ÉLECTROLYSE DE L'EAU MARCHé DES MACHINES SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Électrolyse de l'eau Marché des machines Size and Trends

Le marché mondial des machines d'électrolyse de l'eau est estimé à 13,24 milliards de dollars en 2024 et devrait atteindre 22.46 dollars É.-U. Bn avant 2031, présentant un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 7,8 % de 2024 à 2031.

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Le marché des machines d'électrolyse de l'eau est motivé par des facteurs tels que l'accent croissant mis sur le développement de l'hydrogène renouvelable et vert, les initiatives visant à développer l'économie de l'hydrogène par de nombreux pays et la demande croissante d'hydrogène pile à combustible véhicules. Les mesures d'incitation et les politiques gouvernementales favorisant l'utilisation d'énergie propre créent également des possibilités pour les fabricants de machines d'électrolyse. Toutefois, les coûts d'installation élevés des équipements d'électrolyse demeurent un défi pour l'adoption généralisée. Les principaux acteurs du marché investissent dans la réduction des coûts grâce aux progrès technologiques et aux économies d'échelle.

Augmentation de la demande d'hydrogène propre

La pression mondiale vers la propreté et énergie renouvelable Les sources d'énergie ont stimulé l'intérêt pour l'hydrogène. De nombreux gouvernements et entreprises considèrent que l'hydrogène fait partie intégrante de la réalisation des objectifs de neutralité carbone au cours des prochaines décennies. L'hydrogène peut être produit par électrolyse de l'eau, qui utilise de l'électricité renouvelable pour diviser l'eau en hydrogène et en oxygène. L'hydrogène produit par ce procédé est considéré comme propre car il n'implique pas de combustibles fossiles ni de rejets de gaz à effet de serre. L'utilisation finale d'un combustible propre à l'hydrogène peut jouer un rôle clé dans les industries de décarbonisation et les secteurs difficiles à réduire comme le transport à longue distance.

L'hydrogène électrolytique fait l'objet d'une attention particulière dans les véhicules. Les grands constructeurs automobiles ont dévoilé leurs projets d'introduction de véhicules électriques à pile à combustible fonctionnant à l'hydrogène dans un proche avenir. Ces entreprises s'attendent à ce que les véhicules à pile à hydrogène offrent une alternative viable à zéro émission aux véhicules électriques à batterie pour les applications nécessitant de longues gammes de conduite comme les camions, les autobus et les voitures particulières. De plus, l'hydrogène est considéré comme une option saisonnière de stockage de l'énergie, car il peut être produit à partir d'énergie renouvelable excédentaire pendant les pics et être utilisé ultérieurement par les piles à combustible lorsque les sources renouvelables sont intermittentes. Cela conduit à la recherche vers la mise en place des infrastructures de ravitaillement en hydrogène nécessaires.

Avec le transport, l'hydrogène propre offre également de bonnes perspectives dans les applications de production d'énergie. Certaines régions reculées n'ont pas accès aux combustibles fossiles ou aux gazoducs, mais elles ont un potentiel de production d'énergie renouvelable. L'hydrogène électrolytique produit à partir de sources locales renouvelables peut être utilisé pour alimenter les microgrids et les systèmes énergétiques dans ces endroits hors réseau au moyen de piles à combustible ou de combustion. Dans l'ensemble, la poussée mondiale croissante vers des économies neutres en carbone crée une demande énorme pour la production d'hydrogène propre grâce à l'électrolyse de l'eau, favorisant l'adoption généralisée de la technologie d'électrolyse.

Market Concentration and Competitive Landscape

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Adoption croissante de l'électrolyse de l'eau dans les procédés industriels

L'expansion rapide de la capacité d'énergie renouvelable a amené les grandes industries à explorer la production d'hydrogène propre par électrolyse de l'eau dans leurs activités. L'utilisation industrielle de l'hydrogène est bien établie dans le raffinage du pétrole, la production chimique et la fabrication d'engrais. En général, ces secteurs dépendent de méthodes basées sur les combustibles fossiles pour la production d'hydrogène, ce qui entraîne des émissions de CO2. Aujourd'hui, les entreprises ont commencé à investir dans des installations d'électrolyse de l'eau sur place pour produire de l'hydrogène sans émissions à l'aide d'électricité renouvelable.

Par exemple, certaines grandes raffineries de pétrole installent des unités d'électrolyse de l'eau pour produire de l'hydrogène pour l'hydrocraquage et d'autres procédés de raffinage. Cela aide à réduire l'empreinte carbone et offre également un avantage commercial pour produire des combustibles plus propres. De même, l'industrie chimique utilise de grands volumes d'hydrogène dans la synthèse de l'ammoniac et d'autres procédés de production. Les principales entreprises chimiques se sont associées à des fabricants d'électrolyse pour mettre en place des électrolyseurs à échelle d'utilité dans les usines chimiques. Une fois ces projets couronnés de succès, on s'attend à ce qu'ils ouvrent la voie à une adoption plus large de l'hydrogène électrolytique dans les installations chimiques et de raffinage du monde entier.

L'industrie de la fabrication des métaux et des matériaux évolue également vers l'hydrogène propre. L'électrolyse de l'eau fournit de l'hydrogène pour les industries critiques de technologies propres comme la fabrication de plaquettes de silicium. La production d'hydrogène électrolytique sur les sites industriels assure un approvisionnement stable et évite les coûts associés à la livraison de gaz. Certains grands centres manufacturiers ont stimulé la production locale d'hydrogène par des mesures incitatives. Ainsi, la transition vers l'énergie renouvelable, associée à l'appréciation croissante de la diversité des utilisations industrielles de l'hydrogène, stimule l'application de l'électrolyse de l'eau dans divers secteurs manufacturiers dans toutes les régions.

Tâches clés de l'analyste :

La demande croissante d'une production d'hydrogène verte et durable est un moteur majeur car elle contribue à réduire les émissions de carbone. La plupart des grandes économies soutiennent également la production d'hydrogène à partir de ressources renouvelables grâce à la législation et aux investissements. Cela stimulera considérablement la demande de machines d'électrolyse de l'eau dans le monde entier. L'Europe domine actuellement le marché en raison des politiques gouvernementales favorables à l'économie de l'hydrogène. Toutefois, l'Asie-Pacifique devrait être la région qui connaît la croissance la plus rapide, la Chine, le Japon et la Corée du Sud augmentant la capacité de production d'hydrogène renouvelable.

Bien que les perspectives soient globalement positives, la fluctuation des prix des matières premières demeure un défi pour les fabricants d'équipements. Le coût des composants clés comme les membranes PEM et les métaux rares de la terre requis dans les électrolyseurs alcalins dépend des chaînes d'approvisionnement mondiales. Cela peut affecter les coûts de production. Trouver de la main-d'œuvre qualifiée pour fabriquer et entretenir ces machines complexes est une autre contrainte que les OEM doivent aborder, en particulier dans les économies émergentes.

L'augmentation des investissements dans la création d'usines d'hydrogène renouvelable à grande échelle offre des possibilités lucratives aux fournisseurs d'électrolyse. Ils peuvent s'associer avec ces promoteurs d'usines et de services publics pour obtenir des contrats à long terme. L'adoption d'approches de conception modulaire et de techniques de fabrication avancées peut contribuer à réduire les coûts et à améliorer les capacités de production au fil du temps.

Défis du marché : Coûts initiaux et opérationnels élevés

L'un des principaux défis du marché mondial des machines d'électrolyse de l'eau est l'investissement initial et les coûts d'exploitation élevés associés à ces systèmes. L'électrolyse de l'eau est un processus à forte intensité de capital qui nécessite des cellules électrochimiques coûteuses, de l'électronique de puissance et d'autres équipements périphériques. De plus, les installations d'électrolyse de l'eau ont besoin d'une alimentation en électricité constante, et l'électricité consommée représente une part importante des dépenses d'exploitation. Cela rend le coût de production de l'hydrogène par électrolyse sensiblement plus élevé que par le reformage classique du méthane de vapeur actuellement. Les coûts élevés ont limité l'adoption commerciale à grande échelle de l'électrolyse de l'eau, en particulier sur les marchés en développement. Toutefois, les progrès technologiques en cours et l'intensification de la fabrication contribuent à réduire régulièrement les coûts d'investissement. Néanmoins, les dépenses d'investissement et les coûts énergétiques élevés constituent des obstacles majeurs à l'adoption généralisée de la production d'hydrogène vert par électrolyse de l'eau dans un proche avenir.

Opportunités de marché: Intégration aux sources d'énergie renouvelables

L'intégration des systèmes d'électrolyse de l'eau aux sources d'énergie renouvelables offre une énorme opportunité au marché mondial des machines d'électrolyse de l'eau. Comme l'électrolyse de l'eau peut faciliter le stockage de l'énergie et la production d'hydrogène sans carbone, elle offre une solution prometteuse pour la nature intermittente de nombreuses sources d'énergie renouvelables. En alliant électrolyseurs et parcs solaires et éoliens, on peut utiliser l'électricité renouvelable excédentaire en période de faible demande pour produire de l'hydrogène par électrolyse dans l'eau. Cet hydrogène peut ensuite être stocké et utilisé ultérieurement pour la production d'électricité, les applications de chauffage, les carburants de mobilité et d'autres besoins énergétiques. Les synergies entre l'électrolyse de l'eau et les énergies renouvelables joueront un rôle majeur dans les stratégies de décarbonisation à grande échelle à l'échelle mondiale. Les fabricants d'électrolyse explorent également des systèmes hybrides d'électrolyse et de renouvellement de l'eau, ce qui stimulera l'adoption dans diverses industries d'utilisation finale. À long terme, l'augmentation de la production et du stockage de l'hydrogène vert grâce à ce modèle d'intégration devrait stimuler de manière significative la demande mondiale de machines d'électrolyse de l'eau.

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Perspectives par technologie - Rentabilité des processus d'électrolyse de l'eau alcaline

En termes de technologie, on s'attend à ce que le segment de l'électrolyse alcaline de l'eau contribue à 64,3 % de la part du marché en raison de ses coûts d'investissement et d'exploitation relativement moins élevés que celui de l'électrolyse de l'eau PEM. L'électrolyse à l'eau alcaline utilise une solution alcaline, généralement l'hydroxyde de potassium, comme électrolyte et électrodes poreuses de nickel ou d'alliage de nickel. Cette combinaison électrolyte-électrode permet aux systèmes d'électrolyse alcaline de fonctionner à des pressions inférieures à celles des systèmes PEM, réduisant ainsi la complexité mécanique et les dépenses en capital.

De plus, les systèmes d'électrolyse alcaline ont une durée de vie d'électrode et de membrane plus longue que les systèmes PEM car l'électrolyte n'est pas aussi corrosif. Cela entraîne une diminution des coûts d'exploitation et d'entretien au fil du temps. Bien que la technologie PEM soit plus efficace sur le plan énergétique à des densités de courant plus élevées, les systèmes alcalins obtiennent des rendements comparables aux densités de courant typiques utilisées dans les applications de production d'hydrogène à grande échelle. Leur simplicité de conception facilite également le service et l'entretien des électrolyseurs alcalins par rapport aux piles PEM plus complexes.

La réduction des coûts globaux de la technologie alcaline le rend particulièrement attrayant pour la production d'hydrogène de grande capacité nécessaire aux procédés industriels et à l'injection de gaz. Les principaux utilisateurs de produits chimiques et de raffinage ont déjà déployé des usines d'électrolyse alcaline à mégawatts multiples pour produire de l'hydrogène pour leurs opérations. À l'avenir, la compétitivité par rapport aux coûts de l'électrolyse alcaline continuera de stimuler son utilisation parmi les entreprises industrielles qui recherchent des solutions de production d'hydrogène à faible coût. Alors que la technologie PEM progresse, l'électrolyse alcaline est sur le point de rester la technologie dominante pour les applications à grande échelle de l'hydrogène dans un proche avenir.

Perspectives par application - La production d'électricité fait appel à l'électrolyse de l'eau PEM

En termes d'application, le segment de production d'hydrogène devrait contribuer à la part de marché de 57,8 %. Au sein de ce segment, l'électrolyse de l'eau PEM est de plus en plus adoptée pour les applications de l'électricité au gaz et de l'énergie à l'énergie pour aider à renforcer la stabilité du réseau électrique par le stockage de l'énergie. Les systèmes d'électrolyse PEM peuvent réguler rapidement la production d'hydrogène en réponse aux fluctuations de la production d'énergie renouvelable. Lorsque la production d'énergie solaire ou éolienne dépasse la demande d'électricité sur le réseau, l'excès d'énergie peut être utilisé pour diviser l'eau en électrolyseurs PEM pour produire de l'hydrogène.

Cet hydrogène peut ensuite être stocké et transporté par l'intermédiaire de l'infrastructure existante de gaz naturel aux fins de réélectrification au moyen de piles à combustible ou de turbines à combustion pendant les périodes de faible consommation d'énergie renouvelable. Cela permet de stocker l'électricité produite à partir de sources renouvelables intermittentes sur de longues durées et de la libérer sur demande, essentiellement en utilisant l'hydrogène comme transporteur pour stocker l'énergie renouvelable excédentaire. Les principaux exploitants de réseaux d'électricité et de gaz de toutes les régions testent ces solutions à l'aide de l'électrolyse de l'eau PEM pour équilibrer leurs réseaux et favoriser des pénétrations plus élevées d'énergie renouvelable.

Par rapport aux temps de réponse plus lents de l'électrolyse alcaline, la technologie PEM est particulièrement adaptée aux applications de puissance au gaz en raison de sa capacité à réguler rapidement les taux de production d'hydrogène. L'augmentation de la densité de courant et l'efficacité de conversion énergétique des électrolyseurs PEM améliorent également l'efficacité des cycles de stockage d'énergie de puissance à gaz. Leur diminution des coûts en capital stimulera l'adoption de l'électrolyse PEM pour promouvoir l'utilisation des énergies renouvelables grâce à des applications d'équilibrage du réseau électrique dans les années à venir.

Perspectives par utilisateur final - Croissance de l'énergie propre

En termes d'utilisateur final, le segment industriel devrait contribuer à la part de 42,5 % du marché. Le secteur industriel englobe une gamme diversifiée de consommation d'hydrogène, y compris les raffineries, les usines chimiques/pétrochimiques, la transformation des aliments et d'autres. Actuellement, la majeure partie de l'hydrogène industriel est produite par un reformage moins coûteux du méthane de vapeur. Cependant, la pression réglementaire en faveur de l'énergie propre et de la neutralité carbone est à l'origine de l'adoption accrue de l'électrolyse de l'eau dans les installations industrielles.

L'électrolyse permet aux usines industrielles de remplacer l'hydrogène dérivé des combustibles fossiles par de l'hydrogène renouvelable au fil du temps. Des solutions d'électrolyse à grande échelle alcaline et PEM sont mises en place dans des locaux industriels ou à proximité pour tirer parti des énergies renouvelables et des ressources foncières disponibles. Les installations de fabrication qui cherchent à décarboniser bénéficient également du potentiel d'utilisation de l'hydrogène comme combustible de remplacement dans les fours à haute température et d'autres procédés de chauffage industriels.

L'accès à l'hydrogène produit par électrolyse sur place améliore la sécurité et la logistique de l'hydrogène pour les industries à forte intensité d'hydrogène. Il élimine la dépendance à l'égard des pipelines d'hydrogène ou des transports d'hydrogène liquide, réduisant ainsi les coûts d'exploitation. L'électrolyse offre également la possibilité de tirer parti des infrastructures existantes de gaz naturel pour stocker et transporter l'hydrogène généré. À mesure que les règlements sur les émissions de carbone se resserrent à l'échelle mondiale, on s'attend à ce que l'utilisation industrielle de l'électrolyse de l'eau augmente rapidement cette décennie pour atteindre les objectifs en matière d'énergie propre et de décarbonisation pour les activités manufacturières. Grâce aux sources d'énergie renouvelables disponibles ainsi qu'aux infrastructures, les industries sont les pionniers de la transition vers l'hydrogène renouvelable par électrolyse.

Regional Insights

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L'Amérique du Nord domine le marché mondial des machines d'électrolyse de l'eau avec 40,7 % en 2024 en raison de la forte présence de fabricants de premier plan et de politiques gouvernementales favorables encourageant la production d'hydrogène vert. Des pays comme les États-Unis et le Canada disposent d'installations de production considérables de grands acteurs comme Proton OnSite, Peak Scientific et Teledyne Energy Systems. Leurs vastes efforts de R-D ont permis de réaliser des progrès technologiques qui ont rendu le processus d'électrolyse plus efficace et rentable. En outre, les projets visant la décarbonisation des industries en remplaçant les combustibles carbonés par l'hydrogène reçoivent un financement important des gouvernements. On prévoit que cela stimulera considérablement la demande intérieure dans les années à venir.

La région Asie-Pacifique est sur le point d'être le marché régional qui connaît la croissance la plus rapide au cours de la période de prévision. L'industrialisation et l'urbanisation rapides ont considérablement augmenté la demande énergétique. En même temps, les préoccupations concernant l'augmentation des émissions de GES incitent les pays à explorer des solutions de rechange écologiques. Des pays comme la Chine, la Corée du Sud et le Japon soutiennent activement l'économie de l'hydrogène au moyen d'incitations et de grandes installations de démonstration. La Chine a des objectifs ambitieux en matière de capacités de production et de construction de stations de ravitaillement en hydrogène. Leur accent mis sur l'intégration des énergies renouvelables favorise également le marché des machines d'électrolyse de l'eau. De plus en plus de grands fabricants européens d'électrolyseurs mettent en place des unités de fabrication dans la région pour exploiter de vastes possibilités.

Le marché européen est également fortement motivé par des réglementations environnementales strictes. Toutefois, par rapport aux marchés nationaux, les exportations de machines d'électrolyse de l'eau vers l'Asie-Pacifique et d'autres régions augmentent considérablement pour les acteurs européens. Ceci est accrédité par leur supériorité technologique et leur fiabilité. En revanche, le manque de fabrication locale entraîne des coûts d'investissement relativement plus élevés pour les clients asiatiques. Mais les collaborations et les transferts de technologie peuvent aider à combler cet écart de prix dans un avenir prévisible.

Market Report Scope

Key Developments

• En juillet 2023, ITM Puissance plc, un fabricant de premier plan d'électrolyseurs à grande échelle basés sur la technologie PEM (proton Exchange Membrane) pour produire de l'hydrogène vert, a annoncé que sa filiale nouvellement créée ITM Power Germany GmbH inaugurerait officiellement ses activités en octobre 2023 à Linden, une ville au nord de Francfort. Cette expansion renforce encore la position d'IMT Power en tant que premier producteur d'électrolyseurs pour des projets actifs en Allemagne et dans toute l'Europe aujourd'hui, ainsi que pour des projets futurs en cours de soumission.
• En avril 2023, Siemens Energy AG, une entreprise de technologie énergétique mondiale de premier plan spécialisée dans les solutions énergétiques durables, a annoncé que la production de modules d'électrolyse (piles) commencerait à son installation d'électrolyseur à plusieurs gigawatts à Berlin. L'installation doit atteindre une capacité de production de trois gigawatts d'ici 2025. Siemens Energy, en collaboration avec Air Liquide, un important fournisseur de gaz industriel, utilisera ces piles pour répondre à une gamme variée de clients et répondre à la demande croissante de solutions d'hydrogène vert.
• En novembre 2022, Asahi Kasei Corp., une société japonaise de pointe spécialisée dans les matériaux et les produits chimiques de pointe, a commencé à construire une installation pilote d'essai pour la production d'hydrogène à l'aide de l'électrolyse alcaline de l'eau à ses travaux Kawasaki. Pour répondre à la demande mondiale d'hydrogène prévue, Asahi Kasei reconnaît la nécessité d'accroître considérablement l'équipement d'électrolyse. En guise de solution, l'entreprise prévoit d'introduire un prototype d'usine comprenant plusieurs modules d'électrolyse pour effectuer diverses opérations d'essai, notamment tester la réactivité aux fluctuations de puissance et évaluer la durabilité à long terme.

*Définition : Le marché mondial des machines d'électrolyse de l'eau se compose d'entreprises qui fabriquent et vendent des machines utilisées pour l'électrolyse de l'eau. Les machines d'électrolyse de l'eau utilisent le courant électrique pour diviser l'eau en éléments constitutifs de l'hydrogène et de l'oxygène. Ces machines trouvent des applications où la production d'hydrogène sur place est nécessaire, comme dans les industries du traitement chimique, des piles à combustible, des raffineries, de la transformation des aliments et de l'électronique.

Market Segmentation

Perspectives technologiques (Revenu, Bn, 2019 - 2031)

• Électrolyse de l'eau alcaline
• Électrolyse de l'eau de la membrane d'échange de protons

Présentation des demandes (Revenu, Bn, 2019 - 2031)

• Production d'hydrogène
• Production d'énergie
• Stockage d'énergie
• Autres (industrie, recherche, etc.)

Perspectives de l'utilisateur final (Revenu, Bn US$, 2019 - 2031)

• Industrielle
• Utilitaire
• Commerce
• Autres (résidents, chercheurs, etc.)

Perspectives régionales (Revenu, Bn, 2019 - 2031)

• • Amérique du Nord
    • États-Unis
    • Canada
  • Amérique latine
    • Brésil
    • Argentine
    • Mexique
    • Reste de l'Amérique latine
  • Europe
    • Allemagne
    • Royaume-Uni
    • Espagne
    • France
    • Italie
  • Russie
    • Reste de l'Europe
    • Asie-Pacifique
    • Chine
  • Inde
    • Japon
    • Australie
    • Corée du Sud
    • ASEAN
    • Reste de l ' Asie et du Pacifique
  • Moyen-Orient
    • GCC Pays
    • Israël
    • Reste du Moyen-Orient
  • Afrique
    • Afrique du Sud
    • Afrique du Nord
    • Afrique centrale
• Points de vue des principaux acteurs
  • Air Products and Chemicals, Inc.
  • AREVA H2Gen
  • Société Asahi Kasei
  • C&E Environmental Technology Co. Ltd.
  • Cummins Inc.
  • Enagic International Autres
  • Eneco Holdings Inc.
  • ErreDue S.p.A.
  • Société Hitachi Zosen
  • Société de l'hydrogène
  • ITM Power Plc
  • Cobelco Eco-Solutions Co. Ltd.
  • La société Linde AG
  • Nel ASA
  • Siemens AG