Marché des piles à combustible avancées

Aperçu du marché

Selon Reed Intelligence, la taille du marché mondial des piles à combustible avancées augmentera d'environ 6,7 % au cours de la période de prévision.

Une pile à combustible est une cellule électrochimique qui utilise du combustible pour produire de l'énergie électrique par le biais d'une réaction électrochimique. Pour entretenir les réactions qui génèrent de l'électricité, les piles à combustible ont besoin d'un approvisionnement continu en combustible et d'un agent oxydant, généralement de l'oxygène. Par conséquent, ces piles peuvent produire de l'électricité en continu jusqu'à ce que l'approvisionnement en combustible et en oxygène soit interrompu. Une pile à combustible est similaire à une cellule électrochimique, composée d'une cathode, d'une anode et d'un électrolyte. L'électrolyte de ces cellules facilite le mouvement des protons. Elles ont été utilisées pour alimenter de nombreuses expéditions spatiales, notamment le programme spatial Apollo. Les sous-produits généralement générés par ces piles sont la chaleur et l'eau. La portabilité de certaines piles à combustible s'avère très avantageuse dans diverses applications militaires. Les piles électrochimiques peuvent également alimenter divers appareils électroniques.

Dynamique du marché

Facteurs moteurs du marché des piles à combustible avancées

• La demande croissante de piles à combustible dans les automobiles

La demande d'appareils et d'équipements portables est en hausse, ce qui nécessite des sources d'énergie efficaces et fiables. Après le Covid-19, la demande d'automobiles a augmenté. La popularité croissante des automobiles électriques et hybrides contribue à la demande de matériaux avancés pour les batteries et les piles à combustible. Les entreprises du monde entier sont activement engagées dans des efforts de recherche et de développement pour faire progresser les technologies des véhicules à pile à combustible. Tous ces facteurs stimulent la croissance du marché des piles à combustible .

Les contraintes du marché des piles à combustible avancées

• Des investissements initiaux élevés sont nécessaires pour l'infrastructure de ravitaillement

La mise en place d’une infrastructure de ravitaillement pour les véhicules à pile à combustible nécessite des investissements initiaux importants et des dépenses continues d’exploitation et de maintenance. Les coûts associés aux véhicules à pile à combustible sont assez élevés, ce qui peut constituer un obstacle majeur à leur adoption généralisée. Cela est particulièrement vrai lorsqu’il n’existe pas de cadre juridique cohérent et que le soutien financier des gouvernements et des régulateurs sous forme de subventions est limité. Cela peut constituer un frein majeur pour ce marché.

Opportunités de marché pour les piles à combustible avancées

• Progrès dans la recherche et le développement sur les piles à combustible

Les batteries et piles à combustible avancées alimentent divers équipements militaires, véhicules et systèmes d'alimentation sans interruption. Elles sont également utilisées comme sources d'alimentation polyvalentes et stationnaires. Les composants énergétiques sont des dispositifs électrochimiques qui combinent essentiellement l'hydrogène et l'oxygène pour générer de l'énergie. Contrairement aux batteries, les sources de carburant peuvent générer et fournir de l'énergie en continu jusqu'à leur connexion. En outre, le problème de la pénurie d'électricité dans les pays en développement stimule également le marché, car il existe un besoin croissant de solutions énergétiques fiables et durables.

Périmètre du marché

Analyse segmentaire

Segmenter par type

• Piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC)

Ces appareils fonctionnent efficacement à basse température, notamment entre 50 et 100 degrés Celsius. Ils possèdent une densité de puissance remarquable et sont capables de démarrer rapidement. Ils conviennent aux applications portables et de transport comme les voitures, les bus, les ordinateurs portables et les téléphones portables.

• Alcalin (AFC)

Ces moteurs présentent un rendement électrique remarquable, pouvant atteindre 60 %. De plus, ils sont polyvalents en termes d'options de carburant, car ils peuvent utiliser de l'hydrogène, de l'ammoniac ou de l'hydrazine. Cependant, ils sont sensibles au dioxyde de carbone et nécessitent donc de l'oxygène pur comme oxydant. Ces appareils sont principalement utilisés dans les applications spatiales, en particulier dans des missions comme Apollo et la navette spatiale.

• Acide phosphorique (PAFC)

Les piles à combustible utilisent de l'acide phosphorique concentré comme électrolyte, transportant les protons de l'anode à la cathode. Ces dispositifs fonctionnent efficacement dans une plage de température modérée de 150 à 200 degrés Celsius, présentant une excellente stabilité et durabilité.

• Carbonate fondu (MCFC)

Les piles à combustible utilisent un mélange fondu de carbonates de lithium, de sodium et de potassium comme électrolytes. Ces systèmes peuvent fonctionner à des températures allant de 600 à 700 degrés Celsius. Les options de combustible disponibles sont le gaz naturel, le biogaz ou le gaz de charbon, tandis que l'air peut être utilisé comme oxydant. De plus, elles génèrent de la chaleur qui peut être utilisée pour la cogénération ou la production de vapeur. Elles sont principalement utilisées pour produire de l'électricité à grande échelle, en particulier dans les centrales électriques et les installations industrielles.

Segmenter par application

• Transport

Le secteur des transports représente environ 25 % de la consommation énergétique mondiale. Les piles à combustible PEM sont principalement utilisées dans les applications de transport et certaines applications stationnaires. Les piles à combustible PEM sont particulièrement adaptées aux véhicules de tourisme, tels que les voitures et les bus, en raison de leur temps de démarrage rapide et de leur rapport puissance/poids favorable.

• Stationnaire

Les technologies des piles à combustible ont de nombreuses applications dans la production d'énergie stationnaire. Celles-ci incluent la production d'énergie primaire, la stabilisation du réseau, les systèmes d'alimentation de secours et les configurations de cogénération.

Analyse régionale

Amérique du Nord (États-Unis et Canada)

Le système de transport en Amérique du Nord est diversifié et englobe différents modes de transport . Avec l'augmentation du nombre d'automobiles, le taux de trafic augmente de jour en jour. L'inquiétude croissante concernant la pollution de l'air due à l'émission de produits chimiques dangereux par les véhicules entraîne divers problèmes de santé. En outre, la sensibilisation croissante aux effets néfastes de la pollution de l'air et aux niveaux croissants de trafic et d'émissions de gaz à effet de serre stimule la demande de véhicules à pile à combustible avancés. Cela contribue à son tour à la croissance du marché en Amérique du Nord.

Europe (Allemagne, Royaume-Uni, France, Russie, Italie et le reste de l'Europe)

Les piles à combustible sont très utilisées dans l'industrie automobile. De nombreux constructeurs exigent des piles à combustible de bonne qualité. Les piles à combustible fournissent de l'énergie aux véhicules. L'industrie des transports a connu des progrès significatifs avec l'augmentation de la production de véhicules électriques à pile à combustible (FCEV) dans cette région. Par conséquent, le gouvernement essaie également de s'associer à l'industrie des piles à combustible avancées en mettant l'accent sur la recherche et le développement. Les véhicules à pile à combustible présentent plusieurs avantages par rapport aux véhicules conventionnels. Il s'agit notamment d'une efficacité accrue, de faibles émissions, d'une autonomie plus longue et d'une flexibilité en matière de carburant. Les véhicules à pile à combustible jouent un rôle important dans la transition vers le transport à zéro émission, en particulier dans les applications de fret longue distance. Cela peut augmenter la part de marché des piles à combustible avancées dans cette région.

Asie-Pacifique (Chine, Japon, Corée du Sud, Inde, Asie du Sud-Est, reste de l'Asie-Pacifique)

La croissance du marché mondial des piles à combustible avancées dans cette région peut être attribuée à plusieurs facteurs, tels que l'intérêt croissant pour l'environnement, les efforts des gouvernements pour construire des infrastructures pour les piles à combustible à hydrogène, les améliorations technologiques et le potentiel de la technologie des piles à combustible dans le futur. Alors que les gens s'inquiètent de plus en plus de la dégradation de l'environnement et de l'épuisement des ressources naturelles, de plus en plus de technologies sont mises sur le marché pour rendre les choses plus respectueuses de l'environnement et protéger l'environnement.

Amérique du Sud, Moyen-Orient et Afrique

Ces régions connaissent une hausse du revenu disponible et des progrès techniques, contribuant à l'émergence de nouveaux marchés. Néanmoins, on prévoit que la région connaîtra un taux de croissance plus lent que les autres régions.

Acteurs clés

1. Société d'énergie Bloom
2. FuelCell Energy, Inc.
3. Société Panasonic
4. Systèmes d'alimentation Ballard
5. Prise d'alimentation Inc.
6. Ceres Power Holdings Plc
7. Société Doosan
8. Technologies des piles à combustible Horizon
9. Société Hydrogenics
10. AFC Énergie Plc
11. SFC Energie SA
12. Piles à combustible Nuvera, LLC
13. Technologie de pile à combustible Nedstack BV
14. Systèmes Altergy
15. Société Toshiba Energy Systems & Solutions
16. Johnson Matthey
17. AVL
18. Elcogène
19. Umicore
20. Société Oorja

Développements récents

27 avril 2023 : Bloom Energy a récemment conclu un accord avec Elugie pour fournir une capacité électrique combinée de 9,75 mégawatts (MW) à l'aide du Bloom Energy Server. Cette électricité sera produite sur cinq sites différents en Belgique, à savoir des sites commerciaux, industriels et des centres de données. Il s'agit de la première entrée de Bloom sur le marché de l'Europe du Nord. Elugie est une société de services énergétiques opérant sur le marché du Benelux, plus précisément en Belgique, aux Pays-Bas et au Luxembourg. La société a son siège social à Riga, en Lettonie, et possède également des bureaux à Malines, en Belgique.