Рынок передовых аккумуляторных технологий — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по технологиям (твердотельные аккумуляторы, литий-серные аккумуляторы, магний-ионные аккумуляторы, проточные аккумуляторы нового поколения, металло-воздушные аккумуляторы), по конечному пользователю (автомобильная промышленность, бытовая электроника, промышленность, накоп

Обзор рынка

Глобальный рынок передовых аккумуляторных технологий оценивался в 80,67 млрд долларов США в 2023 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 8,22% до 2029 года.

Рынок передовых аккумуляторных технологий охватывает сектор, ориентированный на разработку, производство и применение аккумуляторных технологий следующего поколения, которые превосходят традиционные решения для хранения энергии. Этот рынок включает такие инновации, как литий-ионные, твердотельные и проточные аккумуляторы, разработанные для повышения плотности энергии, повышения безопасности и продления срока службы аккумуляторов. Усовершенствованные аккумуляторы играют ключевую роль в поддержке различных отраслей, включая электромобили (ЭМ), возобновляемые накопители энергии и портативную электронику. Они характеризуются превосходными эксплуатационными характеристиками, включая более быстрое время зарядки, более длительный срок службы и большую энергоэффективность по сравнению с обычными аккумуляторами. Рынок обусловлен растущим спросом на высокопроизводительные, устойчивые решения для хранения энергии на фоне растущих экологических проблем и перехода к более экологичным технологиям. Ключевые игроки на этом рынке занимаются непрерывными исследованиями и разработками, чтобы преодолеть существующие ограничения и извлечь выгоду из появляющихся возможностей. Рост рынка зависит от технологических достижений, нормативно-правовой базы и изменений в предпочтениях потребителей в сторону экологически чистых и высокоэффективных энергетических решений.

Ключевые драйверы рынка

Рост спроса на электромобили (ЭМ)

Резкий рост внедрения электромобилей (ЭМ) является важным фактором развития мирового рынка передовых технологий аккумуляторов. Поскольку правительства по всему миру вводят более строгие правила выбросов и предоставляют стимулы для покупки ЭМ, растет спрос на высокопроизводительные аккумуляторы, способные поддерживать увеличенный запас хода и быструю зарядку. Современным электромобилям требуются аккумуляторы, которые обеспечивают более высокую плотность энергии, более длительный срок службы и улучшенные характеристики безопасности по сравнению с традиционными свинцово-кислотными или никель-металл-гидридными аккумуляторами.

Передовые технологии аккумуляторов, такие как литий-ионные, твердотельные и литий-серные аккумуляторы, имеют решающее значение для удовлетворения этих меняющихся требований. Например, литий-ионные аккумуляторы пользуются популярностью из-за их высокой плотности энергии и относительно низкой стоимости, что делает их основным продуктом во многих современных моделях электромобилей. Однако по мере развития автомобильной промышленности растет потребность в аккумуляторах, которые могут обеспечить еще большую производительность, таких как твердотельные аккумуляторы, которые обещают обеспечить более высокую плотность энергии, повышенную безопасность и лучшую термическую стабильность.

Сдвиг в сторону электрической мобильности также обусловлен предпочтениями потребителей в отношении экологически чистых транспортных решений и растущей доступностью моделей электромобилей от различных автопроизводителей. По мере расширения рынка электромобилей растет и потребность в передовых аккумуляторах, которые могут отвечать требованиям как высокой производительности, так и долговечности. Следовательно, достижения в области аккумуляторных технологий не только способствуют росту рынка электромобилей, но и стимулируют инновации и инвестиции в самом секторе аккумуляторов.

Достижения в области хранения возобновляемой энергии

Глобальный толчок к использованию возобновляемых источников энергии, таких как солнечная и ветровая энергия, значительно повлиял на рынок передовых аккумуляторных технологий. Генерация возобновляемой энергии часто является прерывистой, а ее производство варьируется в зависимости от погодных условий и времени суток. Чтобы решить эту проблему и обеспечить стабильное и надежное энергоснабжение, растет потребность в передовых решениях для хранения энергии, которые могут эффективно хранить и управлять возобновляемой энергией.

Усовершенствованные аккумуляторы играют важную роль в системах хранения возобновляемой энергии, обеспечивая необходимую емкость для хранения избыточной энергии, вырабатываемой в периоды пикового производства, и ее разрядки, когда производство низкое. Такие технологии, как литий-ионные и проточные аккумуляторы, особенно подходят для этой цели из-за их способности обеспечивать высокую плотность энергии и масштабируемость. Например, проточные батареи известны своей способностью хранить большие объемы энергии и обеспечивать длительный разряд, что делает их идеальными для приложений хранения энергии в масштабах сети.

Поскольку правительства и предприятия инвестируют в инфраструктуру возобновляемой энергии и стремятся сократить зависимость от ископаемого топлива, ожидается рост спроса на передовые технологии батарей, которые могут поддерживать крупномасштабные решения по хранению энергии. Эта тенденция еще больше ускоряется достижениями в области химии батарей и производственных процессов, которые повышают производительность и экономическую эффективность систем хранения энергии. Следовательно, сектор возобновляемой энергии является ключевым драйвером роста на рынке передовых технологий аккумуляторов, подпитывая инновации и расширение в отрасли.

Технологические инновации и исследования и разработки

Технологические достижения и текущие исследования и разработки (НИОКР) являются ключевыми драйверами мирового рынка передовых технологий аккумуляторов. Непрерывная эволюция технологий аккумуляторов имеет важное значение для удовлетворения растущих потребностей различных приложений, включая электромобили, бытовую электронику и возобновляемые накопители энергии. Инновации в области химии аккумуляторов, материаловедения и производственных процессов стимулируют разработку аккумуляторов следующего поколения, которые обеспечивают улучшенную производительность, безопасность и экономическую эффективность.

Исследования альтернативных технологий аккумуляторов, таких как твердотельные аккумуляторы, литий-серные аккумуляторы и натрий-ионные аккумуляторы, находятся на переднем крае этих инноваций. Твердотельные аккумуляторы, например, разрабатываются для замены традиционных жидких электролитов твердыми электролитами, которые могут повысить плотность энергии и безопасность. Литий-серные аккумуляторы изучаются на предмет их потенциала для обеспечения более высокой энергетической емкости при более низких затратах по сравнению с обычными литий-ионными аккумуляторами. Эти достижения обусловлены сочетанием академических исследований, отраслевого сотрудничества и инвестиций как из частного, так и из государственного секторов.

Достижения в производственных технологиях, такие как автоматизированные производственные линии и улучшенные меры контроля качества, способствуют масштабируемости и доступности современных аккумуляторов. По мере разработки новых материалов и методов производства ожидается снижение стоимости передовых технологий аккумуляторов, что сделает их более доступными для более широкого спектра применений и ускорит рост рынка.

Сосредоточение внимания на НИОКР и технологических инновациях имеет решающее значение для устранения существующих ограничений в производительности аккумуляторов и разработки решений, которые могут удовлетворить будущие потребности в хранении энергии. В результате непрерывное развитие технологий аккумуляторов является основным драйвером роста на мировом рынке передовых технологий аккумуляторов, способствуя созданию конкурентной и динамичной отраслевой среды.

Загрузить бесплатный образец отчета

Основные проблемы рынка

Высокие производственные затраты

Одной из основных проблем, с которой сталкивается мировой рынок передовых технологий аккумуляторов, являются высокие производственные затраты, связанные с передовыми технологиями аккумуляторов. Передовые батареи, такие как твердотельные батареи, литий-серные батареи и проточные батареи, часто требуют специализированных материалов и сложных производственных процессов, что способствует их высокой стоимости.

Например, твердотельные батареи, которые обещают более высокую плотность энергии и улучшенную безопасность по сравнению с традиционными литий-ионными батареями, все еще находятся на ранних стадиях коммерциализации. Производство твердотельных аккумуляторов предполагает использование современных материалов, таких как твердые электролиты и высокочистый литий, которые являются дорогостоящими и сложными в обработке. Кроме того, изготовление этих аккумуляторов требует точной и контролируемой производственной среды, что еще больше увеличивает производственные затраты.

Литий-серные аккумуляторы, хотя и предлагают потенциально более высокую плотность энергии при более низких материальных затратах по сравнению с литий-ионными аккумуляторами, сталкиваются с проблемами, связанными с их производственными процессами. Производство литий-серных аккумуляторов предполагает использование серы, которая относительно недорога, но сложные процессы, необходимые для интеграции серы в структуру аккумулятора и обеспечения стабильной работы, являются дорогостоящими. Кроме того, обеспечение длительного срока службы и стабильности этих аккумуляторов требует передовых инженерных методов, что увеличивает общие расходы.

Высокие производственные затраты представляют собой существенное препятствие для широкого внедрения передовых технологий аккумуляторов. Эти затраты отражаются на конечных ценах продуктов, в которых используются эти аккумуляторы, таких как электромобили и системы хранения возобновляемой энергии. В результате высокая цена современных аккумуляторов может ограничить их доступность для более широкого рынка и замедлить их внедрение.

Чтобы преодолеть эту проблему, текущие усилия по исследованиям и разработкам направлены на оптимизацию производственных процессов, снижение затрат на материалы и масштабирование производства. Инновации в конструкции аккумуляторов и повышение эффективности производства имеют важное значение для повышения рентабельности современных аккумуляторных технологий. По мере развития отрасли и масштабирования производства есть надежда, что эти затраты снизятся, что сделает современные аккумуляторы более доступными и доступными для более широкого спектра применений.

Ограниченная доступность сырья и ограничения цепочки поставок

Еще одной значительной проблемой на мировом рынке современных аккумуляторных технологий является ограниченная доступность ключевого сырья и связанные с этим ограничения цепочки поставок. Современные аккумуляторы часто зависят от определенных материалов, которые не только редки, но и сконцентрированы в нескольких географических регионах, что может привести к перебоям в поставках и волатильности цен.

Например, литий-ионные аккумуляторы в значительной степени зависят от лития, кобальта и никеля, которые необходимы для их высокой плотности энергии и производительности. Литий в основном поставляется из таких стран, как Австралия, Чили и Китай, в то время как кобальт в основном добывается в Демократической Республике Конго. Концентрация этих ресурсов в нескольких регионах может создать уязвимости в цепочке поставок, делая ее восприимчивой к геополитической напряженности, торговым спорам и экологическим нормам.

Добыча и переработка этого сырья может иметь значительные экологические и социальные последствия, вызывая обеспокоенность по поводу устойчивости и этических источников. Например, добыча кобальта была связана с проблемами прав человека и ухудшением состояния окружающей среды, что привело к усилению контроля и давления на компании с целью обеспечения ответственных методов поиска источников.

Ограниченная доступность сырья также может привести к колебаниям цен, что может повлиять на общую стоимость передовых технологий аккумуляторов. Волатильность цен на ключевые материалы может повлиять на экономическую жизнеспособность новых технологий аккумуляторов и создать неопределенность как для производителей, так и для потребителей.

Решение этих проблем в цепочке поставок требует многогранного подхода, включая усилия по диверсификации источников сырья, улучшению процессов переработки и разработке альтернативных материалов. Исследование новых химических составов аккумуляторов, которые полагаются на более распространенные и менее проблемные материалы, также имеет решающее значение. Повышая устойчивость цепочки поставок и снижая зависимость от критически важного сырья, рынок передовых технологий аккумуляторов может лучше справляться с этими проблемами и поддерживать непрерывный рост и внедрение инновационных решений для хранения энергии.

Основные тенденции рынка

Рост твердотельных аккумуляторов

Значительной тенденцией на мировом рынке передовых технологий аккумуляторов является растущий интерес к твердотельным аккумуляторам. Эти аккумуляторы набирают обороты из-за своего потенциала предлагать значительные улучшения по сравнению с традиционными литий-ионными аккумуляторами. Твердотельные батареи используют твердый электролит вместо жидких или гелевых электролитов, используемых в обычных батареях, что повышает безопасность за счет снижения риска утечек и возгораний.

Преимущества твердотельных батарей выходят за рамки безопасности. Они также предлагают более высокую плотность энергии, что может привести к более длительному сроку службы батареи и большему запасу хода для электромобилей (ЭМ) и других портативных устройств. Кроме того, ожидается, что твердотельные батареи будут иметь более длительный срок службы, что означает, что их можно будет заряжать и разряжать большее количество раз, прежде чем их производительность ухудшится по сравнению с обычными батареями.

Несмотря на эти преимущества, твердотельные батареи по-прежнему сталкиваются с проблемами, связанными с масштабируемостью производства и материальными затратами. Процессы производства твердотельных батарей сложны и требуют современных материалов, что может привести к увеличению затрат. Однако текущие исследования и разработки направлены на преодоление этих препятствий. По мере совершенствования производственных технологий и достижения экономии масштаба ожидается, что твердотельные батареи станут более коммерчески жизнеспособными и распространенными.

В частности, автомобильная промышленность проявляет большой интерес к твердотельным технологиям как к средству повышения производительности и безопасности электромобилей. Крупные автопроизводители и технологические компании вкладывают значительные средства в разработку твердотельных батарей, что указывает на сильную тенденцию к их будущему принятию.

Расширение литий-серных батарей

Еще одной ключевой тенденцией на рынке передовых технологий батарей является расширение литий-серных (Li-S) батарей. Литий-серные батареи получают все большее признание за их потенциал для обеспечения более высокой плотности энергии и более низкой стоимости по сравнению с традиционными литий-ионными батареями. Использование серы, которая имеется в изобилии и стоит недорого, делает эти батареи привлекательным вариантом для экономически эффективного хранения энергии.

Литий-серные батареи обладают потенциалом для значительного улучшения производительности различных приложений, включая электромобили и хранение энергии в сетях. Ожидается, что они будут обладать более высокой удельной энергией, то есть смогут хранить больше энергии на единицу веса, что особенно полезно для легких и высокоплотных приложений.

Несмотря на свои многообещающие преимущества, литий-серные батареи сталкиваются с проблемами, связанными с циклическим сроком службы и стабильностью. Сера, хотя и недорогая, имеет тенденцию страдать от таких проблем, как низкая проводимость и плохая стабильность цикла. Исследователи активно работают над решениями для повышения производительности и долговечности этих батарей, такими как разработка новых катодных материалов и оптимизация состава электролита.

Поскольку достижения продолжаются, а технология становится более зрелой, литий-серные батареи, вероятно, станут более распространенными на рынке. Их потенциал для снижения затрат и улучшения характеристик хранения энергии делает их значимой тенденцией в ландшафте технологий батарей.

Сегментные аналитические данные

Технологические аналитические данные

Сегмент литий-серных батарей занимал самую большую долю рынка в 2023 году.

Еще одним существенным преимуществом литий-серных батарей является их более низкая стоимость материала. Сера широко распространена и недорога по сравнению с кобальтом и никелем, которые являются критически важными материалами в литий-ионных батареях. Это может потенциально привести к снижению общей стоимости аккумуляторов, что сделает аккумуляторы Li-S более экономически привлекательным вариантом по мере развития и масштабирования технологий.

Несмотря на эти преимущества, литий-серные аккумуляторы сталкиваются с проблемами, которые помешали им доминировать на рынке. К ним относятся проблемы, связанные с циклическим сроком службы, стабильностью и эффективностью. Сера имеет тенденцию быстро деградировать при повторных циклах заряда-разряда, и обеспечение стабильной работы стало значительным препятствием для исследователей и производителей. Продолжаются усилия по решению этих проблем за счет усовершенствований в материалах и конструкции аккумуляторов.

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион занимал самую большую долю рынка в 2023 году.

Азиатско-Тихоокеанский регион находится на переднем крае инноваций в области аккумуляторных технологий. Крупные технологические компании и научно-исследовательские институты в этом регионе вкладывают значительные средства в разработку аккумуляторов следующего поколения, таких как твердотельные и литий-серные аккумуляторы. Такой акцент на исследованиях и разработках стимулирует технологический прогресс и позиционирует регион как лидера в развитии технологий аккумуляторов.

Правительства стран Азиатско-Тихоокеанского региона внедрили политику поддержки и стимулирования для содействия внедрению передовых технологий аккумуляторов. Например, Китай запустил политику поощрения разработки и использования электромобилей, включая субсидии и налоговые льготы. Аналогичным образом Япония и Южная Корея предлагают поддержку исследований и разработок в области технологий аккумуляторов и интеграции возобновляемых источников энергии.

Быстрый рост рынка электромобилей и расширение возобновляемых источников энергии в Азиатско-Тихоокеанском регионе стимулируют значительный спрос на передовые технологии аккумуляторов. Такие страны, как Китай, лидируют в принятии электромобилей, создавая сильный рынок для передовых аккумуляторов. Кроме того, приверженность региона увеличению мощности возобновляемых источников энергии еще больше подпитывает потребность в эффективных решениях по хранению энергии.

Компании в Азиатско-Тихоокеанском регионе активно формируют стратегические партнерства и инвестируют в глобальные предприятия в области технологий аккумуляторов. Эти инвестиции расширяют технологические возможности и рыночный охват, укрепляя доминирующее положение региона на мировом рынке аккумуляторов.

Последние разработки

• 4 июля 2024 г. в ответ на растущую потребность в передовых решениях для аккумуляторов в автомобильной промышленности компания Exide Industries Ltd выпустила новую высокопроизводительную батарею Absorbent Glass Mat (AGM), специально предназначенную для пуска, освещения и зажигания (SLI). Эта инновационная свинцово-кислотная батарея с технологией AGM разработана для обеспечения исключительной пусковой мощности, повышенной прочности и более длительного срока службы по сравнению с обычными свинцово-кислотными батареями. Аккумулятор AGM, получивший признание за свою превосходную производительность, разработан с учетом высоких требований к полноприводным автомобилям.
• В мае 2024 года компания Jaguar Land Rover (JLR) заключила многолетнее соглашение с Fortescue об интеграции передового программного обеспечения Elysia от Fortescue для управления аккумулятором в свои электромобили следующего поколения. Это сотрудничество направлено на улучшение роскошных электромобилей JLR за счет повышения долговечности, безопасности и производительности аккумулятора. Начиная с нового Range Rover Electric, выпуск которого запланирован на конец этого года, программное обеспечение Elysia от Fortescue будет внедрено во все будущие модели электромобилей JLR. Эта интеграция призвана обеспечить исключительный опыт владения, характеризующийся более быстрой зарядкой, повышенной надежностью и увеличенным запасом хода. Программное обеспечение Elysia отслеживает состояние аккумулятора на протяжении всего его жизненного цикла, способствуя инициативам JLR в области устойчивого развития, обеспечивая переход аккумуляторов из электромобилей в приложения для вторичного использования. Используя цифровые близнецы с физической информацией и вероятностный искусственный интеллект, программное обеспечение выявляет и устраняет проблемы с аккумуляторами, тем самым оптимизируя производительность и безопасность аккумуляторов. Это партнерство соответствует стратегии Reimagine компании JLR, которая нацелена на электрификацию всех ее брендов к 2030 году и достижение углеродной нейтральности к 2039 году. Одновременно с этим Fortescue стремится к собственным целям по декарбонизации, включая устранение выбросов от своей деятельности к 2030 году.
• В марте 2024 года SiAT, ведущий тайваньский производитель передовых наноматериалов для аккумуляторов, объявил о стратегическом партнерстве с Taiwan CS Aluminum Corporation (CSAC). Это сотрудничество представляет новую алюминиевую фольгу с покрытием из углеродных нанотрубок, разработанную для удовлетворения растущего спроса на более быструю зарядку и более длительную работу литий-ионных аккумуляторов, натриевых аккумуляторов и суперконденсаторов. Инновационный продукт оснащен покрытием из углеродных нанотрубок (CNT), которое обеспечивает проводимость в десять раз выше, чем у традиционной сажи. Это покрытие CNT не только повышает устойчивость алюминиевой фольги к коррозии, но и улучшает адгезию между электродными материалами и токосъемником. В результате срок службы батареи увеличивается. Кроме того, покрытие CNT снижает сопротивление контакта интерфейса, что приводит к улучшению скорости разряда и общей производительности батареи.

Ключевые игроки рынка

• Tesla Inc.
• Panasonic Corporation
• LG Energy Solution Ltd.
• Samsung SDI Co., Ltd.
• General Motors
• Siemens AG
• Toshiba Корпорация
• Hitachi Ltd.
• Northvolt AB
• Solid Power, Inc.
• QuantumScape Battery, Inc
• Farasis Energy Europe GmbH