سوق خلايا الوقود المتقدمة

نظرة عامة على السوق

وفقًا لشركة Reed Intelligence، من المتوقع أن ينمو حجم سوق خلايا الوقود المتقدمة العالمي بمعدل نمو سنوي مركب يبلغ 6.7% تقريبًا خلال الفترة المتوقعة.

خلية الوقود هي خلية كهروكيميائية تستخدم الوقود لإنتاج الطاقة الكهربائية من خلال تفاعل كهروكيميائي. للحفاظ على التفاعلات التي تولد الكهرباء، تحتاج خلايا الوقود إلى إمداد مستمر بالوقود وعامل مؤكسد، عادةً الأكسجين. ونتيجة لذلك، يمكن لهذه الخلايا إنتاج الكهرباء باستمرار حتى ينقطع إمداد الوقود والأكسجين. خلية الوقود تشبه الخلية الكهروكيميائية، وتتكون من الكاثود والأنود والإلكتروليت. يسهل الإلكتروليت في هذه الخلايا حركة البروتونات. تم استخدامها لتزويد العديد من البعثات الفضائية بالوقود، بما في ذلك برنامج أبولو الفضائي. المنتجات الثانوية التي تولدها هذه الخلايا عادةً هي الحرارة والماء. ثبت أن قابلية نقل خلايا الوقود معينة مفيدة للغاية في التطبيقات العسكرية المختلفة. يمكن للخلايا الكهروكيميائية تشغيل أجهزة إلكترونية مختلفة أيضًا.

ديناميكيات السوق

محركات سوق خلايا الوقود المتقدمة

• الطلب المتزايد على خلايا الوقود في السيارات

هناك طلب متزايد على الأجهزة والمعدات المحمولة، الأمر الذي يتطلب مصادر طاقة فعالة وموثوقة. بعد كوفيد-19، زاد الطلب على السيارات. تساهم الشعبية المتزايدة للسيارات الكهربائية والهجينة في الطلب على مواد البطاريات وخلايا الوقود المتقدمة. تشارك الشركات في جميع أنحاء العالم بنشاط في جهود البحث والتطوير لتطوير تقنيات مركبات خلايا الوقود. كل هذه العوامل تدفع نمو سوق خلايا الوقود .

القيود المفروضة على سوق خلايا الوقود المتقدمة

• تتطلب البنية التحتية للوقود استثمارات أولية كبيرة

إن إنشاء البنية الأساسية للتزود بالوقود لمركبات خلايا الوقود يتطلب استثمارات أولية كبيرة ونفقات مستمرة للتشغيل والصيانة. والتكاليف المرتبطة بمركبات خلايا الوقود مرتفعة للغاية، وهو ما قد يشكل عقبة رئيسية أمام تبنيها على نطاق واسع. وينطبق هذا بشكل خاص عندما لا يكون هناك إطار قانوني ثابت ودعم مالي محدود من الحكومات والهيئات التنظيمية في شكل إعانات. وقد يشكل هذا قيدًا كبيرًا على هذه السوق.

فرص سوق خلايا الوقود المتقدمة

• التطورات في مجال البحث والتطوير في مجال خلايا الوقود

تُشغل البطاريات وخلايا الوقود المتطورة مختلف الأجهزة العسكرية والمركبات وأنظمة الطاقة غير المنقطعة. كما تُستخدم كمصدر طاقة متعدد الاستخدامات وثابت. مكونات الطاقة هي أجهزة كهروكيميائية تجمع بشكل أساسي بين الهيدروجين والأكسجين لتوليد الطاقة. وعلى عكس البطاريات، يمكن لمصادر الوقود توليد الطاقة وتزويدها باستمرار حتى يتم توصيلها. وعلاوة على ذلك، فإن قضية ندرة الطاقة في الدول النامية تدفع السوق أيضًا، حيث توجد حاجة متزايدة إلى حلول طاقة موثوقة ومستدامة.

نطاق السوق

التحليل القطاعي

تقسيم حسب النوع

• خلايا وقود غشاء التبادل البروتوني (PEMFC)

تعمل هذه الأجهزة بكفاءة في درجات حرارة منخفضة، وتحديدًا بين 50 و100 درجة مئوية. وتتمتع بكثافة طاقة ملحوظة وقادرة على التشغيل السريع. وهي مناسبة للتطبيقات المحمولة ووسائل النقل مثل السيارات والحافلات وأجهزة الكمبيوتر المحمولة والهواتف المحمولة.

• القلوية (AFC)

تتميز هذه المحركات بكفاءة كهربائية مذهلة تصل إلى 60%. بالإضافة إلى ذلك، فهي متعددة الاستخدامات من حيث خيارات الوقود، حيث يمكنها استخدام الهيدروجين أو الأمونيا أو الهيدرازين. ومع ذلك، فهي حساسة لثاني أكسيد الكربون وبالتالي تتطلب الأكسجين النقي كمؤكسد. تُستخدم هذه الأجهزة بشكل أساسي في تطبيقات الفضاء، وخاصة في مهام مثل أبولو ومكوك الفضاء.

• حمض الفوسفوريك (PAFC)

تستخدم خلايا الوقود حمض الفوسفوريك المركز كمحلول كهربائي، حيث تنقل البروتونات من الأنود إلى الكاثود. تعمل هذه الأجهزة بشكل فعال في نطاق درجة حرارة معتدلة تتراوح بين 150 إلى 200 درجة مئوية، وتتميز بثبات ومتانة ممتازين.

• كربونات منصهرة (MCFC)

تستخدم خلايا الوقود خليطًا منصهرًا من كربونات الليثيوم والصوديوم والبوتاسيوم كمحاليل كهربائية. ويمكن لهذه الأنظمة أن تعمل في درجات حرارة تتراوح بين 600 إلى 700 درجة مئوية. وخيارات الوقود المتاحة هي الغاز الطبيعي أو الغاز الحيوي أو غاز الفحم، في حين يمكن استخدام الهواء كمؤكسد. بالإضافة إلى ذلك، فإنها تولد الحرارة التي يمكن استخدامها في توليد الطاقة المشتركة أو إنتاج البخار. وتُستخدم في المقام الأول لتوليد الطاقة على نطاق واسع، وخاصة في محطات المرافق والمرافق الصناعية.

تقسيم حسب التطبيق

• مواصلات

تمثل وسائل النقل ما يقرب من 25% من إجمالي استهلاك الطاقة في العالم. تُستخدم خلايا وقود PEM بشكل أساسي في تطبيقات النقل وبعض التطبيقات الثابتة. تعد خلايا وقود PEM مناسبة للغاية لمركبات الركاب، مثل السيارات والحافلات، نظرًا لوقت بدء التشغيل السريع ونسبة الطاقة إلى الوزن المواتية.

• ثابت

تستخدم تقنيات خلايا الوقود في العديد من التطبيقات في إنتاج الطاقة الثابتة. وتشمل هذه التطبيقات توليد الطاقة الأولية، وتثبيت الشبكة، وأنظمة الطاقة الاحتياطية، وتكوينات الحرارة والطاقة المشتركة.

التحليل الإقليمي

أمريكا الشمالية (الولايات المتحدة الأمريكية وكندا)

إن نظام النقل في أمريكا الشمالية متنوع ويشمل وسائل نقل مختلفة . ومع تزايد عدد السيارات، يزداد معدل حركة المرور يوميًا. ويؤدي القلق المتزايد بشأن تلوث الهواء بسبب انبعاث المواد الكيميائية الخطرة من خلال المركبات إلى مشاكل صحية مختلفة. وعلاوة على ذلك، فإن الوعي المتزايد بشأن التأثيرات الضارة لتلوث الهواء والمستويات المتزايدة من حركة المرور وانبعاثات الغازات المسببة للانحباس الحراري العالمي يدفع الطلب على مركبات خلايا الوقود المتقدمة. وهذا بدوره يساهم في نمو السوق في أمريكا الشمالية.

أوروبا (ألمانيا والمملكة المتحدة وفرنسا وروسيا وإيطاليا وبقية أوروبا)

تُستخدم خلايا الوقود على نطاق واسع في صناعة السيارات. ويطالب العديد من المصنعين بخلايا وقود عالية الجودة. توفر خلايا الوقود الطاقة للمركبات. شهدت صناعة النقل تقدمًا كبيرًا مع زيادة إنتاج المركبات الكهربائية التي تعمل بخلايا الوقود (FCEVs) في هذه المنطقة. وبالتالي، تحاول الحكومة أيضًا الارتباط بصناعة خلايا الوقود المتقدمة من خلال التأكيد على البحث والتطوير. تتمتع مركبات خلايا الوقود بالعديد من المزايا مقارنة بالمركبات التقليدية. وتشمل هذه المزايا الكفاءة العالية، والانبعاثات المنخفضة، ومدى القيادة الأطول، ومرونة الوقود. تلعب مركبات خلايا الوقود دورًا مهمًا في التحول نحو النقل الخالي من الانبعاثات، وخاصة في تطبيقات الشحن لمسافات طويلة. يمكن أن يؤدي هذا إلى زيادة حصة السوق لخلايا الوقود المتقدمة في هذه المنطقة.

آسيا والمحيط الهادئ (الصين واليابان وكوريا الجنوبية والهند وجنوب شرق آسيا وبقية آسيا والمحيط الهادئ)

يمكن أن يُعزى نمو سوق خلايا الوقود المتقدمة العالمية في هذه المنطقة إلى عدة أمور، مثل تزايد اهتمام الناس بالبيئة، وجهود الحكومة لبناء البنية الأساسية لخلايا الوقود القائمة على الهيدروجين، والتحسينات في التكنولوجيا، وإمكانات تكنولوجيا خلايا الوقود في المستقبل. ومع تزايد قلق الناس بشأن تدهور البيئة ونفاد الموارد الطبيعية، يتم طرح المزيد والمزيد من التقنيات في السوق لجعل الأشياء أكثر ملاءمة للبيئة وحماية البيئة.

أمريكا الجنوبية والشرق الأوسط وأفريقيا

وتشهد هذه المناطق ارتفاعًا في الدخل المتاح والتقدم التقني، مما يساهم في ظهور أسواق جديدة في هذه المناطق. ومع ذلك، فمن المتوقع أن تشهد المنطقة معدل نمو أبطأ مقارنة بالمناطق الأخرى.

اللاعبون الرئيسيون

1. شركة بلوم للطاقة
2. شركة فيولسيل للطاقة
3. شركة باناسونيك
4. أنظمة الطاقة بالارد
5. شركة بلاج باور
6. شركة سيريس باور القابضة المحدودة
7. شركة دوسان
8. تقنيات خلايا الوقود في الأفق
9. شركة هيدروجينيكس
10. شركة ايه اف سي للطاقة
11. شركة إس إف سي للطاقة
12. خلايا الوقود نوفيرا، ذ.م.م
13. شركة Nedstack لتكنولوجيا خلايا الوقود BV
14. أنظمة ألتيرجيا
15. شركة توشيبا لأنظمة الطاقة والحلول
16. جونسون ماثي
17. أفل
18. إلكوجين
19. أوميكور
20. شركة أورجا

التطورات الأخيرة

27 أبريل 2023 : أبرمت شركة بلوم إنرجي مؤخرًا اتفاقية مع شركة Elugie لتوريد سعة طاقة مشتركة تبلغ 9.75 ميجاوات باستخدام خادم Bloom Energy. سيتم توليد هذه الطاقة في خمسة مواقع مختلفة في بلجيكا، وتحديدًا المواقع التجارية والصناعية ومراكز البيانات. ويمثل هذا أول دخول لشركة بلوم إلى سوق شمال أوروبا. شركة Elugie هي شركة خدمات طاقة تعمل في سوق البنلوكس، وتحديدًا بلجيكا وهولندا ولوكسمبورج. يقع المقر الرئيسي للشركة في ريغا، لاتفيا، ولديها أيضًا مكاتب في ميشيلين، بلجيكا.