HAUT VITESSE MOTEUR MARCHé ANALYSE DE LA TAILLE ET DE LA PART DE MARCHÉ - TENDANCES ET PRÉVISIONS DE CROISSANCE (2023 - 2030)

La taille du marché a été évaluée à 19,83 milliards de dollars en 2023 et devrait atteindre 32,26 dollars des États-Unis D'ici 2030, croissance à un taux de croissance annuel composé (CAGR) de 7,2 % entre 2023 et 2030. Les moteurs à grande vitesse sont des turbomachines de pointe dont la puissance est supérieure à 500 kW et dont les vitesses de fonctionnement sont supérieures à 1 000 tr/min. Ceux-ci trouvent de vastes applications dans l'aviation, la marine, le pétrole et le gaz, la production d'électricité et divers secteurs industriels. Les principaux facteurs qui alimentent la croissance du marché sont l'augmentation de la demande d'énergie, la croissance des activités d'exploration du gaz et l'importance croissante accordée à la production d'électricité distribuée.

Le marché des moteurs à grande vitesse est segmenté en type de moteur, secteur d'utilisation finale, puissance nominale, régime et région. Par type de moteur, turbine à gaz En 2022, c'est le segment qui représentait la plus grande part de plus de 40 %. Les turbines à gaz sont des systèmes d'électricité légers et compacts, qui sont largement adoptés pour la production d'électricité et dans les secteurs aéronautique et maritime. L'utilisation croissante des turbines à gaz pour les centrales à cycle combiné et la croissance du commerce mondial de GNL sont à l'origine de la croissance de ce segment.

Haut Vitesse Moteur Marché - Perspectives régionales

• Amérique du Nord : L'Amérique du Nord est une puissance sur le marché des moteurs à grande vitesse, qui stimule constamment l'innovation et les progrès technologiques. La région est dominée par un paysage industriel robuste et un accent marqué sur la recherche et le développement. Les principaux acteurs du marché nord-américain sont les premiers à mettre au point des moteurs à haute performance qui répondent à une gamme d'applications, de l'aérospatiale à la production d'énergie marine. La domination en Amérique du Nord est marquée par un engagement à repousser les limites de la vitesse, de l'efficacité et de la durabilité environnementale. Des normes plus strictes en matière d'émissions ont conduit à la mise au point de moteurs à grande vitesse qui non seulement satisfont aux exigences réglementaires, mais aussi établissent de nouveaux repères en matière de performance et de fiabilité.
• Europe: Le marché européen des moteurs à grande vitesse se caractérise par un mélange méticuleux d'ingénierie de précision et d'efficacité. De nombreux acteurs de la région tirent parti d'un riche patrimoine manufacturier et d'une expertise en ingénierie pour produire des moteurs à grande vitesse qui excellent en performance et durabilité. Le marché européen est dominé par l'accent mis sur le respect de normes environnementales strictes tout en assurant une puissance optimale. L'accent mis sur la précision se reflète dans les secteurs de l'aérospatiale et de l'automobile, où les moteurs à grande vitesse jouent un rôle crucial. Les fabricants européens sont les premiers à mettre au point des technologies de pointe, notamment des systèmes d'injection de carburant et des matériaux de pointe, contribuant ainsi à la domination générale de la région sur le marché mondial des moteurs à grande vitesse.
• Asie-Pacifique :La région Asie-Pacifique est devenue un acteur dynamique et en croissance rapide sur le marché des moteurs à grande vitesse. La région se caractérise par une orientation stratégique vers des solutions rentables sans compromettre la performance. Avec un secteur manufacturier en plein essor et une poussée des projets d'infrastructure, la demande de moteurs à grande vitesse en Asie-Pacifique augmente.

Graphique 1. Part du marché mondial des moteurs à grande vitesse (%), par région, 2023

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Point de vue de l'analyste :

Le marché mondial des moteurs à grande vitesse devrait connaître une croissance régulière au cours des prochaines années. L'un des principaux moteurs du marché est l'augmentation de la demande de carburant dans diverses industries d'utilisation finale telles que la marine, l'aviation et le pétrole et le gaz. Les clients sont de plus en plus à la recherche de moteurs qui fournissent une puissance plus élevée tout en consommant moins de carburant.

Un autre facteur important est la nécessité de réduire les émissions. Divers pays et organismes internationaux ont stipulé des règles strictes concernant les niveaux d'émission des moteurs. Cela pousse les OEM à investir davantage dans le développement de moteurs à grande vitesse avec des technologies avancées pour se conformer aux normes d'émission.

Toutefois, les coûts élevés de recherche et de développement liés à la conception et à la fabrication de moteurs à grande vitesse posent un défi aux acteurs du marché. Le développement d'un moteur capable de résister à des révolutions élevées par minute nécessite des essais approfondis avant la production commerciale. Le marché fait également face à des restrictions en raison de la disponibilité de solutions de remplacement efficaces sur le plan énergétique.

La région Asie-Pacifique domine actuellement le marché mondial des moteurs à grande vitesse et devrait continuer de jouer un rôle de premier plan. Cela peut être attribué à la croissance des activités manufacturières et industrielles en Chine et en Inde. De nombreux acteurs internationaux établissent également des bases de production dans la région pour répondre à la demande locale croissante de moteurs à grande vitesse. On prévoit que l'Amérique du Nord connaîtra une croissance régulière en raison de la présence de plusieurs moteurs d'avions et de moteurs marins aux États-Unis et au Canada. Dans l'ensemble, le marché des moteurs à grande vitesse offre aux entreprises la possibilité de s'étendre aux économies émergentes et aux secteurs d'application de niche.

Haut Vitesse Moteur Marché - Pilotes

• L'adoption croissante de turbines à gaz pour la production d'électricité: L'adoption croissante de turbines à gaz pour la production d'électricité partout dans le monde est un facteur clé de la croissance du marché des moteurs à grande vitesse. Les turbines à gaz offrent des avantages comme la flexibilité opérationnelle, une puissance élevée, de faibles émissions et la capacité d'utiliser différents combustibles. Elles sont de plus en plus utilisées dans les centrales à cycle combiné, en raison de leur rendement électrique élevé de plus de 60 %. Par exemple, en juin 2022, GE, une multinationale américaine a annoncé que Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation avait sélectionné ses turbines à gaz 7HA pour ajouter plus de 1,4 GW à la centrale électrique d'Omuta au Japon. Ces installations créeront une forte demande de turbines à gaz lourdes.
• Accroître les activités d'exploration et les investissements dans le secteur pétrolier et gazier : L'augmentation des investissements dans l'exploration de nouvelles réserves de pétrole et de gaz ainsi que la production de gaz de schiste contribuent au déploiement croissant de moteurs à grande vitesse. Les turbines à gaz sont largement utilisées pour alimenter les compresseurs et les pompes en amont, en milieu de cours d'eau et en aval. Selon l'AIE, les investissements mondiaux en amont du pétrole et du gaz ont augmenté d'environ 10 % en 2022, en raison de l'augmentation du schiste nord-américain et de l'augmentation des dépenses consacrées aux projets offshore. Cela favorise l'adoption d'une approche efficace et flexible systèmes à turbine.
• Progrès dans les technologies de refroidissement par turbine: Les améliorations apportées aux technologies de refroidissement des pales à turbine permettent d'améliorer l'efficacité et les performances des moteurs à grande vitesse. Un refroidissement efficace protège les composants des turbines contre les températures élevées et permet des températures de cuisson plus élevées. Par exemple, le système avancé de refroidissement des turbines de GEs circule de l'air à travers les circuits de refroidissement internes dans les pales des turbines. De telles innovations permettent aux moteurs à grande vitesse de fonctionner à des puissances et des rendements plus élevés.
• Croissance du secteur maritime: La croissance constante du commerce maritime international et l'augmentation des activités de construction de navires stimulent la demande de turbines marines à haute puissance. Selon les estimations de la CNUCED, l'exploitation de la flotte marchande mondiale devrait s'étendre à un TCAC de 3,4 % sur 2021-2026. Les moteurs marins à grande vitesse sont utilisés dans les systèmes de propulsion marine car ils offrent des avantages tels que la taille compacte, la flexibilité du carburant et la réduction des émissions. Cela stimule son adoption dans les navires de guerre, les cargos et les paquebots.

Haut Vitesse Moteur Marché- Opportunités

• Intégration des combustibles renouvelables: L'intégration de carburants renouvelables comme l'hydrogène vert et les biocarburants durables dans les moteurs à grande vitesse offre d'importantes possibilités. En mettant de plus en plus l'accent sur la décarbonisation dans l'ensemble des industries, les principaux fabricants mettent au point des turbines à hydrogène qui peuvent passer du gaz naturel à l'hydrogène propre. En mars 2021, MAN Energy Solutions a annoncé la réussite des essais de combustion de l'hydrogène dans sa turbine à gaz MGT6400. La capacité de tirer parti des carburants verts augmentera la durabilité et aura un impact favorable sur les perspectives du marché des moteurs à grande vitesse.
• Améliorations technologiques grâce à la numérisation : L'utilisation croissante de l'internet industriel des objets (IIoT), de l'intelligence artificielle, de l'impression 3D et d'autres technologies numériques crée des possibilités d'amélioration des performances des moteurs à grande vitesse. La maintenance prédictive permise par AI améliore la fiabilité tandis que les composants imprimés 3D avec des géométries complexes augmentent l'efficacité. Siemens Énergie Les turbines à gaz de classe HL utilisent l'analyse numérique pour optimiser l'efficacité. La numérisation et l'automatisation continues permettront aux fabricants de turbines d'accélérer le développement et la personnalisation des produits.
• Intégration des énergies renouvelables: L'intégration de moteurs à grande vitesse avec des technologies d'énergies renouvelables telles que l'éolien, l'énergie solaire, l'hydroélectricité et d'autres pour développer des systèmes hybrides d'énergie renouvelable représente une opportunité majeure. Les moteurs à grande vitesse peuvent fournir une production d'énergie continue et flexible en complément des énergies renouvelables. Par exemple, la solution intégrée Hydropower-Solar de GE=S combine la modernisation d'une centrale hydroélectrique avec le stockage solaire et la batterie. Les turbines sont également utilisées dans la production d'électricité distribuée avec des énergies renouvelables.
• Déploiement des micro turbines: L'application émergente de micro turbines dont la puissance est inférieure à 500 kW offre des perspectives de croissance prometteuses. Leur taille compacte et leur évolutivité rendent les micro turbines adaptées à la production d'électricité distribuée. Des acteurs clés tels que Capstone, Toyota et Ansaldo lancent des produits dans ce segment de niche pour une utilisation dans les petites centrales CHP, les systèmes d'alimentation à distance et les entraînements mécaniques. L'accès à l'énergie étant toujours un défi dans certains domaines, les systèmes à micro turbines verront leur adoption plus large.

Haut Vitesse Moteur Marché Tendances

• Développement de systèmes à turbine pour l'hydrogène: Le développement rapide des turbines à haute hydrogène et à 100 % d'hydrogène est une tendance importante. Des entreprises de premier plan comme Siemens Energy, GE et Mitsubishi Power travaillent activement à la conception de systèmes de turbine capables de brûler des combustibles mélangés à l'hydrogène et de l'hydrogène pur. Cela est dû à l'importance croissante accordée à l'économie de l'hydrogène à l'échelle mondiale. En 2021, Mitsubishi Power a obtenu un taux de mélange d'hydrogène de 30% dans les turbines à gaz. La capacité de tirer parti de l'hydrogène vert sera une tendance clé.
• Déploiement croissant des turbines à gaz de production aérodynamique: L'utilisation croissante de turbines à gaz de production aérodynamique conçues à partir de moteurs d'aéronefs est une tendance majeure. Ceux-ci offrent des avantages comme le poids léger, la taille plus petite, les émissions plus faibles et le fonctionnement flexible. Ces systèmes trouvent de vastes applications dans la production d'électricité, les moteurs mécaniques et l'industrie pétrolière et gazière. Les principales entreprises de cet espace sont GE, Siemens, Kawasaki Heavy Industries, etc.
• Progrès dans les revêtements à turbine: L'amélioration continue des revêtements de barrière thermique (TBC) et des revêtements résistants à l'environnement utilisés dans les moteurs à grande vitesse pour améliorer la durabilité, l'efficacité et les performances est une tendance clé. Par exemple, les revêtements d'ingénierie de Chromalloy, aident à prévenir l'oxydation et la corrosion dans les composants de turbine. Pendant ce temps, les développements dans les TBC se concentrent sur les propriétés comme la stabilité à haute température. De tels progrès de revêtement vont repousser les limites opérationnelles des systèmes à turbine.
• Amélioration de la réparation, de l'entretien et de la modernisation : L'augmentation des activités de réparation, d'entretien, de rénovation et de modernisation des turbines à gaz industrielles est une tendance notable. Les propriétaires se concentrent sur l'amélioration de l'efficacité, de la production et de la durée de vie des actifs vieillissants. Par exemple, Ansaldo Energia fournit des solutions de mise à niveau pour améliorer les performances GT de 6% à 10%. Les principaux acteurs disposent d'une infrastructure de service pour offrir des pièces de rechange, des réparations et une modernisation ainsi que de nouvelles ventes de turbines.

Limites du marché des moteurs à grande vitesse

• Coûts d'investissement et d'exploitation élevés: Les dépenses d ' équipement élevées nécessaires pour l ' achat de turbines à gaz à haute capacité et les coûts d ' exploitation importants liés à l ' entretien et au carburant constituent des défis. L'énorme investissement nécessaire à la mise en place d'une centrale à turbine à gaz retarde les nouvelles constructions. De plus, un personnel qualifié est nécessaire pour effectuer un entretien complexe. Ces facteurs liés aux coûts et à la main-d'oeuvre limitent l'adoption chez les petits utilisateurs finaux.
• Évolution des règlements sur les émissions: L ' imposition de réglementations strictes en matière d ' émissions sur les gaz d ' échappement des moteurs tels que NOx, SOx, CO₂ améliorer la qualité de l'air pose des défis. Les fabricants doivent effectuer des modifications de conception pour réduire les émissions et la conformité aux essais. Cela augmente les délais de livraison et affecte la production de masse. Bien qu'il existe des technologies de lutte contre les émissions, les réglementations en constante évolution dans le monde augmentent les coûts de conformité pour les acteurs.
• Perturbations de la chaîne d'approvisionnement : La pandémie de COVID-19 a révélé la vulnérabilité des chaînes d'approvisionnement mondiales et les obstacles logistiques persistent. Les moteurs à grande vitesse étant des équipements lourds, le transport pose des problèmes. Les blocages localisés et les congestions portuaires entraînent des retards de production. Le conflit entre la Russie et l'Ukraine a également limité l'approvisionnement en matières premières. Ces incertitudes de la chaîne d'approvisionnement limitent dans une certaine mesure les volumes de production.

Haut Vitesse Moteur Marché- Développements récents

Lancements de nouveaux produits :

• En mars 2022, ÉG a annoncé le lancement de sa turbine à gaz 7HA.03, qui offre une efficacité de 64% dans les centrales à cycle combiné. La nouvelle turbine offre une flexibilité, une fiabilité et une réduction des émissions des générateurs.

• Le 13 février 2023, Cummins Inc. a annoncé son intention d'introduire le moteur X10, la prochaine itération dans sa série d'agnostiques de carburant, en Amérique du Nord d'ici 2026. En tant que membre de la famille de moteurs X, ce moteur est stratégiquement conçu pour jouer un double rôle, remplaçant à la fois le L9 et le X12. Sa polyvalence unique le rend adapté à un large éventail d'applications, englobant des scénarios d'utilisation moyenne et lourde.

Acquisition et partenariats :

• En novembre 2022, Rolls-Royce collabore avec la Royal Air Force (RAF) et des partenaires de l'industrie en fournissant le moteur à grande vitesse Trent 700 pour une réalisation pionnière. Il s'agissait d'effectuer un vol de carburant durable à 100 %, une première historique pour un aéronef militaire de sa taille et l'événement inaugural pour tout type d'aéronef au Royaume-Uni, un RAF Voyager, la variante militaire d'un Airbus A330.
• En février 2022, Cummins, une société multinationale, a acquis Jacobs Vehicle Systems (JVS), une filiale d'Altra Industrial Motion Corp. JVS est un fournisseur renommé spécialisé dans le freinage moteur, la désactivation des cylindres, le démarrage et l'arrêt, et les technologies de gestion thermique. Cette acquisition stratégique a permis à Cummins d'innover et de développer des technologies de pointe, favorisant ainsi la croissance sur les plateformes diesel existantes et avancées.
• En janvier 2022, Pilier introduisit une série de moteurs drop-in, révélant les nouvelles unités de puissance industrielle (IPU) Cat C2.8 et C3.6. Ces moteurs présentent des conceptions hautement intégrées, simplifient les processus d'ingénierie et d'installation, économisant ainsi du temps précieux. Le C2.8 offre des puissances allant jusqu'à 55 kW (74 ch) à 2400 tr/min, tandis que le C3.6 offre des puissances allant jusqu'à 100 kW (134 ch) à 2200 tr/min.

Graphique 2. Part du marché mondial des moteurs à grande vitesse (%), par type de moteur, 2023

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Les meilleures entreprises du marché des moteurs à grande vitesse :

• ÉG
• Siemens
• Rouleaux
• Kawasaki Industries lourdes
• Solutions énergétiques MAN
• Les verrues
• Mitsubishi Industries lourdes
• Société Harbin Turbine
• Turbines solaires
• Ansaldo Energia

Définition: Les moteurs à grande vitesse se réfèrent à des systèmes de turbomachines de pointe tels que les turbines à gaz, les turbines à vapeur, les turbines hydrauliques et les moteurs alternatifs fonctionnant à des vitesses de rotation élevées supérieures à 1000 tr/min et à des puissances supérieures à 500 kW. Ils sont utilisés pour la production d'électricité, l'exploration pétrolière et gazière, l'aviation, la marine et diverses applications industrielles pour les entraînements mécaniques. Les moteurs à grande vitesse offrent des avantages tels que la haute densité de puissance, l'efficacité énergétique, la flexibilité opérationnelle et la réduction des émissions. Les principaux acteurs de ce marché fabriquent des turbines à gaz industrielles, des turbines à gaz aéro-dérivées, des turbines marines et des turbines à vapeur utilisées dans la production d'électricité, la propulsion maritime, la compression de gaz et pour alimenter de grandes pompes et compresseurs dans diverses installations.

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