MERCATO UNICO DELLE TURBINE SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2023 - 2030)

La turbina a singolo albero La dimensione del mercato è valutata 2.63 miliardi di dollari nel 2023 e si prevede di raggiungere 3,78 miliardi di dollari entro il 2030, crescendo ad un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 5,3% dal 2023 al 2030.

Le turbine a singolo albero sono turbine che utilizzano un singolo albero per il trasferimento di energia. Il rotore della turbina è accoppiato direttamente al carico, eliminando la necessità di un cambio. Questo rende il sistema più efficiente riducendo al minimo le perdite di energia. Le turbine a singolo albero sono comunemente utilizzate nelle turbine a vapore, nelle turbine a gas, nelle turbine eoliche e nella generazione di energia idroelettrica. I vantaggi delle turbine a singolo albero includono il loro design semplice e compatto, alta affidabilità, bassi requisiti di manutenzione e la capacità di operare ad alta velocità.

Mercato delle turbine a albero singolo

• Asia Pacifico dovrebbe essere il più grande mercato per turbine a singolo albero durante il periodo di previsione, che rappresenta oltre il 34% della quota di mercato nel 2023. La crescita del mercato in Asia Pacifico è attribuita alla rapida industrializzazione, all'aumento della domanda di energia e agli investimenti nel settore energetico in paesi come Cina e India.
• Nord America dovrebbe essere il secondo mercato più grande per le turbine a singolo albero, che rappresentano oltre il 26% della quota di mercato nel 2023. La crescita del mercato in Nord America è attribuita ad una crescente enfasi sul energia rinnovabile fonti e generazione di energia a base di gas.
• Europa si prevede che sia il mercato in crescita più rapida per le turbine a singolo albero, in crescita al CAGR di oltre il 21% durante il periodo di previsione. La crescita del mercato in Europa è attribuita alla ristrutturazione di impianti e investimenti esistenti nella tecnologia ibrida di generazione di energia.

Figura 1. Global Single Shaft Turbine Market Share (%), per Regione, 2023

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Driver per il mercato delle turbine a albero singolo

• Aumento della domanda di elettricità: Negli ultimi decenni la domanda di energia elettrica globale è cresciuta costantemente, spinta dalla crescita della popolazione, dalla rapida urbanizzazione, dall'industrializzazione e dallo sviluppo economico. Questa crescente domanda di energia elettrica è un importante driver per il mercato delle turbine a singolo albero, poiché le turbine sono componenti essenziali nella generazione di energia. Ad esempio, la domanda di energia elettrica globale è cresciuta di oltre il 25% nell'ultimo decennio raggiungendo oltre 23.000 TWh nel 2020. Paesi come la Cina e l'India stanno assistendo alla crescita massiccia del consumo di energia elettrica. Per soddisfare la crescente domanda di energia, i governi si concentrano sull'aumento delle capacità di produzione di energia, che in seguito guida l'adozione di turbine, comprese le varianti di alberi singoli. Nel mese di ottobre 2022, SKF è un noto fornitore globale di cuscinetti, guarnizioni, sistemi di lubrificazione, e altre soluzioni ingegneristiche e produttore di turbine eoliche cinesi, Goldwind ha collaborato per costruire il sistema iniziale di gestione dell'energia intelligente e del carbonio di SKF nella sua fabbrica Dalian, Cina.
• Progressi tecnologici: Recenti progressi tecnologici stanno guidando l'adozione di progetti avanzati ed efficienti di turbine a singolo albero. Gli OEM stanno sviluppando modelli di turbine innovativi con materiali migliorati, profili aerodinamici, capacità digitali e automazione per migliorare l'efficienza, l'output e l'affidabilità. Ad esempio, i rivestimenti avanzati della lama, la solidificazione direzionale delle lame e i rotori integralmente lavati sono alcune innovazioni che hanno migliorato le prestazioni della turbina. Monitoraggio avanzato, diagnostica e sistemi di controllo hanno anche permesso la manutenzione predittiva, ridotto i tempi di fermo e migliorato la durata della turbina. Tali miglioramenti tecnologici hanno reso le turbine a singolo albero più valide e hanno accelerato la loro distribuzione.
• Politiche governative di sostegno: Le politiche e le iniziative di governo favorevoli per l'adozione di energia pulita, l'aggiornamento delle infrastrutture energetiche di invecchiamento e gli investimenti nel settore dell'energia stanno facilitando le installazioni di turbine a singolo albero a livello globale. Politiche come gli obblighi di acquisto rinnovabili, gli incentivi fiscali, le tariffe preferenziali e le aste stanno promuovendo le aggiunte di capacità energetiche rinnovabili. Questo sta guidando la distribuzione delle turbine eoliche. Inoltre, iniziative intorno alla modernizzazione generazione di potenza le attività e l'espansione dell'accesso all'elettricità stanno aiutando l'assorbimento della turbina a singolo albero. Per esempio, l'India mira a raggiungere la capacità di energia rinnovabile di 175 GW entro il 2022. Tali piani ambiziosi stanno catalizzando la domanda della turbina.
• Rapida industrializzazione: Lo sviluppo industriale rapido e la crescita economica nelle economie in via di sviluppo alimentano il consumo di energia elettrica nel settore industriale. Le industrie rappresentano oltre il 40% del consumo energetico globale. L'espansione delle attività di produzione, l'aumento degli investimenti industriali e l'aumento della produzione mineraria, dei metalli e del cemento stanno aumentando l'utilizzo dell'elettricità nelle industrie. Ciò sta creando una forte domanda di apparecchiature di generazione di energia come turbine a singolo albero. Ad esempio, la domanda di elettricità industriale nell'Asia non OCSE è destinata a crescere a oltre il 5% ogni anno attraverso il 2040. Questo guiderà l'adozione di turbine significative.

Opportunità di mercato delle turbine a albero singolo

• Generazione di energia ibrida: L'adozione di sistemi di potenza ibridi che integrano energia convenzionale e rinnovabile offre notevoli opportunità di crescita per turbine a singolo albero. Le centrali ibride che sfruttano il gas naturale e le turbine a vapore insieme a fonti rinnovabili come l'accumulo di energia solare, eolica e di energia forniscono energia pulita, affidabile e conveniente. Le turbine a singolo albero sono adatte per tali sistemi ibridi a causa di modularità, flessibilità ed efficienza. Con molti paesi che mirano a bilanciare la crescita di energia rinnovabile con la stabilità della griglia, la generazione ibrida sta guadagnando importanza. Ad esempio, i progetti di potenza ibrida di GE in Turchia combinano turbine a gas, turbine a vapore e batterie.
• Generazione di energia distribuita: La crescente tendenza della generazione di potenza distribuita attraverso il tetto solare, piccole turbine a gas e microgriglie offre opportunità per l'adozione compatta di turbine a singolo albero. I sistemi distribuiti richiedono turbine modulari che possono generare in modo efficiente energia in piccole capacità. Le turbine a singolo albero possono soddisfare tali esigenze a causa di configurazioni personalizzabili, impronta limitata e installazione rapida. Questo permette di utilizzarli in piccoli progetti. Ad esempio, le microturbine con i progetti a singolo albero stanno guadagnando trazione per la generazione distribuita in loco. La capacità distribuita globale dovrebbe crescere da 394 GW nel 2020 a 1,852 GW entro il 2030. Ad esempio, nel febbraio 2021, GE ha dichiarato l'uso commerciale inaugurale della tecnologia 9HA.02 di GE in tutto il mondo presso la centrale elettrica Track 4A di Southern Power Generation in Malesia.
• Repowering degli impianti di invecchiamento: Il repowering e l'aggiornamento degli impianti di combustibile fossile di invecchiamento, sostituendo vecchi impianti con turbine moderne ad alta efficienza, spingeranno la domanda di turbine a singolo albero. Le vecchie centrali stanno optando per il repowering per estendere la vita operativa e migliorare l'efficienza. Ciò comporta l'ammodernamento della flotta turbina. Le turbine a albero singolo offrono design compatti e flessibilità che li rendono adatti a progetti di repowering rispetto alle tradizionali varianti multialbero. Le politiche regionali che facilitano il repowering degli impianti di invecchiamento prevedono incentivi per nuove installazioni a turbina come i modelli a singolo albero.
• Espansione del vento offshore: Il settore eolico offshore offre notevoli opportunità per l'adozione di turbine a singolo albero a causa delle capacità di progetto su larga scala e delle dimensioni delle turbine. Gli ambienti offshore richiedono turbine con design nacelle compatto e leggero che non richiedono cambi. Questo rende le turbine a singolo albero adatte per tali applicazioni. La capacità installata del vento offshore è prevista per crescere da 34 GW nel 2019 a 234 GW entro il 2030. Le regioni chiave che guidano questa crescita includono Asia Pacific, Europa e Nord America Grandi turbine OEM stanno introducendo grandi modelli di turbine offshore a singolo albero per toccare questo segmento.

Mercato unico delle turbine Tendenze

• Digitalizzazione: L'integrazione delle tecnologie digitali come IoT, analytics, AI e Blockchain nelle turbine a singolo albero è una tendenza di mercato importante. Le capacità digitali consentono il monitoraggio avanzato, la manutenzione predittiva, l'operabilità remota e l'ottimizzazione degli asset nelle turbine. Ad esempio, il sistema di controllo della turbina MindSphere di Siemens offre una visibilità degli asset su scala vegetale. La tecnologia gemella digitale aiuta a simulare le operazioni della turbina. Le applicazioni Blockchain consentono il monitoraggio delle prestazioni della turbina trasparente. Tali miglioramenti di digitalizzazione contribuiscono all'adozione di turbine a singolo albero.
• Riduzione del costo livellato: Il costo livellato della produzione di energia elettrica delle turbine a singolo albero, in particolare dei modelli eolici, è diminuito sostanzialmente nell'ultimo decennio a causa dei progressi tecnologici. Questa riduzione dei costi è una tendenza chiave che rende le turbine a singolo albero più competitivi. Il costo livellato dell'elettricità (LCOE) per l'energia eolica onshore è sceso di circa il 70% nell'ultimo decennio. I miglioramenti tecnologici che hanno abbassato i costi includono una maggiore dimensione della turbina, altezze del mozzo, diametri del rotore e materiali migliorati. Asta e produzione su larga scala hanno anche ridotto la turbina eolica LCOE. Tale riduzione dei costi rafforza la tendenza verso le varianti di albero singolo.
• Utilizzo dell'idrogeno: La capacità di sfruttare l'idrogeno verde per la generazione di energia e di integrare componenti già pronti all'idrogeno è una tendenza emergente nel mercato delle turbine a singolo albero. Gli OEM stanno sviluppando modelli di turbine in grado di utilizzare il combustibile dell'idrogeno per consentire la produzione di energia pulita. L'idrogeno può servire come mezzo di stoccaggio per l'energia rinnovabile intermittente. Per esempio, Mitsubishi Power ha introdotto turbine a gas che possono co-fuoco ammoniaca insieme al gas naturale per fornire energia senza carbonio. Migliorare l'economia dell'idrogeno e ridurre i costi dell'elettrolizzatore favorirà questa tendenza. Per esempio, nel mese di ottobre 2022, Mitsubishi Power, una divisione specializzata in soluzioni di potenza sotto Mitsubishi Heavy Industries (MHI), sta fondendo l'infrastruttura di dimostrazione dell'idrogeno con l'attuale sistema di convalida a ciclo combinato T-Point 2 situato a Takasago. Questa entità combinata, denominata "Hydrogen Park", comprenderà la produzione di idrogeno, l'immagazzinamento, accanto alle attuali grandi e piccole e medie turbine a gas.
• Mercati emergenti: L'installazione crescente di turbine a singolo albero nelle regioni in via di sviluppo, tra cui Asia Pacifico, Africa e America Latina, riflette un cambiamento geografico. Si prevede che le economie in via di sviluppo tengano conto della maggior parte delle nuove distribuzioni delle turbine a causa della crescita della domanda di elettricità e degli investimenti nel settore energetico. Ad esempio, i paesi non OCSE rappresenteranno oltre il 90% della crescita globale della domanda di energia fino al 2040. Gli sforzi del governo per ampliare le capacità di energia pulita e i tassi di elettrificazione favoriscono anche le installazioni nei mercati emergenti.

Limiti di mercato della turbina dell'albero singolo:

• Alto costo iniziale e manutenzione: Gli alti costi associati a progetti di turbina a singolo albero relativi a attrezzature, logistica, installazione e manutenzione rimangono una sfida chiave. I costi di materia prima, di produzione e di trasporto contribuiscono ad elevati costi di capitale, soprattutto per le turbine su larga scala. I costi di manutenzione sono anche consistenti a causa di esigenze di equipaggiamento di precisione, ispezioni frequenti e occasionali revisioni principali. Per i consumatori più piccoli, questi costi elevati possono vietare l'adozione. Tuttavia, i costi stanno gradualmente diminuendo con la maturazione della tecnologia, la localizzazione e i vantaggi della scala. Gli sforzi verso la maturazione tecnologica, le economie di scala e la produzione localizzata contribuiscono gradualmente ad alleviare il peso di elevati costi iniziali e di manutenzione. Queste tendenze stanno rendendo i progetti a turbina a albero singolo più redditizi finanziariamente, potenzialmente migliorando la loro accessibilità a una vasta gamma di consumatori o industrie interessate ad adottare soluzioni energetiche più pulite. Come tale, mentre il costo rimane una sfida notevole, i progressi in corso e gli sviluppi del mercato stanno gradualmente affrontando e mitigando questa restrizione, rendendo la tecnologia più competitiva e accessibile.
• Sfide di integrazione Grid: L'integrazione delle capacità di turbine a singolo albero su larga scala pone le sfide di stabilità e gestione della griglia, frenando l'assorbimento. La natura intermittente e variabile di energia rinnovabile da impianti eolici e solari alimentati da turbine a singolo albero rende complesso di integrazione della rete quando le aggiunte di capacità sono significative. Richiede importanti investimenti nel sistema di trasmissione e ammodernamento della rete. L'infrastruttura della rete debole nelle economie emergenti amplia ulteriormente i problemi di integrazione. Anche se le soluzioni come l'archiviazione della batteria stanno facilitando l'integrazione, le sfide persistono. Contemplando queste sfide, i progressi in corso nella tecnologia della rete affrontano progressivamente i problemi di integrazione. Gli sforzi di ammodernamento delle reti, tra cui l'adozione di soluzioni intelligenti di rete, consentono una migliore gestione e bilanciamento degli input energetici rinnovabili. Sistemi avanzati di controllo della griglia e analisi predittiva aiutano ad anticipare e gestire le fluttuazioni, migliorando la stabilità della griglia.
• Cicli di approvazione lunghi: Le procedure di autorizzazione, pianificazione e approvazione a lungo termine a causa di ampie valutazioni di impatto ambientale e studi di integrazione della rete ritardano i progetti di turbine a singolo albero. I parchi eolici onshore e offshore spesso affrontano lunghi tempi di sviluppo per ottenere permessi e approvazioni prima che la costruzione possa iniziare. Le preoccupazioni della comunità locale per quanto riguarda il rumore e gli impatti visivi contribuiscono anche a lunghi cicli di approvazione in alcune regioni che agiscono come headwinds per l'esecuzione del progetto e la domanda di turbine. Tuttavia, le politiche favorevoli stanno migliorando i tempi di approvazione.

Recenti sviluppi

Nuovi lancio del prodotto

• A maggio 2020, Siemens è un conglomerato multinazionale noto per il suo portafoglio diversificato di prodotti e servizi in elettrificazione, automazione e digitalizzazione caricato la sua più grande, più potente, ed efficiente turbina a gas pesante su una nave cargo interna oggi a Berlino, Germania. La turbina è in rotta per Keadby, Lincolnshire, nel Regno Unito, dove sarà sottoposto a test presso una centrale elettrica operata da SSE Thermal, un generatore di energia basato su U.K.
• Nel luglio 2023, Elettricità generale è un conglomerato multinazionale noto per la sua vasta gamma di prodotti e servizi che abbracciano vari settori Marine entrato in un contratto con TAIS OG-STM İş Ortaklığı è un'entità di partnership con sede a Istanbul, Turchia. Questa joint venture coinvolge la collaborazione tra diverse aziende o stakeholder sotto una struttura unificata, mirando a perseguire progetti specifici o imprese per fornire il motore a turbina a gas marino LM2500. Questo sarà ospitato in un nuovo contenitore leggero composito per le fregate İstif-Class del progetto turco MILGEM 6, 7, e 8.
• Nel maggio 2021, Voith Hydro è una rinomata azienda specializzata nella tecnologia idroelettrica e nelle attrezzature ha svelato l'ultima iterazione dei governatori delle turbine idrauliche. Dalla fine dello scorso anno, la HyCon GoHybrid è operativa presso l'impianto idroelettrico di Wiblingen, in Germania, gestito da SWU Energy GmbH (società controllata da Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm GmbH). L'operatore dell'impianto è impressionato dal processo di installazione rapido e semplice e dalle prestazioni del governatore.

Acquisizione e partnership

• Nel marzo 2023, Vestas è una società globale di spicco conosciuta per la sua leadership nelle soluzioni per l'energia eolica. Specializzata nella progettazione, produzione, installazione e manutenzione di turbine eoliche, Vestas svolge un ruolo chiave nel settore delle energie rinnovabili e KK Wind Solutions è un'azienda specializzata nella fornitura di soluzioni innovative per il settore dell'energia eolica potenziata la loro partnership attraverso il trasferimento di convertitori e controlli per l'industria eolica
• Nel marzo 2022, Voith è una società tecnologica globale che opera in diverse industrie, tra cui energia, petrolio e gas, carta, materie prime e settori del trasporto e dell'automotive, finalizzata con successo all'acquisizione di tutte le azioni in Voith Hydro dal suo ex partner di joint venture, Siemens Energy è una società leader mondiale specializzata in tecnologia energetica e soluzioni
• Nell'ottobre del 2021, Toshiba è un conglomerato multinazionale noto per la sua vasta gamma di prodotti e servizi in varie industrie, tra cui elettronica, infrastrutture, energia e infrastrutture sociali finalizzato all'acquisizione di GP Strategies' EtaPRO Business

Figura 2. Global Single Shaft Turbine Market Share (%), per applicazione, 2023

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Le migliori aziende del mercato delle turbine a albero singolo

• Siemens
• Elettricità generale
• Voi
• ANDRITZ
• Toshiba
• Harbin elettrico
• BEL
• Hitachi
• Kirloskar
• Ansaldo Energia
• Shanghai Electric
• Dongfang elettrico
• IMPSA
• Zhefu
• Macchine elettriche
• CME
• Doosan Skoda Power
• Idroglobeo
• Gilkes
• Tianfa

Definizione: Il mercato delle turbine a singolo albero copre il mercato globale per vari tipi di turbine che operano su un unico albero per convertire l'energia cinetica in lavoro meccanico. Queste turbine includono vapore, gas, idraulica, vento e altre turbine emergenti che utilizzano un solo albero del rotore accoppiato direttamente al carico senza alcun sistema di ingranaggi intermedi. Le turbine a singolo albero offrono vantaggi come dimensioni compatte, elevata affidabilità ed efficienza. Essi trovano applicazioni nei settori della produzione di energia, del petrolio e del gas, industriale, aeronautico e marittimo. Entrambi i generatori elettrici e le attrezzature meccaniche possono essere guidati da turbine a singolo albero. Il mercato delle turbine a singolo albero è in grado di crescere costantemente guidato dalla crescente domanda di energia elettrica, bisogno di maggiore efficienza e fonti energetiche pulite.