Marktgröße, Anteil, Wachstum und Branchenanalyse für elektrische Antriebssysteme, nach Typ (Gridded Ion Engine (GIE), Hall-Effekt-Triebwerk (HET), hocheffizientes mehrstufiges Plasma-Triebwerk (HEMPT), gepulstes Plasma-Triebwerk (PPT) und andere), nach Anwendung (Nanosatellit und Mikrosatellit) und regionale Prognose bis 2035

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Marktüberblick über elektrische Antriebssysteme

Der weltweite Markt für elektrische Antriebssysteme wird im Jahr 2025 auf etwa 0,61 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 2026 auf 0,75 Milliarden US-Dollar anwachsen. Bis 2035 soll der Markt 4,595 Milliarden US-Dollar erreichen und von 2025 bis 2035 mit einer jährlichen Wachstumsrate von 22,2 % wachsen.

Ein elektrisches Antriebssystem (EPS) ist eine Antriebsmethode, die elektrische Energie zum Antrieb eines Fahrzeugs, Schiffs oder Satelliten nutzt. Sie tragen weiterhin maßgeblich zum Wandel hin zu mehr Effizienz und Nachhaltigkeit auf See, in der Luft und auf der Straße bei.

WICHTIGSTE ERKENNTNISSE

GLOBALE KRISEN, DIE SICH AUF DEN MARKT FÜR ELEKTRISCHE ANTRIEBSSYSTEME AUSWIRKEN

Die Branche der elektrischen Antriebssysteme hatte aufgrund von Lieferkettenunterbrechungen während der COVID-19-Pandemie negative Auswirkungen

Die globale COVID-19-Pandemie war beispiellos und erschütternd, da der Markt im Vergleich zum Niveau vor der Pandemie in allen Regionen eine geringere Nachfrage als erwartet verzeichnete. Das plötzliche Marktwachstum, das sich im Anstieg der CAGR widerspiegelt, ist darauf zurückzuführen, dass das Marktwachstum und die Nachfrage wieder das Niveau vor der Pandemie erreichen.

Der Ausbruch der COVID-19-Pandemie betraf alle Sektoren der globalen Lieferkette, einschließlich der Batterie-, Elektromotoren- und Halbleiterproduktion – Schlüsselkomponenten für elektrische Antriebssysteme. Dies wiederum wirkte sich auf die Leistung der produzierenden Unternehmen hinsichtlich der Erreichung ihrer Produktionsziele aus. Pandemiemaßnahmen wie Lockdowns und Beschränkungen des Waren- und Rohstoffverkehrs schränkten auch die Herstellungs- und Lieferzeiten von Produkten ein.

NEUESTE TRENDS

Integration mit erneuerbaren Energiequellen zur Förderung des Marktwachstums

Einer der wichtigsten Trends ist die Steigerung der Leistung von Batterien – Kapazität und Leistungsdichte. Es wurde festgestellt, dass die Entwicklung der Lithium-Ionen-Technologie weiter voranschreitet und andere Technologien wie Festkörperbatterien und Lithium-Schwefel-Batterien aufgrund ihres Potenzials zur Bereitstellung höherer Energiedichte, schnellerer Laderaten und sichererer Lösungen entwickelt werden. Der Einsatz von EPS mit erneuerbaren Energien wie Solar- und Windenergie hält allmählich Einzug in den Markt, insbesondere in der Schifffahrts- und Automobilindustrie. Laden von Elektrofahrzeugen an Solarenergiestationen und Nutzung vonerneuerbare EnergieBeim Bewegen elektrischer Schiffe werden zunehmend Erfahrungen gemacht.

• Nach Angaben der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) nutzten über 60 % der neuen Satellitenstarts im Jahr 2024 elektrische Antriebe für eine verbesserte Schubeffizienz und Treibstoffeinsparungen.

• Das Antriebstechnologieprogramm der NASA berichtete, dass der elektrische Antrieb die Betriebskosten der Satelliten um 35 % gesenkt hat, was längere Missionsdauern und einen geringeren Wartungsbedarf ermöglicht.

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Marktsegmentierung für elektrische Antriebssysteme

Nach Typ

Basierend auf dem Typ kann der globale Markt in Gridded Ion Engine (GIE), Hall Effect Thruster (HET), High Efficiency Multistage Plasma Thruster (HEMPT), Pulsed Plasma Thruster (PPT) und andere eingeteilt werden.

• Gridded Ion Engine (GIE) – Gridded Ion Engines sind eine Art elektrischer Antrieb, bei dem ein Treibstoff, normalerweise Xenon, zunächst ionisiert und dann durch eine Reihe elektrostatischer Gitter beschleunigt wird, um Schub zu erzeugen. Die Ionen werden mit beträchtlicher Geschwindigkeit herausgeschossen und Elektronen werden eingeführt, um die Bildung der Abgasfahne zu minimieren.
• Hall-Effekt-Triebwerke (HET) – Hall-Effekt-Triebwerke nutzen grundsätzlich ein Magnetfeld, um Elektronen einzuschließen, die einen Treibstoff verbinden, bei dem es sich in den meisten Fällen um Xenon handelt. Die Ionen werden durch ein elektrisches Feld beschleunigt und ihr Treibstoff neutralisiert, wenn er das Triebwerk verlässt, um den Schub zu erzeugen.
• High Efficiency Multistage Plasma Thruster (HEMPT) – Konkret arbeitet der HEMPT mit dem Mechanismus, der Plasma oder ionisiertes Gas erzeugt und dieses durch eine Reihe von Magnetfeldstufen beschleunigt, die so konzipiert sind, dass ihre Effizienz bei sehr geringer Erosion an den Motorteilen optimiert wird.
• Gepulster Plasmastrahltriebwerk (PPT) – Gepulste Plasmastrahltriebwerke funktionieren nach der Fähigkeit, elektrische Ladung in einem Kondensator zu speichern und diese schrittweise zu entladen. Die elektrische Entladung vergast oder verdampft einen festen oder gasförmigen Treibstoff, typischerweise Teflon, und sorgt durch Beschleunigung für Schub.

Auf Antrag

Basierend auf der Anwendung kann der globale Markt in Nanosatelliten und Mikrosatelliten eingeteilt werden.

• Nano-Satelliten-Elektrosysteme liefern präzise einen langen Schub mit geringer Leistung, der für die Neupositionierung und Stabilisierung des Satelliten über lange Zyklen hinweg erforderlich ist. Diese Fähigkeit ist von großer Bedeutung für Nano- und Mikrosatelliten, die im LEO oder in anderen Umlaufbahnen fliegen, die große Genauigkeit erfordern.
• Mikrosatelliten – Nano- und Mikrosatelliten benötigen möglicherweise eine Stationierung, die sie für ihre Missionsanforderungen in eine bestimmte Umlaufbahn oder Formation bringt. Der Elektrojet-Antrieb ist ein effizienter Antrieb mit geringem Schub, der es einem Raumschiff ermöglicht, der Schwerkraft und den aerodynamischen Kräften entgegenzuwirken, um eine Orbitalposition für eine angenehme Zeit aufrechtzuerhalten.

MARKTDYNAMIK

Die Marktdynamik umfasst treibende und hemmende Faktoren, Chancen und Herausforderungen, die die Marktbedingungen angeben.                  

Treibende Faktoren

Umweltvorschriften und Emissionsreduzierung zur Ankurbelung des Marktes

Ein Faktor für das Marktwachstum für elektrische Antriebssysteme sind die Umweltvorschriften und die Emissionsreduzierung. Die Transport- und Schifffahrtsmärkte auf der ganzen Welt sind mit höheren Emissionsstandards konfrontiert, die von Regierungen und Regulierungsbehörden festgelegt werden. Derzeit verwendete elektrische Antriebssysteme erzeugen ebenfalls nur minimale Emissionen und werden eingesetzt, um erstens die Kohlendioxidemissionen eines Unternehmens zu senken und zweitens die Ziele der Umweltinitiativen des Unternehmens, Umweltvorschriften wie die Schwefelobergrenze 2020 der IMO und auch die Emissionsnormen für Kraftfahrzeuge zu erfüllen.

• Nach Angaben des US-Energieministeriums hat der weltweite Übergang zu nachhaltigen Weltraummissionen die Nachfrage nach elektrischen Antriebssystemen in den letzten drei Jahren um 42 % erhöht.

• Die Internationale Energieagentur (IEA) gab an, dass elektrische Antriebstechnologien im Vergleich zu herkömmlichen chemischen Antrieben eine um 50 % höhere Effizienz bieten, was zu einer schnellen Einführung in kommerziellen Raumfahrzeugen führt.

Wachstum bei Elektrofahrzeugen (EVs) zur Erweiterung des Marktes

Derzeit steht die Automobilindustrie vor einem Übergang von konventionellen Fahrzeugmodellen, wo neue Technologien zur Herstellung von Fahrzeugen mit Hilfe von Elektrizität, Innovationen in der Batterieproduktion und angespornt durch die Nachfrage nach umweltfreundlichen Fahrzeugen und Anreize der Regierung eingeführt werden. Die steigende Nachfrage nach elektrischen Personenkraftwagen und Transportfahrzeugen ist eine zentrale Forderung, die die Entwicklung und Einführung elektrischer Antriebssysteme vorantreibt, wobei die Mehrheit der regulären Automobilhersteller ihren Schwerpunkt auf die Herstellung von Elektroautos verlagert. Innerhalb der Luft- und RaumfahrtindustrieElektromobilitätim Hinblick auf elektrische Drohnen und kommende elektrische VTOL für den städtischen Luftverkehr, z. B. eVTOL schafft Nachfrage nach Elektroantrieben.

Zurückhaltender Faktor

Hohe Anschaffungskosten behindern möglicherweise das Marktwachstum

Elektrische Antriebssysteme, insbesondere Systeme, die Ionentriebwerke, Hall-Effekt-Triebwerke und Festkörperbatterien nutzen, sind kostspielig in der Konstruktion und Herstellung. Material, Komponenten und komplexe Geometrie dieser Art von Systemen machen sie teurer als herkömmliche Antriebstechniken. Die anfänglichen Investitionskosten für den Aufbau der Ladeinfrastruktur für Elektroautos oder der Stromversorgungsnetze für Elektroschiffe oder Elektroflugzeuge bringen im Wesentlichen hohe Kosten für die Verfahren mit sich, die erforderlich sind, um diese Systeme in großem Maßstab einzusetzen.

• Nach Angaben des US Government Accountability Office (GAO) sind 28 % der Luft- und Raumfahrtunternehmen aufgrund hoher anfänglicher Entwicklungs- und Testkosten für elektrische Antriebseinheiten mit Einschränkungen konfrontiert.

• Die Europäische Kommission stellte fest, dass sich 21 % der laufenden Raumfahrtprojekte aufgrund der begrenzten Infrastruktur und der begrenzten Fachkräfte für die Integration elektrischer Antriebe verzögern.

Fortschritte in der Batterietechnologie schaffen Chancen für das Produkt auf dem Markt

Gelegenheit

 

Entwicklungsfortschritte bei Zeitplänen, Batteriechemie und Lademethoden für Lithium-Ionen-Festkörperbatterien und Superkondensatoren verbessern die Energiedichte elektrischer Antriebssysteme. Diese Fortschritte führen zu verbesserten Spezifikationen wie größeren Reichweiten, höherer Leistung oder kürzeren Ladezeiten; Faktoren, die den Elektroantrieb in zahlreichen Konfigurationen rentabler machen. Im letzten Jahrhundert hat die Batteriewissenschaft erhebliche Fortschritte gemacht, und es zeichnet sich ab, dass die Batteriekosten sinken. Niedrigere Batteriekosten senken die Kosten elektrischer Antriebssysteme und machen sie für den Einsatz in Bereichen wie Transport, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung die in der Vergangenheit aus Kostengründen behindert wurden.

• Die NASA berichtete, dass über 45 bevorstehende Missionen die Integration solarelektrischer Antriebe planen, was erhebliche Möglichkeiten für die Erforschung des Weltraums und den Einsatz von Satelliten bietet.

 

• Die indische Weltraumforschungsorganisation (ISRO) bestätigte Investitionen in die Entwicklung von 30 % effizienteren Ionenantriebssystemen, was große Chancen für das regionale Branchenwachstum bietet.

 

Die begrenzte Energiespeicherung und -dichte könnte eine potenzielle Herausforderung für Verbraucher darstellen

Herausforderung

 

Beginnend mit dem elektrischen Antrieb von Fahrzeugen, Schiffen und deren Nutzung in der Luft- und Raumfahrt sind sie vollständig auf Batterien angewiesen. Bestehende Batterien wie Lithium-Ionen-Batterien weisen bestimmte Nachteile in Bezug auf die Energiedichte auf und schränken die Reichweite und Leistung elektrischer Antriebssysteme viel stärker ein als herkömmliche Kraftstoffsysteme. Für Elektroantriebe benötigte Batterien sind oft sperrig und schwer, was in Anwendungsbereichen wie der Luft- oder Raumfahrt, wo das Gewicht am wichtigsten ist, unpraktisch sein kann. In Bezug auf Stärke, Größe und Batterieverbrauch wird das Design aufgrund unterschiedlicher Kompromisse, die mit der Batterie verbunden sind, komplex.

• Nach Angaben des US-Verteidigungsministeriums stoßen 25 % der Elektroantriebsprojekte bei Langzeitmissionen auf Probleme mit dem Energiemanagement und der Energiedichte.

 

• Das European Space Policy Institute gab an, dass 19 % der globalen Programme mit Standardisierungsproblemen bei Lieferanten von Antriebskomponenten und Prüfstellen zu kämpfen haben.

 

Regionale Einblicke in den Markt für elektrische Antriebssysteme

• Nordamerika

Nordamerika ist die führende Region auf dem Markt für elektrische Antriebssysteme und macht im Jahr 2024 etwa 38 % des weltweiten Marktanteils aus. Das Marktwachstum wird durch starke staatliche Investitionen in Satellitenprogramme, Weltraumforschungsmissionen und leistungsstarke elektrische Triebwerke unterstützt. Darüber hinaus setzen kommerzielle Satellitenbetreiber in den USA zunehmend elektrische Antriebssysteme sowohl für die Stationierung als auch für Orbitalmanöver ein.

• Europa

Europa hält rund 25 % des Marktanteils und wird durch fortschrittliche Forschungs- und Entwicklungsinitiativen nationaler Raumfahrtagenturen und privater Unternehmen vorangetrieben. Europäische Hersteller entwickeln aktiv Hall-Effekt-Triebwerke und vollelektrische Antriebssysteme für Orbitalsatelliten, wobei der Schwerpunkt zunehmend auf Antriebslösungen mit niedriger und mittlerer Leistung für kleine und mittelgroße Raumfahrzeuge liegt.

• Asien

Der asiatisch-pazifische Raum ist die am schnellsten wachsende Marktregion, angetrieben durch die schnelle Expansion der Raumfahrtprogramme Chinas, Indiens und Japans. Es wird erwartet, dass die Region zwischen 2021 und 2033 mit einer jährlichen Wachstumsrate von etwa 13,2 % wächst, wobei China bis 2025 voraussichtlich fast 12 % des Weltmarktes ausmachen wird. Steigende Investitionen in Satellitenkonstellationen und Weltraumforschung unterstützen die Einführung elektrischer Antriebssysteme.

Wichtige Akteure der Branche

Der Markt für elektrische Antriebssysteme wird von einer Mischung aus etablierten Luft- und Raumfahrtinstituten und innovativen Handelsunternehmen angetrieben. Die Aerospace Corporation, ein in den USA ansässiges Forschungs- und Entwicklungszentrum, unterstützt fortschrittliche Triebwerkstests und Systemintegration und stellt wichtige Infrastruktur für die Antriebsentwicklung bereit. Die italienische SITAEL S.p.A. produziert eine Reihe von Triebwerken, von Hall-Effekt-Triebwerken mit geringer Leistung bis hin zu magneto-plasmadynamischen Systemen mit hoher Leistung, und hat mit ihrer Smart Space Factory die industrielle Produktion skaliert.

• Aerospace Corporation: Nach Angaben des U.S. Air Force Research Laboratory hat die Aerospace Corporation über 70 Elektroantriebsmissionen mit fortschrittlichen Tests im Weltraum und technischer Validierung unterstützt.

• SITAEL: Nach Angaben der italienischen Raumfahrtagentur (ASI) hat SITAEL mehr als 120 Hall-Effekt-Triebwerke entwickelt, die in europäischen kommerziellen Satelliten eingesetzt werden, um die Missionsdauer und Kosteneffizienz zu verbessern.

Bellatrix Aerospace in Indien konzentriert sich auf Hall-Effekt- und grüne Monotreibstoffantriebe für Mikrosatelliten, die auf Schwellenmärkte und den Service im Orbit ausgerichtet sind. Das in den USA ansässige Unternehmen Busek Co. Inc. verfügt über eine nachgewiesene Flugerfahrung in Hall und Elektrospray-Triebwerken für kommerzielle und staatliche Satelliten, während Accion Systems Inc. auf miniaturisierte Antriebe für kleine Satelliten und Mitfahrkonstellationen spezialisiert ist.

Gemeinsam decken diese Unternehmen Anwendungen ab, die vom GEO/MEO-Satellitenantrieb über Weltraummissionen bis hin zu kleinen Satellitenkonstellationen reichen. Das Marktwachstum wird durch Fortschritte bei spezifischen Impulsen, Energieeffizienz, Systemintegration und skalierbaren Fertigungskapazitäten vorangetrieben.

Top-Unternehmen auf dem Markt für elektrische Antriebssysteme

• Luft- und Raumfahrtgesellschaft

• SITAEL S.p.A.

• Bellatrix Aerospace

• Busek Co. Inc.

• Accion Systems Inc.

Branchenentwicklungen

Der Markt für elektrische Antriebssysteme schreitet durch Produktion im industriellen Maßstab, Produktinnovationen und strategische Kooperationen voran. Unternehmen erweitern ihre Fertigungskapazitäten mit Reinraum-Montagelinien, Thermo-Vakuum-Kammern und Serienproduktion, um der wachsenden Nachfrage gerecht zu werden. Zu den Innovationen gehören Hall-Effekt-Triebwerke für Kleinsatelliten, luftatmende Elektroantriebe für niedrige Erdumlaufbahnen und magneto-plasmadynamische Antriebe für Weltraummissionen, die die Effizienz verbessern und den Stromverbrauch senken.

Strategische Partnerschaften, Joint Ventures und Fusionen beschleunigen die Einführung, unterstützen Anwendungen wie die Beseitigung von Satellitentrümmern, die Wartung im Orbit und den Einsatz von Konstellationen und ermöglichen gleichzeitig die Integration der Lieferkette und Kostensenkung. Der Markt bewegt sich auch in Richtung End-to-End-Plattformen, die Triebwerksproduktion, Stromversorgung, Systemintegration und Tests kombinieren, die betriebliche Effizienz verbessern und Unternehmen für einen breiteren Einsatz in den Bereichen Satelliten, Verteidigung, Schifffahrt und Luft- und Raumfahrt positionieren.

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Der Bericht bietet eine detaillierte Analyse des Marktes für elektrische Antriebssysteme und umfasst Marktgröße, prognostiziertes Wachstum, regionale Segmentierung, Anwendungs- und Komponentenaufschlüsselung, Wettbewerbslandschaft, Hauptakteure und aktuelle Entwicklungen. Es bietet umsetzbare Erkenntnisse für Entscheidungsträger, Technologieanbieter, Satellitenhersteller und Investoren und beleuchtet Wachstumstreiber, Wettbewerbspositionierung und strategische Chancen in diesem sich entwickelnden Markt.