MERCADO DE TURBINA DE EIXO úNICO SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2023 - 2030)

O tamanho do mercado da turbina de eixo único é avaliado US$ 2.63 bilhões em 2023 e é esperado alcançar US$ 3,78 bilhões em 2030, crescendo a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 5,3% de 2023 a 2030.

As turbinas de eixo único são turbinas que utilizam um único eixo para transferência de energia. O rotor de turbina é acoplado diretamente à carga, eliminando a necessidade de uma caixa de velocidades. Isso torna o sistema mais eficiente minimizando as perdas de energia. As turbinas de eixo único são comumente usadas em turbinas a vapor, turbinas a gás, turbinas eólicas e geração de hidrelétricas. As vantagens das turbinas de eixo único incluem seu design simples e compacto, alta confiabilidade, baixos requisitos de manutenção e capacidade de operar a altas velocidades.

Insights regionais do mercado de turbina de eixo único

• Ásia Pacífico espera-se que seja o maior mercado para turbinas de eixo único durante o período de previsão, representando mais de 34% da quota de mercado em 2023. O crescimento do mercado na Ásia Pacífico é atribuído à rápida industrialização, aumento da demanda de energia e investimentos no setor de energia em países como China e Índia.
• América do Norte Espera-se que seja o segundo maior mercado de turbinas de eixo único, representando mais de 26% da quota de mercado em 2023. O crescimento do mercado na América do Norte é atribuído ao aumento da ênfase na energias renováveis fontes e geração de energia baseada em gás.
• Europa espera-se que seja o mercado de crescimento mais rápido para turbinas de eixo único, crescendo em CAGR de mais de 21% durante o período de previsão. O crescimento do mercado na Europa é atribuído à remodelação de plantas existentes e investimentos em tecnologia de geração de energia híbrida.

Figura 1. Global Single Shaft Turbine Market Share (%), por Região, 2023

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Drivers para o mercado de turbina de eixo único

• Aumento da demanda de eletricidade: A demanda global de eletricidade vem aumentando constantemente ao longo das últimas décadas, impulsionada pelo crescimento populacional, rápida urbanização, industrialização e desenvolvimento econômico. Esta crescente demanda de eletricidade é um grande impulsionador para o mercado de turbinas de eixo único, uma vez que as turbinas são componentes essenciais na geração de energia. Por exemplo, a demanda global de eletricidade cresceu mais de 25% na última década alcançando mais de 23.000 TWh em 2020. Países como China e Índia estão testemunhando um crescimento massivo no consumo de eletricidade. Para atender à crescente demanda de energia, os governos estão focados em aumentar as capacidades de geração de energia, o que está posteriormente impulsionando a adoção de turbinas, incluindo variantes de eixo único. Em outubro de 2022, a SKF é um fornecedor global bem conhecido de rolamentos, selos, sistemas de lubrificação e outras soluções de engenharia e fabricante de turbinas eólicas chinesas, a Goldwind se uniu para construir o sistema de gerenciamento de energia inteligente e carbono inicial da SKF em sua fábrica Dalian, na China.
• Avanços tecnológicos: Os avanços tecnológicos recentes estão impulsionando a adoção de projetos de turbina de eixo único avançado e eficiente. Os OEMs estão desenvolvendo modelos inovadores de turbina com materiais aprimorados, perfis aerodinâmicos, recursos digitais e automação para melhorar a eficiência, a saída e a confiabilidade. Por exemplo, revestimentos de lâminas avançadas, solidificação direcional de lâminas, e rotores totalmente revestidos são algumas inovações que melhoraram o desempenho da turbina. Os sistemas avançados de monitoramento, diagnóstico e controle também permitiram a manutenção preditiva, redução do tempo de inatividade e aprimoraram a vida útil da turbina. Tais melhorias tecnológicas tornaram as turbinas de eixo único mais viáveis e aceleraram sua implantação.
• Políticas governamentais favoráveis: As políticas e iniciativas governamentais favoráveis para a adoção de energia limpa, a modernização da infraestrutura de energia e os investimentos no setor de energia estão facilitando as instalações de turbinas de eixo único globalmente. Políticas como obrigações de compra renovável, incentivos fiscais, tarifas preferenciais e leilões estão promovendo adições de capacidade de energia renovável. Isto está a conduzir a implantação da turbina eólica. Além disso, iniciativas em torno da modernização geração de energia ativos e expansão do acesso à eletricidade estão ajudando a captação de turbina de eixo único. Por exemplo, a Índia visa alcançar 175 GW capacidade de energia renovável até 2022. Tais planos ambiciosos estão catalisando a demanda da turbina.
• Industrialização rápida: O rápido desenvolvimento industrial e o crescimento econômico em economias em desenvolvimento estão alimentando o consumo de eletricidade no setor industrial. As indústrias representam mais de 40% do consumo global de eletricidade. A expansão das atividades de fabricação, o aumento dos investimentos industriais e o aumento da produção de mineração, metal e cimento estão aumentando o uso de eletricidade nas indústrias. Isso está criando uma demanda substancial por equipamentos de geração de energia, como turbinas de eixo único. Por exemplo, a demanda de eletricidade industrial na Ásia não OECD é projetada para crescer em mais de 5% anualmente até 2040. Isso irá impulsionar a adoção significativa da turbina.

Oportunidades de mercado de turbina de eixo único

• Geração de energia híbrida: A adoção de sistemas de energia híbrida que integram energia convencional e renovável oferece oportunidades de crescimento significativo para turbinas de eixo único. As usinas híbridas que aproveitam as turbinas a gás natural e a vapor, juntamente com fontes renováveis, como o armazenamento solar, eólica e de energia, proporcionam energia limpa, confiável e acessível. As turbinas de eixo único são adequadas para tais sistemas híbridos devido à modularidade, flexibilidade e eficiência. Com muitos países com o objetivo de equilibrar o crescimento de energia renovável com a estabilidade da rede, a geração híbrida está ganhando destaque. Por exemplo, os projetos de energia híbrida da GE na Turquia combinam turbinas a gás, turbinas a vapor e baterias.
• Geração de energia distribuída: A tendência crescente de geração de energia distribuída via solar de telhado, pequenas turbinas de gás e microgrids fornece oportunidades para a adoção compacta de turbinas de eixo único. Sistemas distribuídos exigem turbinas modulares que podem gerar energia de forma eficiente em pequenas capacidades. As turbinas de eixo único podem atender a tais necessidades devido a configurações personalizáveis, pegada limitada e instalação rápida. Isso permite usá-los em projetos de pequena escala. Por exemplo, microturbinas com projetos de eixo único estão ganhando tração para geração distribuída no local. Espera-se que a capacidade distribuída global cresça de 394 GW em 2020 para 1,852 GW até 2030. Por exemplo, em fevereiro de 2021, a GE declarou o uso comercial inaugural da tecnologia 9HA.02 da GE em todo o mundo na usina de energia 4A da Southern Power Generation na Malásia.
• Repoderamento de plantas de envelhecimento: O repowering e atualização de plantas de combustível fóssil envelhecimento, substituindo equipamentos antigos com turbinas modernas e de alta eficiência irá estimular a demanda de turbina de eixo único. As antigas usinas estão optando por repowering para estender a vida operacional e melhorar a eficiência. Isso envolve a modernização da frota de turbinas. As turbinas de eixo único oferecem designs compactos e flexibilidade que os tornam adequados para repowering projetos em comparação com as variantes multi-shaft tradicionais. As políticas regionais que facilitam o repowering das plantas envelhecidas proporcionam incentivos para novas instalações de turbinas, como modelos de eixo único.
• Expansão do vento offshore: O setor de energia eólica offshore oferece oportunidades substanciais para a adoção de turbinas de eixo único devido às capacidades de projeto em grande escala e aos requisitos de tamanho da turbina. Ambientes offshore exigem turbinas com projetos de nacelle compactos e leves que não exigem caixas de velocidades. Isso faz com que as turbinas de eixo único apto para tais aplicações. A capacidade instalada de vento offshore é projetada para crescer de 34 GW em 2019 para 234 GW até 2030. As principais regiões que impulsionam este crescimento incluem Ásia Pacific, Europa e América do Norte Os principais fabricantes de turbinas estão introduzindo grandes modelos de turbinas offshore de eixo único para tocar neste segmento.

Mercado de turbina de eixo único Evolução

• Digitalização: A integração de tecnologias digitais como IoT, análise, AI e Blockchain em turbinas de eixo único é uma grande tendência de mercado. As capacidades digitais permitem monitoramento avançado, manutenção preditiva, operacionalidade remota e otimização de ativos em turbinas. Por exemplo, o sistema de controle de turbina MindSphere da Siemens fornece visibilidade de ativos em toda a planta. A tecnologia digital twin ajuda a simular operações de turbina. As aplicações Blockchain permitem o monitoramento transparente do desempenho da turbina. Tais melhorias de digitalização estão contribuindo para uma maior adoção de turbinas de eixo único.
• Custo nivelado decrescente: O custo nivelado da produção de eletricidade de turbinas de eixo único, especialmente modelos de vento, diminuiu substancialmente ao longo da última década devido aos avanços da tecnologia. Esta redução de custos é uma tendência chave, tornando as turbinas de eixo único mais competitivas. O custo nivelado da eletricidade (LCOE) para a energia eólica onshore caiu em torno de 70% durante a última década. As melhorias tecnológicas que reduziram os custos incluem aumento dos tamanhos das turbinas, alturas do cubo, diâmetros do rotor e materiais melhorados. Leilões e produção em grande escala também reduziram a turbina eólica LCOE. Tais declínios de custo reforçam a tendência para variantes de eixo único.
• Uso de hidrogênio: A capacidade de alavancar hidrogênio verde para geração de energia e integrar componentes prontos para hidrogênio é uma tendência emergente no mercado de turbinas de eixo único. Os OEMs estão desenvolvendo modelos de turbina capazes de utilizar combustível de hidrogênio para permitir a produção de energia limpa. O hidrogênio pode servir como meio de armazenamento para energias renováveis intermitentes. Por exemplo, a Mitsubishi Power introduziu turbinas de gás que podem co-focar amônia juntamente com gás natural para fornecer energia livre de carbono. Avançar a economia de hidrogênio e diminuir os custos do eletrolisador irá favorecer esta tendência. Em outubro de 2022, a Mitsubishi Power, uma divisão especializada em soluções de energia sob a Mitsubishi Heavy Industries (MHI), está fundindo a infraestrutura de demonstração de hidrogênio com a atual instalação de validação de ciclo combinado T-Point 2, localizada em Takasago. Esta entidade combinada, chamada "Hydrogen Park", abrangerá a produção de hidrogênio, armazenamento, juntamente com as atuais grandes e pequenas unidades de turbina a gás de médio porte.
• Mercados emergentes: A instalação crescente de turbinas de eixo único em regiões em desenvolvimento, incluindo Ásia Pacífico, África e América Latina refletem uma mudança geográfica. Espera-se que as economias em desenvolvimento representem a maioria das novas implantações de turbinas devido ao crescimento da demanda de eletricidade e investimentos no setor de energia. Por exemplo, os países não comunitários irão representar mais de 90% do crescimento global da demanda de energia até 2040. Os esforços do governo para expandir as capacidades de energia limpas e as taxas de eletrificação também favorecem as instalações nos mercados emergentes.

Restrições de mercado de turbina de eixo único:

• Custos iniciais e de manutenção elevados: Os altos custos associados a projetos de turbina de eixo único relacionados a equipamentos, logística, instalação e manutenção continua sendo um desafio fundamental. Os custos de matéria-prima, fabricação e transporte contribuem para altos custos de capital, especialmente para grandes turbinas em escala de utilidade. Os custos de manutenção também são substanciais devido às necessidades de equipamentos de precisão, inspeções frequentes e grandes revisões ocasionais. Para os consumidores mais pequenos, esses altos custos podem proibir a adoção. No entanto, os custos estão gradualmente declinando com a maturação tecnológica, localização e vantagens de escala. Esforços para a maturação tecnológica, economias de escala e produção localizada contribuem para aliviar gradualmente a carga de altos custos iniciais e de manutenção. Essas tendências estão fazendo projetos de turbina de eixo único mais viáveis financeiramente, melhorando potencialmente sua acessibilidade a uma ampla gama de consumidores ou indústrias interessadas em adotar soluções de energia mais limpas. Como tal, enquanto o custo continua a ser um desafio notável, os avanços contínuos e os desenvolvimentos do mercado estão gradualmente a abordar e a mitigar esta restrição, tornando a tecnologia mais competitiva e acessível.
• Desafios de integração de grade: Integrar capacidades de turbina de eixo único em grande escala coloca estabilidade de grade e desafios de gestão, controlando a tomada. A natureza intermitente e variável da energia renovável das usinas eólicas e solares alimentadas por turbinas de eixo único torna o complexo de integração da rede quando as adições de capacidade são significativas. Requer grandes investimentos no sistema de transmissão e modernização da rede. A infraestrutura de rede fraca nas economias emergentes amplia ainda mais as questões de integração. Embora soluções como armazenamento de bateria estão facilitando a integração, os desafios persistem. Contrabalançar esses desafios, os avanços contínuos na tecnologia de grade estão abordando progressivamente questões de integração. Os esforços de modernização da grade, incluindo a adoção de soluções de rede inteligente, permitem uma melhor gestão e balanceamento de insumos de energia renováveis. Sistemas avançados de controle de grade e análise preditiva ajudam a antecipar e gerenciar flutuações, aumentando a estabilidade da grade.
• Ciclos de aprovação longos: Procedimentos longos de licenciamento, planejamento e aprovação devido a amplas avaliações de impacto ambiental e estudos de integração de grades retardam projetos de turbina de eixo único. Fazendas de vento onshore e offshore muitas vezes enfrentam longos prazos de desenvolvimento para obter licenças e aprovações antes da construção pode começar. As preocupações da comunidade local sobre ruído e impactos visuais também contribuem para ciclos de aprovação longos em algumas regiões que atuam como faróis para a execução do projeto e demanda de turbina. No entanto, as políticas favoráveis estão melhorando as linhas de tempo de aprovação.

Desenvolvimentos recentes

Novo lançamento de produtos

• Em maio de 2020, Siemens é um conglomerado multinacional conhecido por seu portfólio diversificado de produtos e serviços em eletrificação, automação e digitalização carregado sua maior, mais poderosa, e eficiente turbina de gás pesado para um navio de carga interior hoje em Berlim, Alemanha. A turbina está a caminho de Keadby, Lincolnshire, no Reino Unido, onde passará por testes em uma usina operada pela SSE Thermal, um gerador de energia baseado no Reino Unido.
• Em Julho de 2023, Elétrica Geral é um conglomerado multinacional conhecido por sua ampla variedade de produtos e serviços que abrangem vários setores Marine entrou em um contrato com TAIS OG-STM İş Ortaklığığı é uma entidade de parceria com sede em Istambul, Turquia. Esta joint venture envolve a colaboração entre várias empresas ou partes interessadas sob uma estrutura unificada, com o objetivo de buscar projetos específicos ou empreendimentos para fornecer o motor de turbina de gás marinho LM2500. Isso será alojado em um novo compartimento composto leve para as fragatas de İstif-Class do Projeto MILGEM Turco 6, 7, e 8.
• Em maio de 2021, a Voith Hydro é uma empresa de renome especializada em tecnologia de energia hidrelétrica e equipamentos revelou a mais recente iteração de governadores de turbinas hidráulicas. Desde o final do ano passado, a HyCon GoHybrid está operacional na usina hidrelétrica de Wiblingen, Alemanha, gerida pela SWU Energy GmbH (uma subsidiária da Stadtwerke Ulm/Neu-Ulm GmbH). O operador da planta está impressionado com o processo de instalação rápida e direta e o desempenho do governador.

Aquisição e parcerias

• Em março de 2023, a Vestas é uma empresa global proeminente conhecida por sua liderança em soluções de energia eólica. Especializando-se na concepção, fabricação, instalação e manutenção de turbinas eólicas, a Vestas desempenha um papel fundamental no setor de energia renovável e a KK Wind Solutions é uma empresa especializada no fornecimento de soluções inovadoras para o setor de energia eólica melhorou sua parceria através da transferência dos conversores e controles para a indústria eólica
• Em março de 2022, a Voith é uma empresa global de tecnologia que opera em várias indústrias, incluindo energia, petróleo e gás, papel, matérias-primas e setores de transporte e automotivo, finalizou com sucesso a aquisição de todas as ações na Voith Hydro de seu antigo parceiro de joint venture, a Siemens Energy é uma empresa global líder especializada em tecnologia e soluções de energia.
• Em outubro de 2021, Toshiba é um conglomerado multinacional conhecido por sua diversidade de produtos e serviços em várias indústrias, incluindo eletrônica, infraestrutura, energia e infraestrutura social finalizou a aquisição de GP Strategies' EtaPRO Business

Figura 2. Global Single Shaft Turbine Market Share (%), por Aplicação, 2023

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Principais empresas no mercado de turbinas de eixo único

• Siemens
• Elétrica Geral
• Voith
• ERITZ
• Toshiba
• Elétrica de Harbin
• B.
• Hitachi!
• Kiroskar.
• Ansaldo Energia
• Shanghai Electric
• Dongfang elétrico
• IMPSA
• Zhefu
• Máquinas de alimentação
• CME
• Poder de Doosan Skoda
• Hidroglobe
• Gilkes.
• Tianfa

Definição: O mercado de turbinas de eixo único cobre o mercado global para vários tipos de turbina que operam em um projeto de eixo único para converter a energia cinética em trabalho mecânico. Estas turbinas incluem vapor, gás, hidráulica, vento e outras turbinas emergentes que utilizam um único eixo rotor acoplado diretamente à carga sem qualquer sistema de engrenagem intermediário. As turbinas de eixo único oferecem benefícios como tamanho compacto, alta confiabilidade e eficiência. Eles encontram aplicações nos setores de geração de energia, petróleo e gás, industrial, aviação e marinha. Ambos os geradores elétricos e equipamentos mecânicos podem ser conduzidos por turbinas de eixo único. O mercado de turbinas de eixo único está pronto para crescer firmemente impulsionado pela crescente demanda de eletricidade, necessidade de maior eficiência e fontes de energia limpas.