MERCADO DE MOTOR DE ALTA VELOCIDADE ANÁLISE DE TAMANHO E PARTICIPAÇÃO - TENDÊNCIAS DE CRESCIMENTO E PREVISÕES (2023 - 2030)

O motor de alta velocidade O tamanho do mercado foi avaliado US$ 19,83 bilhões em 2023 e é esperado alcançar US$ 32.26 Bn por 2030, crescimento em uma taxa de crescimento anual composto (CAGR) de 7,2% de 2023 a 2030. Motores de alta velocidade são sistemas avançados de turbomáquina com potência acima de 500 kW e velocidades de operação acima de 1.000 rpm. Estes encontram aplicações extensas em toda a aviação, marinha, petróleo e gás, geração de energia e vários setores industriais. Os principais motoristas que alimentam o crescimento do mercado incluem aumento da demanda de energia, crescimento em atividades de exploração de gás e crescente foco na geração de energia distribuída.

O mercado de motores de alta velocidade é segmentado em tipo de motor, indústria de uso final, potência, velocidade e região. Por tipo de motor, o turbina de gás segmento responsável pela maior parte de mais de 40% em 2022. As turbinas a gás são sistemas de energia leves e compactos, encontrando adoção generalizada para geração de energia e nos setores da aviação e marinha. O aumento do uso de turbinas de gás para usinas de ciclo combinado e o crescimento do comércio de GNL em todo o mundo está impulsionando o crescimento deste segmento.

Mercado de motores de alta velocidade - Insights regionais

• América do Norte: A América do Norte é uma potência no mercado de motores de alta velocidade, impulsionando consistentemente inovação e avanços tecnológicos. A região é dominada por uma paisagem industrial robusta e uma forte ênfase na pesquisa e desenvolvimento. Os principais jogadores do mercado norte-americano lideram o caminho no desenvolvimento de motores de alto desempenho que atendem a uma gama diversificada de aplicações, desde o aeroespacial até a geração marinha e de energia. O domínio na América do Norte é marcado por um compromisso de empurrar os limites de velocidade, eficiência e sustentabilidade ambiental. Os padrões de emissão mais rigorosos levaram ao desenvolvimento de motores de alta velocidade que não só atendem aos requisitos regulatórios, mas também estabelecem novos padrões de desempenho e confiabilidade.
• Europa: O mercado europeu de motores de alta velocidade é caracterizado por uma mistura meticulosa de engenharia de precisão e eficiência. Muitos jogadores da região aproveitam uma rica herança de fabricação e conhecimento de engenharia para produzir motores de alta velocidade que se destacam em desempenho e durabilidade. O mercado europeu é dominado por um foco no cumprimento de padrões ambientais rigorosos, garantindo a saída de energia ideal. A ênfase na precisão é refletida nos setores aeroespacial e automotivo, onde os motores de alta velocidade desempenham um papel crucial. Os fabricantes europeus levam ao desenvolvimento de tecnologias de ponta, incluindo sistemas e materiais de injeção de combustível avançados, contribuindo para o domínio global da região no mercado global de motores de alta velocidade.
• Ásia Pacific:Ásia Pacific região surgiu como um jogador dinâmico e em rápido crescimento no mercado de motores de alta velocidade. A região é caracterizada por um foco estratégico em soluções econômicas sem comprometer o desempenho. Com um setor de fabricação em expansão e um aumento nos projetos de infraestrutura, a demanda por motores de alta velocidade na Ásia Pacific está aumentando.

Figura 1. Global High Speed Engine Market Share (%), Por Região, 2023

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Ponto de vista do analista:

Espera-se que o mercado global de motores de alta velocidade experimente um crescimento constante nos próximos anos. Um dos principais impulsionadores do mercado está aumentando a demanda por eficiência de combustível em várias indústrias de uso final, como marinha, aviação e petróleo e gás. Os clientes estão cada vez mais à procura de motores que proporcionam maior potência ao consumir menos combustível.

Outro grande condutor é a necessidade de emissões reduzidas. Vários países e agências internacionais estipularam regulamentos rigorosos sobre os níveis de emissão de motores. Isso está empurrando OEMs para investir mais no desenvolvimento de motores de alta velocidade com tecnologias avançadas para cumprir com as normas de emissão.

No entanto, altos custos de pesquisa e desenvolvimento envolvidos na concepção e fabricação de motores de alta velocidade representam um desafio para os jogadores de mercado. Desenvolver um motor capaz de suportar altas revoluções por minuto requer testes extensos antes da produção comercial. O mercado também enfrenta restrições devido à disponibilidade de soluções alternativas de eficiência de combustível.

A região Ásia-Pacífico atualmente domina o mercado global de motores de alta velocidade e espera-se que continue sua liderança. Isso pode ser atribuído ao crescimento da produção e atividades industriais na China e na Índia. Muitos jogadores internacionais também estão estabelecendo bases de fabricação na região para atender à crescente demanda local para motor de alta velocidade. A América do Norte é projetada para testemunhar o crescimento constante devido à presença de vários motores de aeronaves e motores marinhos OEMs nos EUA e Canadá. Em geral, o mercado de motores de alta velocidade oferece oportunidades para as empresas se expandirem para economias emergentes e áreas de aplicação de nicho.

Motor de alta velocidade - Motoristas

• Aumento da adoção de turbinas a gás para geração de energia: A crescente adoção de turbinas a gás para geração de energia em todo o mundo é um fator chave que impulsiona o crescimento do mercado de motores de alta velocidade. As turbinas a gás oferecem benefícios como flexibilidade operacional, alta potência, baixas emissões e capacidade de usar diferentes combustíveis. Estes estão cada vez mais sendo usados em usinas de ciclo combinado, devido à sua alta eficiência elétrica de mais de 60%. Por exemplo, em junho de 2022, a GE, uma empresa multinacional americana anunciou que a Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation havia selecionado suas turbinas de gás 7HA para adicionar mais de 1.4 GW à Omuta Power Station no Japão. Tais instalações criarão uma demanda significativa por turbinas de gás pesado.
• Aumentar as atividades de exploração e investimentos no setor de petróleo e gás: Os investimentos crescentes na exploração de novas reservas de petróleo e gás, juntamente com a produção de gás xisto, contribuem para a crescente implantação de motores de alta velocidade. As turbinas a gás são amplamente utilizadas para compressores de energia e bombas em operações a montante, a médio prazo e a jusante de petróleo e gás. De acordo com o IEA, o investimento a montante global de petróleo e gás aumentou em cerca de 10% em 2022, liderado por aumentos no xisto da América do Norte, bem como maiores gastos em projetos offshore. Isso aumenta a adoção de eficiente e flexível sistemas de turbina.
• Avanços em tecnologias de refrigeração de turbina: As melhorias nas tecnologias de resfriamento de lâminas de turbina estão levando a uma melhor eficiência e desempenho de motores de alta velocidade. O resfriamento eficaz protege os componentes da turbina de altas temperaturas e permite maiores temperaturas de disparo. Por exemplo, o sistema de refrigeração de turbina avançada da GE circula ar através de circuitos de resfriamento internos em lâminas de turbina. Tais inovações estão permitindo que os motores de alta velocidade operem em potências e eficiências mais altas.
• Crescimento do sector marinho: O crescimento constante do comércio marítimo internacional e as crescentes atividades de construção de navios estão aumentando a demanda por turbinas marinhas de alta potência. De acordo com as estimativas da UNCTAD, espera-se que a operação da frota mercante mundial se expanda em um CAGR de 3,4% sobre 2021–2026. Motores marinhos de alta velocidade são usados em sistemas de propulsão marinha, pois estes oferecem benefícios como tamanho compacto, flexibilidade de combustível e emissões mais baixas. Isso aumenta sua adoção em navios navais, navios de carga e forros de passageiros.

Mercado de motores de alta velocidade - oportunidades

• Integração de combustíveis renováveis: A integração de combustíveis renováveis como hidrogênio verde e biocombustíveis sustentáveis em motores de alta velocidade apresenta oportunidades significativas. Com o foco crescente na descarbonização em todas as indústrias, os principais fabricantes estão desenvolvendo turbinas com capacidade para hidrogênio que podem passar do gás natural para limpar o hidrogênio. Em março de 2021, a MAN Energy Solutions anunciou o teste bem sucedido da combustão de hidrogênio em sua turbina a gás MGT6400. A capacidade de alavancar combustíveis verdes aumentará a sustentabilidade e impactará favoravelmente a perspectiva de mercado de motores de alta velocidade.
• Melhorias tecnológicas através da digitalização: A crescente utilização da internet industrial das coisas (IIoT), inteligência artificial, impressão 3D e outras tecnologias digitais está criando oportunidades para melhorias de desempenho em motores de alta velocidade. A manutenção preditiva habilitada pela AI melhora a confiabilidade enquanto os componentes impressos em 3D com geometrias complexas aumentam a eficiência. As turbinas de gás de classe HL da Siemens Energy aproveitam a análise digital para otimizar a eficiência. A digitalização e automação em curso permitirão que os fabricantes de turbinas alcancem um desenvolvimento e personalização mais rápidos do produto.
• Integração energética renovável: A integração de motores de alta velocidade com tecnologias de energia renovável, como vento, solar, hidroelétrica e outros para desenvolver sistemas de energia renováveis híbridos representa uma grande oportunidade. Motores de alta velocidade podem fornecer geração de energia contínua e flexível para complementar a natureza intermitente da energia renovável. Por exemplo, a solução integrada Hydropower-Solar da GE combina a modernização da usina hidrelétrica com PV solar e armazenamento de bateria. As turbinas também encontram uso na geração de energia distribuída com renováveis.
• Implementação de micro turbinas: A aplicação emergente de micro turbinas com potências abaixo de 500 kW oferece perspectivas de crescimento promissoras. Seu tamanho compacto e escalabilidade fazem micro turbinas adequadas para a geração de eletricidade distribuída. Jogadores-chave como Capstone, Toyota e Ansaldo estão lançando produto neste segmento de nicho para uso em pequenas plantas CHP, sistemas de energia remota e unidades mecânicas. Com o acesso à energia ainda sendo um desafio em algumas áreas, os sistemas de micro turbinas verão uma adoção mais ampla.

Mercado de motores de alta velocidade... Evolução

• Desenvolvimento de sistemas de turbinas para hidrogênio: O rápido desenvolvimento de turbinas a combustível de hidrogênio e 100% é uma tendência importante. Empresas líderes como Siemens Energy, GE e Mitsubishi Power estão trabalhando extensivamente na concepção de sistemas de turbinas capazes de combustão de combustíveis misturados de hidrogênio e hidrogênio puro. Isso é impulsionado pelo aumento do foco global na economia de hidrogênio. Em 2021, a Mitsubishi Power alcançou uma taxa de mistura de hidrogênio de 30% em turbinas a gás. A capacidade de alavancar hidrogênio verde será uma tendência chave.
• Aumento da implantação de turbinas de gás aeroderivadas: A crescente utilização de turbinas de gás aeroderivadas projetadas a partir de motores de aeronaves é uma grande tendência. Estes fornecem benefícios como peso leve, tamanho menor, emissões mais baixas e operação flexível. Esses sistemas encontram amplas aplicações em geração de energia, unidades mecânicas e indústria de petróleo e gás. As principais empresas neste espaço incluem GE, Siemens, Kawasaki Heavy Industries, etc.
• Avanços em revestimentos de turbina: Melhorias contínuas em revestimentos de barreira térmica (TBCs) e revestimentos resistentes ao ambiente usados em motores de alta velocidade para melhorar a durabilidade, eficiência e desempenho é uma tendência chave. Por exemplo, os revestimentos projetados da Chromalloy ajudam a prevenir a oxidação e a corrosão em componentes da turbina. Enquanto isso, os desenvolvimentos em TBCs se concentram em propriedades como estabilidade de alta temperatura. Esses avanços de revestimento irão empurrar os limites operacionais dos sistemas de turbina.
• Reparação, manutenção e adaptação crescentes: As crescentes atividades de reparação, manutenção, remodelação e atualização relativas a turbinas de gás industrial são uma tendência notável. Os proprietários estão focados em melhorar a eficiência, a saída e a vida útil dos ativos de envelhecimento. Por exemplo, a Ansaldo Energia oferece soluções de atualização para melhorar o desempenho do GT em 6% a 10%. Os principais jogadores têm infraestrutura de serviços para oferecer peças de reposição, reparos e modernização, juntamente com novas vendas de turbinas.

Mercado de motores de alta velocidade- restrições

• Alto capital e custos operacionais: As altas despesas de capital necessárias para a aquisição de turbinas a gás de alta capacidade, combinadas com custos operacionais significativos relacionados com manutenção e combustível, atuam como desafios. O enorme investimento necessário para a criação de uma usina de turbina a gás retarda novas construções. Além disso, funcionários qualificados são obrigados a realizar manutenção complexa. Esses fatores relacionados a custos e força de trabalho restringem a adoção entre usuários finais menores.
• Regras de emissão em evolução: A imposição de regulamentos estritos relacionados com a emissão em exaustões de motores como NOx, SOx, CO₂ melhorar a qualidade do ar coloca desafios. Os fabricantes têm de realizar mudanças de projeto para reduzir as emissões e a conformidade dos testes. Isso aumenta o tempo de execução e afeta a produção em massa. Embora as tecnologias de controle de emissões existam, regulamentos em constante evolução em todo o mundo aumentam os custos de conformidade para os jogadores.
• Interrupções da cadeia de suprimentos: As vulnerabilidades expostas pandemia de COVID-19 das cadeias globais de abastecimento e barreiras logísticas ainda persistem. Com motores de alta velocidade sendo equipamentos pesados, o transporte apresenta problemas. As travagens localizadas e congesções portuárias levam a atrasos de produção. O conflito Rússia-Ucrânia também constrangeu suprimentos de matéria-prima. Tais incertezas de cadeia de suprimentos restringem volumes de produção em certa medida.

Mercado de motores de alta velocidade - desenvolvimentos recentes

Novo produto lança:

• Em março de 2022, GEGE anunciou o lançamento de sua turbina de gás 7HA.03, que oferece 64% de eficiência em usinas de energia de ciclo combinado. A nova turbina oferece maior flexibilidade, confiabilidade e menores emissões para geradores de energia.

• Em 13 de fevereiro de 2023, Cummins Inc. divulgou seus planos para introduzir o motor X10, a próxima iteração em sua série de combustível-agnóstico, na América do Norte até 2026. Como membro da família do motor X, este motor é estrategicamente projetado para servir um papel duplo, substituindo tanto o L9 e o X12. Sua versatilidade única o torna adequado para um amplo espectro de aplicações, abrangendo cenários de uso médio e pesado.

Aquisição e Parcerias:

• Em novembro de 2022, Rolls-Royce colaborou com a Royal Air Force (RAF) e parceiros da indústria, fornecendo o motor de alta velocidade Trent 700 para uma conquista pioneira. Isso envolveu a realização de um voo de combustível 100% sustentável, um primeiro histórico para uma aeronave militar de seu tamanho e a ocorrência inaugural para qualquer tipo de aeronave no Reino Unido - uma RAF Voyager, a variante militar de um Airbus A330.
• Em fevereiro de 2022, a Cummins, uma empresa multinacional, adquiriu a Jacobs Vehicle Systems (JVS), uma subsidiária da Altra Industrial Motion Corp. JVS é um fornecedor de renome especializado em travagem de motor, desativação de cilindros, start e stop, e tecnologias de gerenciamento térmico. Esta aquisição estratégica posicionou a Cummins para inovar e desenvolver tecnologias de ponta, promovendo o crescimento em plataformas de motores diesel existentes e avançados.
• Em janeiro de 2022, Caterpillar introduziu uma série de motores drop-in, revelando as novas unidades de energia industriais Cat C2.8 e C3.6 (IPU). Estes motores possuem projetos altamente integrados, simplificando os processos de engenharia e instalação, economizando tempo valioso. O C2.8 oferece avaliações de até 55 kW (74 hp) a 2400 rpm, enquanto o C3.6 fornece avaliações de até 100 kW (134 hp) a 2200 rpm.

Figura 2. Global High Speed Engine Market Share (%), por tipo de motor, 2023

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Principais empresas no mercado de motores de alta velocidade:

• GEGE
• Siemens
• Rolls-Royce
• Indústrias pesadas Kawasaki
• Soluções de Energia MAN
• Verniz
• Indústrias pesadas Mitsubishi
• Harbin Turbina Empresa
• Turbinas solares
• Ansaldo Energia

Definição: Motores de alta velocidade referem-se a sistemas avançados de turbomáquinas, como turbinas a gás, turbinas a vapor, turbinas hidráulicas e motores recíprocos que operam a altas velocidades rotacionais de mais de 1000 rpm e potências acima de 500 kW. Estes são usados em geração de energia, exploração de petróleo e gás, aviação, marinha e várias aplicações industriais para unidades mecânicas. Motores de alta velocidade oferecem benefícios como alta densidade de energia, eficiência de combustível, flexibilidade operacional e redução de emissões. Os principais intervenientes neste mercado fabricam turbinas de gás industrial, turbinas de gás aeroderivado, turbinas marinhas e turbinas a vapor usadas na geração de eletricidade, propulsão marinha, compressão de gás e para alimentar grandes bombas e compressores em várias instalações.

Poucos outros relatórios promissores na indústria automotiva e de transportes

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Mercado de Tecnologias de Energia Renováveis

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