MERCATO DELLE BATTERIE STRUTTURALI ANALYSIS

La dimensione globale del mercato delle batterie strutturali è stata valutata US$ 165.69 Mn nel 2023 e si prevede di testimoniare un tasso di crescita annuale composto (CAGR) del 21% dal 2023 al 2030.

Una batteria strutturale globale è un tipo di dispositivo di stoccaggio di energia che serve anche come componente strutturale in un sistema o dispositivo. Ciò significa che la batteria può trasportare carichi meccanici anche immagazzinando e fornendo energia elettrica. Questa doppia funzionalità può aiutare a ridurre il peso e aumentare l'efficienza in varie applicazioni, come veicoli elettrici, droni e dispositivi elettronici portatili. Il concetto di batterie strutturali non è nuovo, ma recenti progressi nella scienza dei materiali e nell'ingegneria li hanno resi più fattibili. Queste batterie sono tipicamente fatte da materiali multifunzionali che possono condurre elettricità, resistere alle sollecitazioni meccaniche e immagazzinare energia.

Mercato globale delle batterie strutturali:

• Nord America: Il Nord America dovrebbe essere un mercato significativo per le batterie strutturali a causa della presenza di grandi produttori automobilistici e della crescente domanda di veicoli elettrici. Gli Stati Uniti, in particolare, sono stati all'avanguardia nell'adozione di veicoli elettrici, guidando il mercato delle batterie strutturali nella regione.
• Europa: L'Europa è anche una regione chiave per il mercato delle batterie strutturali, guidato da severe normative sulle emissioni e dalla spinta alle soluzioni di trasporto sostenibili. Paesi come la Germania, il Regno Unito e la Norvegia sono stati all'avanguardia nell'adozione dei veicoli elettrici, creando opportunità per le tecnologie strutturali delle batterie.
• Asia Pacifico: La regione Asia-Pacifico sta assistendo a una crescita significativa nel mercato delle batterie strutturali grazie alla rapida espansione dell'industria automobilistica e alla crescente adozione di veicoli elettrici. Paesi come Cina, Giappone e Corea del Sud sono leader nella produzione di veicoli elettrici e hanno politiche che promuovono lo sviluppo di tecnologie avanzate di stoccaggio dell'energia.

Vista analista:

Il mercato globale delle batterie strutturali dovrebbe crescere significativamente nel periodo di previsione guidato dalla crescente domanda di soluzioni per batterie leggere e innovative provenienti da varie industrie. L'adozione crescente di veicoli elettrici in tutto il mondo sarà un driver di crescita chiave per le batterie strutturali come automaker sono alla ricerca di soluzioni per batterie che aggiungono rigidità strutturale agli EV, aumentando anche la gamma di guida. Inoltre, l'adozione di batterie strutturali dovrebbe testimoniare la crescita nel settore delle energie rinnovabili per lo sviluppo di pannelli solari integrati con capacità di stoccaggio dell'energia.

Tuttavia, elevati costi di produzione e limitata disponibilità dei materiali continuano a frenare la crescita del mercato delle batterie strutturali. Lo sviluppo di tecniche di produzione economicamente vantaggiose per la produzione su larga scala rimane una sfida. Allo stesso modo, la disponibilità di materiali leggeri ma durevoli che possono sopportare stress meccanici è anche limitata.

Figura 1: Quota globale del mercato delle batterie strutturali (%), per Regione, 2022

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Driver per il mercato globale delle batterie strutturali:

• Adozione crescente di veicoli elettrici: L'adozione crescente di veicoli elettrici (EVs) è un driver importante per lo sviluppo e l'uso di batterie strutturali. Poiché la domanda di EV aumenta, c'è bisogno di soluzioni di stoccaggio di energia più efficienti e leggere. Le batterie strutturali possono potenzialmente soddisfare questa esigenza servendo sia come dispositivo di stoccaggio di energia che come componente strutturale, riducendo così il peso e aumentando l'efficienza del veicolo. Inoltre, lo spostamento verso fonti rinnovabili di energia e la necessità di ridurre le emissioni di carbonio stanno anche guidando l'adozione di EV. Per esempio, Secondo l'Agenzia Internazionale dell'Energia, nel 2022, il mercato dell'automobile elettrica sta sperimentando un aumento della domanda, con le vendite proiettate per aumentare del 35%.
• Aumentare gli investimenti nell'integrazione delle energie rinnovabili: I crescenti investimenti nell'integrazione delle energie rinnovabili sono infatti un importante autista per lo sviluppo e l'adozione di batterie strutturali. Poiché le fonti energetiche rinnovabili come il solare e il vento sono integrati nella rete, c'è una crescente necessità di soluzioni di immagazzinamento energetico efficienti e affidabili. Le batterie strutturali possono potenzialmente soddisfare questa esigenza fornendo un modo per immagazzinare l'energia generata da queste fonti rinnovabili e consegnarla quando necessario. Nel 2023, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha annunciato un investimento di 3,5 miliardi di dollari in 58 progetti che coprono 44 stati. L'obiettivo è quello di migliorare la resilienza della rete elettrica americana di invecchiamento per resistere a forti intemperie e incendi, facilitando anche l'integrazione delle fonti energetiche rinnovabili.

Mercato globale delle batterie strutturali Opportunità:

• Densità energetica migliorata e densità di potenza: Materiale come nanotubi di carbonio o grafine, ioni di litio, e altri possono potenzialmente aumentare la densità di energia e la densità di potenza delle batterie strutturali. Questi materiali hanno una conducibilità elettrica eccezionale e una superficie alta, che può migliorare la capacità di stoccaggio della batteria. Ad esempio, la domanda di batterie agli ioni di litio (Li-ion) nel 2022, con un notevole aumento del 65% per raggiungere 550 GWh, fino al 330 GWh registrato nel 2021. Questa crescita sostanziale può essere attribuita principalmente all'espansione delle vendite di autovetture elettriche, che ha visto un aumento del 55% delle nuove registrazioni nel 2022 rispetto all'anno precedente.
• Maggiore resistenza meccanica e maggiore durata: Nanocompositi, che sono fatti da nanoparticelle incorporanti in un materiale a matrice, possono migliorare la resistenza meccanica delle batterie strutturali. Questo può rendere le batterie più durevoli e in grado di trasportare carichi più elevati. La nanotecnologia può anche migliorare la durata di vita delle batterie strutturali. Per esempio, il campo delle nanotecnologie ha svolto un ruolo fondamentale nella guida di progressi significativi nell'informatica e nell'elettronica. Questo progresso ha portato a sistemi più veloci, più piccoli e altamente portatili in grado di gestire e memorizzare volumi sempre più vasti di informazioni

Mercato globale delle batterie strutturali Tendenze:

• Thin Film e Batterie Stampate: Il sottile film e le batterie stampate rappresentano una tendenza emergente nel mercato delle batterie strutturali grazie alla loro capacità di offrire fattori di forma flessibili, integrazione leggera in vari materiali, requisiti ridotti di peso e spazio, personalizzazione per disegni unici, basso impatto ambientale e idoneità per una vasta gamma di applicazioni, dai dispositivi IoT alle apparecchiature mediche e all'elettronica flessibile. Poiché la ricerca e lo sviluppo in questo campo progrediscono, i sottili film e le batterie stampate sono posizionati per svolgere un ruolo fondamentale nel fornire soluzioni energetiche innovative e sostenibili per diverse industrie.
• Rise of IoT e connettività intelligente: L'aumento dell'Internet of Things (IoT) e della connettività intelligente sta spingendo la crescita del mercato globale delle batterie strutturali, favorendo una domanda di soluzioni energetiche efficienti, spazio-efficienti e durevoli per i dispositivi IoT. Poiché i dispositivi IoT diventano più piccoli e più diffusi, le batterie strutturali, in grado di servire sia le funzioni di stoccaggio strutturale che energetico, offrono una soluzione convincente. Inoltre, queste batterie riducono le esigenze di manutenzione, assicurano un funzionamento ininterrotto, soddisfano i diversi requisiti di progettazione e si allineano agli obiettivi di sostenibilità, integrandosi senza soluzione di continuità con sensori e componenti di monitoraggio, rendendoli un driver cruciale per l'espansione del mercato globale delle batterie strutturali. Per esempio, come riportato da IoT Analytics nel maggio 2023, si è registrato un aumento del 18% delle connessioni IoT nel mondo nel 2022, con un totale di 14,3 miliardi di endpoint attivi. Le proiezioni di IoT Analytics indicano una crescita prevista del 16% nel conteggio globale dei dispositivi IoT connessi per l'anno 2023, potenzialmente raggiungendo i 16,7 miliardi di endpoint attivi.

Restrizioni globali del mercato delle batterie strutturali:

• Alto costo di produzione di batterie strutturali: L'elevato costo di produzione delle batterie strutturali è in effetti un notevole contenimento della loro diffusa adozione. Diversi fattori contribuiscono a questi alti costi: Le batterie strutturali di materiali avanzati richiedono materiali avanzati e multifunzionali che possono condurre elettricità, sopportare stress meccanici e immagazzinare energia. Questi materiali, come compositi in fibra di carbonio, sono spesso costosi da produrre.
• Controbilancia: Anche se il costo upfront delle batterie strutturali è alto, possono fornire risparmi a lungo termine riducendo il peso e aumentando l'efficienza del sistema o del dispositivo. Questo può portare a ridurre il consumo energetico e i costi operativi nel tempo. I progressi nella scienza dei materiali e nelle tecnologie di produzione potrebbero potenzialmente ridurre i costi di produzione delle batterie strutturali.
• Disponibilità limitata di materie prime: La limitata disponibilità di materie prime è infatti un importante restringimento per la produzione di batterie strutturali. Queste batterie richiedono materiali avanzati e multifunzionali che possono condurre elettricità, sopportare stress meccanici e immagazzinare energia. Questi materiali, come compositi in fibra di carbonio o nanomateriali, spesso si basano su materie prime specifiche che possono essere scarse o difficili da fonte.
• Controbilancia: Mentre la limitata disponibilità di materie prime è una sfida significativa per la produzione di batterie strutturali, Recycling e Reuse Industries possono concentrarsi sul riciclaggio e riutilizzare i materiali il più possibile. Questo non solo riduce la domanda di materie prime, ma aiuta anche nella gestione dei rifiuti.

Figura 2: Quota globale del mercato delle batterie strutturali (%) Per tipo di materiale, 2022

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Segmentazione globale del mercato delle batterie strutturali:

Il rapporto globale del mercato della batteria strutturale è segmentato in Tipo di materiale, Applicazione, Utente finale, Tipo di batteria, Capacità di alimentazione, Canale di vendita, E Regione.

Sulla base del tipo di materiale, il mercato è segmentato in Batterie strutturali a base di metalli, Batterie strutturali a base di polimeri e Batterie strutturali a base di compositi. Sulla base dell'applicazione, il mercato è segmentato in Automotive, Aerospace, Consumer Electronics, Medical Devices, Renewable Energy Systems e altri. Sulla base dell'utente finale, il mercato è segmentato in Original Equipment Manufacturers (OEMs), Battery Manufacturers, and Research Institutes and Universities. Sulla base del tipo di batteria, il mercato è segmentato in batterie strutturali agli ioni di litio, batterie strutturali a stato solido e altri dispositivi a batteria. Basato su Power Capacity, il mercato è segmentato in batterie strutturali a bassa potenza, batterie strutturali a media potenza e batterie strutturali ad alta potenza. Sulla base di Sales Channel, il mercato è segmentato in vendite dirette (OEM, produttori di batterie), distributori e rivenditori, e Online Retail, e sulla base della geografia, il mercato è segmentato in Nord America, Europa, Asia Pacific, America Latina, e Medio Oriente & Africa.

Mercato globale delle batterie strutturali: sviluppi chiave

• Nell'agosto del 2022 Tesla ha svelato i piani per una nuova versione Model Y con un pacco batterie strutturale fornito da BYD. Questo veicolo innovativo sarà prodotto presso lo stabilimento di Giga Berlin in Germania.
• Nel 2020, Volkswagen, un produttore automobilistico tedesco ha annunciato una partnership con QuantumScape, un'avvio della batteria a stato solido. La partnership mira a sviluppare batterie a stato solido per veicoli elettrici, comprese le potenziali applicazioni in batterie strutturali.
• Nel 2021, Solid Power, una società di batterie a stato solido, ha annunciato una partnership con BMW, un produttore multinazionale tedesco di veicoli di lusso e moto. La collaborazione prevede sforzi di sviluppo congiunti per far progredire la tecnologia a batteria a stato solido per applicazioni automobilistiche, che potrebbero includere l'integrazione in componenti strutturali.
• Nel mese di ottobre 2021, durante un tour di Gigafactory Berlin, Tesla ha introdotto un innovativo pacchetto di batterie strutturali dotato di 4680 celle.

Global Structural Battery Market: le aziende chiave

I giocatori chiave che operano nel mercato globale delle batterie strutturali sono Tesla, Inc.S., BMW AG (Germania), Airbus SE (Francia), Samsung SDI Co., Ltd. (Corea del Sud), Saft Groupe S.A. (Francia), Cadenza Innovation, Inc. (U.S.), Excellatron Solid State, LLC (U.S.), General Motors (U.S.), BYD. Korea, LG.

Definizione: Una batteria strutturale è un tipo di dispositivo di stoccaggio di energia che serve anche come componente strutturale in un sistema o dispositivo. Ciò significa che la batteria può trasportare carichi meccanici anche immagazzinando e fornendo energia elettrica. Questa doppia funzionalità può aiutare a ridurre il peso e aumentare l'efficienza in varie applicazioni, come veicoli elettrici, droni e dispositivi elettronici portatili. Le batterie sono tipicamente fatte da materiali multifunzionali che possono condurre elettricità, resistere alle sollecitazioni meccaniche e immagazzinare energia.