MERCATO DELLE CELLE IBRIDE ANALISI DI DIMENSIONI E QUOTE - TENDENZE E PREVISIONI DI CRESCITA (2023 - 2030)

La dimensione globale del mercato delle celle ibride è stata valutata 3,11 miliardi di dollari nel 2023 e si prevede di raggiungere 6,55 miliardi di dollari entro il 2030, crescendo ad un tasso di crescita annuale composto (CAGR) dell'11,2% dal 2023 al 2030.

I sistemi cellulari ibridi integrano energia rinnovabile fonti come il solare e il vento con fonti di energia convenzionali come il diesel per fornire soluzioni energetiche affidabili e convenienti. I sistemi ibridi utilizzano le migliori caratteristiche di fonti rinnovabili e convenzionali per fornire un alimentatore ininterrotto. Con la crescente adozione di energia rinnovabile e l'aumento della domanda di alimentazione affidabile, soprattutto in posizioni off-grid, il mercato delle cellule ibride è in grado di crescere costantemente a livello globale.

Il mercato delle celle ibride è segmentato dal tipo di prodotto, dalla potenza, dall'utente finale, dalla connettività e dalla regione. Per tipo di prodotto, il segmento solare-diesel rappresentava la quota maggiore di oltre il 40% nel 2023. L'alta quota di questo segmento è attribuita alla diffusione su larga scala di sistemi ibridi solari-diesel per alimentazione off-grid in aree remote e isole. I fattori chiave che guidano la crescita del mercato delle cellule ibride sono l'aumento della domanda di energia elettrica nelle aree remote, il calo dei costi delle tecnologie energetiche rinnovabili, le politiche governative di sostegno per l'adozione di energia rinnovabile, e la necessità di alimentazione affidabile e continua.

Ibrido mercato cellulare

• Nord America dovrebbe essere il più grande mercato per le celle ibride durante il periodo di previsione, che rappresenta oltre il 35% della quota di mercato nel 2023. La crescita del mercato in Nord America è attribuita all'aumento dell'adozione di energia rinnovabile, ai programmi di elettrificazione rurale e alle crescenti infrastrutture di telecomunicazione che richiedono energia off-grid.
• The Asia Pacifico il mercato dovrebbe essere il secondo mercato più grande per le celle ibride, che rappresentano oltre il 25% della quota di mercato nel 2023. La crescita del mercato è attribuita all'espansione della domanda di elettricità off-grid nelle aree remote e negli sforzi governativi per migliorare i tassi di accesso all'elettricità.
• The America Latina si prevede che il mercato sia il mercato in crescita più rapida per le celle ibride, con un CAGR di oltre il 15% durante il periodo di previsione. La crescita del mercato in America Latina è attribuita ad alto potenziale per i sistemi ibridi per soddisfare l'aumento della domanda di energia elettrica in luoghi e isole remote.

Figura 1. Quota globale del mercato delle cellule ibride (%), per regione, 2023

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Driver per il mercato delle celle ibride

• Aumento della domanda di elettricità nelle aree remote - La mancanza di connettività in rete nelle regioni remote e nelle isole ha portato ad una significativa domanda non metrica di elettricità. I sistemi cellulari ibridi che combinano fonti rinnovabili con generatori diesel offrono una soluzione affidabile e conveniente. Con l'aumento dei tassi di elettrificazione globale, la distribuzione di sistemi di alimentazione ibridi off-grid in luoghi remoti sta aumentando per soddisfare la crescente domanda di energia elettrica. Ad esempio, secondo i dati dell'Energia Sostenibile per tutti, circa 759 milioni di persone a livello globale non hanno ancora accesso all'elettricità principalmente nelle aree rurali dell'Asia e dell'Africa subsahariana. Fornire connettività di rete centralizzata a tutti questi insediamenti rurali dispersi richiede enormi investimenti e tempo.
• Politiche e iniziative governative di sostegno - Diversi governi di tutto il mondo stanno promuovendo l'adozione di energie rinnovabili attraverso varie misure politiche come sussidi, crediti fiscali e regolamenti favorevoli. Tali politiche stanno catalizzando l'assorbimento dei sistemi di celle ibride che integrano le rinnovabili come l'energia solare ed eolica. Molti governi stanno anche intraprendendo programmi di elettrificazione rurale e iniziative per fornire l'accesso all'elettricità utilizzando soluzioni ibride rinnovabili decentrate. Ad esempio, nel bilancio del 2021, il governo canadese ha stanziato oltre 150 milioni di dollari per iniziative incentrate sui veicoli a emissioni zero. Questo include l'installazione di oltre 50.000 caricatori aggiuntivi in tutto il paese entro il 2026-27 e fornire incentivi fino a US$5,000 per gli acquisti di veicoli ibridi plug-in.
• Avanzamento delle tecnologie energetiche rinnovabili - Miglioramento continuo delle tecnologie come fotovoltaico solare, turbine eoliche, batterie, elettronica di potenza e sistemi di controllo hanno portato a riduzioni dei costi e miglioramenti delle prestazioni. I costi in calo, abbinati a progressi tecnologici, aumentano la redditività economica dei sistemi a celle ibride per l'alimentazione a corrente continua.
• Necessità di alimentazione affidabile e continua - I sistemi a celle ibride permettono di combinare le risorse energetiche rinnovabili intermittenti con generatori diesel affidabili per garantire l'alimentazione elettrica ininterrotta. La capacità di fornire energia continua rende le soluzioni di celle ibride ideali per le applicazioni in cui le interruzioni di corrente possono portare a importanti perdite economiche.

Opportunità di mercato delle cellule ibride

• Distribuzione di microgriglie di cellule ibride - I microgridi integrati con sistemi a celle ibride offrono un innovativo approccio decentralizzato per l'alimentazione elettrica affidabile e sostenibile, soprattutto in luoghi remoti. Con il calo dei costi, i microgriglie delle cellule ibride sono tenuti a testimoniare l'adozione più ampia, fornendo nuove opportunità per sviluppatori e integratori di sistema microgrid. Ad esempio, un progetto del 2020 in Indonesia ha installato un microgriglia ibrido a batteria solare per fornire elettricità a oltre 150 case su una piccola isola precedentemente non collegata a nessuna rete elettrica.
• Integrazione con l'infrastruttura di ricarica EV - I sistemi cellulari ibridi presentano l'opportunità di alimentare le stazioni di ricarica EV situate nei siti off-grid e nelle aree remote. Le soluzioni a celle ibride possono consentire operazioni ininterrotte di tale infrastruttura di ricarica EV. Questo presenta un attraente caso di utilizzo e modello di business per le aziende nel mercato delle celle ibride. Ad esempio, secondo i dati rivelati dal Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, il 30% delle case in America dovrebbe avere pannelli solari installati sul tetto o garage entro il 2050. La transizione alla carica EV a energia solare nelle case e nelle imprese attraverso le celle ibride può svolgere un ruolo vitale nella riduzione della dipendenza dalla benzina per il trasporto e la transizione all'energia più pulita per la mobilità nel lungo termine.
• Ampliamento delle infrastrutture di telecomunicazione nelle aree rurali - Le torri di telecomunicazione e altre infrastrutture correlate nelle regioni remote richiedono un'alimentazione elettrica affidabile, che i sistemi di celle ibride possono fornire efficacemente. L'espansione delle infrastrutture di telecomunicazione nelle aree rurali presenta così una grande opportunità per la tecnologia delle celle ibride. Ad esempio, con l'aumento dell'adozione di Internet e smartphone in India rurale, come previsto in un rapporto del 2022 dalla Conferenza delle Nazioni Unite sul commercio e lo sviluppo, le soluzioni di connettività convenienti offerte dalle celle ibride svolgeranno un ruolo chiave nella trasformazione digitale delle popolazioni semi-urbane e rurali. Questo presenta un'enorme opportunità di mercato per le aziende di celle ibride per scalare la loro presenza e ottenere un'accettazione diffusa nei prossimi anni.
• Modelli aziendali innovativi e meccanismi di finanziamento - Modelli di business emergenti come pay-as-you-go, modelli di leasing e meccanismi di finanziamento innovativi stanno migliorando l'accessibilità e l'adozione di soluzioni cellulari ibride, soprattutto nelle regioni in via di sviluppo. Questo presenta l'opportunità di scalare le operazioni per le aziende nel mercato delle celle ibride.

Mercato delle celle ibride Tendenze

• Integrazione dei sistemi di stoccaggio dell'energia - L'integrazione dei sistemi di storage a batteria è una tendenza emergente che consente l'ottimizzazione dei sistemi a celle ibride memorizzando l'eccesso di energia rinnovabile. I progressi nelle tecnologie di storage consentono lo stoccaggio a più lungo termine, aumentando così la redditività. Per esempio, SimpliPhi Power ha lavorato con diverse utility della California per installare sistemi di celle ibride per i programmi di risposta della domanda in varie città in tutto lo stato. I dati della California Energy Commission nel 2021 hanno mostrato queste soluzioni di storage hanno portato ad una riduzione del 30% dell'utilizzo di energia di punta in questi siti.
• Sviluppo crescente di sistemi ibridi a idrogeno - Le celle a combustibile a base di idrogeno integrate con fonti rinnovabili rappresentano una tendenza innovativa. I costi in calo della produzione di idrogeno verde e delle celle a combustibile stanno suscitando maggiore interesse nei sistemi ibridi di idrogeno per un'alimentazione affidabile.
• Utilizzo di AI per manutenzione predittiva e operazioni - L'applicazione dell'intelligenza artificiale per la manutenzione predittiva, la diagnosi dei guasti e l'ottimizzazione delle prestazioni dei sistemi cellulari ibridi sta aumentando. AI e machine learning permettono una gestione economica ed efficiente dei sistemi di potenza ibridi. Ad esempio, secondo il World Economic Forum, un produttore leader del disco rigido è stato in grado di ridurre i tempi di fermo legati alla manutenzione di quasi il 35% implementando AI e sensori per la manutenzione predittiva nelle loro strutture di produzione e montaggio ibride.
• Aumentare la tendenza della digitalizzazione del sistema cellulare ibrido - Le tecnologie digitali come IoT, cloud/edge computing, analisi dei dati e soluzioni di visualizzazione consentono il monitoraggio remoto, il controllo e la manutenzione predittiva dei sistemi cellulari ibridi. La digitalizzazione continua sta migliorando le capacità e l'affidabilità.

Ritiri del mercato delle cellule ibride

• Costi iniziali e di installazione elevati - La distribuzione su larga scala dei sistemi di celle ibride è ostacolata dai costi elevati per componenti, spedizione e installazione e messa in servizio. Il fattore di costo limita l'adozione, soprattutto per i consumatori e le imprese su piccola scala. Per esempio, secondo i dati del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, un sistema di celle ibride di medie dimensioni valutato a 100k W avrebbe un costo di capitale iniziale stimato nella gamma di US$1500-US$2000 per kW di capacità di generazione. Ciò si traduce in circa US$150,000 a US$200,000 solo per l'apparecchiatura di cella ibrida, senza contabilità per l'installazione.
• Complessità nella progettazione e integrazione del sistema - La progettazione e l'integrazione dei vari componenti delle celle ibride per prestazioni ottimali richiede una sofisticata esperienza ingegneristica, che rimane una sfida. Le complessità aumentano i costi e ostacolano l'adozione diffusa. Ad esempio, secondo il Global EV Outlook 2022 dell'Agenzia Internazionale per l'Energia, i principali automaker hanno riconosciuto le sfide di integrazione come una barriera chiave che ha rallentato la scalata dei veicoli elettrici ibridi finora.
• Mancanza di standard comuni e problemi di interoperabilità - Il segmento della tecnologia delle celle ibride manca di standard tecnici comuni, con conseguente difficoltà di integrazione e interoperabilità tra componenti forniti da diversi fornitori. Risolvere i problemi di standardizzazione può accelerare l'adozione su larga scala.

Vista analitica

Il mercato delle celle ibride sta assistendo a una crescita significativa guidata da severe norme di emissione e da una spinta per le tecnologie più pulite. Con crescenti preoccupazioni intorno all'inquinamento, vari paesi hanno implementato standard di emissione rigorosi, che sta guidando automakers a concentrarsi di più sulle tecnologie ibride. Un altro driver importante è il calo dei prezzi della batteria, che stanno rendendo i veicoli ibridi più fattibile per i clienti. Tuttavia, gli alti costi di sviluppo delle tecnologie della batteria continuano a frenare l'adozione più rapida dei veicoli ibridi, soprattutto nei mercati sensibili ai prezzi. Nord America domina il mercato delle celle ibride guidato dagli Stati Uniti, che è visto come un adattatore precoce delle tecnologie ibride. Crescere la consapevolezza sulla protezione dell'ambiente sta spingendo le vendite di veicoli ibridi nell'Europa degli Stati Uniti è anche visto come un importante contributo alla crescita ibrida, guidata da paesi come la Germania, che offre incentivi finanziari per i veicoli elettrici. Tuttavia, l'Asia Pacifico dovrebbe essere il mercato regionale in crescita più rapida nei prossimi anni con la Cina che lancia le vendite di veicoli ibridi nel segmento commerciale. Nel complesso, mentre i costi elevati rimangono una sfida, i driver multipli, come le norme severe, la spinta del cliente per le tecnologie più pulite e i prezzi della batteria in calo, sono tenuti ad aiutare il mercato delle celle ibride a crescere a un ritmo solido a livello globale.

Recenti sviluppi

Nuovi lancio del prodotto

• Nel marzo 2022, FlexGen ha annunciato il lancio della sua nuova soluzione ibrida di storage e generazione di energia. Il sistema integra energia solare, immagazzinamento energetico e generatori flessibili per fornire energia resiliente e senza emissioni. FlexGen è una società statunitense fondata nel 2009 e con sede a Durham, North Carolina. L'azienda è specializzata nello sviluppo di sistemi di gestione dell'energia e software per le utenze, settori industriali e agenzie governative.
• Nel gennaio 2021, Bloom Energy ha presentato nuove soluzioni basate su celle a combustibile per la generazione di elettricità distribuita. I sistemi possono essere configurati come autonomi o collegati alla rete per massimizzare l'efficienza e l'utilizzo di energia rinnovabile. Bloom Energy è una società pubblica americana con sede a San Jose, California. Produce e commercializza celle a combustibile ad ossido solido che producono elettricità in loco. La società è stata fondata nel 2001 ed è uscita dalla modalità stealth nel 2010.
• Nell'ottobre 2020, Cummins ha lanciato una nuova gamma di soluzioni di alimentazione ibride che combinano generatori diesel o gas con la memorizzazione della batteria. I sistemi mirano a fornire una potenza affidabile e conveniente alle strutture commerciali e alle aree remote. Cummins Inc. è una multinazionale americana che progetta, produce e distribuisce motori, filtrazione e prodotti di generazione di energia.

Acquisizione e partnership

• Nell'aprile del 2022 Schneider Electric acquisì Power System Professionals, un fornitore di software di ottimizzazione della rete elettrica. Questa acquisizione amplia le capacità di potenza ibrida di Schneider. Schneider Electric SE è una multinazionale francese specializzata nell'automazione digitale e nella gestione dell'energia. Si rivolge a case, edifici, data center, infrastrutture e industrie combinando tecnologie energetiche, automazione in tempo reale, software e servizi.
• Nel giugno 2021, Siemens ha collaborato con Trailar per integrare il proprio controller microgrid con i sistemi solari ibridi di Trailar per le torri telecom. Siemens AG è un conglomerato multinazionale tedesco. Le sue operazioni comprendono l'automazione e la digitalizzazione nei processi e nelle industrie manifatturiere, così come le infrastrutture intelligenti per gli edifici.
• Nel maggio 2020 Caterpillar acquisisce CarbonPoint Solutions, sviluppatore di soluzioni modulari di potenza ibrida. Ciò ha rafforzato la posizione di Caterpillar nel mercato dei sistemi di potenza ibridi. Caterpillar Inc., noto anche semplicemente come CAT, è una costruzione americana, estrazione mineraria e altri produttori di attrezzature ingegneristiche. L'azienda è il più grande produttore mondiale di attrezzature per la costruzione. Nel 2018. Carbone Soluzioni è stata fondata nel 2011 come Enhanced Energy Group per sviluppare soluzioni commerciali di cattura del carbonio costruite sulla tecnologia della Marina.

Figura 2. Quota globale del mercato delle cellule ibride (%), da fine utente, 2023

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Le migliori aziende del mercato delle celle ibride

• GEIE
• Vertice
• Schneider Electric
• Cummins
• Caterpillar
• Eaton
• Bloom Energy
• FlexGen
• Siemens

Definizione: Una cellula ibrida è una cellula, diversa da una zigota, che contiene elementi da due o più genoma, di solito come risultato della fusione cellulare per produrre un eterokaryon. Nel contesto di immunologia e microbiologia, una linea cellulare ibrida è una fusione di cellule da due diversi tipi di cellule, che possono verificarsi spontaneamente o essere indotti da tecniche di laboratorio. Ad esempio, un ibridoma è una cultura delle cellule ibride che deriva dalla fusione delle cellule B e delle cellule del mieloma, ed è usato nella tecnologia ibrida per produrre anticorpi.

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