Superkondensatormarkt – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, segmentiert nach Produkttyp (Doppelschichtkondensator, Pseudokondensatoren und Hybridkondensatoren), Modultyp (Module unter 10 Volt, Module von 10 Volt bis 25 Volt, Module von 25 Volt bis 50 Volt, Module von 50 Volt bis 100 Volt und Module über 100 Volt), Material (Aktivkohle, Karbid-abgeleiteter Kohlenstoff, Kohl

Marktübersicht

Der globale Markt für Superkondensatoren wurde im Jahr 2022 auf 2,78 Milliarden USD geschätzt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein starkes Wachstum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 16,42 % bis 2028 verzeichnen. Ein Superkondensator, auch als Ultrakondensator oder elektrochemischer Kondensator bekannt, ist ein Energiespeichergerät, das die Lücke zwischen herkömmlichen Kondensatoren und Batterien schließt. Er speichert und gibt Energie durch die Trennung elektrischer Ladungen über einen Elektrolyten und ein elektrisch leitfähiges Material ab, das typischerweise aus Aktivkohle besteht. Superkondensatoren können im Vergleich zu herkömmlichen Kondensatoren größere Energiemengen speichern und abgeben und bieten dabei schnellere Lade- und Entladezyklen als Batterien. Der globale Superkondensatormarkt bezieht sich auf die Branche und Marktlandschaft rund um die Produktion, den Vertrieb und die Verwendung von Superkondensatoren für verschiedene Anwendungen. Diese Anwendungen umfassen unter anderemEnergiespeicherungSuperkondensatoren können Energie speichern und schnell freigeben, wodurch sie für Anwendungen geeignet sind, die kurze Stromstöße erfordern, wie z. B. regenerative Bremssysteme in Fahrzeugen und Notstromsysteme. UnterhaltungselektronikSuperkondensatoren können in elektronischen Geräten wie Smartphones, Wearables und Laptops verwendet werden, um schnelle Stromstöße für Funktionen wie Kamerablitze und Datenspeicherung bei Stromausfall bereitzustellen. Erneuerbare EnergienSuperkondensatoren können in erneuerbare Energiesysteme wie Solar- oder Windkraftanlagen integriert werden, um kurzfristig Energie zu speichern und Schwankungen in der Energieabgabe auszugleichen.

Wichtige Markttreiber

Die Verwendung globaler Superkondensatoren dürfte aufgrund der zunehmenden Akzeptanz in der Automobilindustrie und der steigenden Kundenpräferenz für Elektro-/Hybridfahrzeuge (HEV) international zunehmen.

Eine Batterie mit hoher Kapazität und einem deutlich höheren Kapazitätswert als bei herkömmlichen Kondensatoren, aber mit geringeren Spannungsbeschränkungen wird als Superkondensator (SC) oder auch Ultrakondensator bezeichnet. Er beseitigt das Vakuum, das von wiederaufladbaren Batterien und Elektrolytkondensatoren hinterlassen wird. Im Vergleich zu Elektrolytkondensatoren speichert er typischerweise 10- bis 100-mal mehr Energie pro Volumen- oder Masseneinheit, nimmt Ladung erheblich schneller auf und gibt sie ab und kann viel mehr Lade- und Entladezyklen überstehen als wiederaufladbare Batterien. Die Hauptfunktion von Superkondensatoren besteht in der Nutzung der reversiblen Ionenadsorption und -desorption an den Schnittstellen von Elektrodenmaterialien und Elektrolyten. Superkondensatoren (SCs) sind elektrochemische Energiespeicher, die Energie speichern und freisetzen. Superkondensatoren werden in Anwendungen eingesetzt, die zahlreiche schnelle Lade-/Entladezyklen erfordern, anstatt einer langfristigen kompakten Energiespeicherung, wie z. B. regeneratives Bremsen, kurzfristige Energiespeicherung oder Burst-Mode-Stromversorgung in Autos, Bussen, Zügen, Kränen und Aufzügen. Kleinere Geräte werden als statischer Direktzugriffsspeicher (SRAM) als Stromspeicher verwendet.

Wachsender Trend zu digitalen Gadgets treibt das Marktwachstum im Prognosezeitraum an

Herkömmliche Batterien für Elektroautos werden aufgrund ihrer schnellen Ladefähigkeit und Temperaturstabilität durch Superkondensatoren ersetzt. Superkondensatoren sind außerdem flexibler als normale Batterien. Die hohe Nachfrage nach einer stabilen Stromversorgung für Anwendungen wie GPS, tragbare Mediaplayer, Laptops und Mobilgeräte ist ein neuer Trend auf dem untersuchten Markt.

Auf der Grundlage der aktuellen Superkondensator-Technologie wird weiter an der Entwicklung kostengünstiger und kreativer Lösungen geforscht. Dies unterstreicht die Notwendigkeit, die Kosten für die Herstellung kohlenstoffbasierter Elektroden und die Abhängigkeit von wesentlichen Komponenten zu senken und gleichzeitig eine kostengünstigere und umweltfreundlichere Alternative zu den aktuellen Versionen bereitzustellen. So haben Wissenschaftler am Imperial College London und am University College London (UCL) kürzlich ein Elektrodenmaterial für Superkondensatoren entwickelt, das energiedichter und umweltfreundlicher ist und den Weg für eine stärkere Marktakzeptanz der Hochleistungs-Schnellladetechnologie für Elektrofahrzeuge ebnet.

Das Wachstum von Superkondensatoren in der Automobilindustrie wurde auch von zahlreichen Marktherstellern vorangetrieben, die einen deutlichen Umsatzanstieg im Bereich Elektroautos beobachteten. Beispielsweise wurden für das gesamte Jahr 2022 Verkaufszahlen von 10,6 Millionen Elektrofahrzeugen prognostiziert, was einem Anstieg von 57 % gegenüber 2021 entspricht. Die Zahl der BEVs lag bei 8 Millionen und die der PHEVs bei 2,6 Millionen. Außerdem wurde erwartet, dass bis Ende 2022 fast 27 Millionen Elektrofahrzeuge im Einsatz sein werden, darunter Leichtfahrzeuge, 70 % BEVs und 30 % PHEVs.

Chinas wachsende Elektroautoindustrie

Um die Ziele der CO2-Neutralität bis 2060 zu erreichen, wird erwartet, dass Chinas Nachfrage nach Superkondensatoren so schnell wie seit langem nicht mehr steigen wird. Der gesamte Marktanteil von Superkondensatoren in China würde aufgrund der steigenden Nachfrage in nachgelagerten Märkten wie Elektroautos weiter wachsen. Darüber hinaus sind mehrere neue Akteure auf den Markt gekommen, unterstützt durch die Regierungspolitik.

Der Automobilsektor in China hat einen hohen Einfluss, und das Land hat auf dem globalen Automobilmarkt zunehmend an Bedeutung gewonnen. Die Regierung erkennt den Automobilsektor, zu dem auch die Autoteileindustrie gehört, als eine der grundlegenden Branchen der Wirtschaft an. Laut der chinesischen Zentralregierung wird das Land bis 2025 35 Millionen Autos produzieren und damit den Bedarf an Superkondensatoren decken. China gilt als einer der Top-Anwender von Elektrofahrzeugen, die immer beliebter werden. Der 13. Fünfjahresplan für Chinas Transportindustrie fördert die Entwicklung umweltfreundlicher Mobilitätsalternativen wie Hybrid- und Elektrofahrzeuge.

Japanische Regierung setzt auf Elektro- oder Hybridmodelle

Darüber hinaus ist der Transportbereich eine der grundlegenden Infrastrukturen, die die japanische Wirtschaft gestützt und parallel zur Expansion anderer Branchen entwickelt hat. Darüber hinaus bewegt sich Japan in Richtung Elektroautos. So hat Toyota, der größte Autohersteller des Landes, mit Mazda, einem weiteren wichtigen Teilnehmer, zusammengearbeitet, um Technologien für Elektrofahrzeuge zu entwickeln, darunter Minivans, Pkw, SUVs und leichte Lkw. Damit wird die Nachfrage nach Superkondensatoren bedient.

Bis 2050 wollte die japanische Regierung, dass alle im Land verkauften Neuwagen Elektro- oder Hybridmodelle sind. Das Land beabsichtigt, Subventionen bereitzustellen, um die Entwicklung von Batterien und Elektrofahrzeugmotoren im privaten Sektor zu beschleunigen. Die Regierung strebt eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen von Fahrzeugen an, daher konzentrieren sich japanische Bus- und LKW-Hersteller stärker auf die Produktion von Elektroautos. Als Beispiel stellte Hino Motors Ltd. sein erstes dieselelektrisches Hybrid-LKW-Modell vor.

Wichtige Marktherausforderungen

Hohe Kosten für Superkondensatoren/Ultrakondensatoren behindern die Expansion des Marktes

Die hohen Kosten für Superkondensatoren und Ultrakondensatoren behindern die Expansion des Marktes und begrenzen ihre Verwendung in einem breiten Spektrum möglicher Anwendungen. Die zur Beschichtung der Elektroden verwendeten Materialien, wie Aktivkohle, tragen erheblich zu den hohen Kosten von Superkondensatoren insgesamt bei. Aktivkohle in Superkondensatorenqualität wird voraussichtlich über 15 USD pro kg kosten, was die hohen Kosten der Endprodukte verdeutlicht. Superkondensatoren sind teuer, was sich auf die Kosten pro Wattstunde auswirkt. Untersuchungen zufolge können die Kosten für nicht-wasserhaltige Superkondensatoren bis zu 2.400 USD/kWh betragen, was wesentlich höher ist als der Preis für konventionelle und leichte Ionenbatterien.

Wichtige Markttrends

Steigende Nachfrage nach Energiespeicherlösungen

Der Bedarf an effizienten Energiespeicherlösungen, sowohl für tragbare Elektronik als auch für groß angelegte Anwendungen wie die Integration erneuerbarer Energien und den Elektrotransport, trieb die Nachfrage nach Superkondensatoren an. Ihre Fähigkeit, schnelle Energieschübe und eine hohe Zyklenlebensdauer bereitzustellen, machte sie für verschiedene Energiespeicheranforderungen attraktiv. Die Zunahme von Elektrofahrzeugen (EVs) und Superkondensatoren wurden als ergänzende Komponenten in Elektro- und Hybridfahrzeugen untersucht. Sie wurden verwendet, um beim Bremsen und Beschleunigen Energie zu erfassen und freizugeben, wodurch die Gesamteffizienz verbessert und die Lebensdauer der Batterien durch die Bewältigung hoher Leistungsanforderungen verlängert wurde. Integration mit erneuerbaren EnergiesystemenSuperkondensatoren wurden in erneuerbare Energiesysteme wie Solar- und Windkraftanlagen integriert, um Schwankungen bei der Energieerzeugung auszugleichen und die Netzstabilität zu verbessern. Sie ermöglichten schnelle Reaktionszeiten, um Energieangebot und -nachfrage auszugleichen. Laufende Forschungen zur Entwicklung neuer Materialien und Herstellungstechniken für Superkondensatoren führten zu Verbesserungen ihrer Energiedichte, Leistungsdichte und Gesamtleistung. Nanomaterialien und Graphen waren besonders vielversprechende Untersuchungsbereiche.

Miniaturisierung für tragbare Elektronik

Der Trend zu kleinerer und effizienterer tragbarer Elektronik trieb die Entwicklung kompakter und leichter Energiespeicherlösungen voran. Superkondensatoren wurden in tragbare Geräte integriert, um schnelle Energieschübe bereitzustellen, ohne das Gewicht erheblich zu erhöhen. Da die Nachfrage nach Energiespeicherlösungen weiter stieg, investierten viele Unternehmen in Forschung und Entwicklung, um die Superkondensatortechnologie zu verbessern. Dazu gehörten die Verbesserung der Effizienz der Energiespeicherung, die Reduzierung des Innenwiderstands und die Verlängerung der Zyklenlebensdauer. Fokus auf ökologische NachhaltigkeitSuperkondensatoren gelten im Allgemeinen als umweltfreundlicher als herkömmliche Batterien, da sie ungiftige Materialien verwenden und recycelt werden können. Als Umweltbedenken an Bedeutung gewannen, stieg das Interesse des Marktes an nachhaltigen Energiespeicherlösungen. Integration mit Geräten des Internet of Things (IoT)Superkondensatoren fanden Anwendung in IoT-Geräten, wo sie schnelle Energieschübe für Sensormessungen, Datenübertragung und die Aufrechterhaltung der Gerätefunktionalität bei Stromunterbrechungen lieferten. Unternehmen auf dem Superkondensatormarkt schlossen Partnerschaften und Kooperationen, um Fachwissen und Ressourcen für innovativere und umfassendere Energiespeicherlösungen zu bündeln.

Segmenteinblicke

Produkttypeinblicke

Pseudokondensatoren stellten das größte Segment dar, da sie elektrische Energie speichern können, indem sie elektronische Ladungen zwischen Elektrode und Elektrolyt durch Pseudokondensatoren übertragen. Darüber hinaus wirkt sich die steigende Nachfrage nach Pseudokondensatoren, die sowohl viel Energie als auch viel Leistung benötigen, positiv auf den Markt aus.

Einblicke in Materialien

Kohlenstoff und Metalloxide hielten den größten Marktanteil, da sie die Herstellung verschiedener Superkondensatoren mit attraktiver Leistung über ein breites Spannungsfenster behindern. Darüber hinaus umfasst die steigende Nachfrage nach Superkondensatoren auf Kohlenstoff- und Metalloxidbasis Batterien mit höherer Kapazität, besserer Lebensdauer und Zuverlässigkeit, was sich positiv auf den Markt auswirken wird.

Einblicke in Modultypen

Superkondensatoren unter 25 V hielten den größten Markt, da diese Module in verschiedenen Versionen erhältlich sind und als geeignet für Anwendungen gelten, die gepulste Leistung und geringe Kapazität erfordern. Sie haben einen sehr niedrigen äquivalenten Widerstand und eine lange Lebensdauer, was einen minimalen Wartungsaufwand in den verwendeten Systemen gewährleistet. Darüber hinaus wird der Markt durch die wachsende Nachfrage nach diesen Modulen für die automatische Zählerablesung positiv beeinflusst.

Regionale Einblicke

Die Region Asien-Pazifik hat sich mit einem erheblichen Umsatzanteil im Jahr 2022 als Marktführer auf dem globalen Superkondensatormarkt etabliert.

Jüngste Entwicklungen

• Im September 2022 kündigte Godi India die Entwicklung von Superkondensatoren zur Verlängerung der Batterielebensdauer in Elektrofahrzeugen an. Mit seinem Werk in Hyderabad ist das Unternehmen das erste, das Hochleistungs-Superkondensatoren mit 3000 F (Farad) herstellt. Das Unternehmen wird außerdem eine Produktionsanlage für Superkondensatoren mit einer Kapazität von 200 kWh in Betrieb nehmen, um die unterschiedliche lokale und internationale Nachfrage zu decken.
• Laut CAP-XX Limited wurde die Produktion der dünnen, prismatischen Murata-Supersportwagen in vollem Umfang aufgenommen und im Januar 2021 ausgeliefert.
• Juli 2021– Die AVX Company, ein führender Hersteller und Anbieter innovativer elektronischer Komponenten sowie Verbindungs-, Sensor-, Steuerungs- und Antennensysteme, hat eine brillante neue Kollektion standardmäßiger und kundenspezifischer Superkondensatoren vorgestellt.
• Im Mai 2022 wurde ein Joint Venture zwischen CAP-XX Limited und Iconic Industries gegründet. Dieses Unternehmen ist für die Vermarktung von reduziertem Graphenoxid (rGO) verantwortlich, das in Superkondensatoren und anderen Energiespeichergeräten verwendet wird. Im Namen des Joint Ventures wird CAP-XX rGO nutzen, um Superkondensatoren und andere Energiespeichergeräte unter dem Namen CAP-XX herzustellen und zu vermarkten.
• Kyocera AXA hat im August 2022 eine Reihe von Superkondensatoren im Beutelstil vorgestellt, um den Stromstoß bei Batterien zu reduzieren. Diese Kondensatoren können eigenständig als Notstromversorgung für das System verwendet werden, wobei sie manchmal die Stelle von Batterien einnehmen, oder sie können in Verbindung mit Primär- oder Sekundärbatterien verwendet werden.

Wichtige Marktteilnehmer

• Maxwell Technologies
• Skeleton Technologies
• Nesscap Energy (Teil von Maxwell Technologies)
• Panasonic Corporation
• CAP-XX
• Nippon Chemi-Con Corporation
• Ioxus (übernommen von Eaton)
• Yunasko
• Elton Superkondensator
• VINATech