MERCADO DE CéLULAS ELETROQUíMICAS ANALYSIS

Estima-se que o mercado global de células eletroquímicas seja avaliado em US$ 23,73 bilhões em 2023 e espera-se chegar US$ 67,05 bilhões em 2030, crescendo a uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 16% a partir de 2023 a 2030.

O mercado de células eletroquímicas engloba uma ampla gama de aplicações e tecnologias, incluindo baterias primárias (não recarregáveis), baterias secundárias (recarregáveis) e células de combustível. As baterias primárias são comumente usadas em dispositivos eletrônicos portáteis, como controles remotos, brinquedos e dispositivos médicos, onde eles fornecem uma fonte de alimentação conveniente e descartável. As baterias secundárias, por outro lado, encontram aplicações em vários setores, incluindo eletrônica de consumo, armazenamento automotivo, industrial e de energia. As células de combustível são utilizadas para a geração de energia, particularmente em áreas como transporte, energia estacionária e dispositivos portáteis.

O crescimento do mercado de células eletroquímicas é influenciado por fatores como a demanda por eletrônica portátil, o crescimento na indústria automotiva (especificamente o segmento de veículos elétricos), aumentando o foco no armazenamento de energia renovável e avanços em tecnologias de bateria. Além disso, iniciativas e regulamentos do governo que promovem a energia limpa e reduzem as emissões de carbono também estão impulsionando a adoção de células eletroquímicas, particularmente células de combustível e baterias recarregáveis.

Insights regionais do mercado de células eletroquímicas

• América do Norte: América do Norte representando uma parcela de mais de 27,6% em 2022. A América do Norte tem sido um mercado significativo para as células eletroquímicas, particularmente nos EUA. A região tem testemunhado um crescimento substancial na demanda por baterias recarregáveis impulsionadas pela adoção crescente de veículos elétricos e pela crescente necessidade de soluções de armazenamento de energia. A presença de grandes fabricantes automotivos e empresas de tecnologia que investem em tecnologias de bateria contribuiu para o crescimento do mercado. Além disso, iniciativas e regulamentos do governo de apoio que promovem energia limpa e transporte sustentável aumentam ainda mais o mercado de células eletroquímicas na América do Norte.
• Europa: A Europa tem sido um mercado proeminente para as células eletroquímicas, com países como Alemanha, Reino Unido e França liderando na pesquisa, desenvolvimento e fabricação de baterias. A região tem testemunhado um forte foco no transporte sustentável, levando ao aumento da demanda por veículos elétricos e à infraestrutura de suporte. As políticas e metas da União Europeia para reduzir as emissões de carbono e promover a energia limpa impulsionam ainda mais a adoção de células eletroquímicas, incluindo baterias recarregáveis e células de combustível.
• Ásia Pacífico: Ásia Pacific é o mercado de crescimento mais rápido para células eletroquímicas, representando uma parcela de mais de 43,2% em 2022. A região Ásia-Pacífico é um mercado fundamental para as células eletroquímicas, impulsionado pela presença de grandes centros de fabricação, avanços tecnológicos e uma grande base de consumo. Países como China, Japão e Coreia do Sul surgiram como líderes na produção de bateria e desenvolvimento de tecnologia. A região está testemunhando um crescimento significativo no mercado de veículos elétricos, com incentivos e políticas governamentais incentivando a adoção de transporte limpo. Além disso, a rápida industrialização, urbanização e a necessidade de soluções de armazenamento de energia em projetos de energia renovável contribuem para o crescimento do mercado de células eletroquímicas na Ásia Pacífico.

Figura 1. Global Electroquímico Célula Market Share (%), por Região, 2023

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Visualização do analista:

Espera-se que o mercado global de células eletroquímicas testemunhe o crescimento constante nos próximos cinco anos. A crescente demanda por dispositivos eletrônicos portáteis será um grande motorista para o mercado. Dispositivos como smartphones, tablets, laptops e wearables estão se tornando comuns, resultando em vendas crescentes de baterias e dispositivos de armazenamento de energia globalmente. O aumento de veículos elétricos também está abrindo novas oportunidades para fabricantes de células eletroquímicas para fornecer grandes pacotes de bateria. No entanto, altos custos de fabricação e disponibilidade de tecnologias alternativas de armazenamento de energia continuam a representar desafios. Em geral, avanços constantes na densidade de energia e redução de custos das células eletroquímicas ampliarão suas aplicações e expansão do mercado.

Eletroquímica Drivers para o Mercado Celular:

• crescente demanda por veículos elétricos: A crescente demanda por veículos elétricos (EVs) é um driver significativo para o mercado de células eletroquímicas. Os EVs confiam em baterias recarregáveis, como baterias de íon de lítio, para armazenamento de energia. À medida que os governos e os consumidores priorizam cada vez mais o transporte limpo e procuram reduzir as emissões de carbono, espera-se que a demanda por EVs surja. Isso, por sua vez, alimenta a demanda por células eletroquímicas utilizadas na produção de baterias avançadas para EVs.
• Aumento da necessidade de soluções de armazenamento de energia: A necessidade de soluções eficazes de armazenamento de energia está crescendo, impulsionada pela integração de fontes de energia renováveis em redes de energia. Energia renovável, como solar e vento, é intermitente na natureza, tornando o armazenamento de energia crucial para a estabilização de grade e fonte de alimentação contínua. As células eletroquímicas, como baterias de íon de lítio de grande escala e baterias de fluxo, oferecem soluções eficientes e escaláveis para aplicações de armazenamento de energia.
• Avanços em Tecnologias de Bateria: Os avanços contínuos nas tecnologias da bateria, particularmente em termos de densidade energética, segurança e vida útil, impulsionam a adoção de células eletroquímicas. Os esforços de pesquisa e desenvolvimento se concentram em melhorar o desempenho da bateria, reduzir custos e melhorar os aspectos de segurança. Estes avanços tecnológicos permitem o desenvolvimento de baterias mais eficientes e confiáveis, aumentando a demanda global de células eletroquímicas. Por exemplo, em maio de 2023, a empresa de eletrodomésticos e eletrônicos de consumo da Samsung se concentrou em pesquisar e desenvolver baterias de estado sólido baseadas em óxido para o segmento de TI, visando alimentar dispositivos móveis futuros com essa tecnologia revolucionária da bateria
• Políticas e incentivos governamentais: As políticas e incentivos governamentais desempenham um papel crucial na condução do mercado de células eletroquímicas. Muitos países implementaram regulamentos e iniciativas para promover a adoção de tecnologias de energia limpa e reduzir as emissões de gases de efeito estufa. As políticas de apoio, como créditos fiscais, subsídios e subsídios para veículos elétricos e projetos de armazenamento de energia, incentivam o uso de células eletroquímicas, estimulando assim o crescimento do mercado.

Eletroquímica Mercado de células Oportunidades:

• Desenvolvimento de infraestruturas de veículos elétricos (EV): Como a demanda por veículos elétricos continua a aumentar, há uma oportunidade significativa para o desenvolvimento de infra-estrutura de carga EV. Isso inclui estações de carregamento rápido, soluções de carregamento doméstico e redes de carregamento público. As células eletroquímicas, como baterias de iões de lítio de alta capacidade, são cruciais para permitir uma infraestrutura de carregamento eficiente e confiável. Investir na infraestrutura EV apresenta uma oportunidade promissora para empresas envolvidas na produção de células eletroquímicas, armazenamento de energia e desenvolvimento de infraestrutura de carregamento. Por exemplo, em 2023, a Tata Power, uma empresa de energia integrada planeja configurar 25.000 pontos de carregamento de veículos elétricos (EV) em toda a Índia para apoiar a adoção mais rápida de e-mobilidade nos próximos cinco anos.
• Integração de Energia Renovável: A integração de fontes de energia renováveis em redes de energia gera oportunidades para células eletroquímicas em aplicações de armazenamento de energia. A geração de energia renovável é intermitente, e soluções efetivas de armazenamento de energia são necessárias para equilibrar a oferta e a demanda. As células eletroquímicas, incluindo baterias de íon de lítio e baterias de fluxo, oferecem soluções viáveis para armazenar energias renováveis em excesso e entregá-las quando necessário. A crescente ênfase na energia renovável e a necessidade de sistemas eficientes de armazenamento de energia apresentam oportunidades significativas para fabricantes de células eletroquímicas.
• Estabilização e Microgrids: A crescente implantação de microgrelhas e a necessidade de estabilização de grade apresentam oportunidades para células eletroquímicas. Microgrids, que são grades localizadas que podem operar independentemente ou em conjunto com a rede de energia principal, dependem do armazenamento de energia para manter a estabilidade da grade e fornecer uma fonte de alimentação ininterrupta. As células eletroquímicas desempenham um papel vital nos sistemas de microrganismo, armazenando e fornecendo energia quando as fontes renováveis não estão disponíveis ou durante os períodos máximos de demanda.
• Eletrônica portátil e wearables: O mercado de eletrônicos portáteis, incluindo smartphones, wearables e outros dispositivos alimentados por bateria, continua a expandir. As células eletroquímicas que oferecem maior densidade de energia, maior vida útil da bateria e recursos de carregamento mais rápidos estão em alta demanda. As empresas que podem desenvolver soluções inovadoras e confiáveis de células eletroquímicas para eletrônica portátil têm a oportunidade de penetrar neste segmento de mercado em crescimento.

Eletroquímica Mercado de células Evolução:

• Avanços na tecnologia da bateria de lítio-íon: As baterias de íons de lítio são a tecnologia dominante no mercado de células eletroquímicas, e os avanços contínuos continuam a melhorar seu desempenho e segurança. Tendências na tecnologia de bateria de iões de lítio incluem maior densidade de energia, maior vida de ciclo, recursos de carregamento mais rápido e recursos de segurança aprimorados. Esses avanços permitem o desenvolvimento de soluções de armazenamento de energia mais eficientes e confiáveis para várias aplicações, como veículos elétricos, integração de energia renovável e eletrônica de consumo. Por exemplo, em 9 de julho de 2020, a Panasonic Corporation, uma empresa multinacional de eletrônica, anunciou o desenvolvimento da técnica para visualizar a dinâmica de íons de lítio em baterias de estado sólido em uma escala de nanometro em tempo real, em colaboração com o Japan Fine Ceramics Center (JFCC) e o Instituto de Materiais e Sistemas para Sustentabilidade, Universidade Nagoya.
• Eletrólitos de estado sólido: Eletrólitos de estado sólido estão ganhando atenção como uma alternativa aos eletrólitos líquidos em células eletroquímicas. Estes eletrólitos oferecem várias vantagens, incluindo maior segurança, maior densidade de energia e maior faixa de operação de temperatura. Eletrólitos de estado sólido têm o potencial de lidar com as preocupações de segurança associadas com eletrólitos líquidos tradicionais, especialmente em aplicações de alta densidade energética. Pesquisa e desenvolvimento contínuos em eletrólitos de estado sólido visam comercializar esta tecnologia e superar desafios relacionados à escalabilidade e custo.
• Rise of Multivalent Ion Baterias: As baterias de íons multivalentes, como as baterias de íon de magnésio e de cálcio, estão surgindo como potenciais alternativas às baterias de íon de lítio tradicionais. Estas baterias utilizam íons com múltiplas cargas positivas, que podem oferecer densidades de energia mais altas em comparação com baterias de íons de lítio. As baterias de íons multivalentes estão sendo pesquisadas e desenvolvidas para superar as limitações das baterias de íons de lítio e permitir soluções de armazenamento de energia mais sustentáveis e de maior capacidade.
• Foco crescente na reciclagem da bateria e economia circular: A crescente consciência da sustentabilidade ambiental e da conservação dos recursos levou a uma crescente ênfase na reciclagem da bateria e no estabelecimento de uma economia circular para as células eletroquímicas. Governos, órgãos reguladores e jogadores da indústria estão trabalhando ativamente para desenvolver a infraestrutura de reciclagem e melhorar a eficiência dos processos de reciclagem de bateria. A reciclagem não só ajuda a recuperar materiais valiosos das baterias gastas, mas também reduz os impactos ambientais associados à eliminação da bateria.

Eletroquímica Mercado de células Restrições:

• Densidade de energia limitada: Apesar dos avanços, as células eletroquímicas, incluindo baterias de íon de lítio, têm certas limitações em termos de densidade energética. A densidade energética refere-se à quantidade de energia que pode ser armazenada em um determinado volume ou peso. Aumentar a densidade de energia é crucial para prolongar a vida útil da bateria, melhorar a gama de veículos elétricos e melhorar as capacidades da eletrônica portátil. Embora tenham sido feitos progressos, são necessários novos avanços para atender às crescentes exigências de maior densidade energética.
• Desafios da Cadeia de Suprimentos: A cadeia de fornecimento de células eletroquímicas enfrenta desafios relacionados à disponibilidade e fornecimento de matérias-primas críticas. Alguns materiais usados em baterias, como lítio, cobalto e níquel, estão concentrados em alguns países, levando a potenciais vulnerabilidades da cadeia de suprimentos. Garantir um fornecimento estável e sustentável desses materiais é crucial para a adoção generalizada de células eletroquímicas. Além disso, fatores geopolíticos, restrições comerciais e flutuações nos preços das matérias-primas podem afetar a cadeia de suprimentos e apresentar desafios para os jogadores de mercado. Para enfrentar esses desafios exige planejamento estratégico e colaboração entre as partes interessadas. Reduza a dependência de um único fornecedor diversificando sua base de fornecedores. Isso minimiza o risco de interrupções devido a problemas de fornecedores
• Impacto Ambiental e Preocupações de Segurança: As células eletroquímicas, particularmente certas químicas, podem ter preocupações ambientais e de segurança. A extração e eliminação de matérias-primas, bem como os processos de produção e reciclagem, podem ter implicações ambientais se não forem geridos corretamente. Além disso, alguns químicos de bateria têm riscos de segurança inerentes, como o potencial de fuga térmica ou fogo. Abordar estas preocupações e garantir medidas de segurança adequadas são importantes para o crescimento e aceitação do mercado. Para resolver este problema A Empresa pode usar materiais seguros ambientalmente amigáveis e evitar materiais tóxicos ao projetar e fabricar células eletroquímicas.

Desenvolvimentos recentes

Desenvolvimento chave

• Em outubro de 2023, o Instituto de Engenharia de Energia (IEn) na Polônia desenvolveu e comercializou um sistema com pilhas de células eletroquímicas de óxido sólido fabricados usando técnicas de baixo custo, incluindo a manufatura aditiva.

Iniciativa estratégica chave

• Em setembro de 2021, a Permascand Top Holding AB, um fabricante independente de soluções eletroquímicas, anunciou que a empresa tinha assinado um acordo de colaboração com a empresa Verdagy, um fabricante de equipamentos de energia renovável, para o desenvolvimento de uma nova célula eletroquímica para produzir hidrogênio verde. O acordo de colaboração irá acelerar a comercialização da célula eletroquímica que é a base para o processo Verdagy Water Electrolysis (VWE).

Figura 2. Global Electroquímico Célula Market Share (%), Por Tipo, 2022

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Principais empresas em eletroquímica Mercado de células

• Panasonic Corporation
• Samsung SDI Co., Ltd.
• LG Chem Ltd.
• Tesla, Inc.
• BYD Co. Ltd.
• Johnson Controls International plc
• Saft Groupe S.A.
• GS Yuasa Corporation
• Duracell Inc.
• Eners
• A123 Systems LLC
• Sony Corporation
• Bloom Energy Corporation
• Toshiba Corporation
• Siemens AG

Definição: Uma célula eletroquímica é um dispositivo que converte energia química em energia elétrica ou vice-versa através de reações redox. Consiste em dois eletrodos (anodo e cátodo) imersos em uma solução de eletrólito, que permite o fluxo de íons. Quando a célula está conectada a um circuito externo, os elétrons fluem do ânodo para o cátodo, criando uma corrente elétrica. As células eletroquímicas encontram aplicações em baterias, células de combustível e processos de electrólise, fornecendo fontes de energia portáteis, armazenamento de energia e reações químicas para várias indústrias e tecnologias.