Рынок хранения водородной энергии — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз на 2018–2028 гг. Сегментированный по типу продукта (жидкость, твердое вещество и газ), по применению (стационарная энергетика и транспорт), по конечному пользователю (промышленный и коммерческий), по региону, по конкуренции

Обзор рынка

Глобальный рынок хранения водородной энергии оценивается в 12,08 млрд долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 14,19% до 2028 года. Рынок хранения водородной энергии относится к сектору мировой энергетической промышленности, ориентированному на хранение и использование водорода в качестве энергоносителя или среды для эффективного управления энергетическими ресурсами. Этот рынок охватывает ряд технологий и решений, предназначенных для хранения избыточной энергии в форме водорода, который затем может быть преобразован обратно в электричество или тепло при необходимости. Хранение водородной энергии является важнейшим компонентом в переходе к более чистому и устойчивому энергетическому ландшафту. Он решает проблему непостоянства возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра и солнца, путем хранения избыточной энергии в периоды высокой генерации и ее высвобождения, когда спрос на энергию повышается или производство возобновляемой энергии снижается. Это способствует стабильности сети, поддерживает усилия по декарбонизации и повышает энергетическую безопасность. Рынок включает различные методы производства водорода, такие как электролиз, паровой риформинг метана (SMR) и газификация биомассы, а также решения для хранения, такие как сжатый водородный газ, жидкий водород и твердотельные материалы для хранения водорода. Он находит применение в различных секторах, включая производство электроэнергии, транспорт, промышленные процессы и хранение энергии в масштабе сети. Поскольку мир ищет более чистые и устойчивые энергетические решения, рынок хранения водородной энергии продолжает расти, движимый технологическими достижениями и меняющейся энергетической политикой.

Ключевые движущие силы рынка

Интеграция возобновляемой энергии

Глобальный сдвиг в сторону возобновляемых источников энергии, таких как энергия ветра, солнца и гидроэнергетика, стал катализатором роста рынка хранения водородной энергии. Одной из ключевых проблем возобновляемых источников энергии является их непостоянный характер; они генерируют электроэнергию, когда дует ветер или светит солнце. Хранение водородной энергии решает эту проблему, предоставляя средства для хранения излишков энергии в периоды высокой генерации и высвобождая их, когда спрос превышает предложение. Это способствует надежному и непрерывному энергоснабжению, снижая зависимость от ископаемого топлива и поддерживая переход к устойчивой энергетической экосистеме. Интеграция возобновляемой энергии важна не только для достижения экологических целей, но и для обеспечения стабильной и устойчивой энергетической инфраструктуры. Хранение водорода позволяет эффективно хранить излишки возобновляемой энергии и использовать их в периоды высокого спроса или когда производство возобновляемой энергии низкое, тем самым смягчая проблемы нестабильности сети.

Цели декарбонизации и климата

Срочность борьбы с изменением климата и сокращение выбросов парниковых газов является основным фактором рынка хранения водородной энергии. Водород является чистым энергоносителем, если производится с использованием возобновляемых источников энергии или низкоуглеродных методов, таких как электролиз. Этот «зеленый водород» можно хранить и использовать без выбросов вредных загрязняющих веществ или парниковых газов. Многие страны и регионы поставили амбициозные цели по декарбонизации, которые часто включают более широкое использование водорода в качестве источника чистой энергии. Хранение водородной энергии играет ключевую роль в достижении этих целей, обеспечивая эффективное хранение и использование чистой энергии, снижая зависимость от ископаемого топлива и способствуя более устойчивому энергетическому ландшафту.

Энергетическая безопасность

Энергетическая безопасность является главным приоритетом для правительств и отраслей во всем мире. Хранение водородной энергии повышает энергетическую безопасность, обеспечивая надежное резервное копирование во время нехватки энергии или чрезвычайных ситуаций. Это позволяет хранить излишки энергии для будущего использования, обеспечивая стабильное энергоснабжение даже в непредсказуемых ситуациях. Для критически важной инфраструктуры, удаленных регионов и отраслей с постоянной потребностью в энергии, таких как здравоохранение и центры обработки данных, хранение водородной энергии предлагает ценное решение для поддержания бесперебойного электроснабжения. Этот аспект безопасности стимулирует внедрение технологий хранения водородной энергии.

Транспортная революция

Транспортный сектор претерпевает значительную трансформацию в сторону более чистых и устойчивых вариантов мобильности. Транспортные средства на водородных топливных элементах (FCV) становятся жизнеспособной альтернативой с нулевым уровнем выбросов обычным транспортным средствам с двигателем внутреннего сгорания. Хранение водородной энергии является неотъемлемой частью развития водородной экономики, поддерживая рост FCV и обеспечивая эффективную и быструю инфраструктуру заправки. Поскольку правительства по всему миру вводят более строгие правила выбросов и стимулы для чистого транспорта, ожидается, что спрос на хранение водородной энергии в транспортном секторе резко возрастет.

Промышленное применение

Водород является универсальным энергоносителем, который применяется в различных отраслях промышленности, включая металлургию, химическую промышленность и нефтепереработку. Отрасли активно ищут способы сокращения выбросов углерода и затрат на энергию, одновременно повышая общую эффективность работы. Хранение водородной энергии предлагает решение для управления спросом на энергию, оптимизации производственных процессов и повышения энергоэффективности. Используя хранение водородной энергии, отрасли могут лучше контролировать свое потребление энергии, сокращая затраты и воздействие на окружающую среду. Этот драйвер стимулирует внедрение технологий хранения водородной энергии в промышленных секторах.

Исследования и технологические достижения

Постоянные исследования и инновации в области производства, хранения и использования водорода способствуют росту рынка хранения водородной энергии. Технологические прорывы, такие как передовые методы электролиза, твердотельные материалы для хранения водорода и более эффективные технологии топливных элементов, повышают общую эффективность и рентабельность систем хранения водородной энергии. По мере того, как эти инновации будут развиваться и становиться коммерчески жизнеспособными, они будут способствовать дальнейшему расширению рынка и сделают хранение водородной энергии все более неотъемлемой частью мирового энергетического ландшафта.

Подводя итог, можно сказать, что глобальный рынок хранения водородной энергии стимулируется интеграцией возобновляемых источников энергии, императивами декарбонизации, проблемами энергетической безопасности, транспортной революцией, промышленными приложениями и продолжающимися технологическими достижениями. Эти движущие силы в совокупности позиционируют водород как важнейший элемент будущей энергетической экосистемы, способствуя более чистому, устойчивому и безопасному энергетическому будущему.

Политика правительства, скорее всего, будет способствовать развитию рынка

Субсидии и стимулы для возобновляемой энергии

Политика правительства, продвигающая возобновляемые источники энергии, играет ключевую роль в стимулировании роста рынка хранения водородной энергии. Эти политики обычно включают субсидии, налоговые льготы и фиксированные тарифы, которые поощряют внедрение возобновляемых технологий, таких как энергия ветра и солнца, которые необходимы для производства зеленого водорода. Во многих странах правительства предлагают финансовые стимулы производителям возобновляемой энергии, делая стоимость зеленой электроэнергии конкурентоспособной с традиционными источниками ископаемого топлива. Это оказывает прямое влияние на производство водорода путем электролиза, поскольку становится более экономически выгодным использовать излишки возобновляемой энергии для производства водорода. Эти политики стимулируют инвестиции в системы хранения водородной энергии, которые могут хранить излишки зеленого водорода для последующего использования, способствуя стабильности сети и энергетической безопасности. Более того, некоторые правительства устанавливают целевые показатели по возобновляемой энергии, предписывая определенный процент от общего объема производства энергии из возобновляемых источников. Это создает устойчивый рыночный спрос на хранение водородной энергии как средство для уравновешивания прерывистого характера возобновляемых источников и обеспечения надежного энергоснабжения.

Дорожные карты и стратегии по водороду

Многие правительства во всем мире разработали комплексные дорожные карты по водороду и национальные водородные стратегии для руководства разработкой и внедрением технологий водородной энергетики. В этих документах излагаются видение, цели и действия правительства по продвижению водородной экономики. Ключевым аспектом этих стратегий часто является распределение финансирования и стимулов для поддержки исследований, разработок и внедрения решений по хранению водорода. Правительства также устанавливают партнерские отношения с заинтересованными сторонами отрасли для ускорения внедрения технологий хранения водорода в различных секторах, включая транспорт, промышленность и производство энергии.

Эти стратегические планы обеспечивают ясность и долгосрочное видение рынка хранения водородной энергии, давая инвесторам и предприятиям уверенность в инвестировании в инфраструктуру и технологии хранения водорода.

Цели ценообразования на углерод и сокращения выбросов

Для борьбы с изменением климата многие правительства внедряют механизмы ценообразования на углерод, такие как налоги на углерод или системы ограничения и торговли выбросами, для стимулирования сокращения выбросов. Водород, полученный из возобновляемых источников, эффективно хранимый и используемый в качестве чистого энергоносителя, может помочь отраслям и электростанциям сократить свой углеродный след. Стимулы для технологий улавливания и хранения углерода (CCS), которые могут быть интегрированы с процессами производства водорода, являются еще одним аспектом государственной политики, направленной на сокращение выбросов парниковых газов. Храня захваченный CO2 под землей, эти политики поощряют разработку низкоуглеродных методов производства водорода. Хранение водородной энергии дополняет эти политики, позволяя использовать водород в различных секторах в качестве чистого, низкоуглеродного источника энергии, тем самым способствуя достижению целевых показателей сокращения выбросов.

Мандаты на хранение энергии и интеграция в сеть

Правительственная политика часто требует включения решений по хранению энергии, включая хранение водорода, в инфраструктуру энергетической сети. Эти мандаты направлены на повышение надежности сети, снижение воздействия прерывистых возобновляемых источников энергии и поддержку интеграции распределенных энергетических ресурсов. Некоторые правительства требуют, чтобы коммунальные службы и операторы сетей включали определенный процент емкости хранения энергии в свои портфели, обеспечивая устойчивую и гибкую сеть. Системы хранения водородной энергии могут играть решающую роль в выполнении этих мандатов, обеспечивая возможности длительного хранения и помогая стабилизировать сеть в периоды пикового спроса или чрезвычайных ситуаций. Кроме того, политика может устанавливать технические и стандарты безопасности для систем хранения водорода, чтобы гарантировать их безопасную и надежную интеграцию в сеть.

Программы инвестиций и финансирования

Правительства часто выделяют значительное финансирование на исследования, разработку и коммерциализацию технологий хранения водородной энергии. Эти программы, как правило, направлены на стимулирование инноваций, снижение затрат на технологии и ускорение принятия на рынке. Финансовая поддержка может осуществляться в форме грантов, займов или венчурных инвестиций в стартапы и проекты по хранению водорода. Поддерживаемые правительством программы финансирования стимулируют инвестиции частного сектора, снижают риски, связанные с разработкой новых технологий, и способствуют развертыванию решений по хранению водорода. Эти политики играют важную роль в стимулировании инноваций и снижении затрат на рынке хранения водородной энергии, делая его более привлекательным для предприятий и инвесторов.

Транспортные стимулы

Чтобы способствовать принятию транспортных средств на водородных топливных элементах (FCV) и поддержать развитие инфраструктуры заправки водородом, правительства часто реализуют ряд стимулов и политик. Эти политики могут включать налоговые льготы для покупателей FCV, субсидии на производство и распределение водорода, а также нормативные меры, такие как стандарты выбросов, которые поощряют использование чистых транспортных технологий. По мере того, как водородные FCV набирают популярность и становятся все более распространенным видом транспорта, спрос на системы хранения водородной энергии для поддержки производства и распределения водорода будет продолжать расти, что делает эти политики необходимыми для формирования будущего рынка хранения водородной энергии.

Основные проблемы рынка

Конкурентоспособность по стоимости и развитие инфраструктуры

Одной из наиболее существенных проблем, препятствующих широкому внедрению хранения водородной энергии, является конкурентоспособность по стоимости по сравнению с альтернативными технологиями хранения энергии, в частности литий-ионными аккумуляторами. Производство и хранение водорода, как правило, дороже и менее энергоэффективны, чем традиционные аккумуляторные системы. Одним из основных факторов стоимости является процесс электролиза, используемый для производства водорода. Электролизеры требуют большого количества электроэнергии, которая может быть дорогостоящей, если вырабатывается из возобновляемых источников или низкоуглеродными методами. Кроме того, материалы и компоненты, используемые в системах электролиза, могут быть дорогими, что еще больше увеличивает общую стоимость производства водорода. Кроме того, хранение и транспортировка водорода требуют специализированной инфраструктуры, включая трубопроводы, резервуары для хранения и распределительные сети, строительство и обслуживание которых может быть дорогостоящим. Разработка комплексной водородной инфраструктуры требует существенных первоначальных инвестиций, которые могут удержать правительства и предприятия от принятия обязательств по этой технологии. Высокие первоначальные затраты, связанные с системами и инфраструктурой хранения водородной энергии, могут создать барьер для входа для многих потенциальных пользователей. Напротив, литий-ионные аккумуляторы значительно снизили стоимость за последнее десятилетие, что сделало их более финансово привлекательным вариантом для краткосрочных приложений хранения энергии.

Решение проблемы конкурентоспособности затрат имеет важное значение для процветания рынка хранения водородной энергии. Правительства и заинтересованные стороны в отрасли должны сотрудничать, чтобы инвестировать в исследования и разработки, содействовать экономии масштаба и внедрять политику и стимулы, которые снижают стоимость производства, хранения и транспортировки водорода. По мере развития технологий и улучшения методов производства ожидается, что водород станет более конкурентоспособным по стоимости, но преодоление этой проблемы остается критическим препятствием.

Эффективность преобразования энергии и длительность хранения

Еще одной значительной проблемой, стоящей перед мировым рынком хранения водородной энергии, является проблема эффективности преобразования энергии и необходимость в долгосрочных решениях для хранения энергии. Системы хранения водородной энергии сталкиваются с потерями на нескольких этапах процесса преобразования энергии. Во-первых, при производстве водорода электролизом или другими методами часть входной энергии теряется в виде отработанного тепла. Затем, когда водород преобразуется обратно в электричество с помощью топливных элементов или сгорания, дополнительная энергия теряется в виде тепла. Эти потери энергии могут снизить общую эффективность системы, делая ее менее привлекательной по сравнению с другими технологиями хранения энергии, которые могут иметь более высокую эффективность цикла. Кроме того, плотность энергии водорода ниже, чем у многих других сред хранения энергии, что ограничивает его способность хранить большие объемы энергии в компактных пространствах. Это создает проблему для приложений, требующих длительного хранения энергии, таких как хранение энергии в масштабе сети для решения сезонных колебаний в производстве возобновляемой энергии или для обеспечения резервного питания в течение длительных периодов низкой генерации энергии. Для решения этих проблем исследователи и инженеры активно работают над повышением эффективности технологий производства и преобразования водорода, разрабатывают передовые материалы для хранения водорода и проектируют инновационные системы хранения энергии, которые могут лучше удовлетворять потребности в длительном хранении. Инновации в этих областях необходимы для того, чтобы сделать хранение водородной энергии более конкурентоспособным и привлекательным для более широкого спектра применений.

В заключение следует отметить, что, хотя хранение водородной энергии имеет большие перспективы для устойчивого энергетического будущего, оно сталкивается с проблемами, связанными с конкурентоспособностью затрат и эффективностью преобразования энергии. Преодоление этих препятствий потребует постоянных исследований, разработок и сотрудничества между правительствами, отраслями промышленности и научно-исследовательскими институтами. По мере решения этих проблем хранение водородной энергии может сыграть решающую роль в поддержке перехода к более чистой и надежной энергетической системе.

Сегментные данные

Сведения о типах продуктов

Сегмент газа имел наибольшую долю рынка в 2022 году и, как ожидается, сохранит ее в прогнозируемый период. Методы хранения газообразного водорода обеспечивают относительно высокую плотность энергии по сравнению с методами твердотельного хранения. Это означает, что значительное количество водорода может храниться в относительно небольшом объеме, что делает его пригодным для различных применений, включая промышленные процессы и хранение энергии. Хранение сжатого водорода и жидкого водорода — это хорошо зарекомендовавшие себя и зрелые технологии. Они используются уже несколько десятилетий в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую и химическую. Эта зрелость привела к хорошо развитой инфраструктуре и оборудованию для этих методов хранения. Методы хранения на основе газа обладают высокой масштабируемостью, что делает их пригодными как для мелкомасштабных, так и для крупномасштабных применений. Эта масштабируемость имеет важное значение для удовлетворения разнообразных потребностей различных отраслей промышленности и проектов по хранению энергии. Газообразный и жидкий водород относительно легко транспортировать по сравнению с твердотельными материалами для хранения. Водород можно сжимать или сжижать, загружать в грузовики или трубопроводы и транспортировать туда, где он нужен, что имеет решающее значение для поставки водорода различным конечным пользователям. Методы хранения на основе газа обеспечивают гибкость с точки зрения того, как используется водород. Его можно легко преобразовать обратно в электричество или использовать в широком спектре промышленных процессов, таких как водородные топливные элементы для транспортных средств, выработка электроэнергии и химическое производство. Во многих регионах уже существует инфраструктура для хранения водорода в виде хранилищ сжатого газа и сетей производства и распределения жидкого водорода. Это делает более удобным и экономичным использование методов хранения на основе газа.

Application Insights

Сегмент стационарной энергетики имел самую большую долю рынка в 2022 году и, как ожидается, будет испытывать быстрый рост в течение прогнозируемого периода. Стационарные энергетические приложения, такие как использование водородных топливных элементов для выработки электроэнергии, играют решающую роль в интеграции возобновляемых источников энергии, таких как ветер и солнце, в сеть. Водород может хранить избыточную энергию, вырабатываемую в периоды высокого производства возобновляемой энергии, и высвобождать ее, когда спрос превышает предложение, помогая стабилизировать сеть. Водород рассматривается как жизнеспособное решение для хранения энергии, особенно для крупномасштабных приложений. Он может хранить энергию в течение длительных периодов, что делает его подходящим для балансировки нагрузки и обеспечения надежного электроснабжения, когда прерывистые возобновляемые источники не вырабатывают электроэнергию. Водородные топливные элементы могут обеспечить надежное резервное питание в критически важных приложениях, таких как центры обработки данных, больницы и центры реагирования на чрезвычайные ситуации. Эти приложения ценят бесперебойное электроснабжение, которое может предложить водород во время отключений сети. Водородные топливные элементы могут быть развернуты в децентрализованных энергетических системах, что снижает потребность в централизованных электростанциях и линиях электропередачи большой протяженности. Это может повысить устойчивость к энергозатратам и сократить потери при передаче. В некоторых регионах правительства стимулировали использование водорода в стационарных энергетических установках в рамках своих усилий по сокращению выбросов парниковых газов и переходу на более чистые источники энергии. Субсидии, налоговые льготы и благоприятные правила могут способствовать принятию водорода для стационарных энергетических установок. Водород используется в качестве сырья в различных промышленных процессах, включая химическое производство и очистку. Стационарная водородная генерация энергии может стать стабильным источником водорода для этих отраслей. Многие организации и правительства стремятся достичь углеродной нейтральности или сократить выбросы углерода. Водород, произведенный из возобновляемых источников с помощью электролиза, может быть чистым и углеродно-нейтральным топливом, что соответствует целям устойчивого развития. Научно-исследовательские и опытно-конструкторские работы в области стационарных энергетических приложений, включая повышение эффективности и рентабельности водородных топливных элементов, способствовали их более широкому внедрению.

Региональные данные

Азиатско-Тихоокеанский регион

Ожидается, что в ближайшие годы Азиатско-Тихоокеанский регион станет крупнейшим рынком для хранения водородной энергии из-за следующих факторов

Высокий рост сектора возобновляемой энергииАзиатско-Тихоокеанский регион является домом для некоторых из самых быстрорастущих рынков возобновляемой энергии в мире. Это стимулирует спрос на технологии хранения водородной энергии, которые можно использовать для хранения избыточной возобновляемой энергии.

Увеличение государственной поддержки водородных технологийМногие правительства в Азиатско-Тихоокеанском регионе поддерживают разработку водородных технологий. Это создает благоприятную среду для роста рынка хранения водородной энергии.

Растущий спрос на водородные топливные элементы в транспортеводородные топливные элементы являются альтернативой двигателям внутреннего сгорания с нулевым уровнем выбросов. Растущий спрос на водородные топливные элементы в транспортном секторе стимулирует спрос на технологии хранения водородной энергии.

Европа

Ожидается, что европейский рынок также значительно вырастет в ближайшие годы, что обусловлено следующими факторами

Обязательство ЕС по декарбонизации своей экономикиЕвропейская комиссия поставила цель достичь климатической нейтральности к 2050 году. Водород рассматривается как ключевая технология для достижения этой цели.

Сильное присутствие производителей водородных топливных элементовв Европе находятся некоторые из ведущих производителей водородных топливных элементов в мире. Это создает благоприятную среду для роста рынка хранения водородной энергии.

Увеличение государственной поддержки водородных технологиймногие правительства Европы поддерживают разработку водородных технологий. Это создает благоприятную среду для роста рынка хранения водородной энергии.

Последние события

• В марте 2023 года GKN Hydrogen объявила о запуске проекта микросети хранения водорода на основе металлгидрида. Проект расположен в техническом парке Circle Green в Великобритании и поддерживается правительством Великобритании.
• В декабре 2022 года Air Products and Chemicals, Inc. и AES Corporation инвестировали около 4 миллиардов долларов США в строительство крупнейшего в США завода по производству зеленого водорода, запуск которого запланирован на 2027 год.
• В ноябре 2022 года Европейский инвестиционный банк (ЕИБ) согласился предоставить Hy24, европейской инвестиционной платформе по водороду, кредит в размере 107,28 миллионов долларов США. Кредит будет использован для финансирования водородных проектов в Европе.
• В октябре 2022 года Совет по водороду, глобальная отраслевая ассоциация, объявила о привлечении 10 миллиардов долларов США для инвестиций в водородные проекты. Финансирование будет предоставлено консорциумом компаний, включая Shell, Toyota и Siemens.
• В сентябре 2022 года Министерство энергетики США объявило, что инвестирует 500 миллионов долларов США в исследования и разработки в области водорода. Финансирование будет направлено на поддержку проектов в таких областях, как производство, хранение и транспортировка водорода.

Ключевые игроки рынка

• Air Liquide SA
• Linde Plc
• Praxair Inc
• Iwatani Corporation
• Nel ASA
• McPhy Energy SAS
• Siemens AG
• Toyota Motor Corporation
• Hyundai Motor Company
• Honda Motor Company Limited.