Рынок литий-воздушных аккумуляторов

Обзор рынка

Прогнозируется, что объем мирового рынка литий-воздушных аккумуляторов будет расти со среднегодовым темпом роста примерно 12,1% в течение прогнозируемого периода 2023–2031 гг.

Литий-воздушная батарея — это перезаряжаемая батарея, которая использует восстановление кислорода на катоде и окисление лития на аноде для создания тока или металл-воздушной электрохимической ячейки. Литий-воздушная ячейка создает напряжение за счет наличия молекул кислорода (O2) на положительном электроде. O2 реагирует с положительно заряженными ионами лития, образуя пероксид лития (Li2O2) и генерируя электрическую энергию. Литий-воздушные батареи состоят из трех основных компонентов: литиевого анода, электролита и воздушного катода.

Литий-воздушные батареи имеют большой потенциал для эффективного хранения энергии, что может помочь решить будущие энергетические и экологические проблемы. Литий-воздушная батарея использует бесконечный кислород в воздухе для хранения или высвобождения энергии через полуоткрытую катодную структуру и имеет сверхвысокую теоретическую плотность энергии более 1000 Вт·ч/кг. Поэтому она рассматривается как кандидат на хранение энергии следующего поколения в таких универсальных областях, как электромобили, телекоммуникации и специальные источники питания . Установлено, что литий-воздушные батареи могут хранить до пяти раз больше энергии, чем литий-ионные батареи, которые питают современные смартфоны, ноутбуки и электромобили.

Динамика рынка

Драйверы рынка

• Появление электромобилей и технологий интеллектуальных сетей

В мире наблюдается значительный рост производства и продаж электромобилей. По данным МЭА (Международного энергетического агентства), в 2021 году потребители по всему миру потратили около 250 миллиардов долларов США на покупку электромобилей. Мировая производственная мощность аккумуляторов должна увеличиться с менее 200 ГВт·ч в 2019 году до более 1200 ГВт·ч в 2024 году после масштабных капиталовложений со стороны компаний-производителей аккумуляторов, чьи акции котируются на бирже.

Глобальное изменение климата приводит к глобальному потеплению и повышению температуры Земли. Компании хотят сократить свои выбросы углерода, приняв решения в области устойчивого производства. Рынок электромобилей стремительно растет за последние 5 лет, а спрос на аккумуляторы, которые являются неотъемлемой частью электронных транспортных средств, значительно увеличился. Ведущая автомобильная компания Toyota объявила о 3,5 миллионах ежегодных продаж электромобилей к 2030 году и выпуске 30 моделей BEV.

• Глобальный спрос на решения в области устойчивой энергетики

После пандемии правительствами по всему миру было предпринято множество инициатив по сокращению глобальных выбросов углерода путем принятия устойчивых энергетических решений. Глобальная цепочка поставок сильно пострадала, что в свою очередь привело к росту цен на сырую нефть. В настоящее время большинство стран зависят от импорта сырой нефти и природного газа из стран ОПЕК. Эти страны тратят большую часть своей казны на импорт сырой нефти. Таким образом, эти страны хотят устранить эти огромные расходы и направить эти деньги на альтернативные и новые источники энергии, которые также будут стимулировать их экономику. Вот почему многие страны предлагают субсидии или налоговые льготы на покупку электромобилей. Эти усилия стимулируют спрос на аккумуляторы, которые являются важнейшим компонентом электромобилей.

Ограничения рынка

• Высококонкурентный рынок

Рынок электронных транспортных средств является высококонкурентным с присутствием сильных глобальных игроков, и любые технологические сбои могут повлиять на рост Li-Air аккумуляторов. Однако рынок электроники является новым сегментом автомобильной промышленности, который дает начало многим стартапам. Первоначальные инвестиции в электронные транспортные средства выше, чем в традиционные транспортные средства, работающие на топливе. Это усложняет выбор покупки для людей, живущих в странах с низким уровнем дохода. Рынок электромобилей стал высококонкурентным за счет внедрения инновационных технологий, таких как Интернет вещей (IoT) и информационно-развлекательные системы, в транспортные средства и брендинга в качестве специальных коммунальных транспортных средств.

• Вопросы безопасности

Электромобили — это новый и развивающийся сегмент автомобилестроения. Существуют различные инциденты, когда батареи загорались, что приводило к возгоранию транспортного средства и смартфонов. В настоящее время любые подобные вещи становятся широко распространенными и могут повлиять на потенциал литий-воздушных батарей в прогнозируемый период. Эти несколько случаев могут ограничить спрос на электронные батареи в регионах с жарким климатом. Ужесточаются нормативные рамки, которые могут повлиять на производство литий-воздушных батарей. Ограничения в доступности батарей и зарядных устройств для электромобилей могут замедлить рост литий-воздушных батарей.

Возможности рынка

• Инновации на рынке электромобилей

Существуют различные инновации и технологические достижения. Мир стал более динамичным, и то, что актуально сегодня, может не быть актуальным завтра. Вот почему производители аккумуляторов вкладывают значительные средства в исследования и разработки. Это создало спрос на новые инновации, например, литий-ионные аккумуляторы, которые мощнее традиционных литий-ионных аккумуляторов.

Это новое нововведение может решить растущую проблему емкости аккумулятора и обеспечит длительные поездки на одной зарядке в 2-х и 4-х колесных электронных транспортных средствах, что в свою очередь создает высокий рост рынка для литий-воздушных аккумуляторов. Его интенсивное использование делает его более требовательным. Кроме того, рост мировых цен на топливо и падение спроса на сырую нефть также побуждают людей переходить на электронные транспортные средства, которые являются зеленой и чистой энергией и помогают в глобальных выбросах углерода. Таким образом, высокий спрос на электромобили создаст значительно высокий спрос на продажи литий-воздушных аккумуляторов.

Объем рынка

Сегментный анализ

Сегментация по типу

• Водный литий-воздушный аккумулятор

Водный Li-воздушный аккумулятор состоит из литиевого металлического анода, водного электролита и пористого углеродного катода. Водный электролит объединяет литиевые соли, растворенные в воде. Это позволяет избежать проблемы засорения катода, поскольку продукты реакции растворимы в воде.

• Твердотельная литий-воздушная батарея

Твердотельная литий-воздушная батарея исключает возможность возгорания, поэтому она не воспламеняется. Она использует литиевый анод, пористый углеродный катод и электролит из керамики, стекла или стеклокерамики.

• Апротонный литий-воздушный аккумулятор

Апротонная литий-воздушная батарея обычно состоит из металлического литиевого анода, пористого катода, дышащего кислородом, и литиевой соли в органическом растворителе. Апротонная литий-воздушная батарея может быть заряжена для повторного использования.

Сегментация по применению

• Автомобильный

Он широко используется в коммерческих и пассажирских электронных транспортных средствах, начиная от двухколесных и заканчивая четырехколесными.

• Электроника

Литий-воздушные аккумуляторы используются в электронных гаджетах, таких как мобильные телефоны, планшеты и умные часы.

• Медицина

Литий-воздушные аккумуляторы также используются во многих медицинских приборах.

Региональный анализ

Мировой рынок литий-воздушных аккумуляторов сегментирован по регионам: Северная Америка, Европа, Азиатско-Тихоокеанский регион, Латинская Америка, Ближний Восток и Африка.

Северная Америка

В Северной Америке США доминируют в регионе по наличию большого количества электронных транспортных средств и рынка литий-воздушных батарей . Правительство США также предоставляет налоговые льготы на покупку электромобилей. Этот регион является высококонкурентным из-за наличия высокоразвитых и передовых технологий. Например, Tesla выпустила первые легковые автомобили с автопилотом и полностью беспилотным управлением, а американские исследователи разработали литий-воздушную батарею с твердым электролитом, плотность энергии которой может быть увеличена в четыре раза по сравнению с сегодняшними литий-ионными батареями. В испытательной ячейке, как заявила команда, было достигнуто 1000 циклов зарядки и разрядки.

Таким образом, США будут доминировать в североамериканском регионе в течение прогнозируемого периода. Канада — единственная страна в Северной Америке, которая имеет все критически важные минералы, такие как катодные и анодные материалы, необходимые для производства аккумуляторов для электромобилей. Канада также получает крупные инвестиции от мировых автопроизводителей, таких как Ford, General Motors и Stellantis, для производства электромобилей. Таким образом, рынок литий-воздушных аккумуляторов ожидает сильный рост в этом регионе.

Латинская Америка

В регионе Латинской Америки Бразилия, Аргентина, Боливия и Чили планируют использовать свои огромные запасы лития для производства электромобилей в регионе. Рост населения, увеличение располагаемого дохода, сокращение выбросов углерода — вот несколько факторов, которые будут стимулировать спрос на литий-воздушные батареи в прогнозируемый период.

Европа

В Европе Европейский союз выступает за электронные транспортные средства и разрабатывает нормативные положения для литий-воздушных аккумуляторов. Кроме того, Великобритания, Франция, Германия хотят устранить свои потребности в природном газе и топливе, производя литий-воздушные аккумуляторы для электронных транспортных средств. Европа также хочет использовать литий-воздушные аккумуляторы для промышленного оборудования, такого как вилочные погрузчики, коммерческие компактные коммунальные автомобили. Учитывая эти разработки, рынок литий-воздушных аккумуляторов будет испытывать высокие темпы роста в прогнозируемый период.

Азиатско-Тихоокеанский регион

В Азиатско-Тихоокеанском регионе Китай, Индия и Япония являются доминирующими странами и имеют наибольшую долю на рынке электронных транспортных средств. Китай является крупнейшим в мире производителем электронных транспортных средств благодаря своим производственным возможностям и обилию дешевой рабочей силы. Индия также является самым быстрорастущим рынком для электронного рынка, и ее правительство также предоставляет налоговые льготы и субсидии для принятия электронных транспортных средств, а также приглашает мировых производителей аккумуляторов в свою страну, чтобы сделать Индию страной электромобилей к 2030 году. Этот регион сильно зависит от энергии сырой нефти и хочет освободиться от зависимости от импорта сырой нефти. Регион может столкнуться с провалом в продажах литий-воздушных аккумуляторов из-за отсутствия располагаемого дохода и инфраструктурной поддержки для электромобилей. Несмотря на некоторые проблемы, этот регион будет доминировать на рынке электромобилей и литий-воздушных аккумуляторов в мире.

Ближний Восток и Африка

На Ближнем Востоке большинство стран имеют обилие сырой нефти, и экспорт нефти является основным источником дохода после путешествий. В связи с этим, они также переориентируют инвестиции на электронные транспортные средства и другие новые технологии. Таким образом, этот рынок будет испытывать положительный рост в этом регионе.

Ключевые игроки

1. ФИНЕРГИЯ
2. EV DYNAMICS (HOLDINGS) LIMITED
3. ФУДЗИ ПИГМЕНТ КО., ЛТД.
4. СИНЬЦЗЯНСКАЯ КОМПАНИЯ JOINWORLD CO., LTD.
5. ACTXE ЛИМИТЕД
6. ДЕ НОРА ТЕХ, ИНК.
7. DURACELL INC.
8. IBM КОРПОРАЦИЯ
9. ПОЛИПЛЮС
10. ЛИТИЙ ЭЙР ИНДАСТРИЗ, ИНК.

Последние события

В марте 2022 года Tesla объявила об открытии своего завода Tesla Gigafactory Texas. Gigafactory Texas расположен недалеко от Остина и будет производить Tesla Cybertruck, Tesla Semi, Model 3 и Model Y для восточного рынка США. Завод является вторым по величине заводом в США и вторым по объему.

В июне 2022 года Volkswagen AG объявила о запуске своей североамериканской лаборатории по разработке аккумуляторов в Чаттануге. Компания инвестировала 22 миллиона долларов США в разработку и строительство нового флагманского объекта, а его основной целью является тестирование аккумуляторов для электромобилей и высоковольтная инженерная деятельность.

В 2021 году компания Zinc8 Energy Solution разработала технологию аккумуляторов для хранения энергии и работала со штатом Нью-Йорк над установкой системы. Эта система использует цинк и воздух в качестве топлива и ориентирована на скорость реагирования наряду с хранением.

В июне 2021 года Tesla объявила о выпуске первой серийной Tesla Model S Plaid. Это четырехдверный электромобиль с предполагаемым запасом хода 390 миль. Plaid — это топовая модель S с 1020 лошадиными силами и временем разгона от 0 до 60 миль в час за 2 секунды. Plaid заряжается быстрее на станциях Tesla Supercharger, имеет более просторное заднее сиденье и лучшую развлекательную систему.