Mercato del sistema di calore e potenza combinati: dimensioni, quota, tendenze, opportunità e previsioni del settore globale segmentate per tecnologia (ciclo combinato, turbina a vapore, turbina a gas, motore alternativo e altri), per tipo di combustibile (commerciale, residenziale, industriale e di pubblica utilità), per tipo di combustibile (gas naturale, carbone, biomassa e altri), per capacità

Panoramica del mercato

Il mercato globale dei sistemi di cogenerazione di calore ed energia è stato valutato a 23,99 miliardi di USD nel 2022 e sta crescendo a un CAGR del 4,82% durante il periodo di previsione. L'aumento dell'utilizzo di gas naturale per la produzione di energia, unito alla crescente domanda di efficienza energetica nelle industrie, funge da principale forza trainante del mercato globale della cogenerazione di calore ed energia (CHP). Inoltre, le crescenti preoccupazioni relative alle emissioni di gas serra (GHG) hanno spinto vari governi a promuovere la cogenerazione, stimolando ulteriormente la crescita del settore. Si prevede inoltre un'espansione del mercato come risultato dell'avanzamento delle tecnologie innovative e dell'espansione della generazione di energia distribuita.

Principali fattori trainanti del mercato

Iniziative di efficienza energetica e sostenibilità

I sistemi di cogenerazione (CHP) hanno guadagnato una notevole trazione negli ultimi anni a causa della crescente enfasi sull'efficienza energetica e sulla sostenibilità. Con la popolazione mondiale in continua crescita, anche la domanda di elettricità e calore sta aumentando, rendendo necessari modi più efficienti di generare e utilizzare le risorse energetiche. I sistemi CHP presentano una soluzione a questa sfida producendo contemporaneamente elettricità e calore utile da un'unica fonte di combustibile, in genere gas naturale o biomassa. Questa efficienza intrinseca aiuta a ridurre gli sprechi e ad abbassare le emissioni di gas serra, allineandosi con gli obiettivi di varie iniziative ambientali e di sostenibilità.

Governi e organizzazioni in tutto il mondo stanno fissando obiettivi ambiziosi per ridurre le emissioni di carbonio e combattere il cambiamento climatico. Nel raggiungimento di questi obiettivi, i sistemi CHP svolgono un ruolo fondamentale riducendo significativamente l'impronta di carbonio della generazione di energia. Possono raggiungere efficienze complessive del 70-90%, rispetto all'efficienza del 30-40% della generazione di energia convenzionale e della produzione separata di calore. Questa efficienza migliorata non solo riduce le emissioni, ma aumenta anche la sicurezza energetica e diminuisce la dipendenza dai combustibili fossili. Di conseguenza, i sistemi CHP vengono sempre più adottati nelle industrie, negli edifici commerciali e nelle applicazioni di teleriscaldamento, guidando la crescita del mercato dei sistemi CHP.

Inoltre, incentivi finanziari e politiche normative stanno ulteriormente spingendo l'adozione di sistemi CHP. Molti governi offrono crediti d'imposta, sussidi e sovvenzioni per incoraggiare aziende e servizi di pubblica utilità a investire nella tecnologia CHP. Questo supporto finanziario rende più economicamente fattibile per le organizzazioni implementare sistemi CHP, il che, a sua volta, stimola la crescita del mercato.

Risparmio sui costi energetici e resilienza

In un'epoca caratterizzata da prezzi dell'energia fluttuanti e crescente domanda di energia, il risparmio sui costi e la resilienza sono fattori imperativi che guidano il mercato dei sistemi di cogenerazione (CHP). I sistemi CHP consentono alle organizzazioni di generare la propria elettricità e calore in loco, riducendo così la dipendenza dalla rete. Ciò non solo comporta risparmi sui costi, ma migliora anche l'affidabilità e la resilienza energetica.

I costi energetici possono rappresentare una parte significativa delle spese operative di un'azienda. I sistemi CHP aiutano le organizzazioni a mitigare questi costi producendo elettricità e calore a una spesa complessiva inferiore rispetto all'acquisto di energia dalla rete e all'utilizzo di fonti di riscaldamento separate. Inoltre, l'adozione di sistemi CHP può aiutare le aziende a ridurre i costi di picco della domanda di elettricità, contribuendo ulteriormente al risparmio sui costi. Questo incentivo finanziario è particolarmente interessante per i settori con un elevato consumo di energia, come la produzione, l'assistenza sanitaria e i data center.

Inoltre, i sistemi CHP offrono un ulteriore livello di resilienza alle aziende e alle infrastrutture critiche. Durante interruzioni della rete o emergenze, i sistemi CHP possono continuare a fornire elettricità e calore, garantendo la continuità delle operazioni essenziali. Questa resilienza è fondamentale per le aziende che non possono tollerare tempi di inattività, come ospedali, data center e stabilimenti di produzione. Di conseguenza, i sistemi CHP vengono sempre più integrati in soluzioni di microreti, creando ecosistemi energetici autosufficienti che migliorano la sicurezza energetica e riducono al minimo le interruzioni.

Crescente urbanizzazione e teleriscaldamento

La continua espansione dell'urbanizzazione e la crescente domanda di riscaldamento degli ambienti nelle aree urbane stanno spingendo l'adozione di sistemi di cogenerazione (CHP), in particolare nelle applicazioni di teleriscaldamento. Con la continua crescita della popolazione urbana, vi è una crescente richiesta di soluzioni di riscaldamento efficienti e i sistemi CHP sono adatti a soddisfare questa domanda.

I sistemi di teleriscaldamento, che distribuiscono centralmente il calore a più edifici e strutture, stanno guadagnando terreno nelle aree urbane grazie alla loro efficienza e ai vantaggi ambientali. I sistemi CHP sono una scelta ottimale per il teleriscaldamento in quanto possono generare sia elettricità che calore da un'unica fonte, con conseguente elevata efficienza e convenienza. Ciò è particolarmente vantaggioso in ambienti urbani densamente popolati in cui lo spazio e le risorse sono limitati.

I sistemi di teleriscaldamento basati su CHP non solo forniscono un riscaldamento affidabile ed efficiente, ma contribuiscono anche alla riduzione delle emissioni di gas serra rispetto ai metodi di riscaldamento tradizionali, come le singole caldaie a gas. Ciò è in linea con gli obiettivi di sostenibilità di molte città che mirano a ridurre al minimo la propria impronta di carbonio. I governi e le autorità locali stanno supportando sempre di più lo sviluppo di infrastrutture di teleriscaldamento offrendo incentivi e implementando normative per favorirne la crescita.

In conclusione, il mercato dei sistemi di teleriscaldamento (CHP) è guidato da vari fattori, tra cui iniziative di efficienza energetica e sostenibilità, risparmi sui costi e resilienza nell'energia e la crescente tendenza all'urbanizzazione con un focus sul teleriscaldamento. Questi fattori, uniti agli incentivi e alle normative governative, stanno favorendo la crescente adozione di sistemi CHP in diversi settori e regioni.

Principali sfide di mercato

Intensità di capitale e costi di investimento iniziali

Una delle principali sfide affrontate dal mercato dei sistemi di cogenerazione (CHP) è la significativa intensità di capitale e i costi di investimento iniziali associati all'implementazione di sistemi CHP. Mentre i sistemi CHP offrono notevoli vantaggi economici a lungo termine, come risparmi sui costi energetici ed efficienze operative, l'investimento iniziale richiesto può rappresentare un ostacolo per le organizzazioni, in particolare le piccole e medie imprese (PMI) e i comuni.

I sistemi CHP richiedono l'approvvigionamento e l'installazione di apparecchiature specializzate, tra cui turbine a gas, motori alternativi e unità di recupero del calore. Questi componenti possono essere costosi e il costo complessivo del progetto può variare in base alle dimensioni del sistema, alla complessità e ai requisiti energetici specifici della struttura o del distretto. Inoltre, le esigenze di ingegneria, autorizzazione e costruzione possono ulteriormente aumentare l'investimento iniziale.

L'elevata intensità di capitale può scoraggiare i potenziali utilizzatori, in particolare se confrontata con soluzioni energetiche alternative con costi iniziali inferiori. Per superare questa sfida sono necessari meccanismi di finanziamento innovativi, come partnership pubblico-private, contratti di prestazione energetica e programmi di incentivi, per migliorare l'accessibilità e la convenienza dei sistemi CHP per una gamma più ampia di utenti finali. I governi e gli istituti finanziari svolgono un ruolo cruciale nell'affrontare questa sfida offrendo opzioni di finanziamento e sussidi favorevoli.

Complessità normative e di integrazione della rete

Una delle sfide principali nel mercato dei sistemi CHP ruota attorno al complesso panorama normativo e di integrazione della rete. Il settore energetico è soggetto a rigide normative e l'integrazione dei sistemi CHP nelle infrastrutture di rete esistenti può presentare una serie di complessità legate alla conformità, ai permessi e alla compatibilità tecnica.

Gli ostacoli normativi possono variare notevolmente da una regione all'altra, creando difficoltà per le aziende che devono orientarsi nell'intricata rete di permessi, standard e codici richiesti per i progetti CHP. Questa incertezza normativa spesso comporta ritardi nei progetti e costi maggiori, che possono scoraggiare potenziali investitori.

Inoltre, l'integrazione dei sistemi CHP nella rete elettrica può essere difficile a causa di problemi tecnici quali stabilità della rete, qualità dell'energia e sincronizzazione con la tensione e la frequenza della rete. Queste sfide tecniche possono causare disturbi alla rete e richiedere costosi aggiornamenti per accogliere le interconnessioni del sistema CHP.

Limitazioni di fornitura di carburante e infrastrutture

La disponibilità e l'affidabilità della fornitura di carburante e delle infrastrutture presentano ulteriori sfide per il mercato del sistema CHP. I sistemi CHP spesso si basano su fonti di carburante specifiche, come gas naturale, biomassa o calore di scarto, e le loro prestazioni sono strettamente collegate alla disponibilità costante di questi combustibili.

Garantire una fornitura stabile di combustibili accessibili e sostenibili può essere difficile in alcune regioni. Le fluttuazioni nei prezzi e nella disponibilità del carburante possono influire sulla redditività economica dei sistemi CHP, in particolare per le strutture che dipendono fortemente da essi per la produzione di energia e calore. Inoltre, le interruzioni nelle catene di fornitura del carburante, come calamità naturali o tensioni geopolitiche, possono rendere i sistemi CHP vulnerabili alla carenza di energia.

Per mitigare queste sfide, le organizzazioni che implementano sistemi CHP devono valutare meticolosamente le loro opzioni di fornitura del carburante e considerare strategie per la diversificazione del carburante per ridurre la dipendenza da un'unica fonte. I combustibili rinnovabili, come biogas e biomassa, possono offrire una fonte di carburante più sostenibile e resiliente per i sistemi CHP. Anche i governi possono svolgere un ruolo promuovendo politiche che incentivino lo sviluppo di infrastrutture di fornitura del carburante affidabili e diversificate.

In conclusione, il mercato dei sistemi di cogenerazione (CHP) incontra sfide significative associate all'intensità di capitale e ai costi di investimento iniziali, alle complessità normative e di integrazione della rete e alle limitazioni di fornitura del carburante e delle infrastrutture. Affrontare queste sfide richiede uno sforzo collaborativo tra governi, parti interessate del settore e istituzioni finanziarie per incoraggiare l'adozione del sistema CHP e garantirne la fattibilità a lungo termine come soluzione energetica sostenibile.

Principali tendenze di mercato

Transizione verso combustibili rinnovabili e a basse emissioni di carbonio

Una tendenza significativa nel mercato dei sistemi di cogenerazione (CHP) è il passaggio verso combustibili rinnovabili e a basse emissioni di carbonio. Tradizionalmente, i sistemi CHP si basavano prevalentemente su combustibili convenzionali come gas naturale e gasolio. Tuttavia, a causa della crescente enfasi sulla riduzione delle emissioni di gas serra e sulla lotta al cambiamento climatico, si sta sviluppando un movimento verso l'utilizzo di fonti di combustibile più pulite e sostenibili.

I combustibili rinnovabili, come biogas, biometano e idrogeno, stanno guadagnando popolarità come opzioni praticabili per i combustibili dei sistemi CHP. Questi combustibili sono derivati da rifiuti organici, residui agricoli o prodotti tramite l'elettrolisi dell'acqua utilizzando fonti di energia rinnovabili come l'energia eolica o solare. L'utilizzo di combustibili rinnovabili nei sistemi CHP riduce significativamente le emissioni di carbonio, rendendoli un fattore cruciale per la decarbonizzazione del settore energetico.

Inoltre, c'è una crescente integrazione dei sistemi CHP con gli impianti energetici a biomassa, consentendo la generazione simultanea di elettricità e calore da materiali organici. I sistemi CHP basati sulla biomassa non solo offrono una soluzione energetica ecologica, ma supportano anche l'utilizzo di materiali di scarto, promuovendo un'economia circolare.

La transizione verso combustibili rinnovabili e a basse emissioni di carbonio è in linea con gli obiettivi di sostenibilità globale e i quadri normativi volti a ridurre le impronte di carbonio. Poiché governi e organizzazioni stabiliscono obiettivi più ambiziosi per la riduzione delle emissioni di carbonio, si prevede che l'adozione di sistemi CHP alimentati da fonti rinnovabili accelererà, guidando la crescita del mercato.

Tecnologie avanzate di controllo e monitoraggio

Una tendenza degna di nota nel mercato dei sistemi CHP è l'integrazione di tecnologie avanzate di controllo e monitoraggio. Con la continua digitalizzazione e l'Internet of Things (IoT) che sta rimodellando vari settori, i sistemi CHP stanno ora beneficiando di soluzioni intelligenti e interconnesse che ottimizzano le prestazioni, migliorano l'affidabilità e riducono i costi operativi.

I sistemi di controllo avanzati consentono il monitoraggio in tempo reale e la messa a punto delle operazioni CHP. Questi sistemi utilizzano analisi dei dati e algoritmi di manutenzione predittiva per ottimizzare l'equilibrio tra generazione di elettricità e calore, garantendo la massima efficienza energetica. Inoltre, possono regolare automaticamente i parametri del sistema CHP in base alle richieste energetiche dinamiche, alle condizioni meteorologiche e alla disponibilità di carburante.

Le capacità di monitoraggio e controllo da remoto sono ora considerate caratteristiche standard nelle installazioni CHP. Queste tecnologie consentono agli operatori di gestire e risolvere i problemi in modo efficiente dei sistemi CHP da qualsiasi posizione, riducendo al minimo i tempi di fermo e la necessità di personale in loco. Inoltre, consentono la manutenzione predittiva, che può estendere significativamente la durata delle apparecchiature CHP e migliorare l'affidabilità complessiva del sistema.

L'integrazione di tecnologie di controllo e monitoraggio avanzate è particolarmente rilevante nelle installazioni CHP complesse, come quelle all'interno di microreti o sistemi energetici distrettuali. Queste soluzioni migliorano notevolmente la resilienza e la reattività dei sistemi CHP, rendendoli risorse inestimabili in infrastrutture critiche e applicazioni industriali.

Approfondimenti di segmento

Tecnologia

Il segmento del ciclo combinato detiene una quota di mercato significativa nel mercato globale dei sistemi di cogenerazione di calore ed energia. I sistemi CHP a ciclo combinato sono altamente adatti per grandi complessi industriali, teleriscaldamento e produzione di energia, rispondendo efficacemente ai requisiti energetici di strutture sostanziali. I settori con notevoli richieste di calore, come la produzione chimica e le cartiere, stanno adottando sempre più sistemi CHP a ciclo combinato per migliorare l'efficienza energetica e la riduzione dei costi. Alcune installazioni CHP a ciclo combinato stanno integrando fonti di energia rinnovabile e accumulo di energia, creando sistemi ibridi che forniscono flessibilità di rete e riducono la dipendenza dai combustibili fossili.

I continui progressi nella tecnologia delle turbine a gas e a vapore hanno il potenziale per migliorare l'efficienza e l'affidabilità, aprendo opportunità per sistemi CHP a ciclo combinato più convenienti. In conclusione, il segmento Combined Cycle del mercato dei sistemi CHP sta vivendo una crescita continua grazie alla sua eccezionale efficienza e ai vantaggi ambientali.

Informazioni sul tipo di combustibile

Il segmento del gas naturale detiene una quota di mercato significativa nel mercato globale dei sistemi di cogenerazione di calore ed energia. Nelle regioni soggette a interruzioni della rete o interruzioni di corrente, i sistemi di cogenerazione di calore ed energia (CHP) a gas naturale offrono una fonte affidabile di elettricità e calore, garantendo la resilienza della rete per le industrie e le infrastrutture critiche. Inoltre, i sistemi CHP sono ora progettati per fornire raffreddamento oltre a calore ed elettricità, rendendoli altamente interessanti per applicazioni come data center ed edifici commerciali.

L'integrazione di sistemi CHP basati su gas naturale nelle microreti migliora la resilienza energetica, in particolare nelle aree soggette a eventi meteorologici estremi o instabilità della rete. Poiché le organizzazioni cercano soluzioni energetiche convenienti e affidabili, il mercato dei sistemi CHP basati sul gas naturale sta crescendo, soprattutto nelle applicazioni industriali e nei settori commerciali.

Il gas naturale può fungere da combustibile di transizione durante il passaggio globale a fonti di energia più pulite. Le organizzazioni possono sfruttare i sistemi CHP a gas naturale come parte delle loro strategie di decarbonizzazione. I continui progressi nella tecnologia CHP basata sul gas naturale, come turbine a gas ad alta efficienza e sistemi avanzati di controllo delle emissioni, presentano opportunità per migliorare le prestazioni e ridurre l'impatto ambientale.

Approfondimenti regionali

Si prevede che la regione Asia-Pacifico dominerà il mercato durante il periodo di previsione. La regione Asia-Pacifico rappresenta un mercato diversificato e in rapida crescita per i sistemi CHP. Comprende un'ampia gamma di paesi con diversi livelli di sviluppo economico, domanda di energia e preoccupazioni ambientali. Con una solida crescita economica, urbanizzazione e industrializzazione, la regione Asia-Pacifico sta assistendo a una crescente domanda di elettricità e calore. I sistemi CHP sono riconosciuti come una soluzione efficace per soddisfare questa crescente domanda di energia, migliorando al contempo l'efficienza complessiva.

I governi della regione stanno implementando politiche e incentivi per promuovere l'adozione di CHP. Queste misure includono sussidi, incentivi fiscali e quadri normativi volti a migliorare l'efficienza energetica e ridurre le emissioni. In particolare, le industrie pesanti come la produzione, la petrolchimica e il tessile sono importanti utilizzatori di sistemi CHP nella regione. La necessità di soluzioni energetiche convenienti e affidabili in questi settori sta guidando la crescita del mercato.

Inoltre, i sistemi CHP basati sull'idrogeno stanno guadagnando interesse come opzione a basse emissioni di carbonio, in particolare nei paesi con una forte attenzione alle soluzioni di energia pulita. L'accoppiamento di sistemi CHP con tecnologie di accumulo di energia è in aumento, consentendo una migliore gestione delle fonti energetiche variabili e garantendo la stabilità della rete. Molti paesi nella regione Asia-Pacifico hanno legittime preoccupazioni sulla sicurezza energetica e l'affidabilità dell'approvvigionamento. I sistemi CHP offrono una soluzione energetica decentralizzata che migliora la resilienza, soprattutto nelle aree soggette a interruzioni della rete o carenze di energia.

Sviluppi recenti

• A novembre 2021, la Commissione europea ha concesso l'approvazione al regime di aiuti di Stato della Grecia per un importo di 2,27 miliardi di euro. Lo scopo di questo regime è fornire supporto alla produzione di energia da fonti rinnovabili, nonché a centrali termoelettriche ad alta efficienza energetica. Il regime rimarrà aperto fino al 2025 e l'aiuto può essere erogato per un periodo massimo di 20 anni.
• A giugno 2021, la Germania ha condotto il suo ultimo round di gara e ha selezionato progetti per una capacità totale di 57,85 MW per centrali termoelettriche. Inoltre, alla Germania sono state assegnate proposte per un totale di 25,37 MW nella categoria specificamente rivolta alla capacità innovativa di cogenerazione.

Principali attori del mercato

• MAN Diesel & Turbo SE
• Centrica PLC
• Caterpillar Inc.
• Mitsubishi Electric Corporation
• General Electric Company
• Kawasaki Heavy Industries Ltd
• Bosch Thermotechnology GmbH
• Viessmann Werke Group GmbH & Co.KG
• FuelCell Energy Inc.
• Seimens Energy AG