Рынок двойных углеродных батарей — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу (одноразовые батареи и перезаряжаемые батареи), по применению (транспорт, электроника, портативные источники питания и другие), по региону, конкуренция 2018–2028 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок двойных углеродных батарей

Основные драйверы рынка

Глобальный рынок двойных углеродных батарей в последние годы переживает значительный рост и инновации, обусловленные сочетанием технологических достижений, растущим спросом на решения в области чистой энергии и растущим пониманием экологических и безопасных преимуществ, связанных с двойными углеродными батареями. В этой статье рассматриваются основные драйверы расширения рынка двойных углеродных батарей и дается представление о факторах, способствующих его быстрому развитию.

Двойные углеродные батареи, также известные как двойные углеродные конденсаторы или двойные углеродные суперконденсаторы, представляют собой передовые устройства хранения энергии, в которых как для анода, так и для катода используются материалы на основе углерода. В отличие от традиционных литий-ионных аккумуляторов, в которых для одного электрода используются материалы на основе лития, двойные углеродные аккумуляторы используют уникальные свойства углерода, чтобы предложить несколько преимуществ. Эти преимущества вывели их в центр внимания мирового рынка хранения энергии.

Промышленные и IoT-приложения

Отрасли и сектор Интернета вещей (IoT) требуют надежных и долговечных решений для хранения энергии. Долговечность и плотность мощности двойных углеродных аккумуляторов делают их пригодными для различных промышленных применений и растущей сети устройств IoT. Текущие исследования и разработки в области двойных углеродных аккумуляторов привели к улучшению производительности, снижению затрат и масштабируемости. По мере развития технологии она становится более коммерчески жизнеспособной, что еще больше стимулирует рост рынка. Нарушение глобальной цепочки поставок критически важных материалов, особенно в результате пандемии COVID-19, побудило отрасли исследовать альтернативные технологии, которые в меньшей степени зависят от дефицитных или геополитически чувствительных ресурсов. Двойные углеродные батареи предлагают путь к снижению этой зависимости.

Основные проблемы рынка

Проблемы масштабирования

Масштабируемость производства двойных углеродных батарей остается проблемой. Чтобы конкурировать с такими устоявшимися технологиями, как литий-ионные батареи, производственные процессы для двойных углеродных батарей должны быть оптимизированы для массового производства. Хотя двойные углеродные батареи превосходят по плотности мощности, они имеют более низкую плотность энергии по сравнению с некоторыми другими технологиями хранения энергии. Это ограничение может ограничить их использование в приложениях, требующих высокой емкости хранения энергии. Достижение паритета стоимости с существующими технологиями батарей имеет важное значение для широкого внедрения. Инновации в материалах, производственных технологиях и экономия за счет масштаба будут иметь решающее значение для снижения стоимости двойных углеродных батарей. Рынок двойных углеродных батарей по-прежнему относительно нишевый, и осведомленность потенциальных пользователей и инвесторов должна повышаться. Образование и распространение информации о преимуществах и применении этих батарей будут играть решающую роль. Необходимо разработать и принять нормативные стандарты и сертификацию для обеспечения безопасности и качества двойных углеродных батарей. Это особенно важно в таких отраслях, как автомобилестроение и авиация.

Глобальный рынок двойных углеродных батарей переживает быстрый рост и инновации, обусловленные такими факторами, как проблемы безопасности, устойчивость и потребность в эффективных решениях для хранения энергии. Однако, как и любая новая технология, двойные углеродные батареи сталкиваются с рядом проблем, которые необходимо решить, чтобы раскрыть их полный потенциал. В этой статье мы рассмотрим основные проблемы, с которыми сталкивается глобальный рынок двойных углеродных батарей, и рассмотрим возможности их преодоления.

Плотность энергии и масштабируемость

Одной из основных проблем двойных углеродных батарей является их плотность энергии. Хотя они превосходны по плотности мощности, что обеспечивает быструю зарядку и разрядку, их плотность энергии (количество энергии, хранящейся на единицу веса или объема), как правило, ниже, чем у литий-ионных батарей. Это ограничение делает двойные углеродные батареи менее подходящими для приложений, требующих высокой емкости хранения энергии, таких как электромобили с большим запасом хода (ЭМ). Масштабируемость остается важнейшей проблемой. Чтобы конкурировать с хорошо зарекомендовавшими себя технологиями аккумуляторов, такими как литий-ионные, процессы производства двойных углеродных батарей должны быть оптимизированы для массового производства. Масштабирование производства при сохранении качества и экономической эффективности является сложной задачей, которая требует значительных инвестиций и инноваций.

Основные тенденции рынка

Достижения в области материаловедения

Исследователи и производители постоянно изучают передовые углеродные материалы для улучшения производительности двойных углеродных батарей. Это включает в себя разработку новых углеродных композитов, наноструктурированных материалов и аллотропов углерода, которые могут повысить плотность энергии и эффективность заряда-разряда. Одна из основных тенденций на рынке двойных углеродных батарей сосредоточена на повышении плотности энергии. Хотя эти батареи превосходны по плотности мощности, ведутся работы по улучшению их емкости хранения энергии, что делает их более подходящими для приложений, требующих электромобилей с большим запасом хода и более масштабных систем хранения энергии.

Быстрая зарядка и приложения высокой мощности

Двойные углеродные батареи хорошо подходят для приложений, требующих быстрой зарядки и разрядки, таких как электромобили и стабилизация сети. Эта тенденция соответствует растущему спросу на быстрые и эффективные решения для хранения энергии в различных секторах. Интеграция двойных углеродных батарей с другими технологиями хранения энергии, такими как литий-ионные батареи или проточные батареи, набирает обороты. Этот гибридный подход позволяет улучшить плотность энергии и оптимизировать производительность для конкретных приложений, обеспечивая гибкость и эффективность. Сотрудничество между научно-исследовательскими институтами, производителями батарей и государственными учреждениями способствует инновациям в области двойных углеродных батарей. Совместные исследовательские инициативы приводят к прорывам в материалах, производственных технологиях и экономически эффективном производстве.

Устойчивость и экологические проблемы

Экологическая устойчивость является важным фактором внедрения двойных углеродных батарей. Эти батареи, состоящие в основном из углеродных материалов, считаются более экологичными по сравнению с традиционными литий-ионными батареями, которые используют дефицитные и потенциально вредные ресурсы. В то время как электромобили являются важным применением, двойные углеродные батареи находят применение и в других секторах. К ним относятся возобновляемые накопители энергии, бытовая электроника, промышленные приложения и даже аэрокосмическая промышленность, где безопасность и надежность имеют решающее значение. Поскольку устойчивость становится центральным моментом, переработка и повторное использование компонентов батареи становятся новыми тенденциями. Разработка эффективных процессов переработки для двойных углеродных батарей может сократить отходы, снизить производственные затраты и решить экологические проблемы.

Правительственная поддержка и регулирование

Правительства во всем мире признают потенциал двойных углеродных батарей в достижении целей чистой энергии. Поддерживающая политика, стимулы и правила поощряют исследования, разработки и внедрение этой технологии. Недавние сбои в глобальных цепочках поставок подчеркнули важность диверсификации и устойчивости. Двойные углеродные батареи, с их сниженной зависимостью от критических материалов, предлагают более стабильную цепочку поставок, что делает их привлекательными для отраслей и правительств.

Сегментарные идеи

Применение

Ожидается, что двойные углеродные батареи значительно увеличат продолжительность заряда и общий срок службы, при этом значительно сократив стоимость, время зарядки и воздействие на окружающую среду. Более того, высокая плотность энергии этих батарей, как ожидается, увеличит спрос в автомобильной промышленности в ближайшие годы. Растущий спрос на высококачественные батареи для электромобилей (ЭМ) является еще одним важным фактором, движущим рынок двойных углеродных батарей. Производители этих батарей заявили, что батареи могут обеспечить современному электромобилю запас хода почти 500 километров (300 миль). Хотя двойные углеродные батареи обещают произвести революцию в сегменте автомобильных батарей, ожидается, что низкая скорость производства этих батарей и доминирование альтернатив, таких как литий-ионные батареи, на рынке замедлят рост рынка в течение следующих нескольких лет. Технология двойного углерода еще не была развернута в больших масштабах, и производители все еще испытывают трудности с проникновением в автомобильный сектор. Более того, такие компании, как Power Japan Plus (PJP), планируют внедрить свои двойные углеродные батареи в сегмент медицинских устройств и спутников, а в конечном итоге и в автомобильную промышленность. Таким образом, исходя из вышеупомянутых факторов, сегмент транспорта, вероятно, будет испытывать значительный рост в течение прогнозируемого периода.

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион зарекомендовал себя как лидер на мировом рынке двойных углеродных батарей со значительной долей выручки в 2022 году

Последние разработки

• В апреле 2021 года исследователи из Индийского технологического института Хайдарабада, Индия, разработали двойную углеродную батарею напряжением 5 В, в которой в качестве обоих электродов (катода и анода) используются самостоятельные маты из углеродного волокна. Эта новая модель отменяет требования к токсичным, дорогостоящим и тяжелым переходным металлам.

Ключевые игроки рынка

• Power Japan Plus
• Panasonic Corporation
• Toshiba Corporation
• Hitachi Ltd
• Samsung SDI
• LG Chem
• GS Yuasa Corporation
• Sony Corporation
• QuantumScape Corporation
• Tesla, Inc.