Tamanho do mercado de célula de eletrólise de óxido sólido (SOEC), participação, crescimento e análise da indústria, por tipo (planar e tubular), por aplicação (armazenamento industrial e de energia) e previsão regional para 2035

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VISÃO GERAL DO MERCADO DA CÉLULA DE ELETRÓLISE DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

O mercado global de células de eletrólise de óxido sólido (soec) é avaliado em US$ 1,31 bilhão em 2026 e progredindo constantemente para US$ 2,26 bilhões até 2035, com um CAGR de 7% de 2026 a 2035.

Nos últimos anos, o mercado SOEC obteve um enorme crescimento. A ênfase global em soluções de energia sustentável e a transição para a produção de hidrogênio verde está criando o ímpeto para o crescimento neste mercado. materiais do grupo não-platina como catalisadores e na produção de hidrogênio de alta pureza

CRISES GLOBAIS IMPACTANDO O MERCADO DE CÉLULAS DE ELETRÓLISE DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

A indústria de células de eletrólise de óxido sólido (SOEC) teve um efeito positivo devido à interrupção da cadeia de suprimentos durante a pandemia de COVID-19

A pandemia tornou a necessidade urgente de sistemas de energia resilientes e sustentáveis muito aparente e acelerou os investimentos em tecnologias de energia limpa.  Esta decisão estratégica não só desenvolveu a infraestrutura de hidrogénio, mas também intensificou a concorrência mundial no setor do hidrogénio. Isso tornou a pandemia um facilitador que impulsionou a aceitação e o desenvolvimento de tecnologias SOEC por países que buscam sistemas energéticos mais verdes e mais fortes após o desastre. 

ÚLTIMAS TENDÊNCIAS

Inovação crescente para impulsionar o crescimento do mercado

A inovação faz com que as SOECs tenham um desempenho melhor, diminuam os custos de produção e reduzam o prazo de produção com maior viabilidade comercial. Em segundo lugar, tem sido dada mais atenção à integração das SOEC com fontes renováveis ​​para produzir energia verde.hidrogênio, o que está alinhado com as metas globais de descarbonização mais amplas. O principal é a crescente procura de hidrogénio verde como transportador de energia limpa, impulsionada pelos esforços globais de descarbonização e pela transição para veículos com emissões zero.

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SEGMENTAÇÃO DE MERCADO DE CÉLULAS DE ELETRÓLISE DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

Por tipo

Com base no Tipo, o mercado global pode ser categorizado em Planar e Tubular

• Planar: SOECs planares são o tipo mais amplamente pesquisado e implantado devido ao seu design simples, facilidade de fabricação e alta eficiência em processos de eletrólise. Esses SOECs consistem em finas camadas eletrolíticas imprensadas entre eletrodos, formando uma estrutura compacta e eficiente. Sua principal vantagem reside na capacidade de operar em altas densidades de corrente, tornando-os adequados para produção de hidrogênio em larga escala e integração com aplicações industriais.
   
• Tubular: Os SOECs tubulares diferem de suas contrapartes planas em termos de design estrutural, apresentando uma configuração cilíndrica que aumenta a estabilidade mecânica e a resistência ao choque térmico. Esses SOECs apresentam durabilidade e longevidade superiores, tornando-os particularmente atraentes para aplicações que exigem operação contínua de longo prazo. Sua estrutura robusta minimiza problemas relacionados à vedação e expansão térmica, que são preocupações comuns em SOECs planares.

Por aplicativo

Com base na aplicação, o mercado global pode ser categorizado em armazenamento industrial e de energia

• Industrial: Uma das principais aplicações da tecnologia SOEC é a produção de hidrogênio em larga escala para processos industriais. Indústrias como a produção de amoníaco, a refinação petroquímica e a produção de aço requerem grandes quantidades de hidrogénio, tradicionalmente proveniente de combustíveis fósseis.

• Armazenamento de energia: a tecnologia SOEC desempenha um papel crucial no armazenamento de energia e na estabilidade da rede, permitindo a conversão do excedente de eletricidade em hidrogênio. Fontes de energia renováveis, como a energia eólica e solar, geram frequentemente excesso de eletricidade durante os períodos de pico de produção, que pode ser armazenado como hidrogénio através da eletrólise SOEC. Este hidrogénio armazenado pode mais tarde ser utilizado em células de combustível ou outras aplicações para gerar eletricidade quando necessário, resolvendo eficazmente problemas de intermitência em sistemas de energia renovável.

DINÂMICA DE MERCADO

A dinâmica do mercado inclui fatores impulsionadores e restritivos, oportunidades e desafios que determinam as condições do mercado. 

Fatores determinantes

Aumentando a eficiência para impulsionar o mercado

O hidrogénio produzido através de SOECs é cada vez mais visto como uma alternativa sustentável aos combustíveis fósseis, especialmente em setores difíceis de descarbonizar, como a indústria pesada e os transportes. Além da alta eficiência elétrica na conversão de eletricidade em hidrogênio, os SOECs podem operar com calor industrial residual, dando-lhe vantagem. O crescimento do mercado é potencializado pela operação com calor industrial residual, dando-lhe uma vantagem. O crescimento do mercado é potencializado por políticas e incentivos governamentais direcionados a tecnologias de energia limpa, estimulando investimentos na pesquisa, desenvolvimento e implementação de SOECs.

Fator de restrição

Altas temperaturas operacionais podem impedir potencialmente o crescimento do mercado

O mercado SOEC tem vários fatores que ameaçam impedir o crescimento apesar da perspectiva atraente. Altas temperaturas operacionais exigem o uso de materiais específicos, que são mais caros de produzir e talvez menos duráveis. A tecnologia da SOEC ainda está nos estágios iniciais e a fabricação em larga escala ainda está em fase de desenvolvimento. Isso limita as economias de escala e torna os custos unitários relativamente mais altos.

Oportunidade

Colaborações para criar oportunidade para o produto no mercado

O cenário energético em mudança oferece muitas oportunidades para o mercado SOEC. Com a crescente ênfase no hidrogênio como um componente primário dos futuros sistemas de energia, oportunidades para aplicações SOEC estão sendo abertas nos setores de geração de energia, transporte e processos industriais. As inovações estão sendo promovidas por meio de colaborações entre instituições de pesquisa e participantes da indústria, o que está levando a avanços na tecnologia SOEC e a reduções nos custos de produção. Por exemplo, parcerias destinadas a melhorar os processos de fabricação e aumentar a capacidade de produção estão abrindo caminho para uma adoção mais ampla de SOECs. Políticas governamentais de apoio e financiamento para projetos de energia limpa também criam um ambiente propício para o crescimento do mercado SOEC.

Desafio

A durabilidade pode ser um desafio potencial para os consumidores

Existem vários desafios que o mercado SOEC precisa enfrentar antes de realizar seu verdadeiro potencial. Os desafios técnicos relacionados à durabilidade dos materiais e à integração do sistema devem ser abordados para maior confiabilidade e longevidade dos sistemas SOEC. As altas despesas de capital iniciais associadas à implantação do SOEC serão um obstáculo para a maioria das organizações na ausência de incentivos ou subsídios financeiros bem estabelecidos.

Além disso, o cenário competitivo, com tecnologias alternativas de produção de hidrogênio, como os eletrolisadores PEM e AEM, requer inovação contínua e esforços de redução de custos no setor SOEC. O desafio será enfrentado pelos esforços colaborativos das partes interessadas ao longo da cadeia de valor, de pesquisadores a fabricantes, formuladores de políticas e usuários finais.

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PERSPECTIVAS REGIONAIS DO MERCADO DE CÉLULAS DE ELETRÓLISE DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

• América do Norte

O mercado de SOECs está crescendo na América do Norte, especialmente no mercado SOEC dos Estados Unidos, devido ao pesado investimento em tecnologias de energia limpa e esforços significativos em emissões de gases de efeito estufa. As iniciativas empreendidas pelo governo, juntamente com programas de financiamento na produção e utilização de hidrogênio, promovem a adoção de SOECs. As colaborações entre instituições de investigação e intervenientes da indústria também estão a contribuir para os avanços tecnológicos e para o estabelecimento de projectos-piloto, posicionando a região como um actor significativo no mercado SOEC.

• Europa

A Europa lidera atualmente o mercado SOEC, representando aproximadamente 39,89% da quota de mercado global em 2023. As rigorosas regulamentações ambientais da região e as ambiciosas metas de descarbonização aceleraram a adoção de tecnologias de hidrogénio verde, incluindo SOECs.
A Alemanha e o Reino Unido estão liderando o grupo com um bom número de mercados e investimentos que visam aumentar a implantação do SOEC.

Fundamental para isso é o ambiente político propício na União Europeia, juntamente com mecanismos de financiamento, impulsionando assim a inovação e a comercialização de tecnologias SOEC. 

• Ásia

O mercado de células de eletrólise de óxido sólido (SOEC) está crescendo consistentemente na Aisa, especialmente em países como China, Índia e Japão. Uma vez que estes são países em desenvolvimento, representam muitas oportunidades para o mercado. Esses países também têm uma participação significativa no mercado de células de eletrólise de óxido sólido (SOEC) na região.

PRINCIPAIS ATORES DA INDÚSTRIA

Principais players da indústria moldando o mercado por meio da inovação e expansão do mercado

O mercado de células de eletrólise de óxido sólido está crescendo em um ritmo rápido. Isso se deve em grande parte ao envolvimento ativo de intervenientes significativos da indústria na impulsão da inovação ao mesmo tempo em que aumentam a expansão no mercado. Eles estão empregando agressivamente tecnologias para acelerar a comercialização de tecnologia SOEC por meio de alianças estratégicas e ajuda governamental para a expansão no mercado.
Eles estão empregando agressivamente tecnologias para acelerar a comercialização da tecnologia SOEC por meio de alianças estratégicas e ajuda governamental. A Sunfire, por exemplo, desenvolveu SOECs de alta temperatura de próxima geração capazes de atingir eficiências de conversão superiores a 85%, tornando-os uma das tecnologias de eletrólise mais eficientes disponíveis. Ao otimizar os materiais dos eletrodos, as composições dos eletrólitos e as configurações das pilhas, essas empresas estão ampliando os limites do que as SOECs podem alcançar em termos de capacidade de produção de hidrogênio e estabilidade operacional.

A inovação mais importante nesse sentido é a integração de capacidades de co-eletrólise, onde as SOECs não apenas dividem a água em hidrogênio e oxigênio, mas também processam dióxido de carbono para produzir gás de síntese, uma matéria-prima muito importante para combustíveis sintéticos. Essa inovação tem sido defendida por empresas como Solid Power da Itália e AVL da Áustria. Tem novas possibilidades para a produção de combustíveis neutros em carbono como uma alternativa aos processos industriais convencionais baseados em combustíveis fósseis.
A empresa está usando automação e técnicas avançadas de fabricação para reduzir custos e melhorar a escalabilidade.


Colaborações estratégicas e apoio governamental Esse reconhecimento crescente do papel do hidrogênio na obtenção da neutralidade de carbono trouxe aumento do financiamento e do apoio político ao desenvolvimento das SOECs. Os líderes do setor estão aproveitando desta tendência formando alianças estratégicas com governos, instituições de pesquisa e parceiros industriais. A Sunfire, por exemplo, tem cooperado ativamente com o governo alemão em iniciativas nacionais de hidrogênio e garantiu financiamento para desenvolver e comercializar ainda mais sua tecnologia SOEC. Da mesma forma, a AVL (Áustria) colaborou com grandes empresas industriais europeias para integrar SOECs em projetos de produção de hidrogênio em grande escala para garantir a viabilidade da tecnologia em nível industrial. A Estratégia para o Hidrogénio da União Europeia tem sido crucial para facilitar estas colaborações, fornecendo incentivos financeiros e quadros regulamentares que incentivam o investimento em infraestruturas SOEC. A Solid Power (Itália) está desenvolvendo intensivamente SOECs otimizados para aplicações CCU, dando às indústrias a chance de produzir combustíveis sintéticos a partir de emissões de CO₂ que são capturadas. Além disso, algumas empresas estão mudando da venda de hardware para modelos de negócios "SOEC como serviço", onde as indústrias podem alugar sistemas SOEC e pagar pela produção de hidrogênio como serviço, em vez de investir antecipadamente em infraestrutura cara. Este modelo, iniciado por empresas como a FuelCell Energy, reduz as barreiras de entrada para as indústrias que procuram fazer a transição para o hidrogénio verde, acelerando ainda mais a adoção pelo mercado.

Os principais intervenientes da indústria estão a moldar o mercado SOEC através de inovação incansável, expansão da produção em grande escala e parcerias estratégicas. Melhorar a eficiência, reduzir custos e colaborar com governos e parceiros industriais acelerará a comercialização da tecnologia SOEC. À medida que a demanda por hidrogênio verde e soluções de energia sustentável continua a crescer, esses líderes de mercado impulsionarão o crescimento e a adoção de SOECs em todo o mundo.

Espera-se que nos próximos anos vejamos mais melhorias em eficiência, escalabilidade e integração com energia renovável, para tornar as SOECs uma tecnologia fundamental da transição global para energia limpa.

Lista das principais empresas de células de eletrólise de óxido sólido (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)

PRINCIPAIS DESENVOLVIMENTOS DA INDÚSTRIA

Abril de 2024: A Mitsubishi Heavy Industry iniciou as operações de seu módulo de teste SOEC de 400 kW no Takasago Hydrogen Park. Esta iniciativa representa um passo significativo em direção às tecnologias de produção de hidrogénio de próxima geração, com o objetivo de desenvolver soluções de hidrogénio para a geração de energia.

Março de 2024: A Topsoe concluiu com sucesso os testes de seu módulo SOEC, que compreende 12 pilhas em funcionamento e 1.200 células, fornecendo uma potência total de 350 kW.

COBERTURA DO RELATÓRIO

O estudo leva em consideração as tendências atuais e os pontos de viragem históricos, proporcionando uma compreensão holística dos componentes do mercado e identificando áreas potenciais de crescimento. Apesar de todos esses desafios, os avanços na ciência dos materiais e no design de pilhas estão aumentando o desempenho e a vida útil dos SOECs planares, ajudando a espalhá-los ainda mais em projetos de produção de hidrogênio renovável.

SOECs tubulares Os SOECs tubulares diferem dos planares em termos de projeto estrutural pois o tubular possui uma configuração cilíndrica aumentando sua estabilidade mecânica e resistência a choques térmicos. Em geral, a durabilidade e a vida útil dos SOECs tubulares são maiores e, portanto, são preferíveis para uso que exige operações contínuas de longo prazo.

Sua estrutura espessa reduz os problemas de vedação e expansão térmica, que são as principais desvantagens em SOECs planares. No entanto, eles têm algumas desvantagens na forma de baixas densidades de energia e custos de fabricação mais elevados, o que limitou sua comercialização em grande escala.