Marché des enzymes pour biocarburants – Taille de l’industrie mondiale, part, tendances, opportunités et prévisions, segmenté par type (cellulase, amylase, xylanase, lipase, autres), application (éthanol lignocellulosique, biodiesel, éthanol à base de maïs/amidon, autres), par région et concurrence, 2019-2029F

Aperçu du marché

Le marché mondial des enzymes pour biocarburants était évalué à 1,23 milliard USD en 2023 et devrait connaître une croissance impressionnante au cours de la période de prévision avec un TCAC de 7,78 % jusqu'en 2029. Le marché des enzymes pour biocarburants connaît une croissance au fil des ans en raison des préoccupations croissantes concernant la durabilité environnementale et de la nécessité de trouver des sources d'énergie alternatives. Les enzymes jouent un rôle crucial dans la production de biocarburants en catalysant la décomposition de la biomasse complexe en sucres simples, qui peuvent ensuite être fermentés pour produire des biocarburants comme le bioéthanol et le biodiesel. Les principaux facteurs influençant le marché mondial des enzymes pour biocarburants comprennent les politiques de soutien et les incitations des gouvernements du monde entier, qui peuvent avoir un impact significatif sur la croissance de l'industrie des biocarburants et, par conséquent, sur la demande d'enzymes utilisées dans la production de biocarburants. La disponibilité et le coût des matières premières de biomasse telles que le maïs, la canne à sucre et les matières cellulosiques peuvent influencer la demande d'enzymes utilisées dans leur conversion en biocarburants. Les investissements dans la recherche et le développement de technologies de production de biocarburants, y compris les enzymes, peuvent stimuler les innovations et conduire à la croissance du marché. La demande globale d'énergie et la nécessité de réduire les émissions de gaz à effet de serre peuvent favoriser l'adoption des biocarburants et, par conséquent, avoir un impact sur le marché des enzymes pour biocarburants. L'adoption des biocarburants et des technologies enzymatiques associées sur les marchés émergents peut être influencée par des facteurs tels que la croissance économique, la sécurité énergétique et les préoccupations environnementales.

Principaux moteurs du marché

Lancement de nouveaux produits pour stimuler le marché des enzymes pour biocarburants

La recherche et le développement en cours dans la technologie enzymatique peuvent conduire à la découverte d'enzymes plus efficaces et plus rentables, stimulant ainsi leur adoption dans les processus de production de biocarburants. Les investissements dans la recherche et le développement de technologies de production de biocarburants, y compris les enzymes, peuvent stimuler les innovations et conduire à la croissance du marché.

Par exemple, avec le lancement d'eBOOSTTM GT et d'une nouvelle enzyme pour la conversion des fibres, eBREAKTM 1000F, Royal DSM élargit sa gamme de produits de technologie de levure à faible teneur en glycérol pour l'industrie des biocarburants dans l'Illinois depuis 2019. Avec jusqu'à 60 % de moins de Glucoamalyse (GA) fournie en externe, eBOOST GT, qui a été testé et approuvé à l'échelle commerciale, permet ainsi la robustesse et les avantages de rendement d'eBOOST dans les fermentations d'amidon.

La recherche et le développement continus en biotechnologie ont conduit à la découverte d'enzymes plus efficaces et plus rentables. À mesure que la technologie enzymatique s'améliore, l'efficacité des processus de production de biocarburants augmente, rendant les biocarburants plus compétitifs sur le marché de l'énergie avec une demande croissante dans le monde entier. En outre, de nombreux gouvernements du monde entier ont mis en œuvre des politiques et des incitations pour promouvoir l'utilisation de biocarburants dans le cadre de leurs efforts pour réduire les émissions de gaz à effet de serre et assurer la sécurité énergétique. Ces mesures de soutien peuvent stimuler les investissements dans les technologies de production de biocarburants au cours de la période de prévision.

Augmentation de l'utilisation des applications du biodiesel

En raison du besoin croissant de biodiesel, les enzymes de biocarburant sont largement utilisées dans l'industrie. Parce qu'il s'agit d'un carburant plus propre, le biodiesel a remplacé le diesel dans le monde entier. Outre les oxydes d'azote, il émet moins de polluants atmosphériques et de gaz à effet de serre. Le coût des produits à base de pétrole augmente, ce qui fait du biodiesel une alternative plus abordable au diesel pétrolier. L'utilisation du biodiesel réduit le besoin de combustibles fossiles. Avec des appareils comme le BioCube sur tous les réseaux, des réseaux ruraux des pays pauvres aux réseaux métropolitains des pays riches, il est relativement facile de le traiter comme source d'énergie alternative.

Avec plus de 13,9 milliards de gallons ou près de 53 milliards de litres d'éthanol produits chaque année, les États-Unis sont le plus grand producteur mondial d'éthanol destiné à la consommation et à l'utilisation de carburant.

Les biocarburants peuvent être produits à partir de diverses matières premières, notamment le maïs, la canne à sucre, les matières cellulosiques et les algues. La disponibilité et le coût des matières premières de biomasse comme le maïs, la canne à sucre et les matières cellulosiques peuvent influencer la demande d'enzymes utilisées dans leur conversion en biocarburants.

Les enzymes peuvent être adaptées pour fonctionner de manière optimale avec différentes matières premières, ce qui rend la production de biocarburants plus polyvalente et adaptable aux ressources agricoles régionales.

On estime que les émissions mondiales de gaz à effet de serre (GES) sont constituées de plus des deux tiers de l'énergie. Selon l'Agence internationale de l'énergie, le charbon est responsable de 45 % des émissions mondiales dues à la combustion de combustibles, suivi du pétrole (32 %) et du gaz naturel (22 %). L'Union européenne, l'Inde, la Fédération de Russie, la Chine et les États-Unis représentent ensemble 45 % des émissions mondiales dues à la combustion de combustibles.

Avec les préoccupations croissantes concernant le changement climatique et son impact sur l'environnement, la demande de sources d'énergie renouvelables et durables augmente. Les biocarburants produits à partir de la biomasse offrent une alternative plus respectueuse de l'environnement aux combustibles fossiles, et les enzymes jouent un rôle crucial dans leur production efficace. Les préoccupations environnementales croissantes de la population et la dépendance aux importations de pétrole et de carburant devraient stimuler le marché des enzymes pour les biocarburants dans les pays en développement. La réduction de la dépendance aux combustibles fossiles importés et la diversification du bouquet énergétique sont des objectifs essentiels pour de nombreux pays. L'utilisation de biomasse d'origine nationale pour la production de biocarburants, aidée par des enzymes efficaces, peut améliorer la sécurité énergétique.

Intensification de la recherche et du développement

La recherche et le développement continus dans le domaine des biotechnologies ont conduit à la découverte d'enzymes plus efficaces et plus rentables. À mesure que la technologie enzymatique s'améliore, l'efficacité des processus de production de biocarburants augmente, ce qui rend les biocarburants plus compétitifs sur le marché de l'énergie.

Des scientifiques du Centre brésilien de recherche sur l'énergie et les matériaux (CNPEM) ont génétiquement modifié un champignon pour produire une décoction d'enzymes qui dissolvent les glucides de la biomasse, comme la bagasse et les déchets de canne à sucre (feuilles et fanes), en sucre fermentescible pour une conversion industrielle efficace en biocarburant.

L'un des plus grands obstacles à la production d'éthanol de deuxième génération est la création de combinaisons d'enzymes peu coûteuses. Les biocarburants de deuxième génération sont produits à partir de diverses biomasses non alimentaires, notamment des copeaux de bois, des déchets agricoles et de l'huile de friture usagée. La méthode développée par l'équipe de recherche du CNPEM ouvre la voie à l'utilisation la plus efficace des déchets de canne à sucre pour créer des biocarburants.

Par exemple, Novozymes a lancé Fiberex en 2020, une plateforme complète qui utilise des souches de levure et des enzymes de pointe pour transformer la fibre de maïs en éthanol. Novozymes a lancé les premiers produits Fiberex dans le cadre de l'annonce de la plateforme Fiberex R1, une technologie créée expressément pour fournir l'éthanol dans différents processus de conversion de la fibre en éthanol, et Fiberex F1, une enzyme cellulase créée pour assurer la conversion des fibres pour les technologies en cours de processus.

Principaux défis du marché

Complexité technologique et coûts de développement

L'un des principaux défis auxquels est confronté le marché mondial des enzymes pour biocarburants est la complexité du développement et de l'optimisation des processus enzymatiques pour la production de biocarburants. Les enzymes jouent un rôle crucial dans la décomposition de matières de biomasse complexes en sucres fermentescibles, qui peuvent ensuite être convertis en biocarburants. Cependant, l'optimisation des formulations d'enzymes et des processus de production implique une complexité technologique et des coûts de R&D importants. Les chercheurs s'efforcent continuellement d'améliorer les performances, la stabilité et la spécificité des enzymes tout en réduisant les coûts de production pour rendre les biocarburants plus viables économiquement. Atteindre ces objectifs nécessite des investissements substantiels dans la recherche, le développement et l'innovation, ce qui représente un défi pour les entreprises opérant sur le marché des enzymes pour biocarburants, en particulier les petits acteurs aux ressources limitées.

Concurrence des technologies alternatives

La concurrence des technologies alternatives représente un défi important pour le marché mondial des enzymes pour biocarburants. Si les procédés enzymatiques offrent de nombreux avantages pour la production de biocarburants, notamment une spécificité élevée, des conditions de réaction douces et une compatibilité avec diverses sources de matières premières, ils sont également confrontés à la concurrence de technologies alternatives telles que les procédés de conversion thermochimique et biochimique. Les procédés thermochimiques, tels que la pyrolyse et la gazéification, impliquent la décomposition thermique ou chimique directe de la biomasse pour produire des biocarburants, tandis que les procédés biochimiques, tels que la fermentation et la digestion anaérobie, s'appuient sur des micro-organismes pour convertir la biomasse en biocarburants. Ces technologies alternatives offrent différents avantages et compromis en termes de flexibilité des matières premières, d'efficacité des procédés et de rendement des produits, ce qui pose un défi aux fabricants d'enzymes pour biocarburants pour différencier leurs produits et démontrer leur avantage concurrentiel sur le marché. De plus, les progrès continus des technologies alternatives, associés aux améliorations du prétraitement des matières premières et du traitement en aval, intensifient encore davantage la concurrence et stimulent l'innovation dans l'industrie des biocarburants, obligeant les fabricants d'enzymes de biocarburants à investir en permanence dans la recherche et le développement pour maintenir leur avantage concurrentiel.

Principales tendances du marché

Évolution vers les biocarburants de deuxième génération

Les biocarburants de deuxième génération, dérivés de matières premières non alimentaires telles que les résidus agricoles, les déchets forestiers et les cultures énergétiques dédiées, gagnent du terrain en tant qu'alternative durable aux biocarburants de première génération. Contrairement aux biocarburants de première génération, qui concurrencent la production alimentaire et suscitent des inquiétudes quant à la sécurité alimentaire et au changement d'affectation des terres, les biocarburants de deuxième génération offrent des avantages environnementaux et atténuent ces défis. Les enzymes de biocarburant jouent un rôle crucial dans la conversion de la biomasse lignocellulosique en sucres fermentescibles pour la production de biocarburants de deuxième génération. Cependant, la commercialisation des biocarburants de deuxième génération est confrontée à plusieurs défis, notamment des coûts de production élevés, des complexités technologiques et le manque d'infrastructures et de politiques de soutien.

Accent croissant sur les bioraffineries durables

Les bioraffineries durables émergent comme des acteurs clés de l'industrie des biocarburants, visant à intégrer la production de biocarburants à d'autres produits à valeur ajoutée et à l'utilisation des déchets. Ces bioraffineries utilisent des enzymes de biocarburant pour convertir diverses matières premières non seulement en biocarburants, mais aussi en produits biochimiques, bioplastiques et autres bioproduits. En adoptant une approche d'économie circulaire, les bioraffineries durables visent à minimiser la production de déchets, à maximiser l'efficacité des ressources et à réduire les impacts environnementaux. Cependant, le développement et l'exploitation de bioraffineries durables sont confrontés à des défis liés à l'intégration technologique, à la viabilité économique et à la demande du marché pour les bioproduits. De plus, les cadres réglementaires et les incitations jouent un rôle crucial pour encourager les investissements dans les bioraffineries durables et favoriser leur croissance.

Informations sectorielles

Type

En fonction du type, les enzymes cellulases occupent une position dominante sur le marché mondial des enzymes pour biocarburants en raison de leur rôle indispensable dans la production d'éthanol cellulosique, pierre angulaire des biocarburants de deuxième génération. La cellulose, le composé organique le plus abondant sur Terre et un composant principal de la biomasse lignocellulosique, sert de matière première renouvelable et durable pour la production de biocarburants. Cependant, la structure complexe de la cellulose pose un défi important pour sa conversion en sucres fermentescibles. Les enzymes cellulases relèvent ce défi en catalysant l'hydrolyse des molécules de cellulose en glucose, un sucre fermentescible adapté à la production d'éthanol par des processus de fermentation. La capacité des enzymes cellulases à décomposer efficacement la cellulose en sucres fermentescibles en fait des catalyseurs essentiels dans la conversion de la biomasse non alimentaire, comme les résidus agricoles, les déchets forestiers et les cultures énergétiques dédiées, en biocarburants. De plus, les enzymes cellulases offrent plusieurs avantages, notamment une spécificité de substrat élevée, une activité robuste dans un large éventail de conditions et une compatibilité avec diverses sources de biomasse. Alors que les gouvernements du monde entier accordent la priorité au développement de sources d'énergie durables et renouvelables pour atténuer le changement climatique et réduire la dépendance aux combustibles fossiles, la demande d'éthanol cellulosique et, par conséquent, d'enzymes cellulases continue de croître. De plus, les progrès de l'ingénierie enzymatique et de la biotechnologie ont conduit au développement de nouvelles formulations de cellulases aux propriétés améliorées, stimulant encore davantage la croissance du marché. Grâce à son rôle central dans la conversion de la biomasse lignocellulosique en biocarburants, la cellulase apparaît comme une force dominante sur le marché mondial des enzymes pour biocarburants, prête à poursuivre son expansion à mesure que l'industrie des biocarburants mûrit et évolue.

Informations sur les applications

Selon le segment des applications, l'éthanol lignocellulosique est dérivé de sources de biomasse non alimentaires telles que les résidus agricoles, les déchets forestiers et les cultures énergétiques dédiées. Contrairement aux biocarburants de première génération, qui dépendent de matières premières d'origine alimentaire comme le maïs et la canne à sucre, l'éthanol lignocellulosique offre plusieurs avantages, notamment une concurrence réduite avec les cultures vivrières, des émissions de gaz à effet de serre plus faibles et une durabilité accrue. Cependant, la conversion de la biomasse lignocellulosique en éthanol nécessite l'utilisation d'enzymes spécialisées, notamment des cellulases, des hémicellulases et des ligninases, pour décomposer les polysaccharides complexes en sucres fermentescibles.

La domination de l'éthanol lignocellulosique sur le marché mondial des enzymes pour biocarburants est due à plusieurs facteurs. Les préoccupations environnementales croissantes et les initiatives réglementaires visant à réduire les émissions de gaz à effet de serre ont stimulé la demande de biocarburants durables comme l'éthanol lignocellulosique. Les progrès de la technologie des enzymes et des techniques de biotraitement ont amélioré l'efficacité et la rentabilité de la production d'éthanol lignocellulosique, stimulant encore davantage la croissance du marché. De plus, l'éthanol lignocellulosique offre une plus grande flexibilité dans la sélection des matières premières et la distribution géographique par rapport aux biocarburants de première génération, ce qui en fait une option attrayante pour les producteurs de biocarburants du monde entier.

Informations régionales

Le marché mondial des enzymes pour biocarburants connaît une croissance significative et est dominé par plusieurs régions clés, chacune contribuant à l'expansion du marché à sa manière unique. Parmi ces régions, l'Amérique du Nord se distingue comme un leader de premier plan sur le marché mondial des enzymes pour biocarburants.

Développements récents

• En janvier 2023, le NREL a lancé un projet de biologie synthétique en collaboration avec LanzaTech, l'université Northwestern et l'université Yale pour améliorer les technologies de découverte de biocarburants. Cette collaboration vise à développer des bactéries consommatrices de carbone capables de produire des biocarburants durables à l'échelle industrielle. Au lieu des méthodes traditionnelles d'essais et d'erreurs pour la manipulation génétique des bactéries, l'équipe utilisera une stratégie de conception prédictive, intégrant l'ingénierie génomique et les outils d'apprentissage automatique pour des modifications plus efficaces et ciblées.

Principaux acteurs du marché

• ABEnzymes GmbH
• AdvancedEnzyme Technologies Ltd.
• Agrivida, Inc.
• BASF SE
• Codexis, Inc.
• EnzymeDevelopment Corporation
• Aemetis, Inc.
• LogenCorporation
• NovozymesA/S
• DuPont deNemours, Inc.