Marché des supercondensateurs aux États-Unis par type de produit (condensateur à double couche, pseudo-condensateurs, condensateurs hybrides), type de module (modules de moins de 10 volts, modules de 10 volts à 25 volts, modules de 25 volts à 50 volts, modules de 50 volts à 100 volts et modules de plus de 100 volts), matériau (charbon actif, carbone dérivé du carbure, aérogel de carbone et autres)

Le marché américain des supercondensateurs devrait croître à un bon rythme au cours de la période de prévision. La demande croissante de solutions d'énergie renouvelable et l'installation croissante de production d'énergie renouvelable stimuleront le marché. Un supercondensateur (SC), également connu sous le nom d'ultracondensateur, est un condensateur de grande capacité avec des restrictions de tension plus faibles et une valeur de capacité beaucoup plus élevée que les condensateurs ordinaires. Il comble le fossé entre les condensateurs électrolytiques et les batteries rechargeables. Il a une capacité de stockage d'énergie 10 à 100 fois supérieure à celle des condensateurs électrolytiques par unité de volume ou de masse, peut prendre et distribuer la charge beaucoup plus rapidement que les batteries et peut supporter beaucoup plus de cycles de charge et de décharge que les batteries rechargeables. Contrairement aux condensateurs conventionnels, qui stockent l'énergie électrique entre deux plaques parallèles via la séparation de charge sous l'influence d'un champ électrique, les supercondensateurs stockent l'énergie électrique dans une double couche électrique entre les interfaces d'électrode et d'électrolyte via l'adsorption d'ions de charge opposée qui sont attirés vers les interfaces d'électrode et d'électrolyte par l'adsorption d'ions de charge opposée qui se manifestent à une distance d'Angström (A) de l'interface. Les matériaux de base pris en compte pour la fabrication de ces électrodes ont des surfaces extrêmement grandes (1500–3000 m2/g), ce qui ouvre la porte à l'obtention de valeurs de capacité spécifique plus élevées (1–1000 F) ainsi qu'à une puissance spécifique élevée.

Demande croissante de solutions d'énergie renouvelable pour stimuler la croissance du marché

La charge et la décharge des supercondensateurs sont essentielles pour un fonctionnement continu, en plus de maintenir les charges de pointe et l'alimentation de secours. Il comprend des gadgets industriels alimentés par batterie, notamment des compteurs intelligents, des détecteurs de fumée, des sonnettes vidéo et des gadgets médicaux. Plusieurs fournisseurs lancent de nouveaux produits pour y contribuer. Par exemple, en novembre 2021, Texas Instruments (TI) a récemment dévoilé un nouveau convertisseur abaisseur/élévateur bidirectionnel à courant de repos (IQ) de 60 nA. Les ingénieurs peuvent augmenter la durée de vie de la batterie jusqu'à 20 % en utilisant le convertisseur abaisseur/élévateur TPS61094 au lieu des condensateurs à couche hybride (HLC) couramment utilisés, qui offrent également un IQ ultra-faible et disposent d'un mode abaisseur pour la charge des supercondensateurs.

Sur la base de la technologie actuelle des supercondensateurs, des recherches plus approfondies sont menées sur la création de solutions peu coûteuses et créatives. Cela souligne la nécessité de réduire le coût de production des électrodes à base de carbone et la dépendance aux composants essentiels tout en offrant une alternative plus rentable et plus respectueuse de l'environnement aux versions actuelles. Par exemple, en 2021, des scientifiques de l'Imperial College de Londres et de l'University College de Londres (UCL) ont récemment créé un matériau d'électrode pour supercondensateurs plus dense en énergie et plus respectueux de l'environnement, ouvrant la voie à une adoption accrue par le marché de la technologie des véhicules électriques à haute puissance et à charge rapide.

De plus en plus d'installations d'énergie solaire et éolienne sont construites dans tout le pays en raison de la responsabilité croissante de protéger les ressources de la Terre et de pratiquer la durabilité environnementale. Pour renforcer la structure des sources d'énergie renouvelables, l'administration américaine a également développé des politiques de soutien et des cadres réglementaires. Par exemple, les États-Unis d’Amérique ont installé 29 gigawatts d’énergie renouvelable la même année, soit environ 80 % de plus qu’en 2019, dont 15 gigawatts d’énergie solaire et environ 14 gigawatts d’énergie éolienne, selon un rapport de mars 2020 de l’Agence internationale pour les énergies renouvelables (IRENA).

Le rythme du marché local aux États-Unis devrait également être accéléré par l’utilisation croissante de la technologie solaire photovoltaïque (PV) et des objectifs ambitieux visant à promouvoir la transition vers une énergie à faible émission de carbone. En outre, plusieurs gouvernements et organisations ont noté que le mix de production primaire du pays a connu une expansion significative de la technologie solaire photovoltaïque au fil du temps. Par exemple, l’Energy Information Administration (EIA) aux États-Unis rapporte que la production totale de la technologie solaire photovoltaïque représentait environ 9,6 % des ressources renouvelables nettes à l’échelle des services publics en 2019, contre 8,5 % en 2018, avec une augmentation de plus de 8,78 millions de mégawattheures d’une année sur l’autre (MWh). Le marché des systèmes d'énergie renouvelable devrait être stimulé par ces raisons, qui incluent l'adoption de programmes gouvernementaux rentables pour encourager le développement d'infrastructures durables.

La demande croissante de véhicules électriques à pile à combustible pour augmenter la croissance du marché américain des supercondensateurs

Pour accroître l'utilisation des voitures électriques à pile à combustible (FCEV) à travers le pays, les États-Unis se sont concentrés sur l'investissement dans les véhicules à hydrogène et les installations de remplissage. Pour soutenir l'adoption à long terme des FCEV, le gouvernement et le ministère américain de l'Énergie (DoE) ont réalisé des investissements majeurs dans des initiatives de recherche et développement. Le DoE américain a accordé des fonds au sous-programme de R&D sur les piles à combustible en 2019 pour un total d'environ 30 millions USD afin d'atteindre les objectifs futurs en matière de coûts, de performances et de durabilité. En outre, plusieurs nations et États se concentrent de manière indépendante sur la création et l'établissement d'une flotte importante de FCEV à hydrogène pour les activités privées et commerciales. Au cours de la période prévue, ces variables devraient augmenter la demande de produits aux États-Unis.

Cycle de vie prolongé et densité énergétique élevée des supercondensateurs américains pour favoriser la valeur marchande

Les supercondensateurs sont des condensateurs à haute capacité qui sont moins limités en tension et ont une capacité plus élevée que les condensateurs ordinaires. Ce condensateur, qui est un nouveau composant de stockage d'énergie, a une plage de température plus large, une capacité de courant plus élevée, une efficacité plus élevée, une durée de vie plus longue, un état de charge facilement observable et une plage de tension plus large. Les batteries lithium-ion durent généralement entre 500 et 10 000 cycles de charge, tandis que les supercondensateurs peuvent durer entre 100 000 et un million de cycles. Il peut également fonctionner dans une plage de température beaucoup plus large que les batteries conventionnelles, de -40 °C à 70 °C, et à toute tension inférieure à sa tension de fonctionnement continue maximale. Cela pourrait conduire à ce que ces condensateurs deviennent une solution d'alimentation souhaitable pour de plus en plus d'applications, ce qui devrait stimuler le marché

Considération des supercondensateurs comme un substitut viable aux batteries conventionnelles

Les supercondensateurs peuvent charger et libérer de l'énergie plus rapidement que les batteries conventionnelles, qui remplissent la même fonction beaucoup plus lentement. Ces condensateurs équipés d'électrodes et d'électrolytes peuvent se charger et se décharger rapidement sur un très grand nombre de cycles, ce qui en fait un substitut efficace aux batteries conventionnelles dans une variété d'applications. L'utilisation de la technologie de stockage d'énergie avec peu ou pas d'émissions devient de plus en plus populaire auprès des consommateurs à mesure que le respect de l'environnement gagne en importance.

Le marché des technologies énergétiques alternatives se développe à mesure que les grandes entreprises technologiques intensifient leurs efforts pour minimiser les émissions de gaz à effet de serre. Les supercondensateurs réduisent la possibilité de produire des déchets toxiques dangereux car ils peuvent être rechargés et recyclés. Ils peuvent donc être considérés comme une alternative respectueuse de l'environnement aux batteries conventionnelles. Les supercondensateurs ne sont pas encore aussi avancés que les systèmes de stockage d'énergie traditionnels à base de batteries, mais avec les récents développements dans les supercondensateurs à base de graphène, ils pourraient bientôt les dépasser.

Augmentation de l'installation de production d'énergie renouvelable pour alimenter la croissance

Par rapport aux batteries et aux condensateurs conventionnels, les supercondensateurs sont une nouvelle technologie dans le domaine des systèmes de stockage d'énergie qui peuvent fournir de meilleures densités de puissance et d'énergie. Ces batteries seront une source d'énergie intéressante pour la production d'énergie renouvelable en raison de leurs avantages, tels que leur capacité à supporter des courants de charge et de décharge importants, leur rendement extrêmement élevé et leur plage de températures plus large.

Les normes de portefeuille d'énergies renouvelables (RPS) ont été élaborées par la Conférence nationale des législatures des États (NCSL) pour promouvoir la production d'énergie nationale, diversifier les sources d'énergie et favoriser la croissance économique aux États-Unis. Les services publics de la phase I doivent atteindre l'objectif d'énergies renouvelables de 14 % d'ici 2025, 30 % d'ici 2030, 65 % d'ici 2040 et 100 % d'ici 2050 en vertu des nouvelles lois. Français Pour les services publics de la phase II, l'objectif d'accélération des énergies renouvelables est de 26 % d'ici 2025, de 41 % d'ici 2030 et de 100 % d'ici 2045. En raison de ces lois gouvernementales, le marché des énergies renouvelables devrait se développer tout au long de la période de prévision.

Développement récent 

• Kyocera AXA a dévoilé une gamme de supercondensateurs de type pochette en août 2022 pour réduire les surtensions des batteries. Ces condensateurs peuvent être utilisés indépendamment comme dispositifs de secours de l'alimentation du système, en remplaçant parfois les batteries, ou ils peuvent être utilisés en conjonction avec des batteries primaires ou secondaires.
• En mai 2022, une coentreprise a été créée entre CAP-XX Limited et Iconic Industries. Cette société est chargée de commercialiser l'oxyde de graphène réduit (rGO), qui est utilisé dans les supercondensateurs et autres dispositifs de stockage d'énergie. Français Au nom de la coentreprise, CAP-XX utiliserait rGO pour produire et commercialiser des supercondensateurs et d'autres dispositifs de stockage d'énergie sous le nom CAP-XX.
• Les supercondensateurs et les capteurs sont utilisés dans les tramways les plus récents et ont reçu des livraisons de tramways PK TS Vityaz en février 2021. En tant que tramways les plus récents de la série, les supercondensateurs de ces tramways contribueraient à la conservation de l'énergie et à la réduction de la demande d'électricité.

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Segmentation du marché

Le marché américain des supercondensateurs est divisé en type de produit, type de module, service, matériau et application. En fonction du type de produit, le marché est divisé en condensateurs à double couche, pseudo-condensateurs et condensateurs hybrides. En fonction du type de module, le marché est divisé en modules de moins de 10 volts, modules de 10 volts à 25 volts, modules de 25 volts à 50 volts, modules de 50 volts à 100 volts et modules de plus de 100 volts. En fonction du matériau, le marché est divisé en charbon actif, carbone dérivé du carbure, aérogel de carbone et autres. En fonction des applications, le marché est divisé en automobile, industriel, énergie, électronique grand public, aérospatiale et défense.

Acteurs du marché

Les principaux acteurs