Taille du marché des cellules d’électrolyse à oxyde solide, part et analyse de l’industrie, par type de produit (tubulaire et autres), par application (procédés industriels, production d’hydrogène, production de carburant et autres), par utilisateur final (centrale électrique, raffineries et autres) et prévisions régionales, 2024-2032

La taille mondiale du marché des cellules d'électrolyse d'oxyde solide était évaluée à 118,71 millions USD en 2024. Le marché devrait passer de 208,78 millions USD en 2025 à 11 687,75 millions USD d'ici 2032, présentant un TCAC de 77,71% au cours de la période de prévision.

La technologie de pointe de demain nécessitera une électronique capable de résister à des conditions extrêmes. Le type de dispositifs en cours de développement profite aux semi-conducteurs à haute température de nouvelle génération. piles à combustible et les cellules d'électrolyse à oxyde solide (SOEC), qui pourraient avoir des applications dans les industries automobiles, énergétiques et aérospatiales. La NASA a établi une cellule d'électrolyse d'oxyde solide, autorisée le 22 avril ^nd sur le rover Perseverance de la NASA Mars 2020 pour fabriquer de l'oxygène à partir du gaz présent dans l'atmosphère martienne. La NASA espère que ce prototype débouchera un jour sur un équipement permettant aux astronautes de créer du carburant pour fusée et de l'air respirable lorsqu'ils sont sur Mars.

La pandémie de COVID-19 a attisé la course au leadership dans le domaine de l’hydrogène propre, alors que de nombreux pays reconnaissent l’importance de l’hydrogène pour aborder le double défi du changement climatique et de la reprise économique après le COVID-19. Des parts importantes des fonds de relance des pays ont été réservées aux projets d’hydrogène, plaçant l’hydrogène dans le domaine de la concurrence géoéconomique. L’hydrogène produit à partir de sources d’énergie renouvelables est appelé hydrogène vert, qui peut satisfaire l’objectif de l’ONU en stockant le réseau électrique en période de demande massive.

Marché des cellules d’électrolyse à oxyde solide Tendances

Spreading de cellules d'électrolyse à haute température supportée sur les métaux sur le marché

Les cellules d'électrolyse utilisent un courant électrochimique direct pour provoquer une réaction non spontanée, telle que la division de l'eau pour produire de l'oxygène et de l'hydrogène. Les cellules d'électrolyse à oxyde solide à haute température fonctionnent généralement entre 500 et 900 °C et utilisent des couches d'électrolyte d'oxyde céramique qui conduisent principalement soit des ions oxydes, soit des protons. Le fonctionnement à des températures aussi élevées offre des avantages distincts par rapport aux électrolyseurs à membrane échangeuse de protons (PEM) et à membrane échangeuse alcaline (AEM) disponibles dans le commerce qui fonctionnent entre la température ambiante et environ 100 °C. En particulier, des matériaux peu coûteux ne faisant pas partie du groupe du platine peuvent être utilisés comme catalyseurs, la membrane céramique est imperméable et des produits de haute pureté sont ainsi facilement obtenus. L'énergie électrique et la demande totale d'énergie sont inférieures en raison de la différence d'enthalpie entre l'eau liquide et la vapeur et de la consommation in situ de chaleur résistive provenant de la cellule et des sources externes.

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Facteurs de croissance du marché des cellules d’électrolyse à oxyde solide

Augmenter la production d’hydrogène vert pour stimuler le marché de l’OSEC  

L'hydrogène est rapide et s'impose comme le carburant du futur, que ce soit pour la production d'électricité ou pour alimenter la prochaine génération de piles à combustible. Véhicules électriques (Fcevs). Par conséquent, les moyens de générer, de transporter et de l'utiliser pour alimenter cette transition énergétique sont constamment développés et optimisés. Parmi ceux-ci, l'électrolyse est une voie de solution de puissance-x (PTX) majeure pour produire de l'hydrogène vert en utilisant l'électricité et l'eau. La cellule d'électrolyse d'oxyde solide offre un moyen plus efficace de générer de l'hydrogène. La technologie des cellules d'électrolyse à l'oxyde solide représente les opportunités de décarbonisation qu'il offre pour un futur axé sur les objectifs de l'émission de carbone nets d'ici 2050 de la vérification des émissions de gaz à effet de serre (GES) et de limiter l'élévation de la température mondiale à moins de 1,5 degrés Celsius (℃).

Les cellules d'électrolyse d'oxyde solide peuvent fabriquer de l'hydrogène vert en utilisant l'électricité excédentaire des éoliennes ainsi que d'autres sources durables. Cet hydrogène peut plus tard être stocké dans les piles à combustible, puis être reconverti en électricité en fonction de la demande, sauvegardant un stockage d'énergie sûr lorsque la production dépasse la demande. Le développement des cellules d'électrolyse d'oxyde solide restera bien dans le futur même après avoir réalisé une commercialisation complète. Alors qu'il doit sûrement atteindre les objectifs de coûts, une meilleure compréhension des processus pendant l'électrolyse maintiendra une augmentation des performances et des gains de gains à vie où il faut prouver. L'hydrogène vert est mesuré comme un support d'énergie propre et durable, et l'augmentation de la production d'hydrogène vert devrait propulser la croissance du marché des cellules d'électrolyse d'oxyde solide.

Accroître la sensibilisation aux sources d'énergie renouvelables pour augmenter la croissance du marché

La consommation d'énergie et la pollution de l'environnement causées par les systèmes énergétiques traditionnels basés sur les énergies fossiles ont conduit à une série de graves problèmes dans la vie humaine. Par conséquent, l’accent croissant mis sur l’utilisation de produits propres et énergie renouvelable à l’échelle mondiale, la part de marché des cellules d’électrolyse à oxyde solide augmente. L’énergie éolienne et l’énergie solaire, qui sont des sources d’énergie renouvelables, sont désormais largement utilisées et deviendront à l’avenir la principale source d’énergie. Cependant, un élément essentiel de ces sources d’énergie renouvelables est l’approvisionnement intermittent. L'énergie éolienne dépend des conditions climatiques, et la lumière du soleil et les marées varient tout au long de la journée.

Pour surmonter ces inconvénients, les technologies de conversion d'énergie et de stockage sont requises d'urgence. La technologie des cellules électrolytiques a reçu plus d'attention en raison de son efficacité élevée, de sa convivialité environnementale et de ses applications larges. On peut voir que les SOEC sont le type le plus efficace en raison de leur faible coût et de leur grande efficacité. Les SOEC peuvent convertir de manière propre et efficiente les énergies renouvelables redondantes (solaire, éolien et énergie de marée) en énergie chimique, qui joue un rôle dynamique dans le remplissage maximal du réseau électrique, en particulier sous le contexte du développement vigoureusement des énergies renouvelables.

FACTEURS DE RETENUE

Défis sur la durabilité et la stabilité à long terme pour entraver la croissance du marché  

La durabilité du système à long terme est un défi crucial pour la compétitivité économique accrue et la mise en œuvre industrielle plus répandue de la technologie SOEC à l'avenir. Les performances fiables à long terme d'un système de pile SOEC nécessitent que tous les composants soient thermiquement stables. Le déploiement à long terme et à grande échelle de la technologie SOEC est également confrontée actuellement au défi de l'électrode et de la durabilité de l'électrolyte. Les problèmes liés à la dégradation entravent encore la percée commerciale de piles à combustible à oxyde solide .

La plupart des SOEC qui fonctionnent bien ne possèdent pas une bonne stabilité. Les conditions de travail sévères des SOFC entraînent plusieurs processus de dégradation divers, qui résultent de chaque composant et de leurs interactions, ce qui rend difficile le respect des exigences de stabilité à long terme.

Les électrodes alternatives ont encore certaines limites concernant leur activité catalytique ou leur conductivité ou stabilité ionique et électronique dans des conditions de fonctionnement. Ces limitations peuvent entraîner des performances et une durabilité insuffisantes des cellules.

Analyse de segmentation du marché des cellules d'électrolyse solide

Analyse par type de produit

Le segment tubulaire mène le marché en raison de son utilisation variée

En fonction du type de produit, le marché est segmenté en tubulaires et autres.

Le segment tubulaire domine le marché car la géométrie tubulaire permet une conception compacte, une densité de puissance élevée et une gestion thermique exceptionnelle, ce qui rend les cellules d'électrolyse tubulaire à oxyde solide idéales pour des applications qui nécessitent une densité élevée et une durabilité à long terme. Avec les piles à combustible à oxyde solide tubulaires, le carburant et l'oxydant sont fournis à la pile à combustible à travers des tubes séparés, qui sont drapés autour d'une électrode centrale.

Un autre segment, comme le planaire, prend le dessus sur le marché après le tubulaire en raison de son rendement élevé, de son faible coût de fabrication et d'une meilleure collecte de courant. Cependant, la température élevée génère des problèmes d’étanchéité et de contraintes thermos-mécaniques ; ces problèmes sont désormais résolus grâce au développement de matériaux d’étanchéité améliorés.

Par analyse d'application

Le segment de production d'hydrogène domine le marché en raison de son adoption croissante en tant que carburant alternatif

En fonction des applications, le marché est segmenté en processus industriels, production d’hydrogène, production de carburant et autres.

Le segment de la production d’hydrogène domine le marché car l’hydrogène apparaît actuellement comme le seul carburant alternatif prometteur pour décarboner les secteurs difficiles à réduire (HTA). Les piles à combustible à hydrogène et la production d'énergie électrique pourraient être intégrées dans un parc éolien ou solaire pour permettre une flexibilité dans le stockage de l'électricité lorsque le vent ne souffle pas en rafales ou que le soleil ne brille pas.

Par analyse de l'utilisateur final

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Le segment des centrales électriques domine car il s’agit d’un besoin inévitable et essentiel pour la production d’électricité

Sur la base de l'utilisateur final, le marché est segmenté en centrale électrique, raffineries et autres.

Le segment des centrales électriques domine le marché car les cellules n'ont pas besoin d'eau pendant leur fonctionnement régulier. De même, les centrales thermiques ont besoin d’importantes quantités d’eau pour leur refroidissement. En fait, la principale utilisation de l’eau aux États-Unis est le refroidissement des centrales électriques. Pour produire un mégawatt par heure pendant un an, la production d’énergie thermoélectrique destinée au réseau américain prélève environ 156 millions de gallons d’eau. L'utilisation de la chaleur excédentaire produite par la pile à combustible à des fins de chauffage dans une application de cogénération augmente encore le rendement global de plus de 80 %.

Cette grande efficacité offre des avantages financiers et minimise l'empreinte environnementale, car les piles à combustible à oxyde solide utilisent généralement le gaz naturel comme carburant par rapport aux centrales électriques traditionnelles utilisant le charbon comme carburant. Les piles à combustible à oxyde solide n'émettent pas non plus d'oxydes de soufre et de particules

APERÇU RÉGIONAL

Géographiquement, le marché est étudié en Amérique du Nord, en Europe, en Asie-Pacifique et dans le reste du monde.

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L'Europe a dominé le marché mondial des cellules d'électrolyse à l'oxyde solide en 2023. Les électrolyseurs augmentent en Europe en raison de l'expansion des énergies renouvelables et de la demande d'hydrogène vert. Les pays européens visent à réduire les émissions de carbone, favorisant la production d'hydrogène à partir de sources renouvelables par électrolyse. Les gouvernements incitent l'adoption de l'électrolyseur par des subventions, s'alignant avec des cibles climatiques ambitieuses. Les industries recherchent l'hydrogène propre pour la décarbonisation, ce qui stimule la demande d'électrolyzer.

L'Asie-Pacifique est la deuxième plus grande région du marché de l'électrolyse en oxyde solide, en raison de l'énorme demande de pétrole et de gaz de la région. Bien que le marché des administrations de transmission de pétrole ait été principalement observé comme ouverts, les législateurs ont prévu de s'efforcer d'obtenir une admission libre sur le marché de la production de carburant.

La Chine Sinopec a diffusé que le premier projet de démonstration d'hydrogène verte de 10 000 tonnes du pays avait produit positivement de l'hydrogène, et l'hydrogène de sortie a été tué vers des entreprises de raffinage de pétrole locales pour remplacer l'énergie fossile du gaz naturel existant comme source d'énergie. Le projet a effectivement réalisé toute la procédure de la production à l'utilisation de l'hydrogène vert, qui symbolise également la première fois que la Chine comprend toute l'intégration de la chaîne industrielle d'un projet de raffinage d'hydrogène vert de 10 000 tonnes.

L'Amérique du Nord comprend des pays développés, comme les États-Unis et le Canada, qui détient un marché énorme pour la production d'hydrogène et la production de carburant, qui alimente la croissance du marché. Le premier projet de production d'hydrogène vert et d'ammoniac à l'échelle commerciale du Canada, développé par World Energy GH2 Inc. et soutenu par le groupe de conglomérat coréen SK, utilisera à la fois les électrolyseurs SOEC et PEM de deux fournisseurs différents. Plus précisément, l'équipement SOEC proviendra de Bloom Energy Corp, tandis que Siemens Energy AG fournira les systèmes PEM.

Acteurs clés de l'industrie

Les principaux participants se concentrent sur l'expansion de leurs capacités de produits et le développement de nouveaux produits

Le marché mondial comprend quelques acteurs mondiaux et de nombreux petits joueurs à échelle moyenne et moyenne. Le développement de nouveaux produits a été la principale stratégie de marché adoptée par les principaux acteurs. Par exemple, en novembre 2022, Bloom Energy Corporation a lancé sa gamme d'électrolyzer commerciale à haut volume à l'installation de Newark de la société. Cela augmente la capacité de génération des électrolyseurs de l'entreprise à deux gigawatts. L'expertise primée est la conception la plus économe en énergie pour produire de l'hydrogène propre à ce jour.

Les principaux acteurs opérant sur le marché sont Siemens Energy, Elcogen AS, Bloomenergy, Nexceris et Fuel Cell Energy, Ballard Power Systems Inc., OxEon Energy, LLC, ITM Power et d'autres. Les grandes entreprises détiennent plus de la moitié des parts de marché et de nombreux acteurs régionaux et locaux pour diverses applications dominent le marché restant.

Liste des principales entreprises de cellules d’électrolyse à oxyde solide :

• Siemens Energy (Allemagne)


• Elcogène AS (Estonie) 


• BloomEnergy (États-Unis)


• Nexceris (NOUS.)


• Énergie des piles à combustible (NOUS.)


• Systèmes électriques Ballard Inc. (Canada)


• OxEon Energy LLC (NOUS.)


• ITM Power (Royaume-Uni)


• Systèmes de puissance redox (États-Unis)


• Bosch (Allemagne)

Développements clés de l'industrie:

• novembre 2023 - Phoenix Motor Inc., l'un des principaux fournisseurs de solutions d'électrification pour les véhicules de poids moyen, a annoncé aujourd'hui que sa filiale EdisonFuture a lancé une nouvelle solution d'électrolyseur alcalin, en plus de sa membrane échangeuse de protons existante, pour la production de produits à hydrogène vert.


• septembre 2023 - Casale SA et Next Hydrogen Solutions Inc. ont signé un mémorandum de compréhension (MOU) pour cultiver des systèmes d'ammoniac vert et de méthanol qui intègrent la prochaine technologie et produits d'électrolyse de l'hydrogène. Ces entreprises combineront leur expérience collective et leurs capacités pour accélérer et développer des usines d'ammoniac vert et de méthanol liées à des sources d'énergie renouvelables.


• Mars 2023 – Le nouvel équipement d'électrolyse de Toyota qui produit de l'hydrogène à partir de l'eau, en utilisant la pile à combustible et d'autres technologies de la berline électrique à pile à combustible Mirai. Cet équipement sera mis en service dans une usine de Denso au Japon en mars 2023 et servira de démonstration fonctionnelle destinée à contribuer à promouvoir son adoption plus large à l'avenir.


• novembre 2022 - Bloom Energy Corporation a lancé sa gamme d'électrolyzer commerciaux à haut volume dans l'installation de Newark de la société, augmentant simultanément la capacité de production d'électrolyseurs de l'entreprise à deux gigawatts. L'expertise primée est la conception la plus économe en énergie pour produire de l'hydrogène propre à ce jour.


• avril 2022 - La pile à combustible Doosan a conclu un partenariat avec Ballard Power Systems, un producteur canadien de piles à combustible à membrane d'électrolytes polymère (PEMFC), pour cultiver un système de pile à combustible à hydrogène pour la mobilité. Le PEMFC est en cours d'élaboration principalement pour les applications de transport ainsi que les applications de piles à carburant stationnaires et portables en raison de son efficacité énergétique élevée, de sa structure simple et de sa durabilité excellente.

Reporter la couverture

Les rapports d’études de marché offrent une évaluation complète de l’industrie en proposant des informations précieuses, des faits, des informations liées à l’industrie, le paysage concurrentiel et des données passées. Diverses méthodologies et approches sont acceptées pour formuler des hypothèses et des points de vue expressifs afin de formuler l’analyse du marché mondial des cellules d’électrolyse à oxyde solide.

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