Globale Marktgröße für Wasserstoffverbrennungsmotoren nach Technologie (Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle, Festoxidbrennstoffzelle, alkalische Brennstoffzelle, Schmelzkarbonat-Brennstoffzelle), nach Anwendung (Personenkraftwagen, Nutzfahrzeuge, Schiffe, Luft- und Raumfahrt), nach Komponente (Motorblock, Einspritzdüse, Turbolader, Zündkerze), nach geografischer Reichweite und Prognose

Marktgröße und Prognose für Wasserstoffverbrennungsmotoren

Der Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren wurde im Jahr 2023 auf 46,18 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 2031 einen Wert von 92,46 Milliarden US-Dollar erreichen und zwischen 2024 und 2031 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 10 % wachsen.

• Ein Wasserstoffverbrennungsmotor ist ein Verbrennungsmotor, der mit Wasserstoff statt mit herkömmlichen Kohlenwasserstoffkraftstoffen wie Benzin oder Diesel betrieben wird. Der Motor funktioniert ähnlich wie typische Verbrennungsmotoren, indem Wasserstoff mit Luft vermischt und in der Brennkammer gezündet wird, wodurch hohe Temperaturen entstehen, die die Kolben antreiben und mechanische Leistung erzeugen.
• Bei der Wasserstoffverbrennung entsteht als wichtigstes Nebenprodukt Wasserdampf, was sie zu einer saubereren Alternative mit viel weniger Schadstoffemissionen wie Kohlendioxid, Stickoxiden und Partikeln macht. Wasserstoffverbrennungsmotoren nutzen vorhandene Motortechnologie und tragen gleichzeitig dazu bei, Treibhausgasemissionen und die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen zu reduzieren.
• Die Zukunft von Wasserstoffverbrennungsmotoren sieht vielversprechend aus, insbesondere als Übergangstechnologie zu einem nachhaltigeren Energieszenario. Diese Motoren sind eine sauberere Alternative zu herkömmlichen fossilen Brennstoffen, da sie nur Wasserdampf und Spurenschadstoffe erzeugen, was mit den weltweiten Bemühungen zur Minimierung der Treibhausgasemissionen übereinstimmt. Die Wasserstoffverbrennungstechnologie kann die vorhandene Infrastruktur für Verbrennungsmotoren (ICE) nutzen und bietet eine unmittelbarere Option, während die Technologien für Wasserstoffbrennstoffzellen und Elektroautos weiterentwickelt und skaliert werden. Fortschritte bei der Erzeugung, Speicherung und Lieferung von Wasserstoff sowie staatliche Regulierungen und Investitionen in grüne Energie dürften die Rentabilität und Nutzung von Wasserstoffverbrennungsmotoren in zahlreichen Branchen, darunter Transport und Fertigung, steigern.

Globale Marktdynamik für Wasserstoffverbrennungsmotoren

Die wichtigsten Marktdynamiken, die den globalen Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren prägen, sind

Wichtige Markttreiber

• Integration erneuerbarer EnergienWasserstoff kann durch die Nutzung erneuerbarer Energiequellen wie Wind-, Solar- und Wasserkraft in einem als Elektrolyse bekannten Prozess erzeugt werden. Die Nutzung erneuerbarer Energiequellen bei der Wasserstoffproduktion gewährleistet eine nachhaltige und umweltfreundliche Versorgung mit Wasserstoff und fördert somit den Einsatz von Wasserstoffverbrennungsmotoren. Diese Synergie trägt zum weltweiten Übergang zu einer kohlenstoffarmen Wirtschaft bei.
• Energiesicherheit und -unabhängigkeitWasserstoffverbrennungsmotoren bieten eine Lösung, um die Abhängigkeit von importiertem Öl zu verringern und gleichzeitig die Energiesicherheit zu erhöhen. Länder mit bedeutenden erneuerbaren Ressourcen können Wasserstoff vor Ort erzeugen, wodurch ihre Abhängigkeit von ausländischen Energiequellen verringert und ihre Energieunabhängigkeit erhöht wird. Diese Komponente ist besonders für Länder attraktiv, die ihre Energiesicherheitspläne stärken möchten.
• Wandel in der AutomobilindustrieDie Autoindustrie vollzieht einen enormen Wandel hin zu saubereren, nachhaltigeren Technologien. Große Automobilhersteller investieren beträchtlich in Wasserstofftechnologie als Teil einer größeren Anstrengung, emissionsfreie Autos zu bauen. Wasserstoffverbrennungsmotoren bieten eine Alternative zu batteriebetriebenen Elektroautos, insbesondere bei Schwerlast- und Langstreckenanwendungen, bei denen die Batteriegrenzen strenger sind.
• InfrastrukturentwicklungDas Wachstum der Wasserstofftankstelleninfrastruktur ist ein wichtiger Treiber des Marktes für Wasserstoffverbrennungsmotoren. Investitionen in Wasserstoffproduktion, -speicherung und -verteilungsnetze sind entscheidend, um die weitverbreitete Nutzung wasserstoffbetriebener Autos zu fördern. Staatliche Anreize und Investitionen des Privatsektors beschleunigen die Entwicklung der Wasserstoffinfrastruktur und machen sie für Verbraucher und Unternehmen zugänglicher.

Wichtige Herausforderungen

• Wirtschaftliche Herausforderungen Die Erzeugung von Wasserstoff zu angemessenen Kosten bleibt eine erhebliche Herausforderung. Derzeit wird der Großteil des Wasserstoffs aus Erdgas durch Dampfreformierung von Methan erzeugt, was nicht ganz umweltfreundlich ist. Die Elektrolyse, die grünen Wasserstoff erzeugt, ist aufgrund ihres hohen Energiebedarfs und ihrer begrenzten Effizienz teuer.
• Technologische HerausforderungenWasserstoffverbrennungsmotoren (HCEs) haben einen schlechteren thermischen Wirkungsgrad als Wasserstoffbrennstoffzellen. Die Verbesserung der HCE-Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitiger Beibehaltung von Leistung und Zuverlässigkeit stellt eine erhebliche Herausforderung dar. Wasserstoff hat eine hohe Flammengeschwindigkeit und einen breiten Entflammbarkeitsbereich, was zu Frühzündungen und Klopfen führen kann. Es ist schwierig, diese Verbrennungseigenschaften so zu steuern, dass ein gleichmäßiger und effizienter Motorbetrieb gewährleistet ist.
• Herausforderungen in Bezug auf Umwelt und NachhaltigkeitUm wirklich nachhaltig zu sein, müssen Wasserstoffverbrennungsmotoren grünen Wasserstoff aus erneuerbaren Quellen verwenden. Die Ausweitung der Erzeugung von grünem Wasserstoff ist aufgrund der hohen Preise und des Bedarfs an erheblicher Kapazität für erneuerbare Energien ein großes Problem. Während Wasserstoffverbrennungsmotoren am Auspuff keinerlei Kohlenstoff ausstoßen, wird die gesamte Umweltbelastung durch die Art der Wasserstofferzeugung bestimmt.
• Öffentliche Wahrnehmung und AkzeptanzIm Vergleich zu BEVs und FCVs sind Wasserstoffverbrennungsmotoren und ihre Vorteile in der Öffentlichkeit kaum bekannt. Um die Marktakzeptanz voranzutreiben, ist eine Steigerung des öffentlichen Bewusstseins und der Akzeptanz durch Aufklärung und Öffentlichkeitsarbeit erforderlich. Das Vertrauen der Verbraucher in die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Effizienz von Wasserstoffverbrennungsmotoren ist von entscheidender Bedeutung.

Wichtige Trends

• Technologische FortschritteLaufende Forschung und Entwicklung zielt darauf ab, die Effizienz und Leistung von Wasserstoffverbrennungsmotoren zu verbessern. Dazu gehören verbesserte Einspritzdüsen, verbesserte Brennkammern und moderne Zündsysteme, um eine vollständige und effiziente Wasserstoffverbrennung zu gewährleisten. Hybridsysteme werden zunehmend durch die Kombination von Wasserstoffverbrennungsmotoren mit Elektroantrieben geschaffen.
• Marktakzeptanz und AnwendungenWährend Elektroautos (EVs) die Schlagzeilen beherrschen, gewinnen Wasserstoffverbrennungsmotoren in Kategorien an Boden, in denen batterieelektrische Antriebe weniger effizient sind, wie z. B. bei schweren Lastkraftwagen, Bussen und Nutzfahrzeugen.
• Bewusstsein und Akzeptanz bei den VerbrauchernDie Verbraucher werden sich der Umweltvorteile von Wasserstoff immer bewusster, was zu einem erhöhten Interesse und einer zunehmenden Akzeptanz führt. Aufklärungsarbeit und Demonstrationen tragen dazu bei, das Vertrauen in Wasserstofftechnologien zu stärken. Die Gewährleistung der Sicherheit und Zuverlässigkeit von Wasserstoffverbrennungsmotoren ist für das Verbrauchervertrauen von entscheidender Bedeutung.
• InnovationswettlaufUnternehmen bemühen sich, bahnbrechende Technologien zu patentieren und sich einen Wettbewerbsvorteil auf dem Wasserstoffmarkt zu verschaffen. Dazu gehören Verbesserungen bei der Wasserstoffspeicherung, bei Verbrennungsprozessen und bei der Integration erneuerbarer Energiequellen.

Regionale Analyse des globalen Marktes für Wasserstoffverbrennungsmotoren

Hier ist eine detailliertere regionale Analyse des globalen Marktes für Wasserstoffverbrennungsmotoren

Nordamerika

• Erdgas, erneuerbare Energiequellen wie Wind und Sonne sowie Kernenergie sind in Nordamerika leicht verfügbar, was die Wasserstofferzeugung erleichtert. Diese Vielfalt an Energiequellen ermöglicht die Wasserstofferzeugung mithilfe einer Vielzahl von Technologien, darunter Dampfmethanreformierung (SMR), Elektrolyse und Biomassevergasung, was potenziell eine Wasserstoffproduktion im großen Maßstab ermöglicht.
• Nordamerikanische Unternehmen und akademische Einrichtungen streben durch F&E-Ausgaben aggressiv nach technologischen Verbesserungen der Wasserstoffverbrennungsmotortechnologie. Das leistungsstarke Innovationsökosystem der Region, zu dem renommierte Universitäten und Forschungszentren gehören, fördert Fortschritte bei der Wasserstofferzeugung, -speicherung und -nutzung. Darüber hinaus fördert die florierende Startup-Kultur Nordamerikas, insbesondere im Silicon Valley, Unternehmertum und Innovation bei der Entwicklung von Technologien wie Wasserstoffverbrennungsmotoren.
• Außerdem erzeugen Regierungsmaßnahmen und Gesetze, die die Nutzung von Wasserstoff als sauberen Energieträger unterstützen, eine Marktnachfrage nach Wasserstoffverbrennungsmotoren. Die nordamerikanischen Bundes- und Landesregierungen erkennen zunehmend den Wert von Wasserstoff und erlassen Maßnahmen zu dessen Förderung, wie Forschungszuschüsse, Steuererleichterungen und Initiativen für saubere Transportmittel. Der nordamerikanische Markt bietet enorme Aussichten für Wasserstoffverbrennungsmotoren, insbesondere im Schwerlastverkehr. Die Zusammenarbeit zwischen Regierungsbehörden, Industrieunternehmen und Forschungseinrichtungen fördert Innovationen und beschleunigt die Einführung der Wasserstoffverbrennungsmotortechnologie durch Initiativen wie öffentlich-private Partnerschaften, Konsortien und Joint Ventures. Große nordamerikanische Automobilhersteller prüfen Wasserstoffverbrennungsmotoren als Teil ihres zukünftigen Produktportfolios, wobei die Zusammenarbeit zwischen Automobilherstellern, Technologielieferanten und Kraftstoffanbietern für die Entwicklung und Vermarktung wasserstoffbetriebener Fahrzeuge von entscheidender Bedeutung ist.
• Darüber hinaus umfasst die nordamerikanische Infrastrukturentwicklung Bemühungen um eine Wasserstofftankstelleninfrastruktur, um die Einführung von Wasserstoffverbrennungsmotoren zu erleichtern. Die Investitionen in Wasserstofftankstellen nehmen zu, insbesondere in Gebieten mit hoher Bevölkerungsdichte und Verkehrsanbindung. Die Nutzung der vorhandenen Infrastruktur für die Wasserstoffproduktion, -verteilung und -speicherung, wie Erdgaspipelines und Stromnetze, wird dazu beitragen, den Aufbau eines starken Wasserstoff-Ökosystems in Nordamerika zu beschleunigen.​
• Die nordamerikanischen Länder haben sich verpflichtet, die Treibhausgasemissionen zu senken und auf sauberere Energiequellen umzusteigen, was die Entwicklung von Wasserstoffverbrennungsmotoren fördert, um den Transport- und Industriesektor zu dekarbonisieren und gleichzeitig die Integration erneuerbarer Energien zu fördern. Wasserstoffverbrennungsmotoren haben keine Abgasemissionen, was zur Verbesserung der Luftqualität und der öffentlichen Gesundheit in Städten beiträgt, in denen Luftverschmutzung ein großes Problem darstellt.

Asien-Pazifik

• Mehrere Länder im asiatisch-pazifischen Raum, darunter Japan, Südkorea, China und Australien, haben aggressive Wasserstoffprogramme angekündigt, um die Entwicklung und Umsetzung von Wasserstofftechnologien zu fördern. Diese Methoden, zu denen finanzielle Anreize, Subventionen und regulatorische Maßnahmen gehören, zielen darauf ab, Investitionen in Wasserstoffinfrastruktur und F&E zu fördern. Viele Länder in der Region haben sich ehrgeizige Ziele zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen und zum Übergang zu sauberer Energie gesetzt. Wasserstoffverbrennungsmotoren, die zum Zeitpunkt ihrer Nutzung keine Emissionen verursachen, werden als Mittel zur Erreichung dieser Ziele angesehen. Regierungen priorisieren die Entwicklung der Wasserstofftechnologie als Teil umfassenderer Industriestrategien, die darauf abzielen, die Energiesicherheit zu verbessern, Innovationen anzuregen und das Wirtschaftswachstum anzukurbeln.
• Akademische Forscher, Regierungsorganisationen und kommerzielle Unternehmen arbeiten zusammen, um Innovationen bei Wasserstoffverbrennungsmotoren voranzutreiben. Gemeinsame Forschungskooperationen, Technologietransfervereinbarungen und öffentlich-private Partnerschaften beschleunigen die Kommerzialisierung von Wasserstofftechnologien. Automobilhersteller im asiatisch-pazifischen Raum, insbesondere China, Japan und Südkorea, steigern ihre Investitionen in die Wasserstoffverbrennungsmotortechnologie, um strenge Emissionsvorschriften einzuhalten und die steigende Kundennachfrage nach sauberen Transportmöglichkeiten zu befriedigen.
• Darüber hinaus werden Wasserstoffverbrennungsmotoren auch in schweren Nutzfahrzeugen wie Lastwagen, Bussen und Baumaschinen immer beliebter. Länder mit großen Industriesektoren wie China und Indien untersuchen Wasserstoff als Kraftstoff zur Dekarbonisierung ihrer emissionsintensiven Industrien. Regierungen und private Unternehmen im asiatisch-pazifischen Raum investieren in die Entwicklung einer Wasserstofftankstelleninfrastruktur, um die wachsende Nachfrage der Region nach Wasserstofffahrzeugen zu decken. Dazu gehört die Einrichtung von Tankstellen entlang wichtiger Verkehrswege und in Ballungsgebieten.
• Es werden Investitionen in die Herstellung von Elektrolyseuren und Wasserstoffproduktionsanlagen getätigt, um die Kosten für grünen Wasserstoff zu senken und den Ausbau der Wasserstoffwirtschaft in den Ländern des asiatisch-pazifischen Raums zu fördern. Die Nachfrage der Verbraucher nach umweltfreundlicheren Energiequellen steigt, da sich die Menschen der Umweltauswirkungen fossiler Brennstoffe immer mehr bewusst werden. Wasserstoffverbrennungsmotoren, die eine nachhaltige Alternative mit null Abgasemissionen bieten, sprechen ökologisch sensible Verbraucher an. Der asiatisch-pazifische Raum ist ein großer und vielfältiger Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren, da Millionen von Autos und Industrieanlagen emissionsarme Antriebe benötigen. Die schiere Größe des Marktes schafft beträchtliche Aussichten für Wasserstoffhersteller und -investoren.
• Darüber hinaus arbeiten die Länder im asiatisch-pazifischen Raum aktiv mit internationalen Partnern zusammen, um die Forschung und Einführung der Wasserstofftechnologie voranzutreiben. Dazu gehört die Zusammenarbeit mit europäischen Ländern, den Vereinigten Staaten und internationalen Organisationen wie der Internationalen Energieagentur (IEA) und dem Hydrogen Council. Regierungen, Universitäten und Forschungsorganisationen im gesamten asiatisch-pazifischen Raum investieren erheblich in die Wasserstoffforschung und -entwicklung. Hierzu gehören Verbesserungen in der Technologie von Wasserstoffverbrennungsmotoren, der Kraftstoffspeicherung und -lieferung sowie der Materialwissenschaft.

Globaler Markt für WasserstoffverbrennungsmotorenSegmentierungsanalyse

Der globale Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren ist segmentiert auf der Grundlage von Technologie, Anwendung, Komponente und Geografie.

Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren nach Technologie

• Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle
• Festoxidbrennstoffzelle
• Alkalische Brennstoffzelle
• Brennstoffzelle mit geschmolzenem Karbonat

Basierend auf der Technologie ist der globale Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren segmentiert in Protonenaustauschmembran-Brennstoffzelle, Festoxidbrennstoffzelle, alkalische Brennstoffzelle und Brennstoffzelle mit geschmolzenem Karbonat. Derzeit ist die PEMFC-Technologie vorherrschend. PEMFCs haben eine hohe Leistungsdichte, schnelle Startzeiten und niedrige Betriebstemperaturen, was sie ideal für eine Vielzahl von Anwendungen macht, einschließlich der Automobil- und stationären Stromerzeugung. Andererseits entwickelt sich die Festoxidbrennstoffzellen-Technologie (SOFC) schnell weiter. SOFCs funktionieren unter Hochtemperaturbedingungen und können eine breite Palette von Brennstoffen verwenden, einschließlich Wasserstoff.

Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren nach Anwendung

• Personenkraftwagen
• Nutzfahrzeuge
• Schiffe
• Luftfahrt

Basierend auf der Anwendung ist der globale Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren in Personenkraftwagen, Nutzfahrzeuge, Schiffe und Luft- und Raumfahrt unterteilt. Nutzfahrzeuge dominieren derzeit aufgrund des wachsenden Wunsches nach saubereren Transportalternativen, insbesondere in Ballungsräumen mit strengen Emissionsgesetzen. Die Pkw-Industrie wächst jedoch schnell, angetrieben vom Interesse der Verbraucher an emissionsfreien Fahrzeugen und staatlichen Anreizen zur Förderung ihrer Einführung.

Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren nach Komponenten

• Motorblock
• Einspritzdüse
• Turbolader
• Zündkerze

Basierend auf den Komponenten ist der globale Markt für Wasserstoffverbrennungsmotoren in Motorblock, Einspritzdüse, Turbolader und Zündkerze unterteilt. Die Einspritzdüsenkomponente ist besonders dominant, da Wasserstoffverbrennungsmotoren in hohem Maße auf Einspritzsysteme angewiesen sind, um das Kraftstoff-Luft-Gemisch zu verbessern, was sie für die Leistung und Effizienz des Motors entscheidend macht. Mittlerweile gewinnt die Turboladerkomponente schnell an Bedeutung, bedingt durch die Notwendigkeit, die Motorleistung und -effizienz durch Komprimieren der einströmenden Luft zur Erhöhung der Sauerstoffaufnahme zu maximieren und so die Verbrennung und die Gesamtleistung des Motors zu verbessern.

Wichtige Akteure

Der Studienbericht „Globaler Markt für Wasserstoff-Verbrennungsmotoren“ bietet wertvolle Einblicke mit Schwerpunkt auf dem globalen Markt, einschließlich einiger der wichtigsten Akteure wie Rio Tinto, MAN, Komatsu, BMW, Honda, JCB und Toyota. Unsere Marktanalyse umfasst auch einen Abschnitt, der ausschließlich diesen wichtigen Akteuren gewidmet ist, in dem unsere Analysten einen Einblick in die Finanzberichte aller wichtigen Akteure sowie deren Produkt-Benchmarking und SWOT-Analyse bieten. Der Abschnitt „Wettbewerbslandschaft“ umfasst auch wichtige Entwicklungsstrategien, Marktanteile und Marktranganalysen der oben genannten Akteure weltweit.

Weltweiter Markt für WasserstoffverbrennungsmotorenJüngste Entwicklungen

• Im Januar 2023 stellte das Unternehmen JCB einen brandneuen Wasserstoffverbrennungsmotor vor. Der wasserstoffbetriebene Verbrennungsmotor soll in Bau- und Landmaschinen als „emissionsfreie Alternative“ eingesetzt werden. Ein Prototyp eines Baggerladers und Teleskoplader von JCB werden bereits von dem Wasserstoffverbrennungsmotor angetrieben, den das Ingenieurteam des Unternehmens in relativ kurzer Zeit entwickelt hat.
• Im Januar 2024 hat Cummins angekündigt, dass es seinen Wasserstoffmotor der nächsten Generation B6.7H auf der Intermit-Messe im April in Paris erstmals der Bauindustrie vorstellen wird. Das neue B6.7-Motordesign ermöglicht eine einheitliche Montage und Platzbedarf für saubere Diesel-, Biodiesel-, Erdgas- und Wasserstoffkraftstoffe. Der Hauptmotorblock bleibt unverändert, die wichtigsten Änderungen sind der Kopf und das Kraftstoffsystem. Sie können in die gleiche Ausrüstung wie heutige Dieselmotoren eingebaut werden und verwenden dabei auch die gleiche Kraftübertragung, Kühlsysteme und Hydrauliksysteme. Das reduziert die Komplexität für die Gerätehersteller und ihre Kunden.

Berichtsumfang

Forschungsmethodik der Marktforschung