsfreien Strom bereitzustellen und zusätzlichen Energiebedarf zu decken. Es erzeugt Abwärme mit erhöhten Temperaturen, die effizient in KWK-Systemen zur Bereitstellung von Raumheizung, Warmwasserbereitung und Niederdruckdampf genutzt wird.

SEGMENTIERUNG

Nach Anwendungsanalyse

„Kraft-Wärme-Kopplungsanwendung soll den größten Anteil ausmachen“

Je nach Anwendung kann der Markt für Phosphorsäure-Brennstoffzellen in Fahrzeuge, Kraft-Wärme-Kopplung und andere unterteilt werden. Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) ist aufgrund der hohen thermischen und elektrischen Effizienz der am weitesten verbreitete Installationsort für PAFC-Systeme. Es wird erwartet, dass das Segment im prognostizierten Zeitraum auch in Bezug auf Marktgröße und Volumen führend in der Branche sein wird. Verschiedene Regionalregierungen haben vorteilhafte Programme zur Unterstützung des Einsatzes von KWK-Anlagen aufgelegt. Japan hatte beispielsweise Ene-Farm-Systeme eingeführt, um Mikro-KWK- oder M-KWK-Einheiten im Land zu installieren. Ziel der Regierung ist es, einen autarken Markt für die Technologie zu schaffen und bis 2030 etwa 5,3 Millionen Einheiten solcher Systeme in Umlauf zu bringen.

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Das Fahrzeugsegment wird laut der Marktanalyse für Phosphorsäure-Brennstoffzellen im Prognosezeitraum voraussichtlich ebenfalls ein erhebliches Wachstum verzeichnen. Aufgrund der Verfügbarkeit großer Kapazitäten mit erheblichem elektrischem Wirkungsgrad fand die PAFC-Technologie ihre ersten Anwendungen in schweren Automobilen, einschließlich Bussen und Lastkraftwagen. Darüber hinaus gibt es weitere Anwendungen für die Technologie, darunter große stationäre unterbrechungsfreie Stromversorgungseinheiten (USV) sowie mehrere große Auxiliary Power Units (APUs) für große Fahrzeuge.

REGIONALE ANALYSE

Geografisch gesehen wurde der Brennstoffzellenmarkt in sechs großen Ländern analysiert: den USA, Japan, Südkorea, Deutschland, Großbritannien und dem Rest der Welt. Es wird erwartet, dass Japan den Marktanteil von Phosphorsäure-Brennstoffzellen anführen wird und aufgrund einer günstigen Regierungspolitik sowie umfangreicher langfristiger Ziele ein erhebliches Wachstum verzeichnen wird. Darüber hinaus wird die Präsenz etablierter Hersteller zusammen mit deutlich steigenden Investitionen mehrerer Akteure die Produktnachfrage im Land weiter ankurbeln. Darüber hinaus wird für Südkorea aufgrund der von der nationalen Verwaltung umgesetzten neuen technologischen Perspektiven ein umfangreiches Wachstum prognostiziert. Das Land investiert schnell enormes Kapital in die Entwicklung und Verbesserung der Wasserstoffinfrastruktur, um die zunehmende Einführung H₂-basierter Technologien zu unterstützen.

Darüber hinaus werden die zunehmende Zuweisung von Budgets für den Ausbau der wasserstoffbasierten Infrastruktur sowie die zunehmende Konzentration auf die Durchführung fortschrittlicher Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten den Trend der US-Industrie ankurbeln. Im Geschäftsjahr (GJ) 2019 gab das Amt für Energieeffizienz und erneuerbare Energien (EERE) bekannt, dass die Gesamtförderung für die Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien im selben Geschäftsjahr für verschiedene Zwecke etwa 120.000 US-Dollar betrug. Von diesem Budget wurden 75 % des Zuschusses für die Forschung und Entwicklung von Brennstoffzellentechnologien in Verbindung mit Wasserstoffbrennstoff und -infrastruktur bereitgestellt.

Es wird erwartet, dass mehrere ermutigende Standards und Projekte die Einführung von FC-Systemen in den Ländern der Europäischen Union vorantreiben werden. Das Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU), eine Zusammenarbeit zwischen privaten und staatlichen Einrichtungen, hat mehrere Richtlinien zur Förderung der Demonstration und Entwicklung von Brennstoffzellentechnologien in der Region herausgegeben. Im Jahr 2016 startete die FCH JU ein neues Projekt namens „Pathway to a Competitive European FC mCHP Market“ (PACE) mit dem Ziel, bis 2021 2.800 Einheiten innovativer FC m-CHP-Systeme in zehn Ländern der Region zu installieren. Verschiedene Nationen wie z Frankreich, Großbritannien, Belgien, Deutschland, die Niederlande, Italien und viele andere sind Teil dieses Programms. Darüber hinaus konzentrieren sich zahlreiche Länder auch auf die Einführung anderer Rahmenwerke, um neue Horizonte bei der Nutzung dieser effizienten und sauberen Energiequellen zu erkunden. Im November 2019 kündigte das Bundesministerium für Verkehr und Infrastruktur (BMVI) eine Förderung des Vereins Clean Power Net (CPN) in Höhe von fünf Millionen Euro an. Der Fonds wird für die Installation von FC-Systemen in Funktürmen verwendet, indem bestehende Dieselgeneratoren ersetzt werden, die als Notstrom für Notfälle dienen.

SCHLÜSSELAKTEURE DER BRANCHE

“Prominente Branchenakteure produzieren über lange Zeit hinweg PAFCs, um die Markttrends zu prägen“

Wichtige Marktteilnehmer sind aktiv und verfügen über eine langjährige Präsenz in verschiedenen Ländern auf der ganzen Welt. Unternehmen konzentrieren sich auf die Bereitstellung innovativer Produkte mit längerer Lebensdauer und minimalem Wartungsbedarf. Darüber hinaus beabsichtigen mehrere Akteure, ihr Produktspektrum zu erweitern, um die Integration in neue Anwendungsbereiche zu ermöglichen, heißt es in der Marktprognose für Phosphorsäure-Brennstoffzellen

LISTE DER WICHTIGSTEN UNTERNEHMEN IM PROFIL:

• Fuji Electric Co., LTD.


• Doosan Fuel Cell America, Inc.


• Organisation für Verteidigungsforschung und -entwicklung (DRDO)


• Ingsman Energy and Fuel Cell Research Organization (IEFRO)

BERICHTSBEREICH

Eine infografische Darstellung von Markt für Phosphorsäure-Brennstoffzellen

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Eine Brennstoffzellenvorrichtung ist integriert, um elektrische Energie aus chemischer Energie zu erzeugen, indem über die Elektroden Brennstoff in Sauerstoff eingeführt wird. Als Primärbrennstoff wird Wasserstoff eingebracht, der an der positiv geladenen Elektrode, der Anode, in Protonen und Elektronen zerlegt wird, während an der Kathode Sauerstoff vorliegt. PAFC umfasst eine poröse Siliziumkarbid- und Kohlenstoffstruktur, die einen reinen Phosphorsäureelektrolyten zusammen mit einem hervorragend verteilten Platinkatalysator (Pt) enthält. Das Vorhandensein der Säure im System führt zu einem effizienten Wassermanagement im FC-Stack, da es zur Reduzierung des erzeugten Wasserdrucks beiträgt. Aufgrund ihrer Betriebsfähigkeit bei hohen Temperaturen weisen diese Geräte tendenziell eine erhebliche Toleranz gegenüber Schadstoffgasen im Kraftstoff wie CO und CO auf. Es ist jedoch bekannt, dass Schwefelverbindungen wie Schwefelwasserstoff (H₂S) die Systeme beeinträchtigen, obwohl die Toleranzgrenze von PAFCs höher ist als bei anderen Brennstoffzellentechnologien wie Proton Exchange Membrane Fuel Cells (PEMFCs).

Der Marktbericht für Phosphorsäure-Brennstoffzellen bietet detaillierte Informationen zu verschiedenen Einblicken in den Markt. Einige davon sind Wachstumstreiber, Hemmnisse, Wettbewerbslandschaft, regionale Analysen und Herausforderungen. Darüber hinaus bietet es eine analytische Darstellung der PAFC-Markttrends und -schätzungen, um die bevorstehenden Investitionsmöglichkeiten zu veranschaulichen. Der Markt wird von 2019 bis 2026 quantitativ analysiert, um seine Finanzkompetenz sicherzustellen. Die im Bericht gesammelten Informationen stammen aus mehreren primären und sekundären Quellen.

Berichtsumfang und Segmentierung

INDUSTRIEENTWICKLUNG:

• Im August 2019 gründeten Hanwa Energy, Korea East-West Power und Doosan das Joint Venture Daesan Green Energy für den Betrieb des Wasserstoff-Brennstoffzellenkraftwerks Daesan. Am Standort Seosan Hanwa in der Kraftwerkserweiterung soll eine Phosphorsäure-Brennstoffzellenkapazität von insgesamt 440 kWh installiert werden, während die Gesamtgröße der Anlage über 50 MW beträgt.


• Im Juli 2019 erteilte Siemens einen Auftrag für wasserstoffbetriebene Kraft-Wärme-Kopplungssysteme (KWK) bei der in Deutschland ansässigen 2G Energy AG. Die neue Einheit soll in einem Teil ihres Pilotprojekts in Dubai installiert werden, um dezentrale Energie zu liefern und die Technologielandschaft zu erweitern.


• Im August 2019 kooperierte das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit sechs weiteren Teilnehmern aus fünf verschiedenen Nationen und initiierte ein F&E-Projekt namens D2Service. Ziel des Projekts ist es, die Wartung und Installation von KWK-Systemen mit Brennstoffzellenantrieb zu optimieren. Darüber hinaus besteht das Ziel des Unternehmens darin, Schnittstellen und Komponenten verschiedener Produkte effektiv ineinander zu integrieren, um die Wartung mit weniger Aufwand durchzuführen.