Рынок электролиза воды — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (щелочной электролизер, электролизер с протонообменной мембраной (PEM), твердооксидный электролизер (SOEC), электролизеры с анионообменной мембраной (AEM)), по применению (нефтеперерабатывающая промышленность, энергетика и хранение энергии, производство аммиака, производство метанол

Обзор рынка

Глобальный рынок электролиза воды оценивался в 4,42 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 4,31% до 2029 года.

Растущее внимание к декарбонизации и переходу к низкоуглеродным энергетическим системам подпитывает спрос на зеленый водород, получаемый путем электролиза воды. Зеленый водород, производимый с использованием возобновляемой электроэнергии, предлагает углеродно-нейтральную альтернативу традиционным методам, таким как паровой риформинг метана. Поскольку правительства и отрасли во всем мире ставят амбициозные цели по сокращению выбросов углерода и решают проблему изменения климата, ожидается, что спрос на зеленый водород будет расти, что приведет к расширению мирового рынка электролиза воды.

Достижения в области технологий электролиза и снижение стоимости возобновляемой энергии укрепляют коммерческую осуществимость систем электролиза воды. Производители инвестируют в исследования и разработки для повышения эффективности, надежности и масштабируемости технологий электролиза, делая их более конкурентоспособными по сравнению с традиционными процессами на основе ископаемого топлива. Снижение стоимости возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, снижает общие затраты на производство водорода с помощью электролиза, что еще больше стимулирует рост рынка.

Поддерживающая государственная политика и стимулы, направленные на продвижение технологий возобновляемой энергии и водорода, также способствуют росту мирового рынка электролиза воды. Правительства по всему миру реализуют различные меры, такие как субсидии, налоговые льготы и нормативные рамки, для содействия разработке и развертыванию систем электролиза и инфраструктуры зеленого водорода. Эти политики стимулируют инвестиции в проекты электролиза и поощряют сотрудничество между правительствами, отраслями промышленности и научно-исследовательскими институтами для ускорения внедрения технологии электролиза воды.

Ключевые движущие силы рынка

Рост в электроэнергетике

Быстрое расширение возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, является основным катализатором, продвигающим вперед мировой рынок электролиза воды. Поскольку страны во всем мире взяли на себя амбициозные цели по сокращению выбросов парниковых газов и решению проблемы изменения климата, внедрение технологий возобновляемой энергии резко возросло. Ветровая и солнечная энергия, в частности, испытали экспоненциальный рост, чему способствовали снижение затрат, технологические достижения и поддерживающая государственная политика.

Электролиз воды играет ключевую роль в содействии интеграции возобновляемой энергии в энергосистему. Электролизеры могут использовать излишки электроэнергии, вырабатываемой ветряными и солнечными фермами в периоды низкого спроса, для производства водорода с помощью электролиза. Этот зеленый водород затем можно хранить и использовать в качестве чистого энергоносителя для различных применений, охватывающих производство электроэнергии, транспортировку и промышленные процессы. Поскольку доля возобновляемой энергии в энергобалансе продолжает расти, спрос на системы электролиза воды для получения зеленого водорода готов резко возрасти, стимулируя расширение рынка.

Растущая энергетическая отрасль стимулирует инвестиции в проекты электролиза и развитие инфраструктуры. Энергетические компании все больше инвестируют в электролизные установки и заводы по производству водорода, чтобы использовать излишки возобновляемой энергии и способствовать стабилизации сети. Партнерства между энергетическими предприятиями, производителями электролизеров и научно-исследовательскими институтами способствуют инновациям в технологиях электролиза, стимулируя создание более эффективных и экономически жизнеспособных систем электролиза.

Переход к декарбонизации энергетического сектора создает новые возможности для электролиза воды. Поскольку энергетические предприятия стремятся сократить свой углеродный след и соблюдать строгие экологические нормы, водород, полученный путем электролиза, становится чистой и устойчивой заменой традиционной генерации электроэнергии на основе ископаемого топлива. Растущее использование водорода в качестве топлива для выработки электроэнергии в сочетании с достижениями в технологиях электролиза направляет расширение мирового рынка электролиза воды.

Резкий рост технологических достижений

Технический прогресс стимулировал появление передовых технологий электролиза, таких как электролиз с использованием протонообменной мембраны (PEM) и твердооксидные электролизные ячейки (SOEC). Эти инновации отличаются повышенной энергоэффективностью, более быстрым временем отклика и повышенной долговечностью по сравнению с традиционными методами щелочного электролиза, что делает их более привлекательными для коммерческого использования. Электролиз с использованием PEM набирает обороты благодаря своей способности работать при повышенных плотностях тока и более низких температурах, что приводит к снижению потребления энергии и увеличению скорости производства водорода.

Инновации в области материаловедения и инженерии привели к созданию более устойчивых и долговечных компонентов электролиза, включая катализаторы, мембраны и электроды. Эти прорывы продлили срок службы систем электролиза, сократив расходы на техническое обслуживание и время простоя, а также повысив общую надежность системы. Повышенная долговечность незаменима для коммерческих электролизных приложений, где бесперебойная работа и минимальное обслуживание являются обязательными.

Технологические достижения облегчили интеграцию систем электролиза воды с возобновляемыми источниками энергии, такими как солнечная и ветровая энергия. Эти системы теперь могут динамически адаптировать свои операции для соответствия колебаниям выходной мощности возобновляемых источников энергии, оптимизируя использование энергии и укрепляя стабильность сети. Слияние электролиза воды с возобновляемыми источниками энергии позволяет производить «зеленый водород», характеризующийся минимальным углеродным следом, что может помочь в декарбонизации различных секторов, таких как транспорт, промышленность и производство электроэнергии.

Основные проблемы рынка

Доступность возобновляемой энергии

Одним из основных препятствий, связанных с использованием возобновляемой энергии для электролиза воды, является прерывистый характер возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия. В отличие от традиционных источников энергии, таких как уголь или природный газ, которые обеспечивают постоянное и надежное электроснабжение, возобновляемые источники энергии зависят от внешних факторов, таких как погодные условия и время суток. Эта прерывистость может привести к колебаниям в выработке электроэнергии, что создает проблемы для поддержания стабильных операций электролиза и производства водорода.

Еще одна проблема возникает из-за несоответствия между доступностью возобновляемой энергии и спросом на водород. Во многих регионах выработка возобновляемой энергии может превышать спрос в определенные периоды, что приводит к сокращению или потерям энергии. Могут быть случаи, когда предложение возобновляемой энергии не удовлетворяет спрос, тем самым ограничивая доступность чистой электроэнергии для электролиза воды. Достижение баланса между предложением возобновляемой энергии и спросом на водород для оптимизации использования систем электролиза представляет собой логистическое и техническое препятствие для заинтересованных сторон по всей цепочке создания стоимости водорода.

Интеграция возобновляемых источников энергии в существующие электрические сети и инфраструктуру создает дополнительные сложности для рынка электролиза воды. Интеграция сетей требует внедрения технологий интеллектуальных сетей, решений для хранения энергии и механизмов стабилизации сетей для управления колебаниями выработки возобновляемой энергии и обеспечения надежности сетей. Доступность инфраструктуры для транспортировки возобновляемой энергии от мест генерации до электролизных установок может быть ограничена, особенно в отдаленных или недостаточно обслуживаемых районах.

Основные тенденции рынка

Растущее внимание к зеленому водороду

Рынок технологий электролизеров переживает быструю эволюцию, характеризующуюся усилиями по повышению эффективности, сокращению затрат и улучшению масштабируемости. Инновационные разработки, такие как протонообменные мембраны (PEM) и щелочные электролизеры, набирают обороты, особенно благодаря их способности эффективно работать вместе с возобновляемыми источниками энергии.

Растущее внимание к зеленому водороду как устойчивому энергоносителю готово привести к существенному росту на мировом рынке электролиза воды в обозримом будущем. Такие критические факторы, как технологические прорывы, поддерживающая государственная политика, рыночные стимулы и совместные предприятия, будут способствовать расширению рынка, ускоряя переход к экономике, ориентированной на водород.

Объединение электролиза с возобновляемыми источниками энергии в сочетании с достижениями в области инфраструктуры хранения и распределения водорода повысит осуществимость и конкурентоспособность зеленого водорода как чистой альтернативы энергии. Поскольку мир стремится достичь амбициозных климатических целей и перейти на низкоуглеродную траекторию, значение зеленого водорода и электролиза воды в содействии декарбонизации и содействии энергетической устойчивости будет становиться все более незаменимым.

Сегментарные данные

Типовые данные

Исходя из категории типа, щелочной электролизер стал самым быстрорастущим сегментом на мировом рынке электролиза воды в 2023 году.

Работая с повышенной эффективностью, щелочные электролизеры превосходно преобразуют электрическую энергию в водород, сводя к минимуму потери энергии. Эта повышенная эффективность играет важную роль в оптимизации использования возобновляемых источников энергии и содействует экономически эффективному производству водорода, делая щелочные электролизеры особенно привлекательными для генерации зеленого водорода.

Аналитика применения

Ожидается, что сегмент электроэнергии и хранения энергии будет испытывать быстрый рост в течение прогнозируемого периода.

В приложениях электроэнергии и хранения энергии электролиз воды помогает в балансировке сети и сглаживании пиков за счет поглощения избыточной электроэнергии в периоды низкого спроса или высокой генерации возобновляемой энергии и ее высвобождения в периоды высокого спроса или низкой доступности возобновляемой энергии. Интеграция электролизеров в инфраструктуру электросети позволяет хранить энергию в масштабе сети, поддерживая стабильность сети и смягчая такие проблемы, как перегрузка сети, колебания напряжения и регулирование частоты.

Региональная аналитика

Европа стала доминирующим игроком на мировом рынке электролиза воды в 2023 году, занимая самую большую долю рынка в стоимостном выражении.

Интеграция возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, в энергетический портфель Европы оказалась особенно успешной. Это привело к достаточной доступности возобновляемых источников энергии для использования в электролизе воды, что сделало его привлекательным вариантом для производства водорода.

Европа выигрывает от надежного ландшафта исследований и инноваций, ориентированного на технологии чистой энергии, включая электролиз. Научно-исследовательские институты, университеты и технологические компании в Европе лидируют в разработке передовых технологий электролиза, материалов и производственных процессов. Их усилия стимулируют инновации и повышают глобальную конкурентоспособность на рынке.

Последние разработки

• В марте 2023 года HIF Global и Siemens Energy завершили сделку, которая позволит Siemens Energy расширить свои производственные мощности электролизеров за пределы первоначальных прогнозов. Эта договоренность имеет решающее значение для планов HIF Global по обеспечению достаточных мощностей для объекта HIF Matagorda eFuels. Предполагается, что общая мощность электролизеров составит около 1,8 гигаватт (ГВт), что позволит производить около 300 000 тонн в год (т/г) зеленого водорода.

Ключевые игроки рынка

• Asahi Kasei Corporation          
• Nel ASA
• thyssenkrupp AG
• Cummins Inc.
• Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation
• Teledyne Technologies Incorporated
• Suzhou Green Hydrogen Energy Co., Ltd.
• ITM Power PLC
• Clean Power Hydrogen plc
• Plug Power Inc.