Mercato delle celle a combustibile stazionarie: dimensioni, quota, tendenze, opportunità e previsioni del settore globale segmentate per capacità (meno di 1 kW, da 1 kW a 5 kW, da 5 kW a 250 kW, da 250 kW a 1 MW, più di 1 MW), per tipo (cella a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC), cella a combustibile all'acido fosforico (PAFC), cella a combustibile a carbonato fuso (MCFC), cella a

Panoramica del mercato

Il mercato globale delle celle a combustibile stazionarie è stato valutato a 2,97 miliardi di USD nel 2022 e si prevede che proietterà una crescita robusta nel periodo di previsione con un CAGR del 13,02% fino al 2028. Regolamentazioni e politiche favorevoli volte ad accelerare l'adozione di energia pulita, insieme a maggiori finanziamenti per l'elettrificazione in aree remote e fuori rete, guideranno la crescita dei ricavi nel mercato delle celle a combustibile. Inoltre, l'implementazione di diversi programmi di investimento per spostare l'attenzione verso tecniche di generazione di energia distribuita alimenterà l'espansione del mercato. Inoltre, la crescente consapevolezza dei consumatori per mitigare le emissioni di gas serra e una crescente enfasi sull'energia pulita stimoleranno la domanda del prodotto.

Fattori chiave del mercato

Problemi ambientali e riduzione delle emissioni

Uno dei principali fattori alla base della crescita del mercato globale delle celle a combustibile è la crescente consapevolezza e preoccupazione globale per i problemi ambientali, insieme all'urgente necessità di ridurre le emissioni di gas serra. La combustione di combustibili fossili per la produzione di energia e il trasporto ha contribuito in modo significativo all'inquinamento atmosferico e all'accumulo di gas serra nell'atmosfera, portando infine al cambiamento climatico.

Le celle a combustibile, che generano elettricità attraverso un processo elettrochimico con emissioni minime, sono considerate una soluzione promettente per affrontare queste sfide ambientali. Le celle a combustibile, in particolare le celle a combustibile a idrogeno, producono solo vapore acqueo e calore come sottoprodotti durante la generazione di elettricità. Questa caratteristica di zero emissioni rende le celle a combustibile una scelta interessante per ridurre gli inquinanti atmosferici e mitigare le emissioni di anidride carbonica, in linea con gli accordi internazionali sul clima come l'accordo di Parigi. Con i governi di tutto il mondo che implementano normative sulle emissioni più severe e stabiliscono ambiziosi obiettivi di sostenibilità, la domanda di celle a combustibile come soluzione energetica pulita continua a crescere.

Nel settore dei trasporti, i veicoli a celle a combustibile (FCV) stanno guadagnando importanza come mezzo per ridurre l'impronta di carbonio dell'industria automobilistica. Gli FCV offrono lunghe autonomie di guida, rifornimento rapido e zero emissioni allo scarico, affrontando una delle principali fonti di inquinamento atmosferico urbano. Governi e case automobilistiche stanno investendo nella tecnologia FCV, fornendo incentivi e sviluppando infrastrutture di rifornimento di idrogeno per supportare la transizione verso trasporti più puliti.

Efficienza energetica e sicurezza energetica

Le celle a combustibile sono ampiamente riconosciute per la loro eccezionale efficienza di conversione energetica, un fattore chiave nel mercato globale delle celle a combustibile. A differenza dei motori a combustione convenzionali che dissipano una notevole quantità di energia sotto forma di calore, le celle a combustibile possono raggiungere efficienze energetiche superiori al 50% e persino superiori se utilizzate in applicazioni di cogenerazione (CHP). Questa efficienza energetica superiore non solo riduce il consumo di energia e le emissioni di gas serra, ma ottimizza anche l'utilizzo delle risorse di combustibile.

L'efficienza delle celle a combustibile svolge un ruolo cruciale nel migliorare la sicurezza energetica riducendo la dipendenza dai combustibili fossili e promuovendo l'utilizzo di idrogeno rinnovabile e a basse emissioni di carbonio. L'idrogeno, un combustibile comunemente utilizzato per le celle a combustibile, può essere ricavato da diverse fonti come gas naturale, biogas, elettrolisi dell'acqua utilizzando elettricità rinnovabile e sottoprodotti industriali. Questa flessibilità nelle materie prime migliora la sicurezza energetica diversificando le fonti di combustibile e mitigando la vulnerabilità alle interruzioni dell'approvvigionamento.

Inoltre, le celle a combustibile hanno il potenziale per la generazione di energia decentralizzata, che può migliorare la resilienza della rete e ridurre al minimo le perdite di trasmissione. Nelle regioni soggette a interruzioni di corrente o in aree remote con accesso limitato alle infrastrutture di rete tradizionali, le celle a combustibile fungono da fonti di alimentazione di riserva affidabili, contribuendo così alla sicurezza e all'affidabilità energetica.

Progressi tecnologici e innovazione

Il continuo progresso delle tecnologie delle celle a combustibile svolge un ruolo fondamentale nel guidare il mercato globale delle celle a combustibile. Gli sforzi continui di ricerca e sviluppo hanno portato a miglioramenti nell'efficienza, nella durata e nell'economicità delle celle a combustibile. Questi progressi hanno ampliato la portata delle applicazioni e aumentato la competitività delle celle a combustibile rispetto alle tecnologie energetiche convenzionali.

I progressi nella scienza dei materiali, nello sviluppo di catalizzatori e nelle tecniche di produzione hanno ridotto efficacemente il costo dei componenti delle celle a combustibile, in particolare le celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC) e le celle a combustibile a ossidi solidi (SOFC). Le riduzioni dei costi hanno reso le celle a combustibile economicamente sostenibili, aprendo nuove opportunità nella generazione di energia stazionaria, nei trasporti e in altri settori.

L'innovazione nella tecnologia delle celle a combustibile ha anche portato alla creazione di sistemi più robusti e durevoli, estendendone la durata operativa e riducendo i requisiti di manutenzione. Una maggiore durata rende le celle a combustibile adatte a una gamma più ampia di applicazioni, tra cui trasporti pesanti, generazione distribuita e soluzioni di alimentazione fuori rete.

Inoltre, la ricerca su metodi di produzione di idrogeno alternativi e sostenibili, come l'idrogeno verde prodotto da fonti rinnovabili, ha contribuito alla sostenibilità e alla competitività della tecnologia delle celle a combustibile. Questi progressi e innovazioni tecnologiche continuano a guidare la crescita del mercato globale delle celle a combustibile e la sua adozione in vari settori.

Principali sfide del mercato

Elevati costi di produzione e infrastrutturali

Una delle principali sfide che il mercato globale delle celle a combustibile deve affrontare sono i costi di produzione e infrastrutturali relativamente elevati associati alla tecnologia delle celle a combustibile. Questi costi rappresentano un ostacolo all'adozione diffusa e impediscono la competitività delle celle a combustibile rispetto alle tecnologie energetiche convenzionali.

Le celle a combustibile necessitano di processi di produzione e materiali precisi, tra cui catalizzatori come il platino, che possono essere costosi. Il platino è impiegato come catalizzatore nelle celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC) per facilitare le reazioni elettrochimiche che producono elettricità. Ridurre la dipendenza da metalli preziosi come il platino è una sfida cruciale per rendere le celle a combustibile più convenienti.

Inoltre, l'istituzione di un'infrastruttura per l'idrogeno, che comprenda impianti di produzione, stoccaggio e distribuzione, comporta un investimento di capitale sostanziale. La costruzione di una rete completa di stazioni di rifornimento di idrogeno per veicoli a celle a combustibile (FCV) richiede un notevole sostegno finanziario e la disponibilità limitata di infrastrutture può limitare la penetrazione di mercato degli FCV.

Affrontare questa sfida comporta sforzi di ricerca e sviluppo mirati a materiali e catalizzatori alternativi che possano ridurre i costi di produzione. Le innovazioni nei processi di produzione, l'aumento della produzione e il raggiungimento di economie di scala possono anche contribuire a ridurre il costo complessivo dei sistemi a celle a combustibile. Inoltre, gli incentivi e i sussidi governativi possono svolgere un ruolo fondamentale nel compensare i costi di investimento iniziali e promuovere l'implementazione delle tecnologie a celle a combustibile.

Fornitura e distribuzione di idrogeno

La disponibilità e la distribuzione di idrogeno, un combustibile cruciale per vari tipi di celle a combustibile, rappresentano una sfida significativa per il mercato globale delle celle a combustibile. Lo sviluppo di metodi di produzione, stoccaggio e infrastrutture di distribuzione dell'idrogeno è ancora nelle sue fasi iniziali e spesso incontra ostacoli logistici ed economici.

Una delle sfide risiede nell'approvvigionamento di materie prime per l'idrogeno. Mentre l'idrogeno può essere ricavato da diverse fonti come gas naturale, elettrolisi dell'acqua e biomassa, i metodi di produzione devono essere sia sostenibili dal punto di vista ambientale che economicamente sostenibili. Ad esempio, la produzione di idrogeno da combustibili fossili può portare a emissioni di carbonio, che contrastano i vantaggi ambientali delle celle a combustibile.

Anche il trasporto e la distribuzione dell'idrogeno pongono delle sfide. A causa della sua bassa densità, l'idrogeno ha una densità energetica inferiore rispetto a combustibili come benzina o gasolio. Quindi, un trasporto e uno stoccaggio efficienti e sicuri dell'idrogeno richiedono infrastrutture specializzate, la cui creazione e manutenzione possono essere costose.

Inoltre, l'istituzione di una rete di rifornimento di idrogeno per FCV affronta sfide legate alla localizzazione, alle normative di sicurezza e al finanziamento. Gli sforzi per affrontare questa sfida implicano il progresso di metodi di produzione di idrogeno verde, l'espansione delle soluzioni di stoccaggio dell'idrogeno e l'istituzione di un'infrastruttura di distribuzione dell'idrogeno completa. La collaborazione tra governi, stakeholder del settore e istituti di ricerca è fondamentale per superare questi ostacoli e garantire una filiera di fornitura dell'idrogeno affidabile e sostenibile.

Principali tendenze di mercato

Espansione dell'infrastruttura dell'idrogeno

Una delle tendenze più importanti nel mercato globale delle celle a combustibile è la significativa espansione dell'infrastruttura dell'idrogeno. Poiché le celle a combustibile, in particolare le celle a combustibile a membrana a scambio protonico (PEMFC), si affidano all'idrogeno come fonte primaria di combustibile, la disponibilità e l'accessibilità di stazioni di rifornimento di idrogeno e impianti di produzione sono fondamentali per l'adozione diffusa della tecnologia delle celle a combustibile.

Governi e stakeholder del settore privato stanno effettuando investimenti sostanziali nello sviluppo di infrastrutture per l'idrogeno per supportare la crescente domanda di veicoli a celle a combustibile (FCV) e applicazioni fisse di celle a combustibile. La crescente popolarità degli FCV, che offrono autonomie di guida maggiori, rifornimento rapido e zero emissioni allo scarico, sta spingendo governi e aziende energetiche a stabilire una rete di stazioni di rifornimento di idrogeno. Regioni come Europa, Giappone, Corea del Sud e California stanno assistendo a una significativa espansione delle infrastrutture di rifornimento di idrogeno.

Le innovazioni nei metodi di produzione dell'idrogeno, tra cui l'idrogeno verde prodotto utilizzando fonti di energia rinnovabili ed elettrolisi, stanno contribuendo a una filiera di fornitura dell'idrogeno più sostenibile ed economica. Gli elettrolizzatori alimentati da elettricità rinnovabile svolgono un ruolo fondamentale nella produzione di idrogeno pulito per le celle a combustibile. L'ecosistema dell'idrogeno si sta evolvendo per supportare vari settori. Oltre ai trasporti, l'idrogeno viene esplorato per applicazioni nei processi industriali, nell'accumulo di energia e nel supporto alla rete, sottolineando ulteriormente la necessità di espansione delle infrastrutture.

Iniziative di decarbonizzazione e sostenibilità

Un'altra tendenza significativa nel mercato globale delle celle a combustibile è la crescente attenzione alle iniziative di decarbonizzazione e sostenibilità. Governi, aziende e individui stanno diventando più consapevoli dell'impatto ambientale della produzione e del consumo di energia. Le celle a combustibile, rinomate per le loro emissioni minime e l'elevata efficienza, sono ben allineate con questi obiettivi di sostenibilità.

I veicoli a celle a combustibile (FCV) stanno guadagnando terreno come mezzo per mitigare le emissioni di gas serra del settore dei trasporti. Governi e case automobilistiche stanno investendo nella tecnologia FCV per abbandonare i veicoli con motore a combustione interna.

C'è una crescente enfasi sulla produzione di idrogeno utilizzando fonti di energia rinnovabili, comunemente noto come idrogeno verde. Questo approccio garantisce che l'idrogeno utilizzato nelle celle a combustibile abbia un'impronta di carbonio minima, contribuendo così agli sforzi di decarbonizzazione.

Le celle a combustibile, in particolare le celle a combustibile a ossidi solidi (SOFC), vengono integrate in sistemi di generazione di energia decentralizzati. Consentono la generazione di energia in loco utilizzando idrogeno derivato da fonti rinnovabili o biogas, il che riduce la dipendenza dalle centrali elettriche centralizzate a combustibili fossili. L'elevata efficienza di conversione energetica delle celle a combustibile è molto apprezzata nelle applicazioni in cui il risparmio energetico e la sostenibilità sono di fondamentale importanza, come i sistemi di cogenerazione (CHP) in edifici residenziali e commerciali.

Approfondimenti di settore

Approfondimenti di settore per l'uso finale

Il segmento dei servizi di pubblica utilità domina il mercato. Il mercato delle celle a combustibile fisse per i servizi di pubblica utilità è destinato a registrare guadagni fino al 2030. L'introduzione di promettenti politiche governative, l'aumento dei finanziamenti per lo sviluppo tecnologico e lo spostamento della consapevolezza dei consumatori verso un'energia pulita e sostenibile stimoleranno i ricavi del mercato. Il crescente consumo di elettricità da aree fuori rete e l'aumento del funzionamento di norme e mandati normativi rafforzeranno la penetrazione del prodotto. Inoltre, l'introduzione di roadmap e standard per l'idrogeno è destinata a influenzare l'adozione di sistemi stazionari su larga scala principalmente nel settore dei servizi di pubblica utilità.

Approfondimenti regionali

La regione Asia-Pacifico si è affermata come leader nel mercato globale delle celle a combustibile stazionarie con una quota di fatturato significativa nel 2022

Gli ingenti investimenti nella ricerca e nello sviluppo delle celle a combustibile nelle nazioni dell'Asia-Pacifico hanno portato a notevoli progressi nell'efficienza, nella durata e nell'economicità delle celle a combustibile. La collaborazione tra governi, mondo accademico e attori del settore è stata determinante nel guidare l'innovazione nel settore. Con la sua solida base industriale, che comprende i settori automobilistico, elettronico ed energetico, la regione Asia-Pacifico è strategicamente posizionata per svolgere un ruolo fondamentale nella produzione e nell'implementazione delle celle a combustibile in diverse applicazioni. In particolare, nazioni come Giappone e Corea del Sud hanno effettuato investimenti sostanziali nello sviluppo e nelle infrastrutture FCV.

Il crescente interesse per i FCV presenta opportunità redditizie per i produttori di celle a combustibile e i fornitori di infrastrutture per l'idrogeno. Le celle a combustibile, in particolare nelle applicazioni di cogenerazione (CHP), offrono soluzioni di generazione di energia distribuita per i settori residenziale, commerciale e industriale, allineandosi così agli sforzi per migliorare la resilienza e l'efficienza energetica.

In conclusione, la regione Asia-Pacifico assume un ruolo fondamentale nel mercato globale delle celle a combustibile, guidata da politiche di sostegno, solidi sforzi di ricerca e sviluppo, una solida base industriale, una crescente adozione nel settore dei trasporti e crescenti preoccupazioni ambientali. L'impegno costante della regione nei confronti della tecnologia delle celle a combustibile e dello sviluppo dell'idrogeno la posiziona come un importante contributore alla transizione globale verso soluzioni energetiche pulite e sostenibili.

Sviluppi recenti

• A febbraio 2023, SFC Energy AG, un fornitore di celle a combustibile a idrogeno e metanolo, ha stipulato un accordo di cooperazione strategica con FC TecNrgy Pvt Ltd per stabilire uno stabilimento di produzione di celle a combustibile a idrogeno e metanolo in India. SFC Energy AG supervisionerà la produzione e la garanzia della qualità delle celle a combustibile, mentre FC TecNrgy Pvt. Ltd. si concentrerà sullo sviluppo, l'installazione e l'integrazione di soluzioni personalizzate per le celle a combustibile. Questo sviluppo è in linea con la National Green Hydrogen Mission dell'India, che mira a ridurre le emissioni di carbonio e promuovere l'energia pulita.
• Ad agosto 2022, Bosch ha annunciato il suo investimento di oltre 200 milioni di USD nella produzione di pile a combustibile presso il suo stabilimento in South Carolina. Questo investimento sosterrà lo sviluppo di celle a combustibile per camion commerciali elettrici alimentati a idrogeno negli Stati Uniti. La produzione di celle a combustibile dovrebbe iniziare nel 2026. Bosch prevede di investire circa 1 miliardo di USD a livello globale entro il 2024 per far progredire le tecnologie delle celle a combustibile.

Principali attori del mercato

• 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.