ELETROLíTICO DE ÁGUA MERCADO DE MáQUINAS SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Eletrolítico de Água Mercado de máquinas Size and Trends

O mercado global da máquina de electrólise de água é estimado em US$ 13.24 bilhões em 2024 e é esperado alcançar US$ 22.46 Bn por 2031, exibindo uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 7,8% de 2024 a 2031.

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O mercado de máquinas de electrólise de água é impulsionado por fatores como o aumento do foco no desenvolvimento de hidrogênio renovável e verde, iniciativas para o desenvolvimento da economia de hidrogênio por muitos países e aumento da demanda por hidrogênio célula de combustível veículos. Os incentivos e políticas governamentais que promovam o uso de energia limpa também estão criando oportunidades para os fabricantes de máquinas de electrólise. No entanto, altos custos de instalação de equipamentos de electrólise continuam sendo um desafio para adoção generalizada. Os principais intervenientes no mercado estão a investir na redução dos custos através de avanços tecnológicos e economias de escala.

Aumento da demanda por combustível de hidrogênio limpo

O impulso global para limpar e energias renováveis fontes aumentaram o interesse em combustível de hidrogênio. Muitos governos e empresas veem hidrogênio como integral para alcançar metas de neutralidade de carbono nas próximas décadas. O hidrogênio pode ser produzido através da electrólise de água, que usa eletricidade renovável para dividir a água em hidrogênio e oxigênio. O hidrogênio produzido através deste processo é considerado limpo, pois não envolve combustíveis fósseis ou libera gases de efeito estufa. O uso final de combustível de hidrogênio limpo pode desempenhar um papel fundamental nas indústrias de descarbonização e difícil de diminuir setores como transporte de longo curso.

O hidrogênio eletrolítico está ganhando atenção significativa às células de combustível de energia em veículos. Os principais fabricantes de automóveis têm planos revelados para introduzir veículos elétricos de células de combustível que funcionam em hidrogênio no futuro próximo. Estas empresas esperam que os veículos de célula de combustível de hidrogênio forneçam uma alternativa de emissão zero viável para veículos elétricos de bateria para aplicações que exigem longas gamas de condução, como caminhões, ônibus e carros de passageiros. Além disso, o hidrogênio é considerado uma opção de armazenamento de energia sazonal, pois pode ser produzido a partir de energia renovável excedente durante picos e ser utilizado mais tarde através de células de combustível quando fontes renováveis são intermitentes. Isso está impulsionando a pesquisa para estabelecer a infraestrutura necessária de reabastecimento de hidrogênio.

Juntamente com o transporte, o hidrogênio limpo também tem boas perspectivas em aplicações de geração de energia. Algumas áreas remotas não têm acesso a combustíveis fósseis ou gasodutos naturais, mas têm potencial para a geração de energia renovável. O hidrogênio eletrolítico produzido a partir de fontes renováveis locais pode ser usado para alimentar micro-grids e sistemas de energia em tais locais fora de terra através de células de combustível ou combustão. Em geral, a crescente pressão mundial para economias neutras de carbono está criando uma enorme demanda por produção de combustível de hidrogênio limpo através da electrólise de água, favorecendo a adoção generalizada da tecnologia de electrólise.

Market Concentration and Competitive Landscape

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Adoção crescente da electrólise da água em processos industriais

A rápida expansão da capacidade de energia renovável levou as principais indústrias a explorar a produção de hidrogênio limpo através da electrólise de água dentro de suas operações. O uso industrial de hidrogênio é bem estabelecido em refino de óleo, produção química e fabricação de fertilizantes. Tipicamente, esses setores dependem de métodos baseados em combustíveis fósseis para geração de hidrogênio, o que resulta em emissões de CO2. Agora as empresas começaram a investir em usinas de electrólise de água no local para produzir hidrogênio sem emissões usando eletricidade renovável.

Por exemplo, algumas das principais refinarias de petróleo estão instalando unidades de electrólise de água sizável para gerar hidrogênio para hidrocracking e outros processos de refino. Isso ajuda a cortar a pegada de carbono e também oferece vantagem de marketing de produzir combustíveis mais limpos. Da mesma forma, a indústria química usa grandes volumes de hidrogênio em síntese de amônia e outros processos de produção. As principais empresas químicas têm parceria com fabricantes de electrólise para implementar eletrolisadores em escala de utilidade dentro de fábricas químicas. Uma vez comprovado o sucesso, tais projetos devem abrir caminho para uma adoção eletrolítica de hidrogênio ainda maior em instalações químicas e de refino em todo o mundo.

A indústria de fabricação de metais e materiais também está em transição para o hidrogênio limpo. Eletrólise de água fornece matéria-prima para indústrias de tecnologia limpa crítica como a fabricação de wafer de silício. A produção de hidrogênio eletrolítico em locais industriais garante fornecimento estável e evita custos associados à entrega de gás. Alguns grandes centros de fabricação estimularam essa geração de hidrogênio localizada através de incentivos políticos. Assim, a transição para a energia renovável, juntamente com a crescente apreciação dos diversos usos industriais do hidrogênio, está impulsionando a aplicação de electrólise de água em vários setores de manufatura em regiões.

Principais pontos turísticos:

A crescente demanda por produção de hidrogênio verde e sustentável é um grande condutor, pois ajuda a reduzir as emissões de carbono. A maioria das grandes economias também apoia a produção de hidrogênio a partir de recursos renováveis através de legislação e investimentos. Isso aumentará significativamente a demanda por máquinas de eletrólise de água em todo o mundo. A Europa domina atualmente o mercado devido a políticas governamentais favoráveis em torno da economia de hidrogênio. No entanto, a Ásia-Pacífico deverá ser a região de crescimento mais rápido com a China, o Japão e a Coreia do Sul aumentando a capacidade de produção de hidrogênio renovável.

Embora a perspectiva seja positiva em geral, os preços de matérias-primas flutuantes permanecem um desafio para os fabricantes de equipamentos. O custo de componentes-chave como membranas PEM e metais de terra raros necessários em eletrolisadores alcalinos são dependentes de cadeias de suprimentos globais. Isso pode afetar os custos de produção. Encontrar mão de obra qualificada para fabricar e manter essas máquinas complexas é outra restrição que os OEMs precisam abordar, especialmente nas economias emergentes.

Os investimentos crescentes na criação de usinas de hidrogênio renováveis de grande escala apresentam oportunidades lucrativas para fornecedores de eletrolisadores. Eles podem fazer parceria com esses desenvolvedores de plantas e utilitários para garantir contratos de longo prazo. Adotando abordagens de design modular e técnicas avançadas de fabricação pode ajudar a reduzir custos e melhorar as capacidades de produção ao longo do tempo.

Desafios de mercado: Investimento inicial elevado e custos operacionais

Um dos principais desafios para o mercado global da máquina de electrólise de água é o alto investimento inicial e custos operacionais associados a esses sistemas. Eletrólise de água é um processo intensivo de capital que requer células eletroquímicas caras, eletrônica de energia e outros equipamentos periféricos. Além disso, as usinas de electrólise de água precisam de uma fonte de alimentação constante para funcionar, e a eletricidade consumida responde por uma grande parte das despesas operacionais. Isso faz com que o custo de produzir hidrogênio através da electrólise substancialmente maior do que através da reforma convencional de metano a vapor atualmente. Os altos custos limitam a adoção comercial em larga escala da electrólise da água, especialmente nos mercados em desenvolvimento. No entanto, os avanços tecnológicos e o aumento da produção estão ajudando a reduzir os custos de capital de forma constante. Ainda assim, as altas despesas de capital e custos de energia representam grandes barreiras para a absorção generalizada da produção de hidrogênio verde através da electrólise da água no futuro próximo.

Oportunidades de mercado: Integração com fontes de energia renováveis

A integração de sistemas de electrólise de água com fontes de energia renováveis apresenta uma enorme oportunidade para o mercado global de máquinas de electrólise de água. Como a eletrólise de água pode facilitar o armazenamento de energia e a produção de hidrogênio sem carbono, fornece uma solução promissora para a natureza intermitente de muitas fontes de energia renováveis. Ao acoplar eletrolisadores com fazendas solares e eólicas, o excesso de energia renovável durante tempos de baixa demanda pode ser utilizado para produzir hidrogênio através da electrólise da água. Este hidrogênio pode então ser armazenado e usado mais tarde para geração de energia, aplicações de aquecimento, combustíveis de mobilidade e outras necessidades de energia. As sinergias entre a electrólise da água e as renováveis desempenharão um papel importante nas estratégias de descarbonização em larga escala em todo o mundo. Os fabricantes de eletrolisador também estão explorando sistemas híbridos de eletrolise-renovável, o que irá estimular a adoção em várias indústrias de uso final. A longo prazo, o aumento da produção e armazenamento de hidrogênio verde através deste modelo de integração é projetado para aumentar significativamente a demanda por máquinas de electrólise de água globalmente.

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Insights por tecnologia - Efetividade de custos impulsiona a adoção da electrólise de água alcalina

Em termos de tecnologia, espera-se que o segmento de electrólise de água alcalina contribua com 64,3% de participação estimada do mercado devido aos seus custos de capital e operação relativamente baixos em comparação com a electrólise de água PEM. A electrólise de água alcalina utiliza uma solução alcalina, geralmente hidróxido de potássio, como eletrolito e eletrodos porosos de liga de níquel ou níquel. Esta combinação de electrólitos permite que os sistemas de electrólise alcalinos operem a pressões mais baixas do que os sistemas PEM, reduzindo a complexidade mecânica e as despesas de capital.

Além disso, os sistemas de electrólise alcalinos têm mais tempo de vida útil do eletrodo e das membranas do que os sistemas PEM como o eletrólito não é tão corrosivo. Isso leva a menores custos de operação e manutenção ao longo do tempo. Embora a tecnologia PEM seja mais eficiente em energia em densidades atuais mais altas, os sistemas alcalinos alcançam eficiências comparáveis nas densidades atuais típicas utilizadas em aplicações de produção de hidrogênio em grande escala. Sua simplicidade de design também torna os eletrolisadores alcalinos mais fáceis de servir e manter em comparação com as pilhas PEM mais complexas.

Os custos globais mais baixos da tecnologia alcalina tornam particularmente atraente para a produção de hidrogênio de grande capacidade necessária para processos industriais e injeção de gás-grid. Usuários finais líderes em produtos químicos e refinação já implantaram usinas de electrólise alcalina multimegawatts para gerar hidrogênio para suas operações. Em frente, a competitividade dos custos da electrólise alcalina continuará a aumentar a sua utilização entre empresas industriais que procuram soluções de produção de hidrogênio de baixo custo. Enquanto a tecnologia PEM avança, a electrólise alcalina está preparada para permanecer a tecnologia dominante para aplicações de hidrogênio em larga escala no futuro próximo.

Insights por aplicação - Geração de energia Drives demanda por eletrolisia de água PEM

Em termos de aplicação, espera-se que o segmento de produção de hidrogênio contribua para a participação de 57,8% do mercado. Dentro deste segmento, a electrólise de água PEM está cada vez mais sendo adotada para aplicações de energia a gás e potência para ajudar a fortalecer a estabilidade da rede de energia através do armazenamento de energia. Os sistemas de electrólise PEM podem regular rapidamente a produção de hidrogênio em resposta às flutuações na produção de energia renovável. Quando a geração de energia solar ou eólica excede a demanda de eletricidade na grade, o excesso de energia pode ser usado para dividir a água através de eletrolisadores PEM para produzir hidrogênio.

Este hidrogênio pode então ser armazenado e transportado através de infra-estrutura de gás natural existente para reeletrificação através de células de combustível ou turbinas de combustão durante períodos de baixa energia renovável alimenta-in. Isso permite que a eletricidade gerada a partir de fontes renováveis intermitentes seja armazenada ao longo de longas duração e liberada sob demanda, essencialmente usando hidrogênio como uma transportadora para armazenar o excesso de energia renovável. Os principais utilitários de energia e operadores de rede de gás em todas as regiões estão testando tais soluções de energia a gás usando eletrólise de água PEM para equilibrar suas grades e apoiar maiores penetrações de energia renovável.

Em comparação com os tempos de resposta mais lentos da electrólise alcalina, a tecnologia PEM é particularmente adequada para aplicações de energia a gás devido à sua capacidade de regular rapidamente as taxas de produção de hidrogênio. A maior densidade de corrente e a eficiência de conversão de energia dos eletrolisadores PEM também melhoram a eficiência de ciclos de armazenamento de energia de potência a gás. Seus custos de redução de capital aumentarão ainda mais a adoção de eletrólise PEM para promover a utilização de energia renovável através de aplicações de balanceamento de rede elétrica nos próximos anos.

Insights By End User - Crescimento de unidades de energia limpa demanda industrial para electrólise

Em termos de usuário final, espera-se que o segmento industrial contribua para a participação de 42,5% do mercado. O setor industrial abrange uma gama diversificada de consumo de hidrogênio, incluindo refinarias, plantas químicas/petroquímicas, processamento de alimentos e outros. Atualmente, a maioria do hidrogênio industrial é produzida através de reformas de metano a vapor menos caras. No entanto, o impulso regulatório para a energia limpa e a neutralidade do carbono está impulsionando a adoção aumentada da electrólise da água em instalações industriais.

A electrólise permite que as plantas industriais substituam o hidrogênio derivado do combustível fóssil com hidrogênio renovável ao longo do tempo. As soluções de electrólise de água alcalina e PEM em grande escala estão sendo criadas dentro de instalações industriais ou nas proximidades para alavancar recursos de energia e terra renováveis disponíveis. As instalações de fabricação que procuram descarbonizar também se beneficiam do potencial de usar hidrogênio como combustível alternativo em fornos de alta temperatura e outros processos de aquecimento industrial.

A acessibilidade do hidrogênio produzido através da electrólise no local melhora a segurança do hidrogênio e a logística para indústrias intensivas em hidrogênio. Elimina a dependência de oleodutos de hidrogênio ou transporte de hidrogênio líquido, reduzindo os custos operacionais. A electrólise também oferece oportunidades para alavancar a infraestrutura de gás natural existente para armazenar e transportar hidrogênio gerado. À medida que os regulamentos de emissões de carbono se apertam globalmente, espera-se que a absorção industrial da electrólise da água suba rapidamente esta década para atender às metas de energia limpa e descarbonização para operações de fabricação. Aproveitando as fontes de energia renováveis disponíveis, bem como a infraestrutura, as indústrias estão pioneiras na transição para o hidrogênio renovável usando eletrólise.

Regional Insights

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A América do Norte domina o mercado global de máquinas de electrólise de água com 40,7% em 2024 devido à forte presença de fabricantes líderes e políticas governamentais favoráveis incentivando a produção de hidrogênio verde. Países como os EUA e Canadá têm instalações de produção consideráveis de grandes jogadores como Proton OnSite, Peak Scientific e Teledyne Energy Systems. Seus extensos esforços de R&D resultaram em avanços tecnológicos tornando o processo de electrólise mais eficiente e rentável. Além disso, projetos que visam a descarbonização das indústrias através da substituição de combustíveis de carbono por hidrogênio estão recebendo financiamento considerável dos governos. Isso é esperado para estimular significativamente a demanda doméstica nos próximos anos.

A região do Pacífico Asiático está preparada para ser o mercado regional mais rápido crescimento durante o período de previsão. A rápida industrialização e urbanização aumentaram as demandas de energia tremendamente. Ao mesmo tempo, as preocupações sobre o aumento das emissões de GEE estão levando as nações a explorar alternativas verdes. Países como China, Coreia do Sul e Japão estão apoiando ativamente a economia de hidrogênio através de incentivos e plantas de demonstração em grande escala. A China tem metas ambiciosas para as capacidades de produção e a construção de estações de abastecimento de hidrogênio. Seu foco na integração de energia renovável também funciona a favor do mercado de máquinas de electrólise de água. Os principais fabricantes de electrolyzer da Europa estão cada vez mais a criar unidades de produção na região para aproveitar vastas oportunidades.

O mercado europeu também é forte impulsionado por regulamentos ambientais rigorosos. No entanto, em comparação com os mercados nacionais, a exportação de máquinas de electrólise de água para a Ásia Pacific e outras regiões está crescendo substancialmente para os jogadores europeus. Isso é credenciado para sua superioridade tecnológica e confiabilidade. Por outro lado, a falta de fabricação local está causando custos de capital relativamente maiores para os clientes asiáticos. Mas colaborações e transferências de tecnologia podem ajudar a preencher esta lacuna de preços no futuro previsível.

Market Report Scope

Key Developments

• Em Julho de 2023, ITM Poder plc, um fabricante líder de eletrolisadores de grande escala com base na tecnologia de membrana de troca de prótons (PEM) para produzir hidrogênio verde, anunciou que sua subsidiária recém-criada ITM Power Germany GmbH iria inaugurar formalmente operações em outubro de 2023 em Linden, uma cidade ao norte de Frankfurt. Esta expansão fortalece ainda mais a posição da ITM Power como um dos principais produtores de eletrolisadores para projetos ativos na Alemanha e na Europa mais ampla hoje, bem como para projetos futuros atualmente na fase de licitação.
• Em abril de 2023, Siemens Energy AG, uma empresa líder em tecnologia energética global especializada em soluções de energia sustentável, anunciou que a produção de módulos de eletrólise (stacks) iria começar em sua instalação de eletrolisador multi-gigawatt em Berlim. A instalação é definida para rampa até uma capacidade de produção de três gigawatts até 2025. A Siemens Energy, em colaboração com a Air Liquide, um fornecedor de gás industrial proeminente, utilizará estas pilhas para servir uma gama diversificada de clientes e atenderá à crescente demanda por soluções de hidrogênio verde.
• Em novembro de 2022, Asahi Kasei Corp., uma empresa líder em tecnologia japonesa especializada em materiais avançados e produtos químicos, começou a construir uma instalação de teste piloto para geração de hidrogênio usando electrólise de água alcalina em suas obras de Kawasaki. Para atender à demanda global antecipada por hidrogênio, Asahi Kasei reconhece a necessidade de aumentar significativamente o equipamento de electrólise. Como solução, a empresa planeja introduzir uma planta protótipo composta por vários módulos de eletrolisador para realizar várias operações de teste, incluindo testar a capacidade de resposta às flutuações de energia e avaliar a durabilidade a longo prazo.

*Definição: O mercado global da máquina de electrólise de água consiste em empresas que fabricam e vendem máquinas usadas para eletrólise de água. Máquinas de electrólise de água usam corrente elétrica para dividir a água em seus elementos constituintes de hidrogênio e oxigênio. Estas máquinas encontram aplicações onde a produção de hidrogênio no local é necessária, como no processamento químico, células de combustível, refinarias, processamento de alimentos e indústrias de eletrônicos.

Market Segmentation

Tecnologia Insights (Revenue, US$ Bn, 2019 - 2031)

• Eletrolisia de água alcalina
• Proton Exchange Membrane (PEM) Eletrolise de Água

Insights da aplicação (Revenue, US$ Bn, 2019 - 2031)

• Produção de hidrogênio
• Geração de energia
• Armazenamento de energia
• Outros (Indústria, Investigação, etc.)

Insights do usuário final (receitas, US$ Bn, 2019 - 2031)

• Indústria
• Utilitário
• Comercial
• Outros (Residencial, Pesquisa, etc.)

Insights regionais (receitas, US$ Bn, 2019 - 2031)

• • América do Norte
    • EUA.
    • Canadá
  • América Latina
    • Brasil
    • Argentina
    • México
    • Resto da América Latina
  • Europa
    • Alemanha
    • U.K.
    • Espanha
    • França
    • Itália
  • Rússia
    • Resto da Europa
    • Ásia Pacífico
    • China
  • Índia
    • Japão
    • Austrália
    • Coreia do Sul
    • ASEAN
    • Resto da Ásia Pacífico
  • Oriente Médio
    • GCC Países
    • Israel
    • Resto do Oriente Médio
  • África
    • África do Sul
    • África do Norte
    • África Central
• Insights dos principais jogadores
  • Produtos de ar e produtos químicos, Inc.
  • AREVA H2Gen
  • Asahi Kasei Corporation
  • C&E Environmental Technology Co. Ltd.
  • Cummins Inc.
  • Enagic Internacional Inc.
  • Eneco Holdings Inc.
  • ErreDue S.p.A.
  • Hitachi Zosen Corporation
  • Hydrogenics Corporation
  • ITM Power Plc
  • Kobelco Eco-Solutions Co. Ltd.
  • Linde AG
  • Nel ASA
  • Siemens AG