Globaler Markt für thermische Energiespeicherung nach Technologie (sensible Wärmespeicherung, latente Wärmespeicherung und thermochemische Speicherung), nach Speichermaterial (Wasser, geschmolzene Salze, Phasenwechselmaterialien und andere), nach Anwendung (Stromerzeugung, Fernwärme und -kühlung sowie Prozesswärme und -kühlung), nach Endverbraucher (Versorgungsunternehmen, Gewerbe, Industrie und W

Marktübersicht

Der globale Markt für thermische Energiespeicherung wurde im Jahr 2022 auf 18,89 Milliarden USD geschätzt und soll bis 2028 49,72 Milliarden USD erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 9,25 % während des Prognosezeitraums von 2024 bis 2028 entspricht. Unter thermischer Energiespeicherung versteht man die Speicherung von Energie unter Verwendung verschiedener Materialien, die Energie basierend auf Temperaturschwankungen speichern und freigeben. Diese Technologie findet Anwendung in Wärmepumpen, Kraftwerken und Abfallmanagementsystemen. Durch den Einsatz thermischer Energiespeichersysteme kann der Energiebedarf während der Spitzenzeiten gesenkt werden, was zu geringeren Kohlendioxidemissionen und einem geringeren Energieverbrauch für die Endverbraucher führt. Thermische Energiespeicher werden in Wärmekraftwerken und Solarkraftwerken häufig eingesetzt, um eine stabile Stromversorgung auch nachts zu gewährleisten und Wärme in der Prozessindustrie zu nutzen. Darüber hinaus stellen die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energieerzeugung und die wachsende Nachfrage nach thermischen Energiespeichersystemen für Heizungs-, Lüftungs- und Klimatechnik einen weiteren zwingenden Faktor dar. Darüber hinaus wird erwartet, dass die zunehmende Besorgnis über Treibhausgasemissionen und eskalierende Kraftstoffpreise die Nachfrage nach fortschrittlichen thermischen Energiespeichersystemen weiter ankurbeln werden.

Wichtige Markttreiber

Nachfrage nach Energiespeichern zur Ergänzung der ständig zunehmenden Solarenergieerzeugung

Die Dekarbonisierung des Energiesektors und die Reduzierung der Kohlenstoffemissionen zur Bekämpfung des globalen Klimawandels sind entscheidende Ziele für Regierungen, Energiebehörden und Versorgungsunternehmen weltweit. Laut IRENA kann der beschleunigte Einsatz erneuerbarer Energien in Verbindung mit Elektrifizierung und verbesserter Energieeffizienz des Stromnetzes bis 2050 mehr als 90 % der notwendigen Reduzierung der Kohlendioxidemissionen (CO2) im Einklang mit den Pariser Klimazielen liefern. Im Jahr 2019 stieg die weltweit installierte Kapazität für erneuerbare Energien um 176 GW, was einer Wachstumsrate von 7,4 % gegenüber 2018 entspricht. Der Wasserkraftsektor erholte sich und trug zum allgemeinen Erzeugungswachstum bei. Die Stromerzeugung durch Solarenergie übertraf 2018 die durch Bioenergie und wurde zur drittgrößten Quelle für die Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien. Die Stromerzeugung durch Solar- und Windenergie verzeichnete deutliche Zuwächse von 28 % bzw. 11 %. Zusammen machten diese beiden Quellen seit 2014 73 % des Wachstums der erneuerbaren Energien aus. Die Solarenergie erlebte weltweit eine bemerkenswerte durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 49 %, angetrieben von starken politischen Mechanismen des Bundes, wie der Investitionssteuergutschrift für Solarenergie, und der steigenden Nachfrage nach sauberer Energie in den wichtigsten Volkswirtschaften Nordamerikas, Europas und der Region Asien-Pazifik. In China trugen erneuerbare Energiequellen 2018 26,7 % zur gesamten Stromerzeugung des Landes bei, wobei Wasserkraft, Wind, Photovoltaik und Biomasse bedeutende Beiträge leisteten. China hat sich ehrgeizige Solarziele gesetzt und strebt bis 2020 mindestens 210 GW und möglicherweise bis zu 270 GW an. Die indische Regierung hat sich außerdem das Ziel gesetzt, bis 2022 175 GW an erneuerbarer Energiekapazität zu installieren, darunter Wind-, Bio-, Solar- und kleine Wasserkraft. Spanien hat sein Ziel für erneuerbare Energien bis 2030 auf 74 % angehoben und plant, 157 GW an erneuerbarer Energiekapazität hinzuzufügen. Die Stromerzeugung durch konzentrierende Solarenergie (CSP) stieg 2019 um schätzungsweise 34 % und dürfte weiter wachsen. Die kontinuierliche politische Unterstützung von CSP-Projekten in verschiedenen Regionen, darunter dem Nahen Osten und Afrika, dem asiatisch-pazifischen Raum und Nordamerika, wird zu diesem Wachstum beitragen. Die thermische Energiespeicherung spielt in CSP-Anlagen eine entscheidende Rolle, da sie die Speicherung von Sonnenwärme zur Stromerzeugung in Zeiten ohne Sonnenlicht ermöglicht. Dies gewährleistet einen unterbrechungsfreien Betrieb und bietet Vorteile wie höhere Zuverlässigkeit, verbesserte Gesamteffizienz, geringere Kosten und geringere Kohlendioxidemissionen. Die Integration der thermischen Energiespeicherung in CSP-Anlagen dürfte das Marktwachstum ankurbeln.

Steigende Energienachfrage

Die Nachfrage nach Elektrizität, die durch die zunehmende Kommerzialisierung und den erhöhten Verbrauch während der Spitzenzeiten sowie den Bedarf an Heiz- und Kühlanwendungen in intelligenter Infrastruktur angetrieben wird, treibt das Marktwachstum an. Fördernde Regierungspolitiken in Industrie- und Entwicklungsländern für erneuerbare Energietechnologien tragen zusätzlich zu dieser Expansion bei. Viele Länder weltweit investieren in erneuerbare Energien und stimulieren so das Marktwachstum in unterschiedlichen Volkswirtschaften. Investitionen in Solar- und Windenergie schaffen nicht nur Arbeitsplätze, sondern reduzieren auch Emissionen und fördern Innovationen. Eines der Hauptziele zahlreicher Regierungen ist es, die Kohlenstoffemissionen im Energiesektor zu senken und so den globalen Klimawandel abzumildern. Dieses Ziel hat zu einer verbesserten Energieeffizienz in Stromnetzen geführt, was zu geringeren Kohlendioxidemissionen führt. So will die indische Regierung beispielsweise bis 2022 175 Gigawatt an erneuerbarer Energiekapazität installieren, darunter Wind-, Bio-, Solar- und Wasserkraftquellen. Ebenso plant die spanische Regierung, bis 2030 157 Gigawatt Kapazität für erneuerbare Energien hinzuzufügen. Die Nutzung der thermischen Energiespeicherung bietet eine verbesserte Zuverlässigkeit, geringere Investitionskosten, eine höhere Gesamteffizienz und geringere Betriebskosten. Darüber hinaus wird das schnelle Wachstum dezentraler erneuerbarer Energietechnologien eine treibende Kraft für den Markt sein.

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Wichtige Marktherausforderungen

Hohe anfängliche Einrichtungskosten, die je nach Technologie variieren

Hohe Preise für TES-Systeme können das Branchenwachstum bremsen

Die erheblichen Kapitalinvestitionen, die für den Bau von TES-Systemen erforderlich sind, waren eine große Einschränkung für die Marktexpansion. Die Technologie ist jedoch aufgrund von Verbesserungen und Standardisierungen im Herstellungsprozess sowie der steigenden Nachfrage nach fortschrittlichen Speichermaterialien wettbewerbsfähiger geworden. Darüber hinaus wird erwartet, dass die positive Perspektive hinsichtlich der Reduzierung von CO2-Emissionen und die Entwicklung von CSP-Kraftwerken das Marktwachstum in den kommenden Jahren vorantreiben werden.

Wichtige Markttrends

Umstellung auf erneuerbare Energieerzeugung ist ein Trend

Zahlreiche Länder weltweit stellen auf erneuerbare Energieerzeugung um und nutzen die thermische Energiespeicherung, um ihre CO2-Reduktionsziele zu erreichen. Darüber hinaus investieren Regierungen, Verbände und Universitäten aktiv in Forschung und Entwicklung, um innovative thermische Speichermedien mit minimalen oder keinen Umweltauswirkungen zu entwickeln. In diesem Zusammenhang wird erwartet, dass das Aufkommen hochmoderner Technologien wie intelligenter Sensoren, IoT und KI die Effizienz der thermischen Energiespeicherung deutlich steigern wird.

Segmenteinblicke

Anwendungseinblicke

Das Segment Stromerzeugung wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein erhebliches Wachstum verzeichnen. Die steigende Nachfrage nach zuverlässiger und kostengünstiger Stromversorgung in netzfernen und abgelegenen Gebieten wird dieses Segment vorantreiben. Darüber hinaus wird die Umsetzung verschiedener Regierungsinitiativen zur Förderung der Stromerzeugung aus Solarkraftwerken das Wachstum des Stromerzeugungssegments weiter fördern. Im Rahmen des Einspeisetarifsystems erhalten Anbieter von erneuerbarer Energie für jede erzeugte Einheit Strompreise und können überschüssigen Strom an das Netz zurückverkaufen.

Einblicke in Speichermaterialien

Die Technologie für geschmolzenes Salz wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein erhebliches Wachstum erfahren. Das Wachstum dieses Segments ist auf seine hohe technologische Effizienz sowie seine Anwendung in verschiedenen Solarenergieprojekten zurückzuführen. Geschmolzenes Salz wird zur Speicherung der durch Solarrinnen und Solartürme gesammelten Wärme verwendet. Diese durch diese Technologie nutzbar gemachte Wärme wird dann in überhitzten Dampf umgewandelt, um Dampfturbinen anzutreiben.

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Regionale Einblicke

Europa machte den größten Umsatzanteil aus und wird voraussichtlich seinen Vorsprung im gesamten Prognosezeitraum beibehalten. Die Region zeichnet sich durch eine beträchtliche Anzahl thermischer Energiespeichersysteme aus, die für verschiedene Anwendungen wie Raumheizung, Warmwasserbereitung, Fernwärme und -kühlung sowie Stromerzeugung eingesetzt werden. Spanien ist aufgrund seiner zahlreichen operativen TES-Projekte und der Präsenz wichtiger Akteure wie Abengoa Solar der wichtigste Beitragszahler zum regionalen Marktwachstum. Die europäischen Regierungen haben ein Modell entwickelt, das als europäisches Modell bekannt ist und Energie basierend auf der Bevölkerungsdichte in bestimmten Regionen effizient speichert und verteilt. Insbesondere die deutsche Bundesregierung investiert stark in fortgeschrittene Forschung zur Speicherung elektrischer Energie, insbesondere im Zusammenhang mit ihrer Verwendung in Solarmodulen für Wohngebäude.

Neueste Entwicklungen

• Im März 2019 stellte Climate Change Technologies seinen thermischen Energiespeicher vor, eine modulare Einheit, die verschiedene Arten von Elektrizität – wie Solar- und Windenergie – aufnehmen und zum Erhitzen und Schmelzen von Silizium in einer hochisolierten Kammer nutzen kann. Im Mai 2019 schloss sich Vattenfall, ein führendes europäisches Energieunternehmen, mit SaltX Technology zusammen, um ein Pilotprojekt im industriellen Maßstab zur Erprobung einer nanobeschichteten, salzbasierten Energiespeichertechnologie in Auftrag zu geben, die eine chemische Speicherlösung für langfristige thermische Energie bietet. Darüber hinaus stellte Azelio im Mai 2019 seine Speichertechnologie vor, die einen Stirlingmotor für die bedarfsgerechte Stromerzeugung umfasst. Dieses innovative System ermöglicht die Aufnahme und Speicherung von Strom aus einer größeren Bandbreite erneuerbarer Quellen als thermische Energie.
• Im August 2018 schloss SolarReserve eine Vereinbarung mit der Regierung von South Australia (Australien) zum Bau eines 150-MW-Solarthermiekraftwerks. Die Anlage wird geschmolzenes Salz zur Energiespeicherung nutzen und Parabolturmsysteme einsetzen.
• Darüber hinaus erweiterte SolarReserve im Mai 2018 seinen Betrieb durch die Integration eines 70-MW-Solarparks in den Solarkraftwerkskomplex Port Augusta in Südaustralien. Diese Erweiterung umfasste die Installation einer Anlage zum Speichern geschmolzenen Salzes und die Lieferung von Strom zu einem wettbewerbsfähigen Tarif von 78 USD/MWh.

Wichtige Marktteilnehmer

• BrightSource Energy Inc.
• Aalborg CSP AS
• Abengoa SA
• Baltimore Aircoil Unternehmen
• Burns & McDonnell
• SaltX Technology Holding AB
• Terrafore Technologies LLC
• Trane Technologies PLC
• SR Energy
• Vantaa Energy