Рынок водородных двигателей SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Рынок водородных двигателей Size and Trends

Мировой рынок водородных двигателей оценивается как 49,23 млрд долларов США в 2024 году Ожидается, что он достигнет $ 94,68 млрд к 2031 году, демонстрируя совокупный годовой темп роста (CAGR) 9,8% с 2024 по 2031 год.

To learn more about this report, request sample copy

Ожидается, что растущая обеспокоенность по поводу загрязнения окружающей среды из-за выбросов от обычных бензиновых и дизельных двигателей будет стимулировать спрос на более чистые альтернативные топливные двигатели, такие как двигатели сгорания водорода. Растущее внимание правительств во всем мире к содействию использованию водорода в качестве автомобильного топлива через стимулы и правила также, как ожидается, будет способствовать внедрению двигателей сгорания водорода в транспортных приложениях, таких как грузовики, автобусы и автомобили. Кроме того, достижения в области инфраструктуры хранения и распределения водорода делают двигатели сгорания водорода более жизнеспособными для коммерческих перевозок. Различные пилотные проекты в крупных экономиках по внедрению водорода топливный элемент Транспортные средства также указывают на коммерческую жизнеспособность этой технологии.

Растущие экологические проблемы

В связи с растущими угрозами изменения климата из-за роста выбросов углерода, правительства и организации по всему миру все чаще пытаются уменьшить зависимость от ископаемого топлива. Водород считается одной из наиболее жизнеспособных альтернатив из-за его потенциала производить энергию практически без выбросов парниковых газов. При сжигании в двигателях сгорания водорода единственным источником выбросов является водяной пар, который значительно снижает негативное воздействие на окружающую среду. Все больше автопроизводителей и энергетических компаний вкладывают значительные средства в исследования и разработку водородных транспортных средств и инфраструктуры. Строгое регулирование выбросов в таких регионах, как Европа, также ускоряет переход к более чистым технологиям. Повышение осведомленности потребителей о глобальном потеплении и спросе на экологически чистые варианты способствует росту. Многие считают водород ключом к достижению целей углеродной нейтральности в долгосрочной перспективе. Поддержка в виде субсидий и стимулов со стороны правительств поможет стимулировать усыновление.

Market Concentration and Competitive Landscape

Get actionable strategies to beat competition: Get instant access to report

Рост возобновляемой энергетики

Еще одним важным фактором является увеличение проникновения Возобновляемая энергетика Такие источники, как солнечная и ветровая энергия в общем энергетическом балансе. По мере роста доли прерывистой возобновляемой энергии в энергосистеме возникает потребность в надежных и гибких инструментах хранения и распределения энергии. Водород идеально подходит для выполнения этой роли благодаря своей способности хранить избыточную электроэнергию от солнечных и ветряных электростанций и поставлять ее по требованию. Страны, богатые возобновляемыми источниками энергии, делают значительные инвестиции в развитие «водородной экономики», стремясь утвердиться в качестве лидеров в этом развивающемся секторе. Используя электролиз, работающий на возобновляемых источниках энергии, водород может быть произведен эффективно. Этот водород может храниться и транспортироваться по существующим газопроводам, предлагая универсальное энергетическое решение.

Процесс электролиза включает использование электричества для разделения воды на водород и кислород. Затем этот чистый водород может быть преобразован обратно в электричество через топливные элементы или использован в различных секторах, максимизируя использование чистой энергии, которая в противном случае была бы потрачена впустую.

Демонстрационные проекты, демонстрирующие производство водорода из возобновляемых источников, наряду с интеграцией транспортных средств на топливных элементах, повышают уверенность в потенциале водорода для ускорения перехода к чистой энергии. По мере того, как страны идут по этому пути, они не только решают проблему энергетической устойчивости, но и стратегически позиционируют себя на мировом рынке водородных технологий и приложений.

Ключевые выводы аналитика:

На мировом рынке двигателей для сжигания водорода имеется значительный потенциал роста в течение следующего десятилетия. Движимые строгими нормами выбросов во всем мире, наряду с падением стоимости аккумуляторов, двигатели сгорания водорода могут стать жизнеспособной технологией для мобильности с низким содержанием углерода. Правительства во всем мире содействуют развитию заправочной инфраструктуры, которая может способствовать широкому коммерческому внедрению этой технологии. Однако высокие затраты на разработку и отсутствие стандартизации продолжают сдерживать более широкий рост рынка в настоящее время.

Азиатско-Тихоокеанский регион в настоящее время доминирует в доходах отрасли, учитывая увеличение пилотных проектов и демонстраций в пассажирских и коммерческих грузовиках. Демонстративный прогресс в сокращении затрат на двигатели в сочетании с поддержкой государственного финансирования может помочь консолидировать рост на этих зрелых рынках. Китай активно продвигает национальные проекты, сосредоточенные на водородных топливных элементах и двигателях, сопровождаемые целевыми инвестициями в отечественные производственные мощности. В случае успешной реализации это может позиционировать азиатского гиганта как самый быстрорастущий региональный рынок.

Расширение развертывания пилотного парка демонстрирует потенциал для повышения общей стоимости владения по сравнению с обычными силовыми агрегатами ICE для средних и тяжелых применений. Растущий успех в достижении паритета производительности и эффективности с дизельными двигателями при одновременном излучении только водяного пара может привести к коммерческим заказам из сектора логистики и транспорта. Новые разработки по использованию возобновляемого водорода и зеленого аммиака в качестве энергоносителей еще больше усиливают роль технологии в секторах декарбонизации, которые трудно электрифицировать. В целом, двигатели сгорания водорода демонстрируют явные перспективы для значительного вклада.

Проблемы рынка: Ограниченная инфраструктура для хранения и распределения водорода

Одной из ключевых проблем, с которыми сталкивается мировой рынок двигателей для сжигания водорода, является ограниченная инфраструктура для хранения и распределения водорода. В то время как водород может производиться различными способами, развитие эффективных сетей хранения и распределения является основным препятствием. Водород, в отличие от ископаемого топлива, трудно транспортировать по трубопроводам или грузовикам из-за его низкой плотности. Хранение водорода требует криогенных резервуаров или цилиндров высокого давления, оба из которых являются капиталоемкими. Это значительно повышает стоимость водорода в качестве автомобильного топлива. Кроме того, создание широкой инфраструктуры заправки, сопоставимой с существующими сетями бензина и дизельного топлива, потребует значительных инвестиций в течение длительного периода времени. Отсутствие стандартизации в технологиях хранения и распределения также задержало скоординированные усилия по развитию водородной экономики. Если не будут найдены инновационные и недорогие решения для эффективного хранения и транспортировки водорода на большие расстояния, широкое внедрение водородных транспортных средств и других приложений может не стать коммерчески жизнеспособным.

Рыночные возможности: Расширение сотрудничества между правительствами, промышленностью и исследовательскими институтами

Одной из ключевых возможностей для глобального рынка двигателей для сжигания водорода является растущее сотрудничество между правительствами, отраслями и исследовательскими институтами. Растет признание того, что переход на водород требует совместного подхода с участием заинтересованных сторон по всей цепочке поставок. Многие страны объявили об амбициозных дорожных картах по водороду и совместных исследовательских программах, направленных на решение инфраструктурных, технологических и стоимостных проблем. Крупные автопроизводители и нефтегазовые гиганты также начали сотрудничать со стартапами для разработки улучшенных топливных элементов и криогенных резервуаров. Ведущие научные лаборатории работают над проектами по оптимизации производства водорода из возобновляемых источников. Создаются совместные предприятия по созданию пилотных заправочных станций. Такие совместные усилия помогут ускорить масштабирование ключевых технологий и совместное обучение. Важнейшее значение имеет также установление согласованных стандартов в отношении хранения и распределения в рамках сотрудничества. Этот растущий альянс между промышленностью и академией предлагает значительный потенциал для ускорения коммерциализации водородных решений.

Discover high revenue pocket segments and roadmap to it: Get instant access to report

Проницательность Тип двигателя - Технологические достижения Доминирование на рынке топлива

С точки зрения типа двигателя, сегмент поршневых двигателей, как ожидается, обеспечит 71,6% доли рынка в 2024 году благодаря постоянным технологическим обновлениям, которые повышают их эффективность и производительность. Взаимодействующие двигатели работают с использованием поршней, которые питаются от водородного газа под давлением для привода вращающихся валов для преобразования энергии. На протяжении многих лет производители вкладывали значительные средства в исследования и разработки для оптимизации критически важных компонентов двигателя, таких как цилиндры, клапаны, поршни, прокладки и уплотнения для использования водородного топлива. Передовые материалы, системы зажигания, механизмы охлаждения и технологии контроля выбросов позволили поршневым двигателям достичь тепловой эффективности наравне с газовыми турбинами, сохраняя при этом их механическую простоту. Их модульный дизайн также облегчает изготовление и обслуживание на месте в различных промышленных условиях.

Способность поршневых двигателей эффективно использовать водород в широком диапазоне неполных нагрузок увеличила их поглощение в приложениях для производства электроэнергии. Их гибкая работа для удовлетворения периодических колебаний спроса делает их пригодными для интеграции с прерывистыми возобновляемыми источниками энергии. В области транспорта поршневые двигатели все чаще заменяют дизельные аналоги в транспортных средствах средней и большой грузоподъемности из-за ужесточения правил выбросов. Инновации в блоках управления двигателем, датчиках и системах впрыска водорода позволили решить проблемы сгорания для обеспечения надежных характеристик двигателя. Текущие исследования и разработки также тестируют микровзаимозависимые и свободные конфигурации поршневых двигателей для автомобильного использования, направленные на минимизацию размера и улучшение переходной реакции.

Insights By Power Output - низкая пропускная способность Требуется менее 500 кВт сегмента

Ожидается, что в 2024 году доля рынка в сегменте мощностью менее 500 кВт составит 45,6%, поскольку он эффективно удовлетворяет децентрализованные потребности в электроэнергии ниже промышленных и коммунальных масштабов. Небольшие водородные двигатели в диапазоне до 500 кВт оптимизированы для распределенных применений с прерывистыми или различными нагрузками, такими как телекоммуникационные вышки, водоочистные сооружения, сельскохозяйственные перерабатывающие установки и мелкосерийное производство. Их компактная конструкция, упакованная с хранением топлива и силовой электроникой, позволяет обеспечивать энергию на месте или вне сети без потерь передачи.

Простота маломощных поршневых двигателей делает их экономически жизнеспособными даже для питания удаленных сообществ, не подключенных к основной энергетической инфраструктуре. Расходы на установку и техническое обслуживание ниже по сравнению с более крупными альтернативами топливных элементов или газовых турбин аналогичной мощности. Кроме того, модульность нескольких небольших двигателей позволяет постепенно масштабировать мощность на основе меняющихся требований, исключая чрезмерные размеры. Двигатели в сегменте менее 500 кВт также служат резервными источниками питания для критических нагрузок во время отключений сети и чрезвычайных ситуаций на промышленных объектах, центрах обработки данных и больницах. Участники рынка расширяют продуктовые линейки и дилерские сети, чтобы использовать расширяющиеся проекты электрификации сельских районов и микросетей по всему миру.

Инсайты по применению - декарбонизация стимулирует спрос на электроэнергию

С точки зрения применения, ожидается, что в 2024 году доля генерации электроэнергии на мировом рынке двигателей внутреннего сгорания водорода составит 48,2%. Это обусловлено растущим приоритетом чистых источников энергии для сокращения выбросов парниковых газов от традиционной генерации на основе ископаемого топлива. Двигатели на водородном топливе предлагают производителям электроэнергии жизнеспособный путь к переходу от установок, работающих на природном газе или дизельном топливе, к углеродно-нейтральным операциям. Модульные и гибкие двигатели в диапазоне 1-10 МВт идеально подходят для модернизации или дополнения существующих систем на основе газовых турбин для более устойчивых энергетических портфелей.

Многие коммунальные предприятия проводят пилотные проекты по интеграции водородных двигателей с электролизом на основе возобновляемых источников энергии для создания гибридных зеленых водородно-дизельных установок. Совместное расположение генераторов двигателей с ветряными или солнечными фермами помогает максимизировать использование переменной чистой энергии для производства водорода. Способность двигателей отслеживать перебои с возобновляемыми источниками энергии и возможности черного запуска во время отключений делают их пригодными для применения в упрочнении возобновляемых источников энергии. Оншорные и оффшорные нефтегазовые операторы также рассматривают водородные двигатели как экономически эффективное решение для сокращения утечки метана с мест добычи и переработки природного газа. Модернизация двигателей, уже работающих на трубопроводах и нефтяных платформах с улавливанием углерода после сжигания, еще больше повышает потенциал декарбонизации. С ростом налогов на углерод и ужесточением соблюдения требований к выбросам во всем мире, производство электроэнергии на водороде представляет собой прибыльный сегмент рынка.

Regional Insights

To learn more about this report, request sample copy

Рынок двигателей на водородном топливе готов к существенному росту, при этом Азиатско-Тихоокеанский регион, по прогнозам, будет доминировать, захватив значительную долю рынка в 34,8% в 2024 году. Этот рост обусловлен растущими инвестициями региона в водородную инфраструктуру, технологическими достижениями и растущим акцентом на устойчивые энергетические решения. Страны Азиатско-Тихоокеанского региона активно используют водород в качестве альтернативы чистой энергии, чему способствуют правительственные инициативы и растущие расходы на топливо, способствующие внедрению технологий сжигания водорода.

В отличие от этого, ожидается, что Северная Америка также будет испытывать заметный рост на рынке двигателей внутреннего сгорания водорода. Регион зарекомендовал себя как лидер в области исследований и разработок инновационных водородных решений, поддерживаемых государственной политикой, направленной на сокращение выбросов углерода и содействие экологически чистому транспорту. Приверженность правительства США повышению экологической устойчивости способствует расширению рынка, тем самым позиционируя Северную Америку как ключевого игрока в глобальном ландшафте двигателей внутреннего сгорания водорода.

В целом, рынок двигателей для сжигания водорода должен извлечь выгоду из сочетания региональных преимуществ, при этом Азиатско-Тихоокеанский регион лидирует по доле рынка, а Северная Америка вносит значительный вклад в технологические достижения и поддержку политики. Этот двойной импульс, вероятно, ускорит переход к более устойчивому энергетическому будущему, используя потенциал водорода в качестве жизнеспособной альтернативы традиционным ископаемым видам топлива.

Market Report Scope

Key Developments

• В апреле 2021 года, Toyota Motor CorporationВедущий мировой производитель автомобилей, известный своими инновациями в области устойчивой мобильности, объявил о разработке двигателя сгорания водорода, специально предназначенного для спортивных автомобилей. Эта инициатива направлена на поддержание жизнеспособности двигателей внутреннего сгорания в рамках перехода на автомобили с нулевым уровнем выбросов, что подчеркивает приверженность Toyota изучению различных технологий в автомобильном секторе.
• В апреле 2021 года, АлтомКомпания, мировой лидер в области интеллектуальных и устойчивых мобильных решений, укрепила свои водородные возможности, приобретя Helion Hydrogen Power, дочернюю компанию AREVA Energies Renouvelables. Это приобретение расширяет портфель инновационных и конкурентных решений Alstom, поддерживая реализацию стратегического плана Alstom in Motion. Интегрируя опыт Helion в области мощных топливных элементов, Alstom стремится продвигать свои водородные технологии для железнодорожного сектора и укреплять свое технологическое присутствие во Франции, особенно в регионе Прованс-Альпы-Лазурный Берег.

Определение: Глобальный рынок двигателей для сжигания водорода состоит из компаний, разрабатывающих двигатели для сжигания водорода, которые могут использовать водород в качестве топлива вместо бензина или дизельного топлива. Эти двигатели разрабатываются в качестве альтернатив с нулевым уровнем выбросов для транспортных средств и приложений для производства электроэнергии. Рынок включает в себя компании, работающие над двигателями внутреннего сгорания водорода, а также те, которые разрабатывают новые технологии сжигания водорода, такие как двигатели детонации. Цель заключается в предоставлении экономически эффективных решений для сокращения выбросов в транспортном и энергетическом секторах.

Market Segmentation

• Двигатель Type Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • Взаимодействующие двигатели
  • Роторные двигатели
• Power Output Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • менее 500 кВт
  • 500 кВт до 1 МВт
  • Выше 1 МВт
• Application Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • Генерация электроэнергии
  • Транспорт
  • промышленный
  • Другие (морские, аэрокосмические и др.)
• Regional Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)
  • Северная Америка
    • США.
    • Канада
  • Латинская Америка
    • Бразилия
    • Аргентина
    • Мексика
    • Остальная часть Латинской Америки
  • Европа
    • Германия
    • Великобритания.
    • Испания
    • Франция
    • Италия
    • Россия
    • Остальная Европа
  • Азиатско-Тихоокеанский регион
    • Китай
    • Индия
    • Япония
    • Австралия
    • Южная Корея
    • АСЕАН
    • Остальная часть Азиатско-Тихоокеанского региона
  • Ближний Восток и Африка
    • ГКЦ Страны
    • Израиль
    • Южная Африка
    • Остальная часть Ближнего Востока и Африки
• Ключевые игроки Insights
  • АГКО корпорация
  • Компания Ballard Power Systems Inc.
  • BMW Group
  • Компания Caterpillar Incorporated
  • Cummins Inc.
  • Ford Motor Company
  • Компания General Motors
  • Honda Motor Co. Ltd.
  • JCB
  • Jaguar Land Rover Automotive plc
  • Mazda Motor Corporation
  • Энергетические решения MAN
  • Mitsubishi Heavy Industries
  • Renault SA
  • Toyota Motor Corporation