Dimensione del mercato, quota, crescita e analisi del mercato del sistema di propulsione elettrica, per tipo (motore a ioni a griglia (GIE), propulsore a effetto Hall (HET), propulsore al plasma multistadio ad alta efficienza (HEMPT), propulsore al plasma pulsato (PPT) e altro), per applicazione (nano satellite e microsatellite) e previsioni regionali fino al 2035

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PANORAMICA DEL MERCATO DEI SISTEMI DI PROPULSIONE ELETTRICA

Si stima che il mercato globale dei sistemi di propulsione elettrica avrà un valore di circa 0,61 miliardi di dollari nel 2025 e si prevede che crescerà fino a 0,75 miliardi di dollari entro il 2026. Si prevede che il mercato raggiungerà 4,595 miliardi di dollari entro il 2035, espandendosi a un CAGR del 22,2% dal 2025 al 2035.

Un sistema di propulsione elettrica (EPS) è definito come un metodo di propulsione che utilizza energia elettrica per azionare un veicolo, una nave o un satellite. Rimangono determinanti nel passaggio verso maggiori livelli di efficienza e sostenibilità in mare, aria e strada.

RISULTATI CHIAVE

LE CRISI GLOBALI CHE IMPATTANO IL MERCATO DEI SISTEMI DI PROPULSIONE ELETTRICA

L'industria dei sistemi di propulsione elettrica ha avuto un effetto negativo a causa delle interruzioni della catena di fornitura durante la pandemia di COVID-19

La pandemia globale di COVID-19 è stata sconcertante e senza precedenti, con il mercato che ha registrato una domanda inferiore al previsto in tutte le regioni rispetto ai livelli pre-pandemia. L'improvvisa crescita del mercato riflessa dall'aumento del CAGR è attribuibile alla crescita del mercato e alla domanda che ritorna ai livelli pre-pandemia.

Lo scoppio della pandemia di COVID-19 ha colpito tutti i settori della catena di fornitura globale, compresa la produzione di batterie, motori elettrici e semiconduttori, componenti chiave per i sistemi di propulsione elettrica. Ciò, a sua volta, ha avuto un impatto sulle prestazioni delle aziende manifatturiere in termini di raggiungimento dei loro obiettivi di produzione. Anche le misure pandemiche come il lockdown e la restrizione alla circolazione delle merci e delle materie prime hanno limitato i tempi di produzione e di consegna dei prodotti.

ULTIME TENDENZE

Integrazione con fonti energetiche rinnovabili per stimolare la crescita del mercato

Una delle tendenze principali è la crescita delle prestazioni delle batterie: capacità e densità di potenza. Si è scoperto che lo sviluppo della tecnologia agli ioni di litio è in corso e che altre tecnologie come le batterie allo stato solido e le batterie al litio-zolfo sono in fase di sviluppo per il loro potenziale nel fornire una maggiore densità di energia, velocità di ricarica più rapide e soluzioni più sicure. L'uso dell'EPS con energie rinnovabili come quella solare ed eolica si sta gradualmente facendo strada nel mercato, in particolare nei settori marittimo e automobilistico. Ricarica di veicoli elettrici da stazioni di energia solare e utilizzo dienergia rinnovabilenello spostamento di navi elettriche sono sempre più sperimentati.

• Secondo l'Agenzia spaziale europea (ESA), oltre il 60% dei nuovi lanci di satelliti nel 2024 ha utilizzato la propulsione elettrica per migliorare l'efficienza di spinta e il risparmio di carburante.

• Il programma di tecnologia di propulsione della NASA ha riferito che la propulsione elettrica ha ridotto i costi operativi dei satelliti del 35%, consentendo durate di missione più lunghe e minori esigenze di manutenzione.

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SEGMENTAZIONE DEL MERCATO DEI SISTEMI DI PROPULSIONE ELETTRICA

Per tipo

In base al tipo, il mercato globale può essere classificato in Gridded Ion Engine (GIE), Hall Effect Thruster (HET), High Efficiency Multistage Plasma Thruster (HEMPT), Pulsed Plasma Thruster (PPT) e Altro.

• Gridded Ion Engine (GIE) - I motori ionici a griglia sono un tipo di propulsione elettrica in cui un propellente, solitamente xeno, viene prima ionizzato e poi accelerato da una serie di griglie elettrostatiche verso la generazione di spinta. Gli ioni vengono espulsi con notevole velocità e gli elettroni vengono introdotti per ridurre al minimo la formazione del pennacchio di scarico.
• Propulsore a effetto Hall (HET) - I propulsori a effetto Hall utilizzano fondamentalmente un campo magnetico per confinare gli elettroni che combinano un propellente che nella maggior parte dei casi è lo xeno. Gli ioni vengono accelerati da un campo elettrico e il loro propellente viene neutralizzato mentre esce dal propulsore per generare la spinta.
• Propulsore al plasma multistadio ad alta efficienza (HEMPT) - Nello specifico, l'HEMPT funziona sul meccanismo che genera plasma o gas ionizzato e accelera lo stesso attraverso una serie di stadi di campo magnetico progettato in modo da ottimizzare la sua efficienza con un'erosione molto bassa sulle parti del motore.
• Propulsore al plasma pulsato (PPT) - I propulsori al plasma pulsato funzionano in base alla capacità di immagazzinare carica elettrica in un condensatore e scaricarla gradualmente. La scarica elettrica gassifica o vaporizza un propellente solido o gassoso, tipicamente Teflon e fornisce spinta attraverso l'accelerazione.

Per applicazione

In base all'applicazione, il mercato globale può essere classificato in Nanosatelliti e Microsatelliti.

• I sistemi nano-satellitari elettrici sono particolarmente efficaci nel fornire una spinta lunga e a bassa potenza, necessaria per qualsiasi riposizionamento e stabilizzazione del satellite su lunghi cicli. Questa capacità è di grande importanza per i nano e micro-satelliti che volano nella LEO o in qualsiasi altra orbita che richieda grande precisione.
• Micro Satellite – I nano e i microsatelliti potrebbero aver bisogno di una stazione che li metta in un'orbita o formazione particolare per i requisiti della loro missione. La propulsione a elettrogetto è un'efficiente propulsione a bassa spinta che consente a un veicolo spaziale di combattere la gravità e le forze aerodinamiche per mantenere una posizione orbitale per un tempo piacevole.

DINAMICHE DEL MERCATO

Le dinamiche del mercato includono fattori trainanti e restrittivi, opportunità e sfide che determinano le condizioni del mercato.                  

Fattori trainanti

Normative ambientali e riduzione delle emissioni per rilanciare il mercato

Un fattore nella crescita del mercato Sistema di propulsione elettrica è la normativa ambientale e la riduzione delle emissioni. I mercati dei trasporti e delle spedizioni in tutto il mondo si trovano ad affrontare standard di emissione più elevati stabiliti dai governi e dalle autorità di regolamentazione. Anche i sistemi di propulsione elettrica attualmente in uso generano emissioni minime e vengono adottati come un modo per ridurre le emissioni di anidride carbonica di un'azienda, in secondo luogo, per soddisfare gli obiettivi delle iniziative ambientali dell'azienda, le normative di conformità ambientale come il limite di zolfo del 2020 dell'IMO e anche gli standard sulle emissioni automobilistiche.

• Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, la transizione globale verso missioni spaziali sostenibili ha aumentato la domanda di sistemi di propulsione elettrica del 42% negli ultimi tre anni.

• L'Agenzia internazionale per l'energia (IEA) ha affermato che le tecnologie di propulsione elettrica offrono un'efficienza superiore del 50% rispetto alla propulsione chimica tradizionale, favorendo una rapida adozione nei veicoli spaziali commerciali.

Crescita dei veicoli elettrici (EV) per espandere il mercato

Attualmente, l'industria automobilistica sta affrontando una transizione dai modelli di veicoli convenzionali, dove nuove tecnologie per creare veicoli con l'aiuto dell'elettricità, innovazioni nella produzione di batterie e stimolata dalla domanda di veicoli rispettosi dell'ambiente e dagli stimoli da parte del governo. La crescente domanda di autovetture e veicoli da trasporto elettrici è una domanda chiave che sta spingendo lo sviluppo e l'adozione di sistemi di propulsione elettrica con la maggior parte delle normali aziende produttrici di automobili che stanno spostando l'attenzione sulla produzione di auto elettriche. Nell'industria aerospaziale,mobilità elettricain termini di droni elettrici e di imminente VTOL elettrico per il trasporto aereo urbano, ad es. eVTOL sta creando domanda per la propulsione elettrica.

Fattore restrittivo

Elevati costi iniziali per ostacolare potenzialmente la crescita del mercato

I sistemi di propulsione elettrica, in particolare i sistemi che utilizzano propulsori ionici, propulsori a effetto Hall e batterie a stato solido, sono costosi da progettare e fabbricare. I materiali, i componenti e la geometria complessa associati a questo tipo di sistemi li rendono più costosi rispetto alle tecniche di propulsione convenzionali. Il costo di investimento iniziale per la realizzazione dell'infrastruttura di ricarica per le auto elettriche o delle reti di fornitura di energia elettrica per navi o aerei elettrici comporta essenzialmente costi importanti delle procedure necessarie per iniziare a utilizzare questi sistemi su larga scala.

• Secondo il Government Accountability Office (GAO) degli Stati Uniti, il 28% delle aziende aerospaziali deve affrontare limitazioni a causa degli elevati costi iniziali di sviluppo e test delle unità di propulsione elettrica.

• La Commissione Europea ha osservato che il 21% dei progetti spaziali in corso vengono ritardati a causa delle infrastrutture limitate e della forza lavoro qualificata nell'integrazione della propulsione elettrica.

Progressi nella tecnologia delle batterie per creare opportunità per il prodotto sul mercato

Opportunità

 

I progressi nello sviluppo delle linee temporali, della chimica delle batterie e dei metodi di ricarica delle batterie agli ioni di litio, allo stato solido e dei supercondensatori stanno migliorando la densità energetica dei sistemi di propulsione elettrica. Questi progressi si traducono in specifiche migliorate come autonomia maggiore, maggiore potenza o tempi di ricarica ridotti; fattori che rendono la propulsione elettrica più praticabile in numerose configurazioni. Nel corso dell'ultimo secolo, la scienza delle batterie ha fatto notevoli progressi e diventa evidente che i costi delle batterie si stanno riducendo. I minori costi delle batterie riducono il costo dei sistemi di propulsione elettrica rendendoli fattibili in applicazioni in settori quali i trasporti, aerospaziale e della difesa che in passato sono stati ostacolati a causa dei costi.

• La NASA ha riferito che oltre 45 missioni imminenti prevedono di integrare la propulsione solare-elettrica, offrendo significative opportunità per l'esplorazione dello spazio profondo e lo spiegamento di satelliti.

 

• L'Organizzazione indiana per la ricerca spaziale (ISRO) ha confermato gli investimenti nello sviluppo di sistemi di propulsione ionica più efficienti del 30%, presentando forti opportunità per la crescita del settore regionale.

 

Lo stoccaggio e la densità di energia limitati potrebbero rappresentare una potenziale sfida per i consumatori

Sfida

 

A partire dalla propulsione elettrica dei veicoli, le navi e i loro usi aerospaziali dipendono interamente dalle batterie. Le batterie esistenti come quelle agli ioni di litio presentano alcuni inconvenienti in termini di densità energetica e limitano la portata e la potenza dei sistemi di propulsione elettrica in misura molto maggiore rispetto ai sistemi di alimentazione convenzionali. Le batterie necessarie per la propulsione elettrica sono molte volte ingombranti e pesanti, il che può risultare scomodo in aree di applicazione come l'aviazione o l'esplorazione spaziale, dove il peso conta di più. In termini di resistenza, dimensioni e utilizzo della batteria, la progettazione diventa complessa a causa dei diversi compromessi associati alla batteria.

• Secondo il Dipartimento della Difesa degli Stati Uniti, il 25% dei progetti di propulsione elettrica incontra problemi con la gestione della potenza e la densità di energia durante le missioni di lunga durata.

 

• L'Istituto europeo di politica spaziale ha affermato che il 19% dei programmi globali deve affrontare sfide di standardizzazione tra i fornitori di componenti di propulsione e le agenzie di test.

 

Approfondimenti regionali sul mercato dei sistemi di propulsione elettrica

• America del Nord

Il Nord America è la regione leader nel mercato dei sistemi di propulsione elettrica, rappresentando circa il 38% della quota globale nel 2024. La crescita del mercato è supportata da forti investimenti governativi in ​​programmi satellitari, missioni di esplorazione spaziale e propulsori elettrici ad alta potenza. Inoltre, gli operatori satellitari commerciali negli Stati Uniti stanno adottando sempre più sistemi di propulsione elettrica sia per il mantenimento della stazione che per le manovre orbitali.

• Europa

L'Europa detiene circa il 25% della quota di mercato ed è guidata da iniziative avanzate di ricerca e sviluppo da parte delle agenzie spaziali nazionali e delle società private. I produttori europei stanno sviluppando attivamente propulsori a effetto Hall e sistemi di propulsione completamente elettrici per satelliti orbitali, con una crescente attenzione alle soluzioni di propulsione a bassa e media potenza per veicoli spaziali di piccole e medie dimensioni.

• Asia

L'Asia-Pacifico è la regione di mercato in più rapida crescita, guidata dalla rapida espansione dei programmi spaziali di Cina, India e Giappone. Si prevede che la regione crescerà a un CAGR di circa il 13,2% tra il 2021 e il 2033, con la Cina che rappresenterà quasi il 12% del mercato globale entro il 2025. I crescenti investimenti nelle costellazioni satellitari e nella ricerca spaziale stanno supportando l'adozione di sistemi di propulsione elettrica.

Principali attori del settore

Il mercato dei sistemi di propulsione elettrica è guidato da un mix di istituzioni aerospaziali affermate e aziende commerciali innovative. L'Aerospace Corporation, un centro di ricerca e sviluppo con sede negli Stati Uniti, supporta test avanzati sui propulsori e integrazione di sistemi, fornendo infrastrutture critiche per lo sviluppo della propulsione. L'italiana SITAEL S.p.A. produce una gamma di propulsori, dai sistemi magneto-plasmadinamici a bassa potenza ai sistemi magneto-plasmadinamici ad alta potenza, e ha ampliato la produzione industriale con la sua Smart Space Factory.

• Aerospace Corporation: secondo il laboratorio di ricerca dell'aeronautica statunitense, Aerospace Corporation ha supportato oltre 70 missioni di propulsione elettrica con test avanzati nello spazio e convalida ingegneristica.

• SITAEL: Secondo l'Agenzia Spaziale Italiana (ASI), SITAEL ha sviluppato più di 120 propulsori a effetto Hall utilizzati nei satelliti commerciali europei per migliorare la durata della missione e l'efficienza in termini di costi.

Bellatrix Aerospace in India si concentra sull'effetto Hall e sulla propulsione monopropellente ecologica per microsatelliti, rivolgendosi ai mercati emergenti e alla manutenzione in orbita. Busek Co. Inc., con sede negli Stati Uniti, ha una comprovata esperienza di volo nei propulsori Hall ed elettrospray per satelliti commerciali e governativi, mentre Accion Systems Inc. è specializzata nella propulsione miniaturizzata per piccoli satelliti e costellazioni di rideshare.

Insieme, queste società coprono applicazioni dalla propulsione satellitare GEO/MEO e missioni nello spazio profondo a piccole costellazioni satellitari. La crescita del mercato è guidata dai progressi nell'impulso specifico, nell'efficienza energetica, nell'integrazione dei sistemi e nelle capacità di produzione scalabili.

Principali aziende del mercato dei sistemi di propulsione elettrica

• Corporazione aerospaziale

• SITAEL S.p.A.

• Bellatrix Aerospaziale

• Busek Co. Inc.

• Accion Systems Inc.

Sviluppi del settore

Il mercato dei sistemi di propulsione elettrica sta avanzando attraverso la produzione su scala industriale, l'innovazione di prodotto e le collaborazioni strategiche. Le aziende stanno espandendo le capacità produttive con linee di assemblaggio per camere bianche, camere a vuoto termico e produzione in serie per soddisfare la crescente domanda. Le innovazioni includono propulsori a effetto Hall per piccoli satelliti, propulsione elettrica a respirazione d'aria per l'orbita terrestre bassa e azionamenti magneto-plasmadinamici per missioni nello spazio profondo, migliorando l'efficienza e riducendo il consumo energetico.

Partenariati strategici, joint venture e fusioni stanno accelerando l'adozione, supportando applicazioni come la rimozione dei detriti satellitari, la manutenzione in orbita e il dispiegamento delle costellazioni, consentendo al contempo l'integrazione della catena di fornitura e la riduzione dei costi. Il mercato si sta inoltre muovendo verso piattaforme end-to-end che combinano produzione di propulsori, alimentazione, integrazione di sistemi e test, migliorando l'efficienza operativa e posizionando le aziende per un uso più ampio nei settori satellitare, della difesa, marino e aerospaziale.

Copertura del rapporto

Il rapporto fornisce un'analisi dettagliata del mercato dei sistemi di propulsione elettrica, coprendo le dimensioni del mercato, la crescita prevista, la segmentazione regionale, la ripartizione delle applicazioni e dei componenti, il panorama competitivo, gli attori chiave e gli sviluppi recenti. Offre informazioni utili a decisori, fornitori di tecnologia, produttori di satelliti e investitori, evidenziando i fattori di crescita, il posizionamento competitivo e le opportunità strategiche in questo mercato in evoluzione.