Markt für stationäre Brennstoffzellen – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, segmentiert nach Kapazität (weniger als 1 kW, 1 KW bis 5 kW, 5 kW bis 250 kW, 250 kW bis 1 MW, mehr als 1 MW), nach Typ (Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle (PEMFC), Phosphorsäure-Brennstoffzelle (PAFC), Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle (MCFC), Festoxid-Brennstoffzelle (SOFC), Direktmethanol-Br

Marktübersicht

Der globale Markt für stationäre Brennstoffzellen wird im Jahr 2022 auf 2,97 Milliarden USD geschätzt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein robustes Wachstum mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 13,02 % bis 2028 verzeichnen. Günstige Vorschriften und Richtlinien zur Beschleunigung der Einführung sauberer Energie sowie eine erhöhte Finanzierung der Elektrifizierung in netzfernen und abgelegenen Gebieten werden das Umsatzwachstum im Brennstoffzellenmarkt vorantreiben. Darüber hinaus wird die Umsetzung verschiedener Investitionsprogramme zur Verlagerung des Fokus auf Techniken zur dezentralen Stromerzeugung die Marktexpansion vorantreiben. Darüber hinaus wird das steigende Bewusstsein der Verbraucher für die Reduzierung von Treibhausgasemissionen und die zunehmende Betonung sauberer Energie die Nachfrage nach dem Produkt ankurbeln.

Wichtige Markttreiber

Umweltbelange und Emissionsreduzierung

Einer der wichtigsten Treiber hinter dem Wachstum des globalen Brennstoffzellenmarktes ist das zunehmende globale Bewusstsein und die Besorgnis über Umweltprobleme, verbunden mit der dringenden Notwendigkeit, Treibhausgasemissionen zu reduzieren. Die Verbrennung fossiler Brennstoffe zur Stromerzeugung und zum Transport hat erheblich zur Luftverschmutzung und zur Ansammlung von Treibhausgasen in der Atmosphäre beigetragen, was letztendlich zum Klimawandel führt.

Brennstoffzellen, die durch einen elektrochemischen Prozess mit minimalen Emissionen Strom erzeugen, gelten als vielversprechende Lösung zur Bewältigung dieser Umweltprobleme. Brennstoffzellen, insbesondere Wasserstoffbrennstoffzellen, produzieren bei der Stromerzeugung nur Wasserdampf und Wärme als Nebenprodukte. Diese emissionsfreie Eigenschaft macht Brennstoffzellen zu einer attraktiven Wahl zur Reduzierung von Luftschadstoffen und zur Minderung von Kohlendioxidemissionen, was im Einklang mit internationalen Klimaabkommen wie dem Pariser Abkommen steht. Da Regierungen weltweit strengere Emissionsvorschriften einführen und ehrgeizige Nachhaltigkeitsziele setzen, wächst die Nachfrage nach Brennstoffzellen als saubere Energielösung weiter.

Im Transportsektor gewinnen Brennstoffzellenfahrzeuge (FCVs) an Bedeutung, da sie den CO2-Fußabdruck der Automobilindustrie reduzieren. FCVs bieten große Reichweiten, schnelles Auftanken und null Abgasemissionen und bekämpfen damit eine der Hauptquellen der städtischen Luftverschmutzung. Regierungen und Automobilhersteller investieren in FCV-Technologie, bieten Anreize und entwickeln eine Wasserstoff-Tankstelleninfrastruktur, um den Übergang zu saubereren Transportmitteln zu unterstützen.

Energieeffizienz und Energiesicherheit

Brennstoffzellen sind weithin für ihre außergewöhnliche Energieumwandlungseffizienz bekannt, ein wichtiger Treiber des globalen Brennstoffzellenmarktes. Im Gegensatz zu herkömmlichen Verbrennungsmotoren, die eine erhebliche Menge an Energie in Form von Wärme abgeben, können Brennstoffzellen eine Energieeffizienz von über 50 % und sogar noch mehr erreichen, wenn sie in Kraft-Wärme-Kopplungsanwendungen (KWK) eingesetzt werden. Diese überlegene Energieeffizienz reduziert nicht nur den Energieverbrauch und die Treibhausgasemissionen, sondern optimiert auch die Nutzung der Brennstoffressourcen.

Die Effizienz von Brennstoffzellen spielt eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Energiesicherheit, indem sie die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringert und die Nutzung von erneuerbarem und kohlenstoffarmem Wasserstoff fördert. Wasserstoff, ein häufig verwendeter Brennstoff für Brennstoffzellen, kann aus verschiedenen Quellen wie Erdgas, Biogas, Wasserelektrolyse unter Verwendung von erneuerbarem Strom und industriellen Nebenprodukten gewonnen werden. Diese Flexibilität bei den Rohstoffen erhöht die Energiesicherheit durch Diversifizierung der Brennstoffquellen und Verringerung der Anfälligkeit für Versorgungsunterbrechungen.

Darüber hinaus bergen Brennstoffzellen das Potenzial für eine dezentrale Energieerzeugung, die die Netzstabilität verbessern und Übertragungsverluste minimieren kann. In Regionen, in denen es häufig zu Stromausfällen kommt, oder in abgelegenen Gebieten mit eingeschränktem Zugang zur herkömmlichen Netzinfrastruktur fungieren Brennstoffzellen als zuverlässige Ersatzstromquellen und tragen so zur Energiesicherheit und -zuverlässigkeit bei.

Technologische Fortschritte und Innovationen

Der kontinuierliche Fortschritt der Brennstoffzellentechnologien spielt eine entscheidende Rolle für den globalen Brennstoffzellenmarkt. Laufende Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen haben zu Verbesserungen der Effizienz, Haltbarkeit und Kosteneffizienz von Brennstoffzellen geführt. Diese Fortschritte haben den Anwendungsbereich erweitert und die Wettbewerbsfähigkeit von Brennstoffzellen im Vergleich zu herkömmlichen Energietechnologien erhöht.

Fortschritte in der Materialwissenschaft, der Katalysatorentwicklung und den Herstellungstechniken haben die Kosten von Brennstoffzellenkomponenten, insbesondere von Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFCs) und Festoxidbrennstoffzellen (SOFCs), effektiv gesenkt. Kostensenkungen haben Brennstoffzellen wirtschaftlich gemacht und neue Möglichkeiten in der stationären Stromerzeugung, im Transportwesen und in anderen Sektoren eröffnet.

Innovationen in der Brennstoffzellentechnologie haben auch zur Entwicklung robusterer und langlebigerer Systeme geführt, deren Betriebslebensdauer verlängert und den Wartungsaufwand reduziert hat. Durch die verbesserte Haltbarkeit sind Brennstoffzellen für ein breiteres Anwendungsspektrum geeignet, darunter Schwerlasttransport, dezentrale Stromerzeugung und netzunabhängige Stromversorgungslösungen.

Darüber hinaus hat die Forschung an alternativen und nachhaltigen Wasserstoffproduktionsmethoden, wie z. B. grüner Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen, zur Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit der Brennstoffzellentechnologie beigetragen. Diese technologischen Fortschritte und Innovationen treiben das Wachstum des globalen Brennstoffzellenmarkts und seine Einführung in verschiedenen Branchen weiter voran.

Wichtige Marktherausforderungen

Hohe Herstellungs- und Infrastrukturkosten

Eine der größten Herausforderungen für den globalen Brennstoffzellenmarkt sind die relativ hohen Herstellungs- und Infrastrukturkosten, die mit der Brennstoffzellentechnologie verbunden sind. Diese Kosten stellen ein Hindernis für eine breite Einführung dar und beeinträchtigen die Wettbewerbsfähigkeit von Brennstoffzellen im Vergleich zu herkömmlichen Energietechnologien.

Brennstoffzellen erfordern präzise Herstellungsverfahren und Materialien, darunter Katalysatoren wie Platin, die kostspielig sein können. Platin wird als Katalysator in Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFCs) eingesetzt, um die elektrochemischen Reaktionen zu erleichtern, die Strom erzeugen. Die Verringerung der Abhängigkeit von Edelmetallen wie Platin ist eine entscheidende Herausforderung, um Brennstoffzellen kostengünstiger zu machen.

Darüber hinaus erfordert der Aufbau einer Wasserstoffinfrastruktur, die Produktions-, Speicher- und Vertriebseinrichtungen umfasst, erhebliche Kapitalinvestitionen. Der Aufbau eines umfassenden Netzwerks von Wasserstofftankstellen für Brennstoffzellenfahrzeuge (FCVs) erfordert erhebliche finanzielle Unterstützung, und die begrenzte Verfügbarkeit der Infrastruktur kann die Marktdurchdringung von FCVs einschränken.

Um diese Herausforderung anzugehen, sind Forschungs- und Entwicklungsbemühungen erforderlich, die auf alternative Materialien und Katalysatoren abzielen, die die Herstellungskosten senken können. Innovationen bei Herstellungsverfahren, Produktionssteigerungen und das Erreichen von Skaleneffekten können ebenfalls dazu beitragen, die Gesamtkosten von Brennstoffzellensystemen zu senken. Darüber hinaus können staatliche Anreize und Subventionen eine entscheidende Rolle bei der Deckung der anfänglichen Investitionskosten und der Förderung des Einsatzes von Brennstoffzellentechnologien spielen.

Wasserstoffversorgung und -verteilung

Die Verfügbarkeit und Verteilung von Wasserstoff, einem wichtigen Brennstoff für verschiedene Arten von Brennstoffzellen, stellt eine erhebliche Herausforderung für den globalen Brennstoffzellenmarkt dar. Die Entwicklung von Methoden zur Wasserstoffproduktion, -speicherung und -verteilungsinfrastruktur befindet sich noch in einem frühen Stadium und stößt häufig auf logistische und wirtschaftliche Hindernisse.

Eine der Herausforderungen besteht in der Beschaffung von Wasserstoffrohstoffen. Obwohl Wasserstoff aus verschiedenen Quellen wie Erdgas, Wasserelektrolyse und Biomasse gewonnen werden kann, müssen die Produktionsmethoden sowohl ökologisch nachhaltig als auch wirtschaftlich tragfähig sein. Beispielsweise kann die Herstellung von Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen zu Kohlenstoffemissionen führen, die den Umweltvorteilen von Brennstoffzellen entgegenwirken.

Der Transport und die Verteilung von Wasserstoff stellen ebenfalls Herausforderungen dar. Aufgrund seiner geringen Dichte hat Wasserstoff im Vergleich zu Kraftstoffen wie Benzin oder Diesel eine geringere Energiedichte. Daher erfordert der effiziente und sichere Transport und die Lagerung von Wasserstoff eine spezielle Infrastruktur, deren Aufbau und Wartung kostspielig sein können.

Darüber hinaus ist der Aufbau eines Wasserstofftankstellennetzes für Brennstoffzellenfahrzeuge mit Herausforderungen hinsichtlich Standortwahl, Sicherheitsvorschriften und Finanzierung verbunden. Die Bemühungen, diese Herausforderung zu bewältigen, umfassen die Weiterentwicklung von Methoden zur Produktion von grünem Wasserstoff, den Ausbau von Wasserstoffspeicherlösungen und den Aufbau einer umfassenden Wasserstoffverteilungsinfrastruktur. Die Zusammenarbeit zwischen Regierungen, Branchenvertretern und Forschungseinrichtungen ist von entscheidender Bedeutung, um diese Hindernisse zu überwinden und eine zuverlässige und nachhaltige Wasserstoffversorgungskette sicherzustellen.

Wichtige Markttrends

Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur

Einer der wichtigsten Trends auf dem globalen Brennstoffzellenmarkt ist der deutliche Ausbau der Wasserstoffinfrastruktur. Da Brennstoffzellen, insbesondere Protonenaustauschmembran-Brennstoffzellen (PEMFCs), Wasserstoff als primäre Brennstoffquelle verwenden, sind die Verfügbarkeit und Zugänglichkeit von Wasserstofftankstellen und -produktionsanlagen für die breite Einführung der Brennstoffzellentechnologie von entscheidender Bedeutung.

Regierungen und Interessenvertreter des privaten Sektors investieren erheblich in die Entwicklung der Wasserstoffinfrastruktur, um die wachsende Nachfrage nach Brennstoffzellenfahrzeugen (FCVs) und stationären Brennstoffzellenanwendungen zu unterstützen. Die zunehmende Beliebtheit von FCVs, die größere Reichweiten, schnelles Auftanken und null Abgasemissionen bieten, veranlasst Regierungen und Energieunternehmen, ein Netzwerk von Wasserstofftankstellen aufzubauen. Regionen wie Europa, Japan, Südkorea und Kalifornien erleben einen erheblichen Ausbau der Wasserstofftankstelleninfrastruktur.

Innovationen bei den Wasserstoffproduktionsmethoden, einschließlich grünem Wasserstoff, der mithilfe erneuerbarer Energiequellen und Elektrolyse erzeugt wird, tragen zu einer nachhaltigeren und kostengünstigeren Wasserstoffversorgungskette bei. Mit erneuerbarer Elektrizität betriebene Elektrolyseure spielen eine entscheidende Rolle bei der Herstellung von sauberem Wasserstoff für Brennstoffzellen. Das Wasserstoff-Ökosystem entwickelt sich weiter, um verschiedene Branchen zu unterstützen. Außer für den Transport wird Wasserstoff auch für Anwendungen in industriellen Prozessen, der Energiespeicherung und der Netzunterstützung erforscht, was die Notwendigkeit des Ausbaus der Infrastruktur weiter unterstreicht.

Dekarbonisierungs- und Nachhaltigkeitsinitiativen

Ein weiterer wichtiger Trend auf dem globalen Brennstoffzellenmarkt ist der zunehmende Fokus auf Dekarbonisierungs- und Nachhaltigkeitsinitiativen. Regierungen, Unternehmen und Einzelpersonen werden sich der Umweltauswirkungen von Energieerzeugung und -verbrauch immer bewusster. Brennstoffzellen, die für ihre minimalen Emissionen und hohe Effizienz bekannt sind, sind gut auf diese Nachhaltigkeitsziele ausgerichtet.

Brennstoffzellenfahrzeuge (FCVs) gewinnen als Mittel zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen im Transportsektor an Bedeutung. Regierungen und Autohersteller investieren in FCV-Technologie, um von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor wegzukommen.

Die Produktion von Wasserstoff aus erneuerbaren Energiequellen, allgemein als grüner Wasserstoff bezeichnet, rückt immer mehr in den Vordergrund. Dieser Ansatz stellt sicher, dass der in Brennstoffzellen verwendete Wasserstoff einen minimalen CO2-Fußabdruck aufweist und trägt so zu den Dekarbonisierungsbemühungen bei.

Brennstoffzellen, insbesondere Festoxidbrennstoffzellen (SOFCs), werden in dezentrale Energieerzeugungssysteme integriert. Sie ermöglichen die Stromerzeugung vor Ort mit Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen oder Biogas, was die Abhängigkeit von zentralen Kraftwerken mit fossilen Brennstoffen verringert. Die hohe Energieumwandlungseffizienz von Brennstoffzellen wird in Anwendungen hoch geschätzt, bei denen Energieeinsparung und Nachhaltigkeit von größter Bedeutung sind, wie z. B. Kraft-Wärme-Kopplungsanlagen (KWK) in Wohn- und Geschäftsgebäuden.

Segmenteinblicke

Einblicke in die Endverbrauchsbranche

Das Versorgungssegment dominiert den Markt. Der Markt für stationäre Brennstoffzellen für Versorgungsunternehmen wird bis 2030 voraussichtlich Zuwächse verzeichnen. Die Einführung vielversprechender Regierungsrichtlinien, eine erhöhte Finanzierung der Technologieentwicklung und ein verändertes Verbraucherbewusstsein für saubere und nachhaltige Energie werden die Markteinnahmen ankurbeln. Der wachsende Stromverbrauch aus netzfernen Gebieten und die zunehmende Umsetzung von Regulierungsnormen und -auflagen werden die Produktdurchdringung stärken. Darüber hinaus wird die Einführung von Wasserstoff-Roadmaps und -Standards die Einführung groß angelegter stationärer Systeme vor allem im Versorgungssektor beeinflussen.

Regionale Einblicke

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

Umfangreiche Investitionen in die Forschung und Entwicklung von Brennstoffzellen in den asiatisch-pazifischen Ländern haben zu bemerkenswerten Fortschritten bei der Effizienz, Haltbarkeit und Kosteneffizienz von Brennstoffzellen geführt. Die Zusammenarbeit zwischen Regierungen, Hochschulen und Akteuren aus der Industrie hat maßgeblich zur Innovation innerhalb des Sektors beigetragen. Mit seiner robusten industriellen Basis, die die Automobil-, Elektronik- und Energiebranche umfasst, ist die Region Asien-Pazifik strategisch positioniert, um eine zentrale Rolle bei der Herstellung und dem Einsatz von Brennstoffzellen in verschiedenen Anwendungen zu spielen. Insbesondere Länder wie Japan und Südkorea haben erhebliche Investitionen in die Entwicklung und Infrastruktur von Brennstoffzellen getätigt.

Das wachsende Interesse an Brennstoffzellen bietet lukrative Möglichkeiten für Brennstoffzellenhersteller und Anbieter von Wasserstoffinfrastruktur. Brennstoffzellen bieten insbesondere in Kraft-Wärme-Kopplungsanwendungen (KWK) Lösungen zur dezentralen Energieerzeugung im Wohn-, Gewerbe- und Industriebereich und stehen damit im Einklang mit den Bemühungen zur Verbesserung der Energiestabilität und -effizienz.

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Region Asien-Pazifik aufgrund unterstützender politischer Maßnahmen, intensiver F&E-Anstrengungen, einer starken industriellen Basis, einer zunehmenden Akzeptanz im Transportsektor und zunehmender Umweltbedenken eine herausragende Rolle auf dem globalen Brennstoffzellenmarkt spielt. Das unermüdliche Engagement der Region für Brennstoffzellentechnologie und Wasserstoffentwicklung positioniert sie als wichtigen Beitrag zum globalen Übergang zu sauberen und nachhaltigen Energielösungen.

Jüngste Entwicklungen

• Im Februar 2023 schloss die SFC Energy AG, ein Anbieter von Wasserstoff- und Methanol-Brennstoffzellen, eine strategische Kooperationsvereinbarung mit FC TecNrgy Pvt Ltd ab, um in Indien eine Produktionsanlage für Wasserstoff- und Methanol-Brennstoffzellen zu errichten. Die SFC Energy AG wird die Herstellung und Qualitätssicherung der Brennstoffzellen überwachen, während sich FC TecNrgy Pvt. Ltd. auf die Entwicklung, Installation und Integration maßgeschneiderter Brennstoffzellenlösungen konzentriert. Diese Entwicklung steht im Einklang mit Indiens National Green Hydrogen Mission, die darauf abzielt, die CO2-Emissionen zu reduzieren und saubere Energie zu fördern.
• Im August 2022 gab Bosch seine Investition von über 200 Millionen USD in die Herstellung von Brennstoffzellenstapeln an seinem Standort in South Carolina bekannt. Diese Investition wird die Entwicklung von Brennstoffzellen für wasserstoffbetriebene Elektro-Lkw in den USA unterstützen. Die Produktion von Brennstoffzellen soll 2026 beginnen.Bosch plant, bis 2024 weltweit rund 1 Milliarde US-Dollar in die Weiterentwicklung von Brennstoffzellentechnologien zu investieren.

Wichtige Marktteilnehmer

• Ballard Power Systems Inc.
• Horizon Fuel Cell Technologies Pte. Ltd.
• Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation
• FuelCell Energy Inc.
• Plug Power Inc.
• Nuvera Fuel Cells LLC
• Intelligent Energy Limited
• SFC Energy AG
• Mitsubishi Power Ltd.
• Cummins Inc.