Dimensione del mercato Power-to-Gas, quota, crescita e analisi del settore, per tipo (produzione di idrogeno, produzione di metano sintetico (SNG)), per applicazione (stoccaggio di energia, trasporti, uso industriale) e previsioni regionali dal 2026 al 2035

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PANORAMICA DEL MERCATO POWER-TO-GAS

Il mercato globale del Power-to-Gas è destinato a crescere da circa 0,03 miliardi di dollari nel 2026, per raggiungere 0,09 miliardi di dollari entro il 2035, crescendo a un CAGR del 7,6% tra il 2026 e il 2035. L'Europa domina con una quota del 40-45% grazie ai progetti pilota di idrogeno e gas sintetico; L'Asia-Pacifico detiene il 30-35% mentre la decarbonizzazione industriale avanza.

Il mercato Power-to-Gas (P2G) è il processo di conversione dell'elettricità in eccesso, principalmente proveniente da fonti rinnovabili, in gas, che può essere immagazzinato e utilizzato successivamente. La conversione solitamente assume la forma di elettrolisi dell'acqua per generare idrogeno, che viene ulteriormente trasformato in gas naturale sintetico (SNG) o immagazzinato per molteplici usi nei trasporti e nelle applicazioni energetiche. Il mercato sta guadagnando slancio poiché la domanda di soluzioni energetiche sostenibili continua a crescere, in particolare per quanto riguarda l'integrazione delle energie rinnovabili.

La tecnologia P2G gioca un ruolo molto significativo nella risoluzione dei problemi legati allo stoccaggio dell'energia, al bilanciamento sulla rete e alla decarbonizzazione. Consente di trasformare l'elettricità in eccesso proveniente da parchi eolici o solari in gas, immagazzinarla per lunghi periodi e fornirla quando la domanda è maggiore dell'offerta da fonti rinnovabili. L'idrogeno generato tramite P2G può anche essere una fonte di carburante pulito per altri settori, come i trasporti, ed è un componente per raggiungere gli obiettivi globali di riduzione del carbonio.

RISULTATI CHIAVE

IMPATTO DEL COVID-19

Il mercato del power-to-gas ha avuto un effetto negativo a causa dell'interruzione 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 in difficoltàinferiore al previstodomanda 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.

Diversi impatti si sono verificati come risultato della pandemia COVID-19 sul mercato Power-to-Gas (P2G). In primo luogo, ha ostacolato il progresso di vari progetti nel settore energetico globale. Inoltre, gli investimenti sono diminuiti poiché aziende e governi si sono concentrati su priorità immediate come la salute e la ripresa economica. Ciò ha quindi ridotto i fondi assegnati alla ricerca, allo sviluppo e all'implementazione delle tecnologie P2G, limitando l'espansione del mercato nelle sue fasi iniziali di crisi.

La pandemia ha avuto ripercussioni anche sulle interruzioni della catena di approvvigionamento, che rappresentavano un problema per i componenti critici dei sistemi P2G. Questi includono le apparecchiature per l'elettrolisi e le infrastrutture per le energie rinnovabili. Le tempistiche di diversi progetti sono state prolungate a causa di ritardi nella produzione e nella consegna poiché alcuni sono stati posticipati o annullati. La depressione economica generale ha anche ridotto la domanda di energia poiché la necessità di soluzioni di stoccaggio scalabili come P2G è diminuita.

ULTIME TENDENZE

Aumentare l'integrazione dell'idrogeno verde per stimolare la crescita del mercato

Un'interessante tendenza recente nel mercato P2G è il modo in cui l'idrogeno verde si sta sempre più integrando in vari settori come vettore energetico chiave. Questo idrogeno verde, che proviene dall'elettrolisi alimentata da elettricità rinnovabile, sta rapidamente emergendo come sostituto del carburante pulito. Il processo P2G sta diventando un importante fattore abilitante nella produzione di idrogeno verde su scala più ampia, principalmente in relazione alla crescente attenzione alla decarbonizzazione delle industrie, dei trasporti e dei settori del riscaldamento. L'idrogeno è visto come uno strumento essenziale per la decarbonizzazione nei settori difficili da elettrificare perché i governi e le aziende fissano sempre più obiettivi ambiziosi di decarbonizzazione.

• Secondo l'Agenzia internazionale per le energie rinnovabili (IRENA), entro il 2030 circa il 40% della produzione globale di elettricità dovrebbe provenire da fonti rinnovabili. Questo cambiamento nella produzione di energia sta spingendo all'adozione di tecnologie Power-to-Gas (PtG) per immagazzinare l'energia rinnovabile in eccesso sotto forma di idrogeno. Questa tendenza sta accelerando lo sviluppo dei sistemi PtG nelle regioni con un'elevata penetrazione delle energie rinnovabili, in particolare in Europa e Nord America.

• A partire dal 2024, la Commissione Europea ha riferito che si prevede che oltre il 35% della produzione di idrogeno sarà idrogeno verde, prodotto tramite elettricità rinnovabile utilizzando la tecnologia Power-to-Gas. Si tratta di un passo significativo, che riflette l'attenzione dell'Europa alla decarbonizzazione del settore energetico. La Germania ha inoltre fissato l'obiettivo di produrre 10 milioni di tonnellate di idrogeno verde all'anno entro il 2030 come parte della sua strategia nazionale sull'idrogeno.

L'idrogeno verde non è l'unica tendenza in crescita; Sono inclusi anche sistemi P2G ibridi in cui le tecnologie P2G possono essere integrate con altri processi CCU. Pertanto, questi sistemi ibridi assimilano la generazione di idrogeno con un processo di cattura di CO _{2}, sviluppando così approcci più olistici alla mitigazione delle emissioni. Ciò creerebbe gas naturale sintetico e combustibili a zero emissioni di carbonio sufficientemente compatibili da poter essere utilizzati nella maggior parte delle infrastrutture.

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MERCATO POWER-TO-GAS SEGMENTAZIONE

Per tipo

In base al tipo, il mercato globale può essere classificato in Produzione di idrogeno, Produzione di metano sintetico (SNG).

• Produzione di idrogeno: la produzione di idrogeno è un altro segmento importante all'interno del mercato Power-to-Gas in cui l'elettricità in eccesso viene convertita in idrogeno tramite elettrolisi, che può poi essere immagazzinato per l'uso in vari settori, principalmente trasporti e industria. L'elevata domanda di idrogeno verde, indotta dal processo di decarbonizzazione, è un enorme fattore trainante nella crescita di questo segmento.

• Produzione di metano sintetico (SNG): il metano sintetizzato, chiamato anche RNG, è la molecola di idrogeno combinata con anidride carbonica o CO2 attraverso, ad esempio, la reazione di Sabatier. Inserito nella rete del gas naturale o come carburante per autoveicoli, il GNS costituisce un vettore energetico con una densità energetica relativamente elevata. La sua versatilità porta a soluzioni Power-to-Gas in cui il metano sintetico ha la precedenza grazie alle sue applicazioni: sostituire i combustibili fossili in una varietà di settori evitando le emissioni di carbonio.

Per applicazione

In base all'applicazione, il mercato globale può essere classificato in stoccaggio dell'energia, trasporti, uso industriale

• Stoccaggio dell'energia: uno degli usi più critici del Power-to-Gas è lo stoccaggio dell'energia. I sistemi P2G forniscono un sistema che consente di immagazzinare l'elettricità rinnovabile in eccesso, spesso eolica o solare, come idrogeno o metano sintetico da utilizzare nei momenti in cui la produzione di energia è bassa e la domanda è elevata. È uno dei modi cruciali per bilanciare la rete per avere una fornitura di energia durante i periodi di instabilità energetica.

• Trasporti: l'idrogeno derivante dalle tecnologie Power-to-Gas viene utilizzato nel settore dei trasporti come combustibile pulito per veicoli elettrici, autobus e camion a celle a combustibile. Le celle a combustibile a idrogeno sono viste come la soluzione perfetta per i veicoli pesanti che richiedono una lunga autonomia e tempi di rifornimento rapidi. L'uso dell'idrogeno nei trasporti è importante per decarbonizzare il settore dei trasporti e il P2G è fondamentale per produrre idrogeno su larga scala.

• Uso industriale: la produzione di idrogeno tramite Power-to-Gas sarà utilizzata in applicazioni industriali come la raffinazione, la produzione chimica eproduzione dell'acciaio. La maggior parte delle industrie utilizza l'idrogeno come materia prima e la decarbonizzazione dell'idrogeno potrebbe aiutare a mitigare le emissioni di alcune delle industrie ad alto consumo energetico. Le tecnologie power-to-gas consentono alle industrie di raggiungere gli obiettivi di sostenibilità senza compromettere le loro elevate efficienze produttive.

DINAMICHE DEL MERCATO

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

Fattori trainanti

La crescente domanda di soluzioni energetiche pulite per rilanciare il mercato

C'è una notevole spinta nella crescita del mercato Power-to-Gas. Il principale fattore trainante per il mercato Power-to-Gas è la domanda globale di decarbonizzazione. Mentre i governi, le aziende e le industrie cominciano a fissare obiettivi climatici ambiziosi, c'è una massiccia richiesta di soluzioni energetiche pulite. P2G consente di convertire l'energia rinnovabile in eccesso, ad esempio eolica e solare, in una forma immagazzinabile come idrogeno e metano sintetico utilizzabili in tutti i settori, in particolare nei trasporti, nelle applicazioni industriali e nello stoccaggio di energia. Un tale aumento della produzione rinnovabile promuove ulteriormente l'uso delle tecnologie P2G in tutto il mondo nella lotta contro l'intermittenza e per un approvvigionamento energetico affidabile.

• Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), il governo degli Stati Uniti ha investito oltre 100 milioni di dollari in tecnologie di produzione di idrogeno rinnovabile. Politiche come i crediti d'imposta per la produzione di idrogeno e gli standard di energia pulita stanno guidando l'adozione di sistemi Power-to-Gas. In Europa, iniziative come il Green Deal dell'UE e Orizzonte 2020 hanno anche stimolato gli investimenti nelle tecnologie PtG, promuovendo soluzioni energetiche sostenibili.

• Un rapporto dell'Agenzia internazionale per l'energia (IEA) afferma che entro il 2030 si prevede che i requisiti globali di stoccaggio dell'energia aumenteranno fino al 200%. Le tecnologie Power-to-Gas forniscono una soluzione essenziale per immagazzinare l'energia rinnovabile in eccesso sotto forma di idrogeno, supportando la stabilità della rete e fornendo un'opzione sostenibile per bilanciare domanda e offerta nel mercato energetico.

Progressi negli elettrolizzatori per espandere il mercato

I progressi nella tecnologia dell'elettrolisi, in particolare la membrana a scambio protonico (PEM) e gli elettrolizzatori alcalini, hanno reso il processo Power-to-Gas più efficiente ed economico. Grazie alla disponibilità di elettrolizzatori avanzati, la produzione di idrogeno verde e metano sintetico sta diventando sempre più economica. Questa diminuzione dei costi di produzione sta spingendo i progetti Power-to-Gas ad aumentare di scala, il che sta spingendo ulteriormente la crescita del mercato e delle sue applicazioni in tutte le regioni.

Fattore restrittivo

Elevati costi operativi e di capitale che potrebbero ostacolare la crescita del mercato

Nonostante i progressi, le tecnologie Power-to-Gas rimangono molto costose da implementare. Uno dei principali fattori di costo sono i costi di capitale e operativi degli elettrolizzatori e delle infrastrutture associate. Sarà una sfida per la maggior parte degli operatori, in particolare quelli dei mercati emergenti, che avrebbero bisogno di sostenere questo investimento per creare impianti P2G e ampliare le tecnologie. Ciò potrebbe limitare la diffusione delle soluzioni P2G soprattutto nelle regioni in cui la penetrazione delle energie rinnovabili è ancora agli inizi.

• Secondo il Ministero federale tedesco dell'Economia e dell'Energia (BMWi), l'installazione di sistemi Power-to-Gas richiede notevoli spese in conto capitale. Si stima che i costi iniziali per elettrolizzatori, infrastrutture e integrazione con la rete energetica esistente siano pari a circa 2 milioni di dollari per megawatt (MW) di capacità. Questi elevati costi iniziali rimangono un grave ostacolo all'adozione diffusa dei sistemi PtG, in particolare nelle regioni con un sostegno finanziario limitato.

• Secondo un rapporto del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), gli Stati Uniti hanno attualmente solo 1.500 miglia di infrastrutture dedicate per gasdotti per l'idrogeno, la maggior parte delle quali si trova in California. Le infrastrutture limitate per il trasporto del gas idrogeno ostacolano l'implementazione su larga scala di soluzioni Power-to-Gas, soprattutto nelle regioni senza accesso a reti dedicate all'idrogeno.

Integrazione del power-to-gas con la cattura e l'utilizzo del carbonio (CCU) per creare opportunità per il prodotto sul mercato

Opportunità

Una delle opportunità emergenti nel mercato Power-to-Gas è l'integrazione del P2G con le tecnologie di cattura e utilizzo del carbonio (CCU). Questo approccio ibrido cattura le emissioni di CO2 provenienti da fonti industriali, le combina con l'idrogeno verde e produce metano sintetico, contribuendo a decarbonizzare le industrie e producendo preziosi carburanti puliti. Ciò può comportare una drastica riduzione delle emissioni nette di gas serra, sostenendo così i piani d'azione per il clima dei governi.

• La Commissione Europea ha stanziato più di 10 miliardi di euro per lo sviluppo di sistemi energetici basati sull'idrogeno entro il 2030. Si prevede che questa iniziativa stimolerà un'ulteriore crescita nel mercato Power-to-Gas, aprendo opportunità per le aziende coinvolte nelle tecnologie di produzione, stoccaggio e distribuzione dell'idrogeno.

• Secondo l'Agenzia internazionale per l'energia (IEA), dal 2020 si è registrato un aumento del 30% dei progetti di collaborazione tra governi e attori privati ​​focalizzati sulle tecnologie Power-to-Gas. Si prevede che questa maggiore collaborazione continuerà, creando ulteriori opportunità per il progresso tecnologico e l'espansione del mercato sia nelle economie sviluppate che in quelle emergenti.

L'incertezza normativa e politica potrebbe rappresentare una potenziale sfida per i consumatori

Sfida

Le tecnologie energetiche pulite si trovano ad affrontare una notevole incertezza normativa e politica che ostacola la crescita del Power-to-Gas. È un dato di fatto, sebbene i crescenti incentivi per l'idrogeno verde e l'energia rinnovabile stiano guadagnando slancio, politiche e normative poco chiare a lungo termine potrebbero portare all'esitazione degli investitori. Un altro fattore è l'evoluzione dello stato delle normative sulla produzione, lo stoccaggio e il trasporto dell'idrogeno, con l'incertezza riguardo a questi fattori, che rallenta l'adozione dei sistemi P2G.

• Un rapporto del National Renewable Energy Laboratory (NREL) degli Stati Uniti afferma che l'efficienza delle attuali tecnologie di elettrolisi utilizzate nei sistemi Power-to-Gas è in genere dal 65% al ​​70%, il che significa che una quantità significativa di energia viene persa nel processo di conversione. Nonostante si stiano facendo progressi, migliorare l'efficienza di questi sistemi rimane una sfida tecnica per l'adozione diffusa delle soluzioni PtG.

• L'Agenzia internazionale per l'energia (IEA) rileva che, sebbene il Power-to-Gas offra vantaggi distinti in termini di stoccaggio di energia a lungo termine, tecnologie come le batterie agli ioni di litio e lo stoccaggio idroelettrico con pompaggio rimangono più competitive per lo stoccaggio a breve termine. Poiché il costo di queste tecnologie alternative continua a diminuire, i sistemi PtG potrebbero dover affrontare una concorrenza più forte, in particolare nelle regioni in cui la durata dello stoccaggio dell'energia è meno critica.

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MERCATO POWER-TO-GASAPPROFONDIMENTI REGIONALI

• America del Nord

La regione del Nord America ha un mercato Power-to-Gas statunitense in crescita. Il Nord America, in particolare Stati Uniti e Canada, è una delle regioni leader nel mercato Power-to-Gas. Gli Stati Uniti si concentrano fortemente sulla decarbonizzazione del proprio settore energetico investendo maggiormente in fonti di energia rinnovabili come l'energia eolica e solare. Ha incoraggiato progetti sull'idrogeno verde attraverso il Dipartimento dell'Energia e vari partenariati pubblici e privati ​​stanno espandendo le tecnologie P2G. Anche il Canada sta investendo nei sistemi P2G soprattutto nelle regioni ad alto potenziale per le energie rinnovabili, come la Columbia Britannica. Le buone infrastrutture, gli incentivi governativi e i vasti sforzi per ridurre le emissioni di carbonio rendono il Nord America un leader nel Power-to-Gas. La crescita di questo mercato è dovuta alla crescente necessità di energia pulita, soluzioni per lo stoccaggio dell'energia e tecnologie basate sull'idrogeno.

• Europa

L'Europa, in particolare Germania, Paesi Bassi e Regno Unito, sembra essere in testa alla fila per l'implementazione delle tecnologie Power-to-Gas. La Germania è stata anche uno dei precursori nella tecnologia dell'idrogeno e nel P2G, e il governo ha finanziato pesantemente progetti sull'idrogeno verde nell'ambito di un piano per la transizione dello stato verso fonti di energia rinnovabile. Anche i Paesi Bassi e il Regno Unito sono impegnati in modo proattivo nelle attività di ricerca e dimostrazione P2G, in parte grazie alle politiche dell'UE incentrate sull'integrazione delle energie rinnovabili e sulla mitigazione del carbonio. Le energie rinnovabili in eccesso verranno utilizzate per integrare il sistema energetico attraverso l'aiuto di P2G in questi due paesi. Un forte contesto normativo, la consapevolezza e l'attenzione al cambiamento climatico globale, nonché i suoi obiettivi di mitigazione, stanno promuovendo l'uso del P2G in Europa.

• Asia

La regione Asia-Pacifico, in particolare Giappone e Corea del Sud, sta vivendo un rapido ritmo di crescita nel mercato Power-to-Gas. Mentre il Giappone si sta concentrando sull'idrogeno verde come parte della sua strategia di decarbonizzazione, ha sviluppato molti progetti P2G a sostegno della sua transizione energetica. Nel frattempo, la Corea del Sud sta investendo notevolmente nelle tecnologie pulite dell'idrogeno, compreso il Power-to-Gas, come parte del suo Green New Deal. Quest'anno, entrambi i paesi hanno presentato obiettivi ambiziosi per ridurre le emissioni di carbonio e stanno utilizzando il P2G per consentire la produzione e lo stoccaggio di idrogeno su larga scala per la sicurezza energetica e per applicazioni industriali. Innovazioni, sostegno governativo e progressi tecnologici in questa regione stanno alimentando la crescita del mercato Power-to-Gas nell'Asia-Pacifico.

PRINCIPALI ATTORI DEL SETTORE

Principali attori del settore che plasmano il mercato attraverso l'innovazione e l'espansione del mercato

Il mercato Power-to-Gas (P2G) è caratterizzato dalla presenza di importanti attori industriali in vari segmenti, dai fornitori di energia agli sviluppatori di tecnologia. Sono solitamente incluse le società energetiche che si concentrano sulla generazione di energia rinnovabile e soluzioni di stoccaggio, così come le società di ingegneria specializzate nella tecnologia dell'elettrolisi e gli sviluppatori di infrastrutture coinvolti nei sistemi di stoccaggio e distribuzione dell'idrogeno. Molti di loro sono coinvolti nella produzione di soluzioni innovative per la produzione di idrogeno su larga scala, per tecnologie power-to-gas in combinazione con sistemi di energia rinnovabile e per la produzione avanzata di metano sintetico.

• Hydrogenics (ora parte di Cummins): Hydrogenics, un attore chiave nel mercato Power-to-Gas, è noto per le sue tecnologie di produzione di idrogeno e per i suoi elettrolizzatori. Secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE), i sistemi di produzione di idrogeno di Hydrogenics possono generare fino a 2.000 Nm³ di idrogeno all'ora. Sono attivamente coinvolti in numerosi progetti internazionali volti all'integrazione dei sistemi PtG nella rete energetica.

• ITM Power: ITM Power è leader nella tecnologia dell'elettrolisi e fornisce sistemi di elettrolisi ad alta efficienza per soluzioni Power-to-Gas. Secondo il Dipartimento per le imprese, l'energia e la strategia industriale (BEIS) del Regno Unito, i sistemi di ITM Power sono in grado di fornire fino a 1,2 MW di produzione di idrogeno, contribuendo a supportare l'integrazione su larga scala delle energie rinnovabili.

Oltre alle grandi aziende, ci sono diversi istituti di ricerca e start-up tecnologiche che svolgono un ruolo essenziale nel guidare l'innovazione nel mercato. Queste organizzazioni si concentrano sul miglioramento dell'efficienza degli elettrolizzatori, sulla riduzione dei costi di produzione dell'idrogeno e sull'esplorazione di nuove applicazioni per le tecnologie P2G in settori come i trasporti, l'uso industriale e il bilanciamento della rete.

Elenco delle principali aziende del settore Power-to-Gas

• Siemens Energy (Germany)
• Hitachi Zosen Corporation (Japan)
• Hydrogenics Corporation (Canada)
• McPhy Energy (France)
• ITM Power PLC (United Kingdom)
• MAN Energy Solutions (Germany)
• NEL ASA (Norway)
• Thyssenkrupp AG (Germany)
• ENGIE SA (France)
• Sunfire GmbH (Germany)

SVILUPPO DEL SETTORE CHIAVE

Giugno 2021:Il mercato dell'abbigliamento modulare ha visto uno sviluppo industriale molto significativo nel giugno 2021, quando una popolare startup di moda sostenibile ha lanciato la sua prima collezione di abbigliamento modulare. La collezione è stata progettata come componenti di abbigliamento intercambiabili, comprendenti maniche staccabili, lunghezza regolabile e design reversibili, per essere utilizzati in qualsiasi combinazione desiderata dal consumatore. Ciò consentirebbe ai consumatori di utilizzare lo stesso guardaroba per molte occasioni diverse, riducendo al contempo le preoccupazioni del fast fashion incoraggiando la versatilità e la sostenibilità. Sfruttando tecnologie di progettazione innovative e materiali ecologici, lo sviluppo ha soddisfatto la crescente domanda dei consumatori di soluzioni di moda personalizzate e sostenibili. Ciò ha segnato un passo significativo verso il progresso della moda circolare e la riduzione dei rifiuti tessili.

COPERTURA DEL RAPPORTO

Il rapporto sul mercato Power-to-Gas (P2G) offre una copertura approfondita delle dinamiche, delle tendenze e delle opportunità di crescita del mercato. Comprende un'analisi dei fattori chiave che guidano l'adozione delle tecnologie Power-to-Gas, come la domanda di soluzioni energetiche pulite, l'integrazione delle energie rinnovabili e gli obiettivi di decarbonizzazione fissati dai governi di tutto il mondo. Il rapporto approfondisce i progressi tecnologici nei sistemi elettrolizzatori e i miglioramenti in termini di efficienza nella produzione di idrogeno e di metano sintetico.

Il rapporto copre la segmentazione del mercato, dividendo il mercato Power-to-Gas in tipologia, che comprende la produzione di idrogeno e la produzione di metano sintetico, e applicazione, che include stoccaggio di energia, trasporto e uso industriale. Studia inoltre il panorama regionale, esaminando l'adozione e il potenziale di crescita delle tecnologie Power-to-Gas nelle principali regioni come il Nord America, l'Europa e l'Asia-Pacifico.