Mercato delle celle a combustibile avanzate

Panoramica del mercato

Secondo Reed Intelligence, il mercato globale delle celle a combustibile avanzate crescerà a un CAGR di circa il 6,7% nel periodo di previsione.

Una cella a combustibile è una cella elettrochimica che utilizza il combustibile per produrre energia elettrica tramite una reazione elettrochimica. Per sostenere le reazioni che generano elettricità, le celle a combustibile necessitano di una fornitura continua di combustibile e di un agente ossidante, in genere ossigeno. Di conseguenza, queste celle possono produrre elettricità ininterrottamente finché la fornitura di combustibile e ossigeno non viene interrotta. Una cella a combustibile è simile a una cella elettrochimica, composta da un catodo, un anodo e un elettrolita. L'elettrolita in queste celle facilita il movimento dei protoni. Sono state utilizzate per alimentare numerose spedizioni spaziali, tra cui il programma spaziale Apollo. I sottoprodotti in genere generati da queste celle sono calore e acqua. La portabilità di alcune celle a combustibile si rivela altamente vantaggiosa in varie applicazioni militari. Le celle elettrochimiche possono anche alimentare vari dispositivi elettronici.

Dinamiche di mercato

Driver di mercato avanzati delle celle a combustibile

• La crescente domanda di celle a combustibile nelle automobili

C'è una crescente domanda di dispositivi e apparecchiature portatili, che richiedono fonti di energia efficienti e affidabili. Dopo il covid-19, la domanda di automobili è aumentata. La crescente popolarità delle automobili elettriche e ibride sta contribuendo alla domanda di materiali avanzati per batterie e celle a combustibile. Le aziende di tutto il mondo sono attivamente impegnate in sforzi di ricerca e sviluppo per far progredire le tecnologie dei veicoli a celle a combustibile. Tutti questi fattori stanno guidando la crescita del mercato delle celle a combustibile .

Limitazioni del mercato delle celle a combustibile avanzate

• Sono necessari elevati investimenti iniziali per alimentare le infrastrutture

L'impostazione di infrastrutture di rifornimento per veicoli a celle a combustibile richiede notevoli investimenti iniziali e spese continue per il funzionamento e la manutenzione. I costi associati ai veicoli a celle a combustibile sono piuttosto elevati, il che può rappresentare un ostacolo importante alla loro adozione diffusa. Ciò è particolarmente vero quando non esiste un quadro giuridico coerente e un supporto finanziario limitato da parte di governi e regolatori sotto forma di sussidi. Ciò può rappresentare un ostacolo importante per questo mercato.

Opportunità di mercato avanzate per le celle a combustibile

• Progressi nella ricerca e nello sviluppo sulle celle a combustibile

Batterie e celle a combustibile avanzate alimentano vari hardware militari, veicoli e sistemi di alimentazione ininterrotta. Sono anche utilizzate come alimentatori versatili e fissi. I componenti energetici sono dispositivi elettrochimici che essenzialmente combinano idrogeno e ossigeno per generare energia. A differenza delle batterie, le fonti di combustibile possono generare e fornire energia in modo continuo fino a quando non vengono collegate. Inoltre, anche il problema della scarsità di energia nelle nazioni in via di sviluppo sta guidando il mercato, poiché vi è una crescente necessità di soluzioni energetiche affidabili e sostenibili.

Ambito di mercato

Analisi segmentale

Segmento per tipo

• Celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC)

Questi dispositivi funzionano efficacemente a basse temperature, in particolare tra 50 e 100 gradi Celsius. Hanno una densità di potenza notevole e sono in grado di avviarsi rapidamente. Sono adatti per applicazioni portatili e di trasporto come auto, autobus, laptop e telefoni cellulari.

• Alcalino (AFC)

Questi motori mostrano una notevole efficienza elettrica, che raggiunge fino al 60%. Inoltre, sono versatili in termini di opzioni di carburante, in quanto possono utilizzare idrogeno, ammoniaca o idrazina. Tuttavia, sono sensibili all'anidride carbonica e quindi richiedono ossigeno puro come ossidante. Questi dispositivi sono utilizzati principalmente in applicazioni spaziali, in particolare in missioni come Apollo e lo Space Shuttle.

• Acido fosforico (PAFC)

Le celle a combustibile utilizzano acido fosforico concentrato come elettrolita, trasportando protoni dall'anodo al catodo. Questi dispositivi funzionano efficacemente entro un intervallo di temperatura moderato da 150 a 200 gradi Celsius, esibendo un'eccellente stabilità e durata.

• Carbonato fuso (MCFC)

Le celle a combustibile utilizzano una miscela fusa di carbonati di litio, sodio e potassio come elettroliti. Questi sistemi possono funzionare a temperature che vanno da 600 a 700 gradi Celsius. Le opzioni di combustibile disponibili sono gas naturale, biogas o gas di carbone, mentre l'aria può essere utilizzata come ossidante. Inoltre, generano calore che può essere utilizzato per la cogenerazione o la produzione di vapore. Sono utilizzate principalmente per generare energia su larga scala, in particolare in impianti di pubblica utilità e strutture industriali.

Segmento per applicazione

• Trasporti

I trasporti rappresentano circa il 25% del consumo energetico totale mondiale. Le celle a combustibile PEM sono utilizzate principalmente in applicazioni di trasporto e in alcune applicazioni stazionarie. Le celle a combustibile PEM sono altamente adatte per veicoli passeggeri, come auto e autobus, grazie al loro rapido tempo di avviamento e al favorevole rapporto potenza/peso.

• Stazionario

Le tecnologie delle celle a combustibile hanno numerose applicazioni nella produzione di energia stazionaria. Tra queste rientrano la generazione di energia primaria, la stabilizzazione della rete, i sistemi di alimentazione di backup e le configurazioni di calore e potenza combinati (CHP).

Analisi regionale

Nord America (USA e Canada)

Il sistema di trasporto in Nord America è diversificato e comprende varie modalità di trasporto . Con il crescente numero di automobili, il tasso di traffico aumenta ogni giorno. La crescente preoccupazione per l'inquinamento atmosferico dovuto all'emissione di sostanze chimiche pericolose attraverso i veicoli porta a vari problemi di salute. Inoltre, la crescente consapevolezza riguardo agli effetti dannosi dell'inquinamento atmosferico e i crescenti livelli di traffico e di emissioni di gas serra guidano la domanda di veicoli avanzati a celle a combustibile. Ciò, a sua volta, contribuisce alla crescita del mercato in Nord America.

Europa (Germania, Regno Unito, Francia, Russia, Italia e resto d'Europa)

Le celle a combustibile sono ampiamente utilizzate nell'industria automobilistica. Molti produttori richiedono celle a combustibile di buona qualità. Le celle a combustibile forniscono energia ai veicoli. L'industria dei trasporti ha sperimentato notevoli progressi con l'aumento della produzione di veicoli elettrici a celle a combustibile (FCEV) in questa regione. Quindi, anche il governo sta cercando di accoppiarsi con l'industria avanzata delle celle a combustibile enfatizzando la ricerca e lo sviluppo. I veicoli a celle a combustibile hanno diversi vantaggi rispetto ai veicoli convenzionali. Questi includono maggiore efficienza, emissioni inferiori, maggiore autonomia di guida e flessibilità del carburante. I veicoli a celle a combustibile svolgono un ruolo significativo nel passaggio verso il trasporto a zero emissioni, in particolare nelle applicazioni di trasporto merci a lungo raggio. Ciò può aumentare la quota di mercato delle celle a combustibile avanzate in questa regione.

Asia-Pacifico (Cina, Giappone, Corea del Sud, India, Asia sud-orientale, resto dell'Asia-Pacifico)

La crescita del mercato globale delle celle a combustibile avanzate in questa regione può essere attribuita a diversi fattori, come un numero maggiore di persone attente all'ambiente, gli sforzi del governo per costruire infrastrutture per celle a combustibile a base di idrogeno, i miglioramenti nella tecnologia e il potenziale della tecnologia delle celle a combustibile in futuro. Mentre le persone si preoccupano sempre di più del peggioramento dell'ambiente e dell'esaurimento delle risorse naturali, sempre più tecnologie vengono immesse sul mercato per rendere le cose più ecologiche e proteggere l'ambiente.

Sud America, Medio Oriente e Africa

Queste regioni stanno sperimentando un aumento del reddito disponibile e del progresso tecnico, contribuendo a nuovi mercati in queste regioni. Tuttavia, si prevede che la regione avrà un tasso di crescita più lento rispetto ad altre regioni.

Giocatori chiave

1. Società di energia Bloom
2. Energia FuelCell, Inc.
3. Società Panasonic
4. Sistemi di alimentazione Ballard
5. Società di fornitura di energia elettrica
6. Società di gestione del potere di Ceres
7. Società Doosan
8. Tecnologie delle celle a combustibile Horizon
9. Società di idrogenica
10. AFC Energia Plc
11. SFC Energia AG
12. Celle a combustibile Nuvera, LLC
13. Tecnologia delle celle a combustibile Nedstack BV
14. Sistemi Altergy
15. Società di sistemi e soluzioni energetiche Toshiba
16. Johnson Matthey
17. AVL
18. Elcogeno
19. Umicore
20. Società Oorja

Sviluppi recenti

27 aprile 2023 : Bloom Energy ha recentemente stipulato un accordo con Elugie per fornire una capacità di potenza combinata di 9,75 megawatt (MW) utilizzando il Bloom Energy Server. Questa potenza verrà generata in cinque diverse sedi in Belgio, in particolare siti commerciali, industriali e data center. Ciò segna l'ingresso inaugurale di Bloom nel mercato dell'Europa settentrionale. Elugie è una società di servizi energetici che opera nel mercato del Benelux, in particolare in Belgio, Paesi Bassi e Lussemburgo. La società ha sede a Riga, in Lettonia, e ha uffici anche a Mechelen, in Belgio.