MARCHé DES CELLULES éLECTROCHIMIQUES ANALYSIS

Le marché mondial des cellules électrochimiques est estimé à 23,73 milliards de dollars des États-Unis en 2023 et devrait atteindre 67,05 milliards de dollars des États-Unis d'ici 2030, en hausse à un taux de croissance annuel composé (TCAC) de 16% de 2023 à 2030.

Le marché des piles électrochimiques comprend un large éventail d'applications et de technologies, notamment les piles primaires (non rechargeables), les piles secondaires (rechargeables) et les piles à combustible. Les piles primaires sont couramment utilisées dans les appareils électroniques portables, comme les télécommandes, les jouets et les appareils médicaux, où elles fournissent une source d'énergie pratique et jetable. En revanche, les batteries secondaires trouvent des applications dans de nombreux secteurs, notamment l'électronique grand public, l'automobile, l'industrie et le stockage de l'énergie. Les piles à combustible sont utilisées pour la production d'électricité, en particulier dans des domaines tels que le transport, l'énergie stationnaire et les appareils portatifs.

La croissance du marché des cellules électrochimiques est influencée par des facteurs tels que la demande d'électronique portable, la croissance de l'industrie automobile (en particulier le segment des véhicules électriques), l'accent croissant mis sur le stockage d'énergie renouvelable et les progrès des technologies des batteries. En outre, les initiatives et les règlements gouvernementaux visant à promouvoir une énergie propre et à réduire les émissions de carbone sont également à l'origine de l'adoption de piles électrochimiques, en particulier de piles à combustible et de batteries rechargeables.

Marché des cellules électrochimiques Perspectives régionales

• Amérique du Nord: L'Amérique du Nord représente une part de plus de 27,6% en 2022. L'Amérique du Nord a été un marché important pour les cellules électrochimiques, en particulier aux États-Unis. La région a connu une forte augmentation de la demande de batteries rechargeables du fait de l'adoption croissante de véhicules électriques et du besoin croissant de solutions de stockage de l'énergie. La présence de grands fabricants d'automobiles et d'entreprises technologiques qui investissent dans les technologies des batteries a contribué à la croissance du marché. De plus, les initiatives et les règlements du gouvernement appuyant la promotion de l'énergie propre et du transport durable stimulent davantage le marché des cellules électrochimiques en Amérique du Nord.
• Europe: L'Europe a été un marché important pour les cellules électrochimiques, avec des pays comme l'Allemagne, le Royaume-Uni et la France en tête dans la recherche, le développement et la fabrication de batteries. La région s'est fortement intéressée aux transports durables, ce qui a entraîné une augmentation de la demande de véhicules électriques et d'infrastructures de soutien. Les politiques et objectifs de l'Union européenne en matière de réduction des émissions de carbone et de promotion de l'énergie propre favorisent l'adoption de cellules électrochimiques, y compris de piles rechargeables et de piles à combustible.
• Asie-Pacifique: L'Asie-Pacifique est le marché des cellules électrochimiques qui connaît la croissance la plus rapide, avec une part de plus de 43,2% en 2022. La région de l'Asie-Pacifique est un marché clé pour les cellules électrochimiques, en raison de la présence de grands centres de fabrication, des progrès technologiques et d'une importante clientèle. Des pays comme la Chine, le Japon et la Corée du Sud sont devenus des leaders dans la production de batteries et le développement technologique. La région connaît une forte croissance du marché des véhicules électriques, les mesures incitatives et les politiques gouvernementales encourageant l'adoption de transports propres. De plus, l'industrialisation rapide, l'urbanisation et le besoin de solutions de stockage d'énergie dans les projets d'énergie renouvelable contribuent à la croissance du marché des cellules électrochimiques en Asie-Pacifique.

Graphique 1. Électrochimie mondiale Part du marché des cellules (%), par région, 2023

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Vue des analystes :

Le marché mondial des cellules électrochimiques devrait connaître une croissance régulière au cours des cinq prochaines années. La demande croissante de dispositifs électroniques portables sera un moteur majeur pour le marché. Des appareils comme les smartphones, les tablettes, les ordinateurs portables et les portables deviennent courants, ce qui entraîne une augmentation des ventes de batteries et d'appareils de stockage d'énergie à l'échelle mondiale. La montée en puissance des véhicules électriques ouvre également de nouvelles possibilités pour les fabricants de piles électrochimiques de fournir de grandes batteries. Toutefois, les coûts de fabrication élevés et la disponibilité de technologies alternatives de stockage de l'énergie continuent de poser des problèmes. Dans l'ensemble, les progrès constants dans la densité énergétique et la réduction des coûts des cellules électrochimiques élargiront leurs applications et l'expansion du marché.

Electrochimique Pilotes du marché cellulaire :

• Demande croissante de véhicules électriques: La demande croissante de véhicules électriques est un moteur important pour le marché des cellules électrochimiques. Les EV utilisent des batteries rechargeables, comme les batteries lithium-ion, pour le stockage de l'énergie. Comme les gouvernements et les consommateurs privilégient de plus en plus les transports propres et cherchent à réduire les émissions de carbone, la demande de véhicules électriques devrait augmenter. Cela alimente à son tour la demande de cellules électrochimiques utilisées dans la production de batteries avancées pour les véhicules électriques.
• Besoin accru de solutions de stockage d'énergie: La nécessité de solutions efficaces de stockage de l'énergie augmente, grâce à l'intégration des sources d'énergie renouvelables dans les réseaux électriques. Énergies renouvelables, comme le solaire et le vent, est intermittent dans la nature, ce qui rend le stockage d'énergie crucial pour la stabilisation du réseau et l'alimentation électrique continue. Les cellules électrochimiques, telles que les batteries lithium-ion à grande échelle et les batteries à flux, offrent des solutions efficaces et évolutives pour les applications de stockage d'énergie.
• Progrès dans les technologies des piles : Les progrès continus dans les technologies des batteries, notamment en termes de densité énergétique, de sécurité et de durée de vie, conduisent à l'adoption de cellules électrochimiques. Les efforts de recherche-développement sont axés sur l'amélioration de la performance des batteries, la réduction des coûts et l'amélioration des aspects de sécurité. Ces progrès technologiques permettent le développement de batteries plus efficaces et plus fiables, ce qui stimule la demande globale de cellules électrochimiques. Par exemple, en mai 2023, la société d'électroménager et d'électronique grand public Samsung s'est concentrée sur la recherche et le développement de batteries solides à base d'oxydes pour le segment IT, visant à alimenter les futurs appareils mobiles avec cette technologie révolutionnaire de la batterie
• Politiques et incitations gouvernementales: Les politiques et les incitations gouvernementales jouent un rôle crucial dans la conduite du marché des cellules électrochimiques. De nombreux pays ont mis en œuvre des règlements et des initiatives visant à promouvoir l'adoption de technologies énergétiques propres et à réduire les émissions de gaz à effet de serre. Les politiques de soutien, telles que les crédits d'impôt, les subventions et les subventions pour les véhicules électriques et les projets de stockage d'énergie, encouragent l'utilisation de cellules électrochimiques, stimulant ainsi la croissance du marché.

Electrochimique Marché des cellules Possibilités :

• Développement des infrastructures des véhicules électriques: À mesure que la demande de véhicules électriques continue d'augmenter, il existe une possibilité importante de développer l'infrastructure de recharge des véhicules électriques. Cela comprend des stations de recharge rapide, des solutions de recharge à domicile et des réseaux de recharge publique. Les cellules électrochimiques, telles que les batteries au lithium-ion à haute capacité, sont essentielles pour permettre une infrastructure de charge efficace et fiable. Investir dans l'infrastructure des véhicules électriques représente une opportunité prometteuse pour les entreprises impliquées dans la production de cellules électrochimiques, le stockage de l'énergie et le développement de l'infrastructure de tarification. Par exemple, en 2023, Tata Power, une compagnie d'électricité intégrée prévoit de mettre en place 25 000 points de recharge de véhicules électriques (EV) dans toute l'Inde pour favoriser l'adoption plus rapide de la mobilité électronique au cours des cinq prochaines années.
• Intégration des énergies renouvelables: L'intégration des sources d'énergie renouvelables dans les réseaux électriques crée des possibilités pour les cellules électrochimiques dans les applications de stockage de l'énergie. La production d'énergie renouvelable est intermittente et des solutions efficaces de stockage de l'énergie sont nécessaires pour équilibrer l'offre et la demande. Les piles électrochimiques, y compris les batteries lithium-ion et les batteries à flux, offrent des solutions viables pour stocker l'énergie renouvelable excédentaire et la livrer au besoin. L'accent de plus en plus mis sur les énergies renouvelables et la nécessité de systèmes efficaces de stockage de l'énergie offrent d'importantes possibilités aux fabricants de cellules électrochimiques.
• Stabilisation du réseau et microgrilles: Le déploiement croissant de microgrilles et la nécessité de stabiliser le réseau offrent des possibilités pour les cellules électrochimiques. Les microgrides, qui sont des réseaux localisés qui peuvent fonctionner indépendamment ou conjointement avec le réseau électrique principal, dépendent du stockage d'énergie pour maintenir la stabilité du réseau et fournir une alimentation électrique ininterrompue. Les cellules électrochimiques jouent un rôle vital dans les systèmes de microréseaux en stockant et en fournissant de l'énergie lorsque les sources renouvelables ne sont pas disponibles ou pendant les périodes de pointe de la demande.
• Électronique et portatifs: Le marché de l'électronique portable, y compris les smartphones, les portables et les autres appareils alimentés par batterie, continue de se développer. Les cellules électrochimiques qui offrent une densité d'énergie plus élevée, une durée de vie plus longue et des capacités de charge plus rapides sont en forte demande. Les entreprises qui peuvent développer des solutions cellulaires électrochimiques innovantes et fiables pour l'électronique portable ont l'occasion de profiter de ce segment de marché en croissance.

Electrochimique Marché des cellules Tendances :

• Progrès dans la technologie des batteries au lithium-ion: Les batteries lithium-ion sont la technologie dominante sur le marché des cellules électrochimiques, et les progrès en cours continuent d'améliorer leurs performances et leur sécurité. Parmi les tendances de la technologie des batteries au lithium-ion, mentionnons l'augmentation de la densité énergétique, la longévité du cycle, les capacités de recharge plus rapides et les caractéristiques de sécurité améliorées. Ces progrès permettent de développer des solutions de stockage d'énergie plus efficaces et plus fiables pour diverses applications, telles que les véhicules électriques, l'intégration des énergies renouvelables et l'électronique grand public. Par exemple, le 9 juillet 2020, Panasonic Corporation, une multinationale d'électronique, a annoncé le développement de la technique de visualisation de la dynamique lithium-ion dans les batteries à l'état solide à l'échelle nanométrique en temps réel, en collaboration avec le Japan Fine Ceramics Center (JFCC) et l'Institut des matériaux et systèmes pour la durabilité de l'Université Nagoya.
• Électrolytes à l'état solide: Les électrolytes à l'état solide sont une alternative aux électrolytes liquides dans les cellules électrochimiques. Ces électrolytes offrent plusieurs avantages, dont une meilleure sécurité, une densité d'énergie accrue et une plus grande plage de température. Les électrolytes à l'état solide peuvent répondre aux préoccupations de sécurité associées aux électrolytes liquides traditionnels, en particulier dans les applications à haute densité d'énergie. La poursuite de la recherche et du développement dans les électrolytes à l'état solide vise à commercialiser cette technologie et à surmonter les défis liés à l'évolutivité et aux coûts.
• L'augmentation des batteries Ion polyvalentes: Des batteries ioniques multivalentes, telles que les piles au magnésium-ion et au calcium-ion, apparaissent comme des alternatives potentielles aux batteries au lithium-ion traditionnelles. Ces batteries utilisent des ions avec des charges positives multiples, qui peuvent offrir des densités d'énergie plus élevées que les batteries lithium-ion. Des batteries ioniques polyvalentes sont en cours de recherche et de développement pour surmonter les limites des batteries lithium-ion et permettre des solutions de stockage d'énergie plus grandes et plus durables.
• Accent croissant sur le recyclage des piles et l'économie circulaire: La prise de conscience croissante de la durabilité de l'environnement et de la conservation des ressources a conduit à mettre de plus en plus l'accent sur le recyclage des batteries et l'établissement d'une économie circulaire pour les cellules électrochimiques. Les gouvernements, les organismes de réglementation et les acteurs de l'industrie s'emploient activement à développer l'infrastructure de recyclage et à améliorer l'efficacité des processus de recyclage des piles. Le recyclage permet non seulement de récupérer des matériaux précieux à partir de piles épuisées, mais réduit également les impacts environnementaux associés à l'élimination des piles.

Electrochimique Marché des cellules Restrictions:

• Densité énergétique limitée: Malgré les progrès réalisés, les cellules électrochimiques, y compris les batteries au lithium-ion, ont certaines limites en termes de densité énergétique. La densité énergétique correspond à la quantité d'énergie qui peut être stockée dans un volume ou un poids donné. L'augmentation de la densité énergétique est essentielle pour prolonger la durée de vie des batteries, améliorer la gamme des véhicules électriques et améliorer les capacités de l'électronique portable. Bien que des progrès aient été accomplis, de nouveaux progrès sont nécessaires pour répondre aux demandes croissantes de densité énergétique plus élevée.
• Les défis de la chaîne logistique: La chaîne d'approvisionnement des cellules électrochimiques est confrontée à des défis liés à la disponibilité et à l'approvisionnement en matières premières essentielles. Certains matériaux utilisés dans les batteries, tels que le lithium, le cobalt et le nickel, sont concentrés dans quelques pays, ce qui peut rendre la chaîne d'approvisionnement vulnérable. Assurer un approvisionnement stable et durable de ces matériaux est crucial pour l'adoption généralisée de cellules électrochimiques. En outre, les facteurs géopolitiques, les restrictions commerciales et les fluctuations des prix des matières premières peuvent avoir une incidence sur la chaîne d'approvisionnement et poser des défis aux acteurs du marché. Pour relever ces défis, il faut une planification stratégique et une collaboration entre les parties prenantes. Réduire la dépendance à l'égard d'un seul fournisseur en diversifiant votre base de fournisseurs. Cela minimise le risque de perturbations dues aux problèmes des fournisseurs
• Impact environnemental et préoccupations en matière de sécurité: Les cellules électrochimiques, en particulier certaines chimies, peuvent avoir des problèmes d'environnement et de sécurité. L'extraction et l'élimination des matières premières, ainsi que les procédés de production et de recyclage, peuvent avoir des incidences sur l'environnement si elles ne sont pas gérées correctement. De plus, certaines pharmacies à piles présentent des risques inhérents à la sécurité, comme le risque de fuite thermique ou d'incendie. Il est important de répondre à ces préoccupations et de veiller à ce que des mesures de sécurité adéquates soient en place pour assurer la croissance et l'acceptation du marché. Pour résoudre ce problème, l'entreprise peut utiliser des matériaux sûrs et respectueux de l'environnement et éviter les matériaux toxiques lors de la conception et de la fabrication de cellules électrochimiques.

Faits nouveaux

Principaux développements

• En octobre 2023, l'Institut du génie électrique (IEn) en Pologne a développé et commercialisé un système avec des piles de cellules électrochimiques à oxyde solide fabriquées à faible coût, y compris la fabrication additive.

Principale initiative stratégique

• En septembre 2021, Permascand Top Holding AB, un fabricant indépendant de solutions électrochimiques, a annoncé que la société avait signé un accord de collaboration avec Verdagie, un fabricant d'équipements d'énergie renouvelable, pour le développement d'une nouvelle cellule électrochimique pour produire de l'hydrogène vert. L'accord de collaboration accélérera la commercialisation de la cellule électrochimique qui est le fondement du processus d'électrolyse de l'eau de Verdagy (VWE).

Graphique 2. Électrochimie mondiale Part du marché des cellules (%), par type, 2022

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Meilleures entreprises en électrochimie Marché des cellules

• Société Panasonic
• La société Samsung SDI Co., Ltd.
• LG Chem Ltd.
• Tesla, Inc.
• BYD Co. Ltd.
• Johnson Controls International plc
• Saft Groupe S.A.
• Société GS Yuasa
• Duracell Inc.
• Energys
• A123 Systems LLC
• Société Sony
• Société d'énergie Bloom
• Société Toshiba
• Siemens AG

Définition: Une cellule électrochimique est un dispositif qui convertit l'énergie chimique en énergie électrique ou vice versa par des réactions redox. Il se compose de deux électrodes (anode et cathode) immergées dans une solution d'électrolyte, ce qui permet le flux d'ions. Lorsque la cellule est connectée à un circuit externe, les électrons s'écoulent de l'anode à la cathode, créant ainsi un courant électrique. Les cellules électrochimiques trouvent des applications dans les piles, les piles à combustible et les procédés d'électrolyse, fournissant des sources d'énergie portables, le stockage de l'énergie et les réactions chimiques pour diverses industries et technologies.