Marktgröße, Marktanteil, Wachstum und Branchenanalyse für Festoxidelektrolysezellen (SOEC), nach Typ (planar und röhrenförmig), nach Anwendung (Industrie und Energiespeicherung) und regionaler Prognose bis 2035

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Marktüberblick für Festoxid-Elektrolysezellen (SOEC).

Der weltweite Markt für Festoxid-Elektrolysezellen (SoEC) wird im Jahr 2026 auf 1,31 Milliarden US-Dollar geschätzt und wächst bis 2035 stetig auf 2,26 Milliarden US-Dollar mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 7 % von 2026 bis 2035.

In den letzten Jahren hat der SOEC-Markt ein enormes Wachstum verzeichnet. Die weltweite Betonung nachhaltiger Energielösungen und der Übergang zur Produktion von grünem Wasserstoff geben den Wachstumsimpuls in diesem Markt. SOEC arbeitet bei hohen Temperaturen und verwendet Keramikoxid-Elektrolytschichten, die Wasser effizient in Wasserstoff und Sauerstoff aufspalten. Die Hauptvorteile des Hochtemperaturbetriebs dieser Methode gegenüber anderen, einschließlich Elektrolyseuren mit Protonenaustauschmembranen (PEM) und alkalischen Austauschmembranen (AEM), liegen in der Verwendung von Materialien, die nicht zur Platingruppe gehören, als Katalysatoren und bei der Herstellung von hochreinem Wasserstoff

GLOBALE KRISEN, DIE SICH AUF DEN SOEC-MARKT (SOLID OXIDE ELECTROLYSE CELL) AUSWIRKEN

Die Branche der Festoxidelektrolysezellen (SOEC) hatte aufgrund der Unterbrechung der Lieferkette während der COVID-19-Pandemie einen positiven Effekt

Die Pandemie hat die dringende Notwendigkeit robuster und nachhaltiger Energiesysteme deutlich gemacht und Investitionen in saubere Energietechnologien beschleunigt.  Durch diese strategische Entscheidung wurde nicht nur die Wasserstoffinfrastruktur weiterentwickelt, sondern auch der weltweite Wettbewerb im Wasserstoffsektor verschärft. Dies machte die Pandemie zu einem Wegbereiter, der nach der Katastrophe die Akzeptanz und Entwicklung von SOEC-Technologien durch Länder vorantrieb, die nach umweltfreundlicheren und stärkeren Energiesystemen suchten. 

NEUESTE TRENDS

Wachsende Innovation zur Förderung des Marktwachstums

Innovationen führen zu einer besseren Leistung von SOECs, senken die Produktionskosten und verkürzen den Zeitrahmen für die Produktion bei höherer kommerzieller Machbarkeit. Zweitens wurde der Integration von SOECs mit erneuerbaren Quellen zur grünen Produktion mehr Aufmerksamkeit geschenktWasserstoff, was im Einklang mit allgemeineren globalen Dekarbonisierungszielen steht. An erster Stelle steht die steigende Nachfrage nach grünem Wasserstoff als sauberem Energieträger, angetrieben durch globale Dekarbonisierungsbemühungen und den Übergang zu emissionsfreien Fahrzeugen.

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Marktsegmentierung für Festoxid-Elektrolysezellen (SOEC).

Nach Typ

Basierend auf dem Typ kann der globale Markt in Planar- und Tubular-Markt eingeteilt werden

• Planar: Planare SOECs sind aufgrund ihres einfachen Designs, ihrer einfachen Herstellung und ihrer hohen Effizienz bei Elektrolyseprozessen der am häufigsten erforschte und eingesetzte Typ. Diese SOECs bestehen aus dünnen Elektrolytschichten, die zwischen Elektroden angeordnet sind und eine kompakte und effiziente Struktur bilden. Ihr Hauptvorteil liegt in ihrer Fähigkeit, bei hohen Stromdichten zu arbeiten, wodurch sie für die Wasserstoffproduktion im großen Maßstab und die Integration in industrielle Anwendungen geeignet sind.
   
• Rohrförmig: Rohrförmige SOECs unterscheiden sich von ihren planaren Gegenstücken hinsichtlich des strukturellen Designs und zeichnen sich durch eine zylindrische Konfiguration aus, die die mechanische Stabilität und Temperaturwechselbeständigkeit verbessert. Diese SOECs weisen eine überragende Haltbarkeit und Langlebigkeit auf, was sie besonders attraktiv für Anwendungen macht, die einen langfristigen Dauerbetrieb erfordern. Ihre robuste Struktur minimiert Probleme im Zusammenhang mit der Abdichtung und der Wärmeausdehnung, die bei planaren SOECs häufig auftreten.

Auf Antrag

Basierend auf der Anwendung kann der globale Markt in Industrie- und Energiespeicher kategorisiert werden

• Industriell: Eine der Hauptanwendungen der SOEC-Technologie ist die groß angelegte Wasserstoffproduktion für industrielle Prozesse. Branchen wie die Ammoniakproduktion, die petrochemische Raffinierung und die Stahlherstellung benötigen große Mengen an Wasserstoff, der traditionell aus fossilen Brennstoffen gewonnen wird.

• Energiespeicherung: Die SOEC-Technologie spielt eine entscheidende Rolle bei der Energiespeicherung und Netzstabilität, indem sie die Umwandlung von überschüssigem Strom in Wasserstoff ermöglicht. Erneuerbare Energiequellen wie Wind- und Solarenergie erzeugen in Spitzenproduktionszeiten häufig überschüssigen Strom, der durch SOEC-Elektrolyse als Wasserstoff gespeichert werden kann. Dieser gespeicherte Wasserstoff kann später in Brennstoffzellen oder anderen Anwendungen genutzt werden, um bei Bedarf Strom zu erzeugen und so Intermittenzprobleme in erneuerbaren Energiesystemen effektiv anzugehen.

MARKTDYNAMIK

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

Treibende Faktoren

Effizienz steigern, um den Markt anzukurbeln

Über SOECs erzeugter Wasserstoff wird zunehmend als nachhaltige Alternative zu fossilen Brennstoffen angesehen, insbesondere in Sektoren, die sich nur schwer dekarbonisieren lassen, wie der Schwerindustrie und dem Transportwesen. Neben der hohen elektrischen Effizienz der Umwandlung von Strom in Wasserstoff können SOECs auch mit industrieller Abwärme arbeiten und so die Oberhand gewinnen. Das Marktwachstum wird durch den Betrieb mit industrieller Abwärme gefördert, wodurch die Oberhand gewonnen wird. Das Marktwachstum wird durch staatliche Maßnahmen und Anreize gefördert, die auf saubere Energietechnologien ausgerichtet sind und Investitionen in die Forschung, Entwicklung und Umsetzung von SOECs fördern.

Zurückhaltender Faktor

Hohe Betriebstemperaturen könnten das Marktwachstum behindern

Der SOEC-Markt weist mehrere Faktoren auf, die trotz der attraktiven Aussichten das Wachstum zu behindern drohen. Hohe Betriebstemperaturen erfordern die Verwendung bestimmter Materialien, deren Herstellung teurer und möglicherweise weniger langlebig ist. Die Technologie von SOEC befindet sich noch im Anfangsstadium und die Herstellung im großen Maßstab befindet sich noch in der Entwicklungsphase. Dadurch werden die Skaleneffekte begrenzt und die Stückkosten sind relativ höher.

Gelegenheit

Kooperationen zur Schaffung von Chancen für das Produkt auf dem Markt

Die sich verändernde Energielandschaft bietet viele Chancen für den SOEC-Markt. Mit der zunehmenden Betonung von Wasserstoff als Hauptbestandteil zukünftiger Energiesysteme eröffnen sich Möglichkeiten für SOEC-Anwendungen in den Bereichen Stromerzeugung, Transport und Industrieprozesse. Durch die Zusammenarbeit zwischen Forschungseinrichtungen und Branchenakteuren werden Innovationen gefördert, die zu Fortschritten in der SOEC-Technologie und einer Senkung der Produktionskosten führen. Beispielsweise ebnen Partnerschaften zur Verbesserung von Herstellungsprozessen und zur Vergrößerung der Produktionskapazität den Weg für eine breitere Einführung von SOECs. Unterstützende staatliche Maßnahmen und die Finanzierung von Projekten für saubere Energie schaffen außerdem ein günstiges Umfeld für das Wachstum des SOEC-Marktes.

Herausforderung

Haltbarkeit könnte eine potenzielle Herausforderung für Verbraucher sein

Der SOEC-Markt muss sich verschiedenen Herausforderungen stellen, bevor er sein wahres Potenzial ausschöpfen kann. Für eine höhere Zuverlässigkeit und Langlebigkeit von SOEC-Systemen müssen technische Herausforderungen im Zusammenhang mit der Materialhaltbarkeit und der Systemintegration angegangen werden. Der anfängliche hohe Investitionsaufwand im Zusammenhang mit der SOEC-Einführung wird sich für die meisten Organisationen als Hürde erweisen, wenn es keine etablierten finanziellen Anreize oder Subventionen gibt.

Darüber hinaus erfordert die Wettbewerbslandschaft mit alternativen Wasserstoffproduktionstechnologien wie PEM- und AEM-Elektrolyseuren kontinuierliche Innovations- und Kostensenkungsbemühungen im SOEC-Sektor. Die Herausforderung wird durch die gemeinsamen Anstrengungen der Interessengruppen entlang der Wertschöpfungskette bewältigt, von Forschern bis hin zu Herstellern, politischen Entscheidungsträgern und Endverbrauchern.

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REGIONALE EINBLICKE IN DEN MARKT FÜR FESTE OXID-ELEKTROLYSE-ZELLEN (SOEC).

• Nordamerika

Der Markt für SOECs boomt in Nordamerika, insbesondere auf dem US-amerikanischen SOEC-Markt, aufgrund umfangreicher Investitionen in saubere Energietechnologien und erheblicher Anstrengungen bei der Reduzierung von Treibhausgasemissionen. Die von der Regierung ergriffenen Initiativen fördern in Verbindung mit Finanzierungsprogrammen zur Wasserstoffproduktion und -nutzung die Einführung von SOECs. Auch Kooperationen zwischen Forschungseinrichtungen und Branchenakteuren tragen zum technologischen Fortschritt und zur Einrichtung von Pilotprojekten bei und positionieren die Region als bedeutenden Akteur auf dem SOEC-Markt.

• Europa

Europa ist derzeit führend auf dem SOEC-Markt und wird im Jahr 2023 etwa 39,89 % des globalen Marktanteils ausmachen. Die strengen Umweltvorschriften und ehrgeizigen Dekarbonisierungsziele der Region haben die Einführung grüner Wasserstofftechnologien, einschließlich SOECs, beschleunigt.
Deutschland und das Vereinigte Königreich sind mit einer großen Anzahl von Märkten und Investitionen, die auf die Ausweitung des SOEC-Einsatzes abzielen, führend.

Ausschlaggebend dafür ist das günstige politische Umfeld innerhalb der Europäischen Union in Verbindung mit Finanzierungsmechanismen, die die Innovation und Kommerzialisierung von SOEC-Technologien vorantreiben. 

• Asien

Der Markt für Festoxid-Elektrolysezellen (SOEC) wächst in Aisa stetig, insbesondere in Ländern wie China, Indien und Japan. Da es sich um Entwicklungsländer handelt, bieten sie viele Marktchancen. Diese Länder haben auch einen bedeutenden Marktanteil bei Festoxid-Elektrolysezellen (SOEC) in der Region.

WICHTIGSTE INDUSTRIE-AKTEURE

Wichtige Akteure der Branche gestalten den Markt durch Innovation und Marktexpansion

Der Markt für Festoxidelektrolysezellen wächst rasant. Dies ist vor allem auf die aktive Beteiligung wichtiger Branchenakteure an der Förderung von Innovationen und der Beschleunigung der Marktexpansion zurückzuführen. Sie setzen Technologien aggressiv ein, um die Kommerzialisierung der SOEC-Technologie durch strategische Allianzen und staatliche Unterstützung bei der Expansion auf dem Markt zu beschleunigen.
Sie setzen Technologien aggressiv ein, um die Kommerzialisierung der SOEC-Technologie durch strategische Allianzen und staatliche Hilfe zu beschleunigen. Sunfire beispielsweise hat Hochtemperatur-SOECs der nächsten Generation entwickelt, die Umwandlungswirkungsgrade von über 85 % erreichen können, was sie zu einer der effizientesten verfügbaren Elektrolysetechnologien macht. Durch die Optimierung von Elektrodenmaterialien, Elektrolytzusammensetzungen und Stapelkonfigurationen verschieben diese Unternehmen die Grenzen dessen, was SOECs in Bezug auf Wasserstoffproduktionskapazität und Betriebsstabilität erreichen können.

Die wichtigste Innovation in dieser Hinsicht ist die Integration von Co-Elektrolyse-Funktionen, bei denen SOECs nicht nur Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff spalten, sondern auch Kohlendioxid verarbeiten, um Synthesegas zu erzeugen, einen sehr wichtigen Ausgangsstoff für synthetische Kraftstoffe. Diese Innovation wurde von Unternehmen wie Solid Power aus Italien und AVL aus Österreich befürwortet. Es bietet neue Möglichkeiten für die Herstellung kohlenstoffneutraler Kraftstoffe als Alternative zu herkömmlichen Industrieprozessen, die auf fossilen Brennstoffen basieren.
Das Unternehmen nutzt Automatisierung und fortschrittliche Fertigungstechniken, um Kosten zu senken und die Skalierbarkeit zu verbessern.


Strategische Zusammenarbeit und staatliche Unterstützung. Diese zunehmende Anerkennung der Rolle von Wasserstoff bei der Erreichung der CO2-Neutralität hat zu einer erhöhten Finanzierung und politischen Unterstützung für die Entwicklung von SOECs geführt. Branchenführer nutzen diesen Trend, indem sie strategische Allianzen mit Regierungen, Forschungseinrichtungen und Industriepartnern bilden. Sunfire beispielsweise hat aktiv mit der deutschen Regierung bei nationalen Wasserstoffinitiativen zusammengearbeitet und sich Mittel für die Weiterentwicklung und Kommerzialisierung seiner SOEC-Technologie gesichert. In ähnlicher Weise hat AVL (Österreich) mit europäischen Industriekonzernen zusammengearbeitet, um SOECs in groß angelegte Wasserstoffproduktionsprojekte zu integrieren und so die Machbarkeit der Technologie auf industrieller Ebene sicherzustellen. Die Wasserstoffstrategie der Europäischen Union hat bei der Erleichterung dieser Zusammenarbeit eine entscheidende Rolle gespielt und sowohl finanzielle Anreize als auch regulatorische Rahmenbedingungen geschaffen, die Investitionen in die SOEC-Infrastruktur fördern. Solid Power (Italien) entwickelt intensiv SOECs, die für CCU-Anwendungen optimiert sind, und gibt der Industrie die Möglichkeit, synthetische Kraftstoffe aus aufgefangenen CO₂-Emissionen herzustellen. Darüber hinaus wechseln einige Unternehmen vom Verkauf von Hardware zu „SOEC-as-a-Service"-Geschäftsmodellen, bei denen Industrien SOEC-Systeme leasen und die Wasserstoffproduktion als Dienstleistung bezahlen können, anstatt im Voraus in teure Infrastruktur zu investieren. Dieses von Unternehmen wie FuelCell Energy entwickelte Modell senkt die Eintrittsbarrieren für Branchen, die auf grünen Wasserstoff umsteigen möchten, und beschleunigt so die Markteinführung weiter.

Wichtige Akteure der Branche prägen den SOEC-Markt durch unermüdliche Innovation, groß angelegte Produktionserweiterungen und strategische Partnerschaften. Die Verbesserung der Effizienz, die Reduzierung der Kosten und die Zusammenarbeit mit Regierungen und Industriepartnern werden die Kommerzialisierung der SOEC-Technologie beschleunigen. Da die Nachfrage nach grünem Wasserstoff und nachhaltigen Energielösungen weiter wächst, werden diese Marktführer das Wachstum und die Einführung von SOECs weltweit vorantreiben.

In den kommenden Jahren werden voraussichtlich weitere Verbesserungen der Effizienz, Skalierbarkeit und Integration mit erneuerbaren Energien erzielt, um SOECs zu einer Schlüsseltechnologie für den globalen Übergang zu sauberer Energie zu machen.

Liste der führenden Unternehmen für Festoxidelektrolysezellen (Soec).

• Sunfire (Germany)
• Haldor Topsøe (Denmark)
• Bloom Energy (USA)
• FuelCell Energy (USA)
• AVL (Austria)
• Solid Power (Italy)
• Convion (Finland)
• Mitsubishi Power (Japan)
• Kyocera Corporation (Japan)
• Elcogen (Estonia)

WICHTIGE ENTWICKLUNGEN IN DER INDUSTRIE

April 2024: Mitsubishi Heavy Industry nimmt den Betrieb seines 400-kW-SOEC-Testmoduls im Takasago Hydrogen Park auf. Diese Initiative stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung Wasserstoffproduktionstechnologien der nächsten Generation dar und zielt darauf ab, Wasserstofflösungen für die Stromerzeugung voranzutreiben.

März 2024: Topsoe hat die Tests seines SOEC-Moduls erfolgreich abgeschlossen, das aus 12 laufenden Stacks und 1.200 Zellen besteht und eine Gesamtleistung von 350 kW liefert.

BERICHTSBEREICH

Die Studie berücksichtigt sowohl aktuelle Trends als auch historische Wendepunkte, bietet ein ganzheitliches Verständnis der Marktkomponenten und identifiziert potenzielle Wachstumsbereiche. Trotz all dieser Herausforderungen steigern Fortschritte in der Materialwissenschaft und im Stack-Design die Leistung und Lebensdauer planarer SOECs und tragen dazu bei, sie in Projekten zur Erzeugung erneuerbaren Wasserstoffs weiter zu verbreiten.

Rohrförmige SOECs Rohrförmige SOECs unterscheiden sich von planaren SOECs hinsichtlich des strukturellen Designs, da rohrförmige SOECs eine zylindrische Konfiguration besitzen, die ihre mechanische Stabilität und Widerstandsfähigkeit gegenüber Thermoschocks erhöht. Im Allgemeinen sind die Haltbarkeit und die Lebensdauer der röhrenförmigen SOECs höher und daher für den Einsatz zu bevorzugen, der einen langfristigen kontinuierlichen Betrieb erfordert.

Ihre dicke Struktur reduziert die Probleme der Abdichtung und Wärmeausdehnung, die die größten Nachteile planarer SOECs darstellen. Sie haben jedoch einige Nachteile in Form einer geringen Leistungsdichte und höherer Herstellungskosten, was ihre Kommerzialisierung in großem Maßstab eingeschränkt hat.