Marché des turbines à gaz aérodérivées – Taille de l’industrie mondiale, part, tendances, opportunités et prévisions, segmentées par capacité (jusqu’à 500 kW, 500 kW à 1 MW, 1 MW à 30 MW, plus de 30 M), par technologie (cycle ouvert, cycle combiné), par application (centrales électriques, usines de traitement, aviation, marine), par région et par concurrence 2018-2028

Aperçu du marché

Le marché mondial des turbines à gaz aérodérivées est une composante dynamique et vitale des secteurs plus larges de l'énergie et de l'aviation. Les turbines à gaz aérodérivées sont un type polyvalent de moteur à turbine à gaz connu pour son adaptabilité, ses rapports puissance/poids élevés et ses capacités de réponse rapide. Elles trouvent une application dans un large éventail d'industries, notamment la production d'électricité, l'aviation, les processus industriels et la propulsion marine.

L'un des principaux facteurs à l'origine de la domination des turbines à gaz aérodérivées est leur rôle central dans le secteur de la production d'électricité. Ces turbines sont déployées dans des centrales électriques du monde entier, à la fois dans des configurations à cycle ouvert et à cycle combiné. Les turbines à cycle ouvert sont privilégiées pour les centrales électriques de pointe, offrant une réponse rapide à la demande fluctuante d'électricité. Les centrales à cycle combiné, en revanche, fonctionnent en continu et de manière efficace, répondant aux besoins de production d'électricité de base. Leur efficacité et leur faible impact environnemental les rendent de plus en plus attractives à l'heure où les marchés mondiaux de l'énergie évoluent vers des solutions plus propres et plus durables.

Outre le secteur de la production d'électricité, les turbines à gaz aérodérivées jouent un rôle essentiel dans l'aviation. Elles alimentent divers types d'aéronefs, notamment les jets régionaux, les jets d'affaires, les avions de transport militaire et les hélicoptères. L'industrie aéronautique s'appuie sur ces turbines pour leur conception légère, leur poussée élevée et leur capacité à fonctionner de manière fiable dans des conditions variables.

En outre, le secteur maritime bénéficie de la taille compacte et de l'efficacité des turbines à gaz aérodérivées, qui sont utilisées pour les navires de guerre, les paquebots rapides et les ferries. Leur accélération rapide et leur adaptabilité aux exigences opérationnelles changeantes en font un choix privilégié pour les systèmes de propulsion marine.

Principaux moteurs du marché

Transition énergétique et efforts de décarbonisation

L'un des principaux moteurs du marché des turbines à gaz aérodérivées est la poussée mondiale en faveur de la transition énergétique et de la décarbonisation. Les gouvernements et les industries du monde entier se concentrent de plus en plus sur la réduction des émissions de carbone et la transition vers des sources d'énergie plus propres. Les turbines à gaz aérodérivées jouent un rôle essentiel dans cette transition en fournissant des solutions de production d'électricité efficaces et flexibles. Leur capacité à monter ou descendre rapidement en puissance les rend idéales pour intégrer des sources d'énergie renouvelables comme l'énergie éolienne et solaire dans le réseau et assurer la stabilité du réseau.

Demande croissante d'énergie distribuée

La demande de production d'énergie distribuée est en hausse, tirée par des facteurs tels que la fiabilité du réseau, la sécurité énergétique et le besoin d'une alimentation électrique ininterrompue dans les zones reculées. Les turbines à gaz aérodérivées sont bien adaptées aux applications d'énergie distribuée en raison de leur taille compacte, de leur mobilité et de leurs capacités de démarrage rapide. Elles sont couramment utilisées dans les systèmes de cogénération, les micro-réseaux et les installations industrielles, répondant au besoin de production d'électricité localisée et fiable.

Expansion des secteurs industriel et manufacturier

Les secteurs industriel et manufacturier sont d'importants consommateurs de turbines à gaz aérodérivées. Alors que ces secteurs continuent de se développer à l'échelle mondiale, la demande de solutions de production d'électricité fiables et efficaces augmente en parallèle. Les turbines à gaz aérodérivées sont utilisées dans divers processus industriels, notamment la production d'acier, la fabrication de produits chimiques et la transformation des aliments. Leur capacité à fournir à la fois de l'électricité et de la chaleur industrielle en fait des composants essentiels dans ces industries à forte intensité énergétique.

Flexibilité et stabilité du réseau

La flexibilité et la stabilité du réseau fournies par les turbines à gaz aérodérivées sont des moteurs essentiels de la croissance de leur marché. Avec l'intégration croissante des sources d'énergie renouvelables intermittentes comme l'éolien et le solaire, la capacité à équilibrer l'offre et la demande d'électricité devient primordiale. Les turbines à gaz aérodérivées peuvent répondre rapidement aux fluctuations de la demande d'électricité, contribuant ainsi à maintenir la stabilité du réseau. Elles sont souvent utilisées pour les applications de pointe et de suivi de charge, garantissant un approvisionnement en électricité fiable même pendant les périodes de forte demande.

Progrès technologiques

Les progrès technologiques continus favorisent l'adoption des turbines à gaz aérodérivées. Les fabricants de turbines investissent dans la recherche et le développement pour améliorer l'efficacité, la fiabilité et les performances environnementales de leurs produits. Les progrès des matériaux, de la technologie de combustion et des systèmes de contrôle ont permis de créer des turbines plus efficaces et plus propres. De plus, l'intégration de technologies numériques, telles que l'analyse des données et la maintenance prédictive, améliore les performances des turbines et réduit les temps d'arrêt, renforçant encore leur attrait pour les utilisateurs finaux.

Disponibilité et infrastructure du gaz naturel

La disponibilité du gaz naturel, principale source de carburant pour les turbines à gaz aérodérivées, est un moteur essentiel de la croissance du marché. Les régions disposant de réserves abondantes de gaz naturel, comme les États-Unis, ont connu une expansion significative des installations de turbines à gaz. De plus, le développement des infrastructures de gaz naturel, notamment des pipelines et des terminaux de gaz naturel liquéfié (GNL), facilite le transport et l'approvisionnement de cette source de carburant vers les installations de production d'électricité.

Principaux défis du marché

Réglementations environnementales et conformité aux émissions

L'un des principaux défis auxquels est confronté le marché des turbines à gaz aérodérivées est l'évolution constante du paysage des réglementations environnementales et de la conformité aux émissions. Les gouvernements du monde entier imposent des normes d'émissions de plus en plus strictes pour lutter contre le changement climatique et réduire la pollution atmosphérique. Les turbines à gaz aérodérivées doivent respecter des limites d'émissions strictes pour les oxydes d'azote (NOx), le monoxyde de carbone (CO) et les particules (PM). Pour atteindre ces normes, il faut investir massivement dans la recherche et le développement de technologies de réduction des émissions, comme les systèmes de combustion pauvre et les convertisseurs catalytiques avancés.

Intégration des énergies renouvelables intermittentes

L'adoption croissante de sources d'énergie renouvelables intermittentes comme l'énergie éolienne et solaire représente un défi pour les turbines à gaz aérodérivatives. Ces turbines servent souvent de sources d'énergie de secours ou de pointe, fournissant de l'électricité lorsque la production d'énergie renouvelable est insuffisante. Cependant, gérer la nature intermittente des énergies renouvelables et assurer une transition transparente entre les sources d'énergie tout en maintenant la stabilité du réseau peut s'avérer complexe. Les fabricants de turbines doivent développer des systèmes de contrôle avancés et des solutions d'intégration au réseau pour relever efficacement ces défis.

Concurrence d'autres sources d'énergie

Les turbines à gaz aérodérivatives sont confrontées à la concurrence de diverses autres sources d'énergie, notamment les centrales électriques traditionnelles au charbon et nucléaires, ainsi que de technologies émergentes comme les systèmes de stockage d'énergie et les piles à combustible. La baisse des coûts des énergies renouvelables et des solutions de stockage d'énergie, associée aux incitations gouvernementales, favorise l'adoption de méthodes alternatives de production d'électricité. Les fabricants de turbines doivent continuellement innover et améliorer l'efficacité et la rentabilité de leurs produits pour rester compétitifs dans ce paysage en constante évolution.

Volatilité des prix du gaz naturel

Le marché des turbines à gaz aérodérivées dépend fortement de la disponibilité et du prix du gaz naturel, une source de carburant primaire. La volatilité des prix du gaz naturel peut poser des défis importants tant aux fabricants qu'aux utilisateurs finaux. Les exploitants de turbines doivent faire face aux fluctuations des coûts d'exploitation, ce qui a un impact sur la rentabilité de la production d'électricité à partir de turbines à gaz. Pour atténuer ce défi, les fabricants développent des turbines offrant une plus grande flexibilité en matière de carburant, permettant l'utilisation de carburants alternatifs et réduisant la dépendance au gaz naturel.

Vieillissement des infrastructures et coûts de maintenance

De nombreuses turbines à gaz aérodérivées sont en service depuis des décennies, ce qui entraîne des problèmes de vieillissement des infrastructures et de maintenance. À mesure que les turbines vieillissent, elles nécessitent une maintenance plus fréquente, ce qui peut être coûteux et entraîner des temps d'arrêt. Les fabricants et les exploitants doivent investir dans des programmes de modernisation et de remise à neuf pour prolonger la durée de vie des turbines existantes et améliorer leur efficacité. De plus, trouver du personnel qualifié pour effectuer la maintenance et les réparations peut être un défi dans certaines régions.

Principales tendances du marché

Transition vers des sources d'énergie plus propres

Le marché mondial des turbines à gaz aérodérivées connaît une tendance notable vers l'adoption de sources d'énergie plus propres. Alors que les pays et les industries s'efforcent de réduire leur empreinte carbone et de se conformer à des réglementations environnementales strictes, les turbines à gaz aérodérivées sont de plus en plus utilisées dans les centrales électriques à cycle combiné et les systèmes de cogénération. Ces turbines sont bien adaptées aux applications qui nécessitent une efficacité élevée et des capacités de suivi de charge rapide, permettant une transition plus douce des combustibles fossiles vers le gaz naturel plus propre et les sources d'énergie renouvelables comme le biogaz et l'hydrogène.

Production d'énergie décentralisée

Une tendance croissante sur le marché des turbines à gaz aérodérivées est l'évolution vers la production d'énergie décentralisée. Les turbines aérodérivées sont privilégiées pour les projets d'énergie distribuée en raison de leur taille compacte, de leur mobilité et de leurs capacités de démarrage rapide. Elles sont couramment utilisées dans les endroits éloignés, les installations industrielles et les configurations de micro-réseaux. Cette tendance s'aligne sur le besoin croissant d'une alimentation électrique fiable dans les zones où la connectivité au réseau est limitée, garantissant des opérations ininterrompues et réduisant la dépendance aux centrales électriques centralisées.

Numérisation et intégration de l'IoT

L'intégration des technologies numériques et de l'Internet des objets (IoT) transforme le marché des turbines à gaz aérodérivées. Les fabricants de turbines intègrent des capteurs avancés et des outils d'analyse de données dans leurs produits pour améliorer la surveillance des performances, la maintenance prédictive et l'efficacité opérationnelle globale. Les données en temps réel des turbines à gaz sont collectées et analysées pour optimiser les processus de combustion, réduire les temps d'arrêt et prolonger la durée de vie de ces actifs critiques. Cette tendance améliore non seulement les performances des turbines, mais réduit également les coûts d'exploitation.

Compatibilité avec l'hydrogène

L'hydrogène gagne en importance en tant que vecteur d'énergie propre, et le marché des turbines à gaz aérodérivées s'adapte pour s'adapter à cette tendance. Les fabricants de turbines développent des modèles compatibles avec l'hydrogène, qui peuvent fonctionner avec un mélange de gaz naturel et d'hydrogène, ou même de l'hydrogène pur, sans compromettre l'efficacité ou les normes d'émissions. Cela fait des turbines à gaz aérodérivées un élément essentiel de la transition vers une économie énergétique basée sur l'hydrogène, en particulier dans des secteurs comme la fabrication de produits chimiques et la production d'électricité.

Expansion mondiale et entrée sur le marché

L'expansion du marché et l'entrée dans les économies émergentes sont des tendances clés sur le marché des turbines à gaz aérodérivées. Alors que les pays en développement cherchent à renforcer leurs capacités de production d'électricité et leurs capacités industrielles, la demande de solutions énergétiques flexibles et efficaces augmente. Les turbines à gaz aérodérivées sont bien adaptées à de tels scénarios, ce qui conduit à une augmentation des partenariats et des collaborations internationales. Les fabricants de turbines renforcent leur présence mondiale et proposent un soutien et des services localisés pour répondre aux besoins spécifiques de divers marchés.

Informations sectorielles

Informations sur la capacité

Segment jusqu'à 500 kW

Le segment de capacité de 500 kW à 1 MW représente une part importante du marché des turbines à gaz dérivées de l'aviation. Les turbines de cette gamme sont souvent utilisées pour les installations commerciales et industrielles de plus grande taille, notamment les hôpitaux, les universités et les usines de fabrication. Elles sont appréciées pour leur capacité à fournir à la fois de l'électricité et de l'énergie thermique, ce qui les rend efficaces pour les applications de cogénération. En outre, elles jouent un rôle crucial dans le soutien du réseau, en particulier dans les régions où les sources d'énergie renouvelables sont intermittentes. Leur capacité moyenne les rend adaptées à la production d'électricité en fonction de la charge et en période de pointe, contribuant ainsi à la stabilité du réseau.

Informations technologiques

Segment du cycle ouvert

La technologie du cycle ouvert est privilégiée dans les applications nécessitant une réponse rapide et une flexibilité, telles que les centrales électriques de pointe et le soutien du réseau. La technologie du cycle combiné, en revanche, excelle dans les applications exigeant une efficacité énergétique élevée et un fonctionnement continu, telles que la production d'électricité à grande échelle et les processus industriels.

La technologie du cycle combiné est généralement plus économe en énergie en raison de son utilisation de la chaleur résiduelle. Cet avantage d'efficacité la rend attrayante pour les centrales électriques qui s'efforcent de réduire les coûts d'exploitation et les impacts environnementaux.

Perspectives régionales

L'Amérique du Nord domine le marché mondial des turbines à gaz aérodérivées en 2022. L'Amérique du Nord, en particulier les États-Unis, a été à l'avant-garde de l'innovation technologique et des efforts de recherche et développement (R&D) dans l'industrie des turbines à gaz. Les principaux fabricants de turbines et les entreprises aérospatiales basées dans la région ont constamment investi dans le développement de technologies de pointe en matière de turbines à gaz aérodérivées. Cet engagement envers l'innovation a abouti à la production de turbines à gaz à haut rendement, respectueuses de l'environnement et fiables qui répondent à un large éventail d'applications.

L'Amérique du Nord dispose d'une infrastructure énergétique robuste et étendue, qui comprend un réseau d'approvisionnement en gaz naturel bien développé. Cette infrastructure facilite la disponibilité et le transport du gaz naturel, une source de carburant principale pour les turbines à gaz aérodérivées. Les abondantes réserves de gaz naturel de la région, associées à une chaîne d'approvisionnement bien établie, ont fait des turbines à gaz un choix attrayant pour la production d'électricité.

L'environnement réglementaire en Amérique du Nord a été propice à la croissance du marché des turbines à gaz aérodérivées. Les politiques et les incitations favorisant l'énergie propre, la stabilité du réseau et l'intégration de sources d'énergie renouvelables ont encouragé le déploiement de turbines à gaz, qui peuvent répondre rapidement aux changements de la demande d'électricité. Des incitations telles que les crédits d'impôt pour les projets de cogénération (CHP) ont également favorisé l'adoption dans les secteurs industriel et commercial.

L'Amérique du Nord connaît une demande énergétique constamment élevée dans divers secteurs, notamment la fabrication, le commerce et le résidentiel. Cette diversité de la demande a conduit à de nombreuses applications pour les turbines à gaz aérodérivatives, des centrales électriques de pointe à la production d'énergie décentralisée dans des secteurs tels que le pétrole et le gaz, l'aviation et la santé.

Développements récents

• En mai 2022, Capstone Green Energy Corporation a annoncé que Cal Microturbine était son distributeur officiel pour la Californie, Hawaï, l'Oregon, Washington et le Nevada, et qu'elle avait obtenu six commandes de microturbines C65 dans tout l'État de Californie. Ces 16 unités de microturbines seront installées pour les clients des secteurs du pétrole et du gaz, de l'hôtellerie et de l'agriculture. La mise en service des systèmes est prévue début 2030.
• En avril 2022, General Electric a obtenu une commande pour un groupe de six solutions d'alimentation LM2500XPRESS auprès de Taiwan Power Company pour le projet de renouvellement de la centrale électrique de Tung Hsiao de la société. Cette solution d'ensemble d'énergie est construite à l'aide de la technologie éprouvée de la société, la turbine à gaz aérodérivée LM2500, qui est assemblée à 95 % en usine avec des modules simplifiés pour une installation sur site plus facile et plus rapide. Cette centrale, d'une capacité de 175 MW, répondra aux pénuries d'électricité, soutiendra la croissance des énergies renouvelables et stabilisera le réseau à Taïwan.

Principaux acteurs du marché

• General Electric 
• Siemens Energy AG
• Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd.
• Ansaldo Energia SpA
• Rolls-Royce plc
• Raytheon Technologies Corporation
• Solar Turbines Incorporated (Caterpillar Inc.)
• Baker Hughes Company
• Nanjing Turbine & Electric Machinery (Group) Co., Ltd.
• Kawasaki Heavy Industries, Ltd.