Рынок структурных батарей ANALYSIS

Мировой рынок конструкционных батарей оценили в 165,69 млн долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет наблюдаться совокупный годовой темп роста (CAGR) 21% с 2023 по 2030 год.

Глобальная структурная батарея — это тип устройства хранения энергии, которое также служит структурным компонентом в системе или устройстве. Это означает, что батарея может нести механические нагрузки, а также хранить и доставлять электрическую энергию. Эта двойная функциональность может помочь уменьшить вес и повысить эффективность в различных приложениях, таких как электромобили, дроны и портативные электронные устройства. Концепция конструкционных батарей не нова, но последние достижения в области материаловедения и инженерии сделали их более осуществимыми. Эти батареи обычно изготавливаются из многофункциональных материалов, которые могут проводить электричество, выдерживать механические напряжения и хранить энергию.

Глобальный рынок конструкционных батарей: региональные исследования

• Северная Америка: Ожидается, что Северная Америка станет значительным рынком для конструкционных батарей из-за присутствия крупных автопроизводителей и растущего спроса на электромобили. США, в частности, находятся на переднем крае внедрения электромобилей, стимулируя рынок конструкционных батарей в регионе.
• Европа: Европа также является ключевым регионом для структурного рынка аккумуляторов, что обусловлено жесткими нормами выбросов и стремлением к устойчивым транспортным решениям. Такие страны, как Германия, Великобритания и Норвегия, находятся на переднем крае внедрения электромобилей, создавая возможности для технологий конструкционных батарей.
• Азиатско-Тихоокеанский регион: Азиатско-Тихоокеанский регион демонстрирует значительный рост на рынке конструкционных аккумуляторов благодаря быстрому расширению автомобильной промышленности и растущему внедрению электромобилей. Такие страны, как Китай, Япония и Южная Корея, лидируют в производстве электромобилей и проводят политику, способствующую развитию передовых технологий хранения энергии.

Мнение аналитика:

Ожидается, что мировой рынок конструкционных аккумуляторов значительно вырастет в течение прогнозируемого периода, что обусловлено растущим спросом на легкие и инновационные решения для аккумуляторов из различных отраслей. Растущее внедрение электромобилей во всем мире станет ключевым фактором роста для структурных батарей, поскольку автопроизводители ищут решения для батарей, которые добавляют структурную жесткость к электромобилям, а также увеличивают дальность вождения. Кроме того, ожидается, что внедрение структурных батарей станет свидетельством роста в отрасли возобновляемых источников энергии для разработки интегрированных солнечных панелей с возможностями хранения энергии.

Однако высокие производственные затраты и ограниченная доступность материалов продолжают сдерживать рост рынка конструкционных аккумуляторов. Разработка экономически эффективных методов производства для крупномасштабного производства остается сложной задачей. Кроме того, доступность легких, но прочных материалов, которые могут выдерживать механические нагрузки, также ограничена.

Рисунок 1: Доля мирового рынка структурных батарей (%), по регионам, 2022 год

To learn more about this report, request sample copy

Драйверы глобального рынка конструкционных батарей:

• Растущее внедрение электромобилей: Растущее внедрение электромобилей является основным драйвером для разработки и использования структурных батарей. По мере роста спроса на электромобили возникает необходимость в более эффективных и легких решениях для хранения энергии. Структурные батареи потенциально могут удовлетворить эту потребность, служа как накопителем энергии, так и структурным компонентом, тем самым уменьшая вес и повышая эффективность транспортного средства. Кроме того, переход к возобновляемым источникам энергии и необходимость сокращения выбросов углерода также способствуют внедрению электромобилей. Например, по данным Международного энергетического агентства, в 2022 году рынок электромобилей переживает всплеск спроса, при этом продажи прогнозируются на 35%.
• Увеличение инвестиций в интеграцию возобновляемых источников энергии: Увеличение инвестиций в интеграцию возобновляемых источников энергии действительно является важным фактором для разработки и внедрения структурных батарей. Поскольку все больше возобновляемых источников энергии, таких как солнечная энергия и ветер, интегрированы в сеть, растет потребность в эффективных и надежных решениях для хранения энергии. Структурные батареи потенциально могут удовлетворить эту потребность, обеспечивая способ хранения энергии, генерируемой этими возобновляемыми источниками, и доставлять ее при необходимости. В 2023 году Министерство энергетики США объявило об инвестициях в размере 3,5 миллиарда долларов в 58 проектов, охватывающих 44 штата. Цель состоит в том, чтобы повысить устойчивость стареющей американской электросети к суровым погодным и лесным пожарам, а также способствовать интеграции возобновляемых источников энергии.

Глобальный рынок структурных батарей Возможности:

• Улучшенная плотность энергии и плотность мощности: Такие материалы, как углеродные нанотрубки или графен, литий-ионные и другие, потенциально могут увеличить плотность энергии и плотность мощности структурных батарей. Эти материалы имеют исключительную электропроводность и высокую площадь поверхности, что может улучшить емкость аккумулятора. Например, спрос на автомобильные литий-ионные (Li-ion) аккумуляторы вырос в 2022 году, продемонстрировав значительное увеличение на 65% до 550 ГВт-ч, по сравнению с 330 ГВт-ч, зафиксированным в 2021 году. Этот существенный рост можно в первую очередь объяснить расширением продаж электрических легковых автомобилей, которые в 2022 году выросли на 55% по сравнению с предыдущим годом.
• Повышение механической силы и увеличение продолжительности жизни: Нанокомпозиты, которые производятся путем встраивания наночастиц в материал матрицы, могут повысить механическую прочность структурных батарей. Это может сделать батареи более долговечными и способными нести более высокие нагрузки. Нанотехнологии также могут улучшить срок службы структурных батарей. Для Instance область нанотехнологий сыграла ключевую роль в достижении значительного прогресса в области вычислительной техники и электроники. Этот прогресс привел к созданию более быстрых, компактных и портативных систем, способных обрабатывать и хранить все более обширные объемы информации.

Глобальный рынок структурных батарей Тренды:

• Тонкие пленочные и печатные батареи: Тонкая пленка и печатные батареи представляют собой новую тенденцию на рынке структурных батарей из-за их способности предлагать гибкие форм-факторы, легкую интеграцию в различные материалы, сниженные требования к весу и пространству, настройку для уникальных конструкций, низкое воздействие на окружающую среду и пригодность для широкого спектра приложений, от устройств IoT до медицинского оборудования и гибкой электроники. По мере развития исследований и разработок в этой области тонкопленочные и печатные батареи могут играть ключевую роль в предоставлении инновационных и устойчивых энергетических решений для различных отраслей промышленности.
• Рост IoT и умного подключения: Рост Интернета вещей (IoT) и интеллектуальных подключений стимулирует рост глобального рынка структурных батарей, стимулируя спрос на энергоэффективные, космические и долговечные энергетические решения для устройств IoT. По мере того, как устройства IoT становятся меньше и более распространенными, структурные батареи, способные обслуживать как структурные, так и функции хранения энергии, предлагают убедительное решение. Кроме того, эти батареи уменьшают потребности в техническом обслуживании, обеспечивая бесперебойную работу, удовлетворяя разнообразные требования к дизайну и согласуясь с целями устойчивого развития, в то же время плавно интегрируясь с датчиками и компонентами мониторинга, что делает их решающим фактором для расширения глобального рынка структурных батарей. Для Instance, как сообщал IoT Analytics в мае 2023 года, в течение 2022 года во всем мире произошло увеличение подключений к IoT на 18%, в результате чего в общей сложности 14,3 млрд активных конечных точек. Прогнозы IoT Analytics показывают ожидаемый рост на 16% в глобальном количестве подключенных устройств IoT на 2023 год, потенциально достигнув 16,7 млрд активных конечных точек.

Глобальный структурный рынок аккумуляторов:

• Высокая стоимость производства конструкционных батарей: Высокая себестоимость производства конструкционных батарей действительно является значительным ограничением их широкого распространения. Несколько факторов способствуют этим высоким затратам: Продвинутые материалы структурных батарей требуют передовых, многофункциональных материалов, которые могут проводить электричество, выдерживать механические напряжения и хранить энергию. Эти материалы, такие как композиты из углеродного волокна, часто дороги в производстве.
• Контрбаланс: Хотя первоначальная стоимость конструкционных батарей высока, они могут обеспечить долгосрочную экономию за счет снижения веса и повышения эффективности системы или устройства. Это может привести к снижению потребления энергии и эксплуатационных расходов с течением времени. Достижения в области материаловедения и технологий производства могут потенциально снизить стоимость производства конструкционных батарей.
• Ограниченная доступность сырья: Ограниченная доступность сырья действительно является значительным ограничением для производства конструкционных батарей. Эти батареи требуют передовых многофункциональных материалов, которые могут проводить электричество, выдерживать механические напряжения и хранить энергию. Эти материалы, такие как композиты из углеродного волокна или наноматериалы, часто полагаются на конкретное сырье, которое может быть дефицитным или труднодоступным.
• Контрбаланс: В то время как ограниченная доступность сырья является серьезной проблемой для производства структурных батарей, Recycling и Reuse Industries могут сосредоточиться на переработке и повторном использовании материалов. Это не только снижает спрос на сырье, но и помогает в управлении отходами.

Рисунок 2: Доля мирового рынка конструкционных батарей (%) по типу материалов, 2022 год

To learn more about this report, request sample copy

Сегментация глобального рынка структурных батарей:

Отчет о глобальном структурном рынке аккумуляторов разделен на тип материала, приложение, конечного пользователя, тип батареи, мощность, канал продаж и регион.

Основываясь на типе материала, рынок сегментирован на металлические структурные батареи, полимерные структурные батареи и композитные структурные батареи. На основе применения рынок сегментирован на автомобильную, аэрокосмическую, потребительскую электронику, медицинские устройства, системы возобновляемых источников энергии и другие. На основе конечного пользователя рынок сегментирован на производителей оригинального оборудования (OEM), производителей аккумуляторов и научно-исследовательских институтов и университетов. Основываясь на типе батареи, рынок сегментирован на литий-ионные структурные батареи, твердотельные структурные батареи и другие химические батареи. Исходя из мощности, рынок сегментирован на низкоэнергетические структурные батареи, среднеэнергетические структурные батареи и высокоэнергетические структурные батареи. Основываясь на канале продаж, рынок сегментирован на прямые продажи (OEM-производители, производители батарей), дистрибьюторы и розничные торговцы и онлайн-ритейл, а на основе географии рынок сегментирован на Северную Америку, Европу, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинскую Америку и Ближний Восток и Африку.

Мировой рынок конструкционных аккумуляторов: ключевые события

• В августе 2022 года Tesla обнародовала планы по новой версии Model Y со структурным аккумулятором, поставляемым BYD. Этот инновационный автомобиль будет производиться на заводе Giga Berlin в Германии.
• В 2020 году Volkswagen, немецкий производитель автомобилей, объявил о партнерстве с QuantumScape, твердотельным аккумулятором. Партнерство направлено на разработку твердотельных батарей для электромобилей, включая потенциальные применения в конструкционных батареях.
• В 2021 году твердотельная аккумуляторная компания Solid Power объявила о партнерстве с BMW, немецким многонациональным производителем роскошных автомобилей и мотоциклов. Сотрудничество включает в себя совместные усилия по развитию твердотельных аккумуляторных технологий для автомобильных приложений, которые могут включать интеграцию в структурные компоненты.
• В октябре 2021 года во время тура по Gigafactory Berlin Tesla представила инновационный конструкционный аккумулятор, оснащенный 4680 ячейками.

Глобальный рынок конструкционных батарей: основные идеи компаний

Ключевыми игроками, работающими на мировом рынке структурных аккумуляторов, являются Tesla, Inc., BMW AG (Германия), Airbus SE (Франция), Samsung SDI Co., Ltd. (Южная Корея), Saft Groupe S.A. (Франция), Cadenza Innovation, Inc. (США), Excellatron Solid State, LLC (США), General Motors (США), BYD (Китай), LG Chem (Южная Корея) и CATL (Китай), Volkswagen (Германия), Northvolt AB (Швеция), Farasis Energy, Inc. (Китай), Solid Power, Inc. (США), Blue Solutions SA (Франция), Oxis Energy Ltd. (Великобритания), Amprius, Inc. (США).

Определение: Структурная батарея - это тип устройства хранения энергии, которое также служит структурным компонентом в системе или устройстве. Это означает, что батарея может нести механические нагрузки, а также хранить и доставлять электрическую энергию. Эта двойная функциональность может помочь уменьшить вес и повысить эффективность в различных приложениях, таких как электромобили, дроны и портативные электронные устройства. Аккумуляторы обычно изготавливаются из многофункциональных материалов, которые могут проводить электричество, выдерживать механические напряжения и хранить энергию.