Рынок солнечных башен с восходящим потоком воздуха — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по компонентам (дымоход/башня, ветряная турбина, солнечный воздушный коллектор, генератор), по применению (жилое, промышленное, коммерческое), по региону, по конкуренции, 2018–2028 гг.

Обзор рынка

Глобальный рынок солнечных башен с восходящим потоком воздуха был оценен в 22,08 млрд долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период со среднегодовым темпом роста 20,19% до 2028 года.

Ключевые драйверы рынка

Спрос на возобновляемую энергию

Глобальный рынок солнечных башен с восходящим потоком воздуха обусловлен растущим спросом на возобновляемые источники энергии. Поскольку мир сталкивается с острой необходимостью решения проблемы изменения климата и сокращения выбросов парниковых газов, переход к чистым и устойчивым энергетическим решениям стал первостепенным. Солнечные башни с восходящим потоком воздуха представляют собой перспективную технологию возобновляемой энергии, которая использует энергию солнца для выработки электроэнергии. С ростом осведомленности об экологических последствиях производства энергии на основе ископаемого топлива правительства, предприятия и частные лица ищут более чистые альтернативы. Солнечные восходящие башни предлагают надежный и устойчивый источник электроэнергии без выбросов, связанных с традиционными электростанциями на ископаемом топливе. Этот спрос на возобновляемые источники энергии является фундаментальным фактором роста рынка солнечных восходящих башен.

Обильные солнечные ресурсы

Регионы с обильными солнечными ресурсами играют решающую роль в развитии рынка солнечных восходящих башен. Солнечные восходящие башни требуют прямого солнечного света для нагрева воздуха и создания необходимого перепада температур для выработки электроэнергии. Следовательно, районы с высокой солнечной радиацией, такие как пустыни и засушливые регионы, особенно хорошо подходят для развертывания этих башен. Страны, расположенные в регионах, богатых солнцем, признают потенциал солнечных восходящих башен как ценного источника энергии. Они используют свои природные солнечные преимущества для инвестирования и разработки проектов в области солнечной энергетики, включая солнечные восходящие башни. Наличие обильных солнечных ресурсов не только делает эти регионы привлекательными для производства энергии, но и повышает экономическую жизнеспособность таких проектов.

Энергетическая безопасность

Поиск энергетической безопасности является важным драйвером мирового рынка солнечных восходящих башен. Энергетическая безопасность подразумевает обеспечение стабильного, надежного и разнообразного снабжения энергией для удовлетворения потребностей страны или региона. Зависимость от ископаемого топлива и импортируемых источников энергии может представлять риски для энергетической безопасности, что делает диверсификацию источников генерации энергии обязательной. Солнечные восходящие башни способствуют энергетической безопасности, предоставляя постоянный и предсказуемый источник чистой энергии. В отличие от некоторых непостоянных возобновляемых источников, таких как ветер и солнечная фотоэлектрическая энергия, солнечные восходящие башни могут генерировать электроэнергию постоянно в течение дня и ночи, что делает их ценным дополнением к диверсифицированному энергетическому портфелю. Эта стабильность повышает энергетическую безопасность и снижает уязвимость к перебоям в поставках или колебаниям цен на рынках ископаемого топлива.

Технологические достижения

Постоянные технологические достижения стимулируют рост рынка солнечных восходящих башен. Поскольку исследователи и инженеры изучают инновационные подходы к проектированию башен, материалам и повышению эффективности, солнечные восходящие башни стали более рентабельными и привлекательными в качестве решения для возобновляемой энергии. Достижения в области материаловедения привели к разработке более эффективных и долговечных компонентов башен, таких как улучшенные коллекторные материалы и системы теплообмена. Улучшенные инженерные методы и моделирование также позволили оптимизировать размеры и конфигурации башен, что еще больше увеличило выработку энергии.

Более того, текущие исследования решений по хранению энергии, таких как усовершенствованные системы хранения тепла, решают проблему прерывистой генерации электроэнергии и делают солнечные восходящие башни еще более надежными и универсальными.

Правительственные стимулы

Поддерживающая государственная политика, субсидии и стимулы, направленные на содействие развитию возобновляемой энергетики, играют важную роль в привлечении инвестиций на рынок солнечных восходящих башен. Многие страны внедрили цели в области возобновляемой энергии и цели по сокращению выбросов, поощряя внедрение чистых энергетических технологий, таких как солнечные восходящие башни. Правительства предлагают различные финансовые стимулы разработчикам и инвесторам в проекты в области возобновляемой энергии, включая налоговые льготы, гранты, фиксированные тарифы и благоприятную нормативную базу. Эти стимулы снижают финансовые барьеры, связанные с проектами солнечных башен с восходящим потоком воздуха, и обеспечивают предсказуемую окупаемость инвестиций, делая их более привлекательными для заинтересованных сторон.

Государственная поддержка также включает финансирование исследований и разработок, экологические нормы, благоприятствующие чистой энергии, и инициативы по упрощению процессов выдачи разрешений и одобрений для проектов по возобновляемым источникам энергии. Все эти меры создают благоприятную среду для роста рынка солнечных башен с восходящим потоком воздуха.

Экологические преимущества

Экологические преимущества производства солнечной энергии являются значительными драйверами рынка солнечных башен с восходящим потоком воздуха. Солнечные башни с восходящим потоком воздуха производят электроэнергию без выбросов парниковых газов, загрязняющих веществ или твердых частиц, что делает их экологически чистым источником энергии. Эти башни оказывают минимальное воздействие на окружающую среду по сравнению с электростанциями на ископаемом топливе, которые могут оказывать пагубное воздействие на качество воздуха и воды, способствовать изменению климата и представлять риск для здоровья близлежащих сообществ. Сокращение загрязнения воздуха и сохранение водных ресурсов являются особенно важными экологическими преимуществами солнечных башен с восходящим потоком воздуха.

Кроме того, солнечные башни с восходящим потоком воздуха способствуют сокращению общего углеродного следа производства энергии, что соответствует глобальным усилиям по смягчению последствий изменения климата. Сокращение выбросов парниковых газов и продвижение технологий чистой энергии являются ключевыми движущими силами инвестиций в солнечные башни с восходящим потоком воздуха как устойчивое энергетическое решение.

Политика правительства, скорее всего, будет способствовать развитию рынка

Цели и мандаты в области возобновляемых источников энергии

Многие правительства по всему миру установили амбициозные цели и мандаты в области возобновляемых источников энергии для сокращения выбросов углерода и борьбы с изменением климата. Эта политика является значительным драйвером мирового рынка солнечных башен с восходящим потоком воздуха. Правительства устанавливают конкретные цели по проценту энергии, которая должна поступать из возобновляемых источников в течение определенного периода времени.

Например, в Европейском союзе Директива о возобновляемых источниках энергии предписывает государствам-членам достичь цели по меньшей мере 32% энергии из возобновляемых источников к 2030 году. Аналогичные цели и требования существуют в других регионах, включая США, Китай и Индию. Солнечные восходящие башни способствуют достижению этих целей, предоставляя надежный источник чистой возобновляемой энергии.

Для поддержки этой политики правительства часто предлагают финансовые стимулы, субсидии и нормативные рамки, которые облегчают разработку и развертывание проектов солнечных восходящих башен. Эти меры снижают финансовые барьеры, связанные с проектами в области возобновляемой энергетики, и стимулируют инвестиции в этот сектор.

Льготные тарифы и соглашения о покупке электроэнергии (PPA)

Инвестиционные налоговые льготы (ITC) и гранты

Многие правительства предлагают инвестиционные налоговые льготы (ITC) и гранты в качестве финансовых стимулов для поддержки разработки и развертывания проектов в области возобновляемой энергетики, включая солнечные восходящие башни. ITC позволяют разработчикам проектов вычитать процент от стоимости своего проекта из своих налоговых обязательств, что эффективно снижает общую стоимость проекта. Гранты, часто предоставляемые государственными учреждениями или организациями, предлагают прямую финансовую поддержку проектам в области возобновляемой энергетики. Эти средства могут быть использованы для разработки проекта, строительства и научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ, связанных с солнечными восходящими башнями.

Финансирование исследований и разработок (НИОКР)

Государственная политика включает программы финансирования, направленные на исследования и разработки (НИОКР) в области технологий возобновляемой энергетики. Эти программы выделяют ресурсы для поддержки инновационных проектов, которые повышают эффективность, рентабельность и производительность солнечных восходящих башен. Финансирование НИОКР помогает преодолевать технические и технологические проблемы, ускоряет разработку конструкций солнечных восходящих башен следующего поколения и способствует сотрудничеству между научно-исследовательскими институтами, университетами и частными игроками отрасли.

Экологические нормы и цели по сокращению выбросов

Строгие экологические нормы и цели по сокращению выбросов побуждают правительства продвигать чистые источники энергии, такие как солнечные восходящие башни. Сокращая выбросы парниковых газов и загрязняющих веществ, связанных с традиционными источниками энергии, солнечные восходящие башни способствуют соблюдению стандартов качества воздуха и достижению целей по сокращению выбросов. Правительства обеспечивают соблюдение ограничений на выбросы и схем торговли выбросами, которые стимулируют использование возобновляемых источников энергии для снижения углеродного следа. Соблюдение этих правил поощряет интеграцию солнечных башен с восходящим потоком воздуха в энергетический баланс.

Оптимизированные процессы выдачи разрешений и регулирования

Для ускорения развертывания проектов в области возобновляемых источников энергии правительства часто реализуют политику, направленную на оптимизацию процессов выдачи разрешений и регулирования. Эта политика снижает административную нагрузку, сокращает сроки утверждения и обеспечивает ясность для разработчиков проектов. Упрощая ландшафт выдачи разрешений и регулирования, правительства содействуют разработке солнечных башен с восходящим потоком воздуха и других проектов в области возобновляемых источников энергии, облегчая разработчикам преодоление сложностей реализации проектов.

Подводя итог, можно сказать, что государственная политика играет ключевую роль в развитии мирового рынка солнечных башен с восходящим потоком воздуха, устанавливая целевые показатели в области возобновляемых источников энергии, предоставляя финансовые стимулы, обеспечивая стабильные потоки доходов, финансируя инициативы в области НИОКР и обеспечивая соблюдение экологических норм. Такая политика создает благоприятную среду для роста солнечных восходящих башен как устойчивого и чистого энергетического решения.

Основные проблемы рынка

Высокие начальные капитальные затраты

Одной из основных проблем, препятствующих широкому внедрению солнечных восходящих башен, являются высокие начальные капитальные затраты, связанные с их строительством и установкой. Строительство солнечной восходящей башни — это сложная инженерная работа, требующая значительных финансовых вложений в материалы, инфраструктуру и технологии. Ключевые компоненты стоимости включают в себя

Конструкция башниСама башня, которая может достигать значительной высоты, требует прочных материалов и методов строительства, чтобы выдерживать воздействия окружающей среды, такие как ветровые нагрузки.

КоллекторОбширная площадь коллектора, часто построенная с использованием специализированных материалов, таких как сельскохозяйственный пластик или стекло, требует значительных инвестиций.

Турбины и генераторыВысокоэффективные турбины и генераторы необходимы для преобразования восходящих воздушных потоков в электричество, но они обходятся дорого.

Приобретение землиОбеспечение больших участков земли в подходящих местах, часто в засушливых регионах с обильным солнечным светом, может быть дорогостоящим.

Исследования и разработкиНеобходимы постоянные усилия по исследованиям и разработкам для оптимизации конструкций башен и повышения энергоэффективности, что также увеличивает общую стоимость проекта.

Хотя первоначальные капитальные затраты на солнечные восходящие башни могут быть значительными, ожидается, что они со временем уменьшатся по мере развития технологии, реализации экономии за счет масштаба и Достигнуты успехи в области материалов и строительных технологий. Тем не менее, первоначальные инвестиции остаются значительной проблемой, особенно для небольших компаний и регионов с ограниченным доступом к финансированию.

Прерывистость и хранение энергии

Прерывистость является фундаментальной проблемой для солнечных башен с восходящим потоком и других источников возобновляемой энергии. В отличие от электростанций на ископаемом топливе, которые могут непрерывно вырабатывать электроэнергию, солнечные башни с восходящим потоком используют солнечный свет для создания перепадов температур, которые генерируют воздушные потоки для выработки электроэнергии. Следовательно, они подвержены изменениям погодных условий, включая облачность и ночное время.

Эта прерывистость создает проблемы в обеспечении стабильного и надежного электроснабжения. В пасмурные дни или ночью выходная мощность солнечных башен с восходящим потоком значительно снижается или полностью прекращается. Эта прерывистость может нарушить надежность сети и потребовать резервных источников питания или решений по хранению энергии для удовлетворения потребностей в энергии в периоды низкого или нулевого солнечного излучения.

Технологии хранения энергии, такие как передовые системы тепловых накопителей или батареи, необходимы для решения этой проблемы путем хранения избыточной энергии, вырабатываемой в солнечные периоды, для использования в облачные или ночные часы. Внедрение эффективных решений по хранению энергии добавляет сложности и стоимости проектам солнечных башен восходящего потока, делая их более финансово сложными.

Более того, выбор подходящих технологий хранения энергии и управление системами хранения энергии требуют тщательного рассмотрения для оптимизации производительности и обеспечения стабильности сети.

Подводя итог, можно сказать, что высокие первоначальные капитальные затраты и проблемы, связанные с прерывистостью, являются существенными препятствиями, стоящими перед мировым рынком солнечных башен восходящего потока. В то время как текущие исследования и разработки направлены на смягчение этих проблем, их эффективное решение имеет решающее значение для полной реализации потенциала солнечных восходящих башен как чистого и устойчивого источника энергии.

Сегментные данные

Ветряные турбины

Сегмент ветряных турбин имел наибольшую долю рынка в 2022 году и, как ожидается, сохранит ее в прогнозируемый период. Ветряные турбины отвечают за преобразование кинетической энергии, генерируемой восходящими потоками воздуха внутри солнечной восходящей башни, в электричество. Этот процесс преобразования необходим для использования энергии, генерируемой восходящим потоком башни, и обеспечения ее пригодности для различных применений, включая поставку электроэнергии в сеть. Ветряные турбины оказывают значительное влияние на мощность генерации электроэнергии солнечной восходящей башни. Их размер, конструкция и эффективность напрямую влияют на количество электроэнергии, которое может быть произведено системой. Более крупные и эффективные турбины могут улавливать большее количество кинетической энергии из восходящего потока, что приводит к более высокой выходной мощности. Технология ветровых турбин значительно продвинулась в последние годы, что привело к повышению эффективности сбора энергии. Современные ветровые турбины разработаны для максимального преобразования энергии, гарантируя, что значительная часть кинетической энергии восходящего потока преобразуется в электричество. Эта эффективность имеет решающее значение для экономической жизнеспособности проектов солнечных башен с восходящим потоком. Ветровые турбины становятся все более рентабельными благодаря экономии масштаба, технологическим инновациям и конкурентному рынку. Снижение стоимости компонентов ветровых турбин и производственных процессов сделало их привлекательным выбором для выработки электроэнергии в солнечных башнях с восходящим потоком. Ветровые турбины известны своей надежностью и долговечностью. Они предназначены для эффективной работы в широком диапазоне условий окружающей среды, включая изменения скорости и направления ветра. Эта надежность имеет решающее значение для обеспечения стабильной выработки электроэнергии солнечными башнями с восходящим потоком. Технология ветровых турбин обладает высокой масштабируемостью, что позволяет разработчикам адаптировать размер и мощность турбин в соответствии с конкретными требованиями проектов солнечных башен с восходящим потоком. Такая масштабируемость обеспечивает гибкость при проектировании и оптимизации систем башен для различных местоположений и энергетических потребностей. Текущие исследования и разработки продолжают совершенствовать технологию ветряных турбин, что приводит к повышению эффективности, долговечности и производительности. Эти достижения обуславливают доминирование ветряных турбин на рынке солнечных восходящих башен.

Коммерческие идеи

Коммерческий сегмент имел наибольшую долю рынка в 2022 году и, по прогнозам, будет испытывать быстрый рост в течение прогнозируемого периода. Солнечные восходящие башни — это массивные конструкции, которым для эффективной работы требуется значительная площадь земли и солнечное излучение. Проекты коммерческого масштаба, часто расположенные в отдаленных или засушливых регионах с достаточным количеством солнечного света, могут использовать эти условия для выработки существенного количества электроэнергии. Большая площадь коллектора и высокая дымовая труба коммерческих солнечных восходящих башен способствуют более высокому производству энергии по сравнению с приложениями меньшего масштаба. Проекты коммерческих солнечных восходящих башен предназначены для бесшовной интеграции в электросеть. Они способны вырабатывать значительные объемы электроэнергии, что делает их ценными участниками энергоснабжения региона. Вырабатываемая электроэнергия может распределяться среди жилых, промышленных и коммерческих потребителей через существующую сетевую инфраструктуру. Крупномасштабные проекты солнечных восходящих башен выигрывают от экономии масштаба, что приводит к экономической эффективности с точки зрения материалов, строительства и обслуживания. Это может привести к снижению стоимости за единицу вырабатываемой электроэнергии, повышая экономическую жизнеспособность коммерческих проектов. Коммерческие проекты часто имеют доступ к необходимой инфраструктуре, включая линии электропередачи и подстанции, что упрощает подключение к сети. Кроме того, коммерческие проекты с большей вероятностью получат финансирование и инвестиции от правительств, коммунальных служб и заинтересованных сторон частного сектора из-за их потенциала оказать значительное влияние на региональное производство энергии. Коммерческие солнечные восходящие башни лучше оснащены для удовлетворения существенных потребностей в энергии крупных городских районов, промышленных предприятий и коммерческих комплексов. Эти проекты могут обеспечить стабильный и надежный источник чистой энергии для поддержки отраслей и предприятий, помогая сократить выбросы углерода и воздействие на окружающую среду. Коммерческие проекты часто служат испытательными стендами для научно-исследовательских и опытно-конструкторских инициатив, направленных на оптимизацию технологии солнечных восходящих башен. Эти постоянные инновации могут привести к улучшению конструкции башни, материалов и общей эффективности. Крупномасштабные солнечные восходящие башни имеют потенциал для значительного сокращения выбросов парниковых газов и зависимости от ископаемого топлива для производства электроэнергии. Коммерческие проекты могут иметь более существенное воздействие на окружающую среду, чем мелкомасштабные приложения.

Региональные данные

Европа

Европа является крупнейшим рынком солнечных восходящих башен, на долю которого приходится более 50% доли мирового рынка. Это обусловлено рядом факторов, включая благоприятную государственную политику, высокие инвестиции в НИОКР и наличие устоявшихся игроков.

Германия является ведущей страной на европейском рынке солнечных восходящих башен, за ней следуют Испания, Италия и Франция. В Германии находится первая в мире коммерческая установка солнечных восходящих башен, которая работает с 1982 года.

Азиатско-Тихоокеанский регион

Ожидается, что в Азиатско-Тихоокеанском регионе в ближайшие годы будет наблюдаться самый быстрый рост мирового рынка солнечных восходящих башен. Это обусловлено рядом факторов, включая высокий спрос на электроэнергию, обильные солнечные ресурсы и государственную поддержку.

Китай является ведущей страной на рынке солнечных восходящих башен в Азиатско-Тихоокеанском регионе, за ним следуют Индия, Австралия и Япония. Китай вкладывает значительные средства в разработку технологии солнечных восходящих башен и, как ожидается, развернет ряд коммерческих проектов в ближайшие годы.

Северная Америка

Северная Америка является рынком среднего размера для солнечных восходящих башен. Соединенные Штаты являются ведущей страной на североамериканском рынке солнечных восходящих башен. В настоящее время в Соединенных Штатах реализуется ряд пилотных и демонстрационных проектов, и ожидается, что первая коммерческая установка солнечных восходящих башен будет введена в эксплуатацию в ближайшие несколько лет.

Последние события

• В августе 2023 года правительство Австралии объявило об инвестициях в размере 10 миллионов долларов США в EnviroMission, компанию, которая разрабатывает технологию солнечных восходящих башен. Инвестиции будут использованы для поддержки строительства солнечной восходящей башни коммерческого масштаба в Австралии.
• В июле 2023 года китайская компания China Energy Engineering Corporation объявила, что привлекла 100 миллионов долларов США на разработку технологии солнечной восходящей башни. Компания планирует использовать эти средства для строительства ряда солнечных восходящих башен коммерческого масштаба в Китае.
• В июне 2023 года американская компания Hyperion Solar Energy объявила, что получила 50 миллионов долларов США на финансирование разработки солнечной восходящей башни в Аризоне. Ожидается, что установка будет введена в эксплуатацию в 2025 году и станет одной из крупнейших солнечных восходящих башен в мире.
• В мае 2023 года немецкая компания EnBW объявила, что успешно провела испытания прототипа солнечной восходящей башни. Завод расположен в Штутгарте, Германия, и имеет мощность 100 кВт.
• В апреле 2023 года австралийская компания Heliogen объявила о разработке нового типа солнечного коллектора, специально предназначенного для использования в солнечных башнях с восходящим потоком воздуха. Новый коллектор более эффективен и менее затратен, чем предыдущие конструкции.
• В марте 2023 года испанская компания Torresol Energy объявила о подписании контракта на строительство солнечной башенной электростанции мощностью 5 МВт в Испании. Ожидается, что станция будет введена в эксплуатацию в 2024 году.

Ключевые игроки рынка

• EnviroMission Limited
• Green Power Energy
• Hyperion Solar Energy
• SunCentral Inc
• Atlantis Solar LLC
• SunPower Corporation
• New BrightSource, Ltd.
• First Solar, Inc.
• JinkoSolar Holding Co., Ltd
• China Energy Engineering Corporation.