Электролиз воды Машинный рынок SIZE AND SHARE ANALYSIS - GROWTH TRENDS AND FORECASTS (2024-2031)

Электролиз воды Машинный рынок Size and Trends

Мировой рынок оборудования для электролиза воды оценивается как 13,24 млрд долларов США в 2024 году Ожидается, что он достигнет $ 22,46 Bn к 2031 году, демонстрирует совокупный годовой темп роста (CAGR) 7,8% с 2024 по 2031 год.

To learn more about this report, request sample copy

Рынок оборудования для электролиза воды обусловлен такими факторами, как увеличение внимания к разработке возобновляемого и зеленого водорода, инициативы по развитию водородной экономики во многих странах и рост спроса на водород. топливный элемент транспортных средств. Государственные стимулы и политика, способствующие использованию чистой энергии, также создают возможности для производителей электролизных машин. Однако высокие затраты на установку оборудования для электролиза остаются проблемой для широкого распространения. Ключевые игроки на рынке инвестируют в снижение затрат за счет технологических достижений и экономии за счет масштаба.

Растущий спрос на чистое водородное топливо

Глобальный толчок к чистоте и Возобновляемая энергетика Источники повысили интерес к водородному топливу. Многие правительства и компании рассматривают водород как неотъемлемую часть достижения целей углеродной нейтральности в ближайшие десятилетия. Водород может быть получен с помощью водного электролиза, который использует возобновляемое электричество для разделения воды на водород и кислород. Водород, полученный в результате этого процесса, считается чистым, поскольку он не включает ископаемое топливо или выбросы парниковых газов. Окончательное использование чистого водородного топлива может сыграть ключевую роль в декарбонизации промышленности и трудно сокращать такие сектора, как дальнемагистральные перевозки.

Электролитический водород привлекает значительное внимание к топливным элементам в транспортных средствах. Крупные автопроизводители обнародовали планы по внедрению электромобилей на топливных элементах, которые работают на водороде в ближайшем будущем. Эти компании ожидают, что транспортные средства на водородных топливных элементах обеспечат жизнеспособную альтернативу электромобилям с нулевым уровнем выбросов для приложений, требующих длинных диапазонов движения, таких как грузовики, автобусы и легковые автомобили. Кроме того, водород считается сезонным вариантом хранения энергии, поскольку он может быть получен из избыточной возобновляемой энергии во время пиков и использоваться позже через топливные элементы, когда возобновляемые источники являются прерывистыми. Это подталкивает исследования к созданию необходимой инфраструктуры заправки водородом.

Наряду с транспортировкой, чистый водород имеет хорошие перспективы в области производства энергии. Некоторые отдаленные районы не имеют доступа к ископаемому топливу или газопроводам, но имеют потенциал для производства возобновляемой энергии. Электролитический водород, полученный из местных возобновляемых источников, может использоваться для питания микросетей и энергетических систем в таких автономных местах через топливные элементы или сжигание. В целом, растущий мировой толчок к углеродно-нейтральной экономике создает огромный спрос на производство чистого водородного топлива с помощью водного электролиза, что способствует широкому внедрению технологии электролиза.

Market Concentration and Competitive Landscape

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

Растущее применение электролиза воды в промышленных процессах

Быстрое увеличение мощности возобновляемых источников энергии привело к тому, что крупные отрасли промышленности начали изучать производство чистого водорода с помощью электролиза воды. Промышленное использование водорода хорошо зарекомендовало себя в нефтепереработке, химическом производстве и производстве удобрений. Как правило, эти сектора полагаются на методы производства водорода на основе ископаемого топлива, что приводит к выбросам CO2. Теперь компании начали инвестировать в установки электролиза воды на месте для производства водорода без выбросов с использованием возобновляемой электроэнергии.

Например, некоторые крупные нефтеперерабатывающие заводы устанавливают значительные блоки электролиза воды для получения водорода для гидрокрекинга и других процессов очистки. Это помогает сократить углеродный след, а также дает маркетинговое преимущество в производстве более чистого топлива. Аналогичным образом, химическая промышленность использует большие объемы водорода в синтезе аммиака и других производственных процессах. Ведущие химические фирмы сотрудничают с производителями электролиза для внедрения электролизеров в масштабе полезности на химических заводах. Как только такие проекты окажутся успешными, они, как ожидается, проложат путь к еще более широкому внедрению электролитического водорода на химических и нефтеперерабатывающих предприятиях по всему миру.

Производство металлов и материалов также переходит на чистый водород. Водный электролиз обеспечивает водородное сырье для критических чистых технологических отраслей, таких как производство кремниевых пластин. Электролитическое производство водорода на промышленных объектах обеспечивает стабильную поставку и позволяет избежать затрат, связанных с доставкой газа. Некоторые крупные производственные центры стимулировали такое локализованное производство водорода посредством политических стимулов. Таким образом, переход на возобновляемые источники энергии в сочетании с растущей оценкой разнообразных промышленных применений водорода стимулирует устойчиво растущее применение водного электролиза в различных производственных секторах в разных регионах.

Ключевые выводы аналитика:

Рост спроса на экологически чистое и устойчивое производство водорода является одним из основных факторов, способствующих сокращению выбросов углерода. Большинство крупных экономик также поддерживают производство водорода из возобновляемых ресурсов посредством законодательства и инвестиций. Это значительно повысит спрос на аппараты для электролиза воды во всем мире. В настоящее время Европа доминирует на рынке благодаря благоприятной государственной политике в отношении водородной экономики. Азиатско-Тихоокеанский регион, как ожидается, будет самым быстрорастущим регионом с Китаем, Японией и Южной Кореей, наращивающими мощности по производству возобновляемого водорода.

Хотя прогноз в целом позитивный, колебания цен на сырье остаются проблемой для производителей оборудования. Стоимость ключевых компонентов, таких как мембраны PEM и редкоземельные металлы, необходимые в щелочных электролизерах, зависит от глобальных цепочек поставок. Это может повлиять на издержки производства. Поиск квалифицированной рабочей силы для производства и обслуживания этих сложных машин является еще одним сдерживающим фактором, который необходимо устранить OEM-производителям, особенно в странах с развивающейся экономикой.

Увеличение инвестиций в создание крупномасштабных установок по производству возобновляемого водорода открывает выгодные возможности для поставщиков электролизеров. Они могут сотрудничать с такими разработчиками и коммунальными предприятиями для обеспечения долгосрочных контрактов. Принятие модульных подходов к проектированию и передовых методов производства может помочь снизить затраты и улучшить производственные возможности с течением времени.

Проблемы рынка: Высокие первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы

Одной из ключевых проблем для мирового рынка аппаратов для электролиза воды являются высокие первоначальные инвестиции и эксплуатационные расходы, связанные с этими системами. Электролиз воды является капиталоемким процессом, который требует дорогостоящих электрохимических элементов, силовой электроники и другого периферийного оборудования. Кроме того, установки для электролиза воды нуждаются в постоянном электроснабжении для работы, а потребляемое электричество составляет основную часть эксплуатационных расходов. Это делает стоимость производства водорода путем электролиза значительно выше, чем при обычном паровом метановом реформировании в настоящее время. Высокие затраты ограничили масштабное коммерческое внедрение электролиза воды, особенно на развивающихся рынках. Тем не менее, текущие технологические достижения и расширение производства помогают неуклонно снижать капитальные затраты. Тем не менее, высокие капитальные затраты и затраты на энергию создают серьезные барьеры для широкого внедрения производства зеленого водорода с помощью электролиза воды в ближайшем будущем.

Возможности рынка: интеграция с возобновляемыми источниками энергии

Интеграция систем электролиза воды с возобновляемыми источниками энергии открывает огромные возможности для мирового рынка оборудования для электролиза воды. Поскольку электролиз воды может облегчить хранение энергии и производство безуглеродного водорода, он обеспечивает перспективное решение для прерывистого характера многих возобновляемых источников энергии. Благодаря соединению электролизеров с солнечными и ветряными электростанциями избыток возобновляемой электроэнергии в периоды низкого спроса может быть использован для производства водорода с помощью водного электролиза. Затем этот водород можно хранить и использовать позже для производства электроэнергии, отопления, топлива для мобильности и других потребностей в энергии. Синергия между электролизом воды и возобновляемыми источниками энергии будет играть важную роль в крупномасштабных стратегиях декарбонизации во всем мире. Производители электролизеров также изучают гибридные системы электролиза воды, которые будут способствовать дальнейшему внедрению в различных отраслях конечного использования. В долгосрочной перспективе увеличение производства и хранения зеленого водорода в рамках этой модели интеграции, по прогнозам, значительно увеличит спрос на машины для электролиза воды во всем мире.

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

Insights by Technology - Экономическая эффективность стимулирует внедрение электролиза щелочной воды

С точки зрения технологии, сегмент электролиза щелочной воды, как ожидается, будет составлять 64,3% оценочной доли рынка из-за относительно низких капитальных и эксплуатационных расходов по сравнению с электролизом воды PEM. Электролиз щелочной воды использует щелочный раствор, обычно гидроксид калия, в качестве электролита и пористого никеля или электродов никелевого сплава. Эта комбинация электролит-электрод позволяет щелочным системам электролиза работать при более низких давлениях, чем системы PEM, что снижает механическую сложность и капитальные затраты.

Кроме того, щелочные системы электролиза имеют более длительный срок службы электродов и мембран, чем системы PEM, поскольку электролит не так коррозионен. Это приводит к снижению эксплуатационных и эксплуатационных расходов с течением времени. В то время как технология PEM более энергоэффективна при более высокой плотности тока, щелочные системы достигают сопоставимой эффективности при типичной плотности тока, используемой в крупномасштабных приложениях для производства водорода. Их простота конструкции также делает щелочные электролизеры проще в обслуживании и обслуживании по сравнению с более сложными PEM-стеками.

Более низкие общие затраты на щелочную технологию делают ее особенно привлекательной для производства водорода большой мощности, необходимого для промышленных процессов и впрыска газовой сети. Ведущие конечные потребители химических веществ и переработки уже развернули многомегаваттные щелочные электролизные установки для производства водорода для своих операций. В будущем конкурентоспособность щелочного электролиза будет продолжать стимулировать его использование среди промышленных предприятий, которые ищут недорогие решения для производства водорода. В то время как технология PEM прогрессирует, щелочный электролиз будет оставаться доминирующей технологией для крупномасштабных применений водорода в ближайшем будущем.

Insights by Application - Электрогенерация стимулирует спрос на электролиз воды PEM

С точки зрения применения, сегмент производства водорода, как ожидается, составит 57,8% рынка. В рамках этого сегмента электролиз воды PEM все чаще используется для приложений «электроэнергия-газ» и «электроэнергия-энергия», чтобы помочь укрепить стабильность энергосистемы за счет хранения энергии. Системы электролиза PEM могут быстро регулировать производство водорода в ответ на колебания выработки возобновляемой энергии. Когда выработка солнечной или ветровой энергии превышает спрос на электроэнергию в сети, избыточная мощность может быть использована для разделения воды через электролизеры PEM для производства водорода.

Затем этот водород может храниться и транспортироваться через существующую инфраструктуру природного газа для повторной электрификации через топливные элементы или турбины сгорания в периоды низкого потребления возобновляемой энергии. Это позволяет электроэнергии, вырабатываемой из периодических возобновляемых источников, храниться в течение длительного времени и высвобождаться по требованию, по существу, используя водород в качестве носителя для хранения избыточной возобновляемой энергии. Ведущие энергетические компании и операторы газовых сетей в разных регионах тестируют такие решения, используя электролиз воды PEM, чтобы сбалансировать свои сети и поддерживать более высокие уровни проникновения возобновляемых источников энергии.

По сравнению с более медленным временем отклика щелочного электролиза, технология PEM особенно подходит для применения энергии в газе из-за ее способности быстро регулировать скорость производства водорода. Более высокая плотность тока и эффективность преобразования энергии PEM-электролизеров также повышают эффективность кругового перехода циклов накопления энергии от мощности к газу. Их снижение капитальных затрат будет способствовать дальнейшему внедрению электролиза PEM для содействия использованию возобновляемых источников энергии через приложения балансировки электросетей в ближайшие годы.

Insights by End User - Рост чистой энергии стимулирует спрос на электролиз

С точки зрения конечного потребителя, доля промышленного сегмента на рынке составит 42,5%. Промышленный сектор охватывает широкий спектр потребления водорода, включая нефтеперерабатывающие заводы, химические / нефтехимические заводы, пищевую промышленность и другие. В настоящее время большая часть промышленного водорода производится за счет менее дорогостоящего парового метана. Тем не менее, нормативные требования к чистой энергии и углеродной нейтральности способствуют более широкому внедрению электролиза воды на промышленных объектах.

Электролиз позволяет промышленным предприятиям со временем заменять водород, полученный из ископаемого топлива, возобновляемым водородом. Крупномасштабные решения для щелочного и PEM-электролиза воды создаются в промышленных помещениях или поблизости, чтобы использовать доступные возобновляемые источники энергии и земельные ресурсы. Производственные предприятия, желающие декарбонизировать, также получают выгоду от использования водорода в качестве альтернативного топлива в высокотемпературных печах и других промышленных процессах отопления.

Доступность водорода, полученного путем электролиза на месте, повышает безопасность водорода и логистику для водородоемких отраслей промышленности. Это устраняет зависимость от водородных трубопроводов или транспортировки жидкого водорода, снижая эксплуатационные расходы. Электролиз также дает возможность использовать существующую инфраструктуру природного газа для хранения и транспортировки водорода. По мере ужесточения правил выбросов углерода во всем мире, промышленное поглощение электролиза воды, как ожидается, будет быстро расти в этом десятилетии для достижения целей чистой энергии и декарбонизации для производственных операций. Используя доступные источники возобновляемой энергии, а также инфраструктуру, отрасли промышленности впервые переходят на возобновляемый водород с использованием электролиза.

Regional Insights

To learn more about this report, request sample copy

Северная Америка доминирует на мировом рынке машин для электролиза воды с 40,7% в 2024 году из-за сильного присутствия ведущих производителей и благоприятной государственной политики, поощряющей производство зеленого водорода. Такие страны, как США и Канада, имеют значительные производственные мощности таких крупных игроков, как Proton OnSite, Peak Scientific и Teledyne Energy Systems. Их обширные исследования и разработки привели к технологическим достижениям, которые сделали процесс электролиза более эффективным и экономичным. Кроме того, проекты, направленные на декарбонизацию промышленности путем замены углеродного топлива водородом, получают значительное финансирование от правительств. Ожидается, что это значительно подстегнет внутренний спрос в ближайшие годы.

Азиатско-Тихоокеанский регион будет самым быстрорастущим региональным рынком в течение прогнозируемого периода. Быстрая индустриализация и урбанизация значительно повысили спрос на энергию. В то же время опасения по поводу увеличения выбросов парниковых газов побуждают страны изучать зеленые альтернативы. Такие страны, как Китай, Южная Корея и Япония, активно поддерживают водородную экономику посредством стимулов и крупномасштабных демонстрационных установок. Китай имеет амбициозные цели по созданию производственных мощностей и водородных заправочных станций. Их акцент на интеграцию возобновляемых источников энергии также работает в пользу рынка машин для электролиза воды. Крупные производители электролизеров из Европы все чаще создают производственные подразделения в регионе, чтобы использовать огромные возможности.

Европейский рынок также сильно зависит от строгих экологических норм. Однако по сравнению с внутренними рынками для европейских игроков существенно растет экспорт аппаратов для электролиза воды в Азиатско-Тихоокеанский регион и другие регионы. Это подтверждает их технологическое превосходство и надежность. С другой стороны, отсутствие местного производства вызывает относительно более высокие капитальные затраты для азиатских клиентов. Но сотрудничество и передача технологий могут помочь преодолеть этот ценовой разрыв в обозримом будущем.

Market Report Scope

Key Developments

• В июле 2023 года, ITM Мощность plcВедущий производитель крупномасштабных электролизеров на основе технологии протонно-обменных мембран (PEM) для производства зеленого водорода объявил, что его недавно созданная дочерняя компания ITM Power Germany GmbH официально откроет свою деятельность в октябре 2023 года в Линдене, городе к северу от Франкфурта. Это расширение еще больше укрепляет позиции ITM Power как ведущего производителя электролизеров для активных проектов в Германии и более широкой Европе сегодня, а также для будущих проектов, которые в настоящее время находятся на стадии торгов.
• В апреле 2023 года, Siemens Energy AGВедущая мировая энергетическая технологическая компания, специализирующаяся на устойчивых энергетических решениях, объявила, что производство модулей электролиза начнется на ее многогигаваттном электролизере в Берлине. Предприятие должно увеличить производственную мощность до трех гигаватт к 2025 году. Siemens Energy в сотрудничестве с Air Liquide, известным поставщиком промышленного газа, будет использовать эти стеки для обслуживания широкого круга клиентов и удовлетворения быстро растущего спроса на экологически чистые водородные решения.
• В ноябре 2022 года Asahi Kasei Corp., ведущая японская технологическая компания, специализирующаяся на передовых материалах и химических веществах, начала строительство экспериментального испытательного центра для производства водорода с использованием электролиза щелочной воды на своем заводе в Кавасаки. Чтобы удовлетворить ожидаемый мировой спрос на водород, Асахи Касей признает необходимость значительного расширения оборудования для электролиза. В качестве решения компания планирует представить прототип завода, состоящий из нескольких модулей электролизера, для проведения различных пробных операций, включая тестирование реакции на колебания мощности и оценку долгосрочной долговечности.

* Определение: Глобальный рынок водяных электролизных машин состоит из компаний, которые производят и продают машины, используемые для водяного электролиза. Водные электролизные машины используют электрический ток для разделения воды на составляющие элементы водорода и кислорода. Эти машины находят приложения, где требуется производство водорода на месте, например, в химической обработке, топливных элементах, нефтеперерабатывающих заводах, пищевой промышленности и электронной промышленности.

Market Segmentation

Technology Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)

• Электролиз щелочной воды
• Протонный обменный мембранный (PEM) электролиз воды

Application Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)

• Производство водорода
• Генерация электроэнергии
• Хранение энергии
• Другие (промышленные, исследовательские и т.д.)

End User Insights (выручка, US$ Bn, 2019 - 2031)

• промышленный
• полезность
• Коммерческий
• Другие (жилые, исследовательские и т.д.)

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
    • ГКЦ Страны
    • Израиль
    • Остальная часть Ближнего Востока
  • Африка
    • Южная Африка
    • Северная Африка
    • Центральная Африка
• Ключевые игроки Insights
  • Air Products and Chemicals, Inc.
  • AREVA H2Gen
  • Asahi Kasei Corporation
  • C&E Environmental Technology Co. Ltd.
  • Cummins Inc.
  • Enagic International Инк.
  • Eneco Holdings Inc.
  • ErreDue S.p.A.
  • Hitachi Zosen Corporation
  • Гидрогенная корпорация
  • ITM Power Plc
  • Kobelco Eco-Solutions Co. Ltd.
  • Компания Linde AG
  • Нель АСА
  • Siemens AG