حجم سوق خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEMFC)، وتحليل تأثير كوفيد-19، حسب التطبيق (النقل، والقرطاسية، وغيرها) والتوقعات الإقليمية، 2021-2028

بلغت قيمة السوق العالمية لخلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEMFC) لحجم التطبيقات الثابتة 558.05 مليون دولار أمريكي في عام 2024. ومن المتوقع أن ينمو السوق من 578.43 مليون دولار أمريكي في عام 2025 إلى 2,873.19 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2032، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 25.73٪ خلال الفترة المتوقعة.

خلية الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني (PEMFC) هي نوع من خلايا الوقود التي تولد الكهرباء عن طريق الجمع بين الهيدروجين والأكسجين من خلال تفاعل كهروكيميائي. يتم توفير الهيدروجين من خلال الأنود، ويدخل الأكسجين من خلال الكاثود. عند الأنود، تنقسم جزيئات الهيدروجين إلى بروتونات وإلكترونات، حيث تتحرك البروتونات عبر الغشاء بينما تولد الإلكترونات تيارًا كهربائيًا. يسمح الغشاء فقط للبروتونات بالمرور، مما يجبر الإلكترونات على المرور عبر دائرة خارجية وتوليد الكهرباء.

تُعرف مركبات PEMFCs بكثافة الطاقة العالية، وبدء التشغيل السريع، وملاءمتها لمختلف التطبيقات، بما في ذلك النقل وتوليد الطاقة الثابتة. ويرجع ذلك إلى كفاءتها وانخفاض انبعاثاتها وإمكانية استخدام الهيدروجين كمصدر للطاقة النظيفة. 

خلقت جائحة كوفيد-19 العديد من التحديات في تطوير خلية الوقود العالمية ذات غشاء تبادل البروتونات (PEMFC) لسوق التطبيقات الثابتة. يتم استخدام PEMFC بشكل أساسي لتوفير الطاقة الاحتياطية وحلول تخزين الطاقة للتطبيقات السكنية والتجارية والصناعية. وقد تأثر الطلب على PEMFC سلبًا بسبب إغلاق العديد من شركات المستخدم النهائي، وتحديدًا في القطاعين التجاري والصناعي. بالإضافة إلى ذلك، أدت الاضطرابات في سلسلة التوريد إلى إعاقة تصنيع وتوزيع مكونات وأنظمة PEMFC، مما تسبب في التأخير وزيادة التكاليف.

سوق خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEMFC) للتطبيقات الثابتة الاتجاهات

نمو قوي في مراكز البيانات لزيادة الطلب على خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEM)

خلال السنوات التاريخية، كان هناك ارتفاع كبير في عدد مؤسسات مراكز البيانات في جميع أنحاء العالم بسبب توسع صناعات تكنولوجيا المعلومات والاتصالات. ويدعم النمو في هذه الصناعات ارتفاعهاإنترنت الأشياء (IoT)الأجهزة، تفرض متطلبات مراكز البيانات لمعالجة وتخزين وتحليل البيانات الناتجة عن هذه الأجهزة والصناعات.

من المتوقع أن يؤدي طرح شبكات 5G إلى توليد المزيد من البيانات مقارنة بشبكات 4G و3G نظرًا لسرعتها العالية. وبالتالي، فإن السوق المحتملة الضخمة لنمو مراكز البيانات ستتطلب إمدادًا مستمرًا بالكهرباء، مما يوفر فرصة أكبر لتوسيع سوق خلايا الوقود PEM. على سبيل المثال، في يوليو 2022، أعلنت شركة مايكروسوفت عن تركيب محطة طاقة احتياطية تعمل بخلايا وقود الهيدروجين بقدرة 3 ميجاوات لمركز بياناتها الموجود في نيويورك، الولايات المتحدة.

[أوليهديررق]

سوق خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEMFC) لعوامل نمو التطبيقات الثابتة

الحاجة المتزايدة للطاقة النظيفة في توليد الطاقة لزيادة الطلب على المنتج

إن الحاجة المتزايدة لحلول الطاقة النظيفة في جميع أنحاء العالم للتحكم في انبعاثات الدفيئة وتعزيز الاستدامة هي التي تدفع الطلب على غشاء تبادل البروتونخلايا الوقودفي التطبيقات الثابتة إن انبعاثات غازات الدفيئة العالمية في ارتفاع مستمر بسبب تزايد عدد السكان والأنشطة الصناعية وإنتاج الكهرباء في جميع أنحاء العالم. وفقًا لوكالة حماية البيئة الأمريكية (EPA)، بلغ إجمالي انبعاثات الدفيئة في عام 2021 6340 مليون طن متري من مكافئ ثاني أكسيد الكربون، وكان إنتاج الكهرباء مسؤولاً عن حوالي 25٪ من الانبعاثات. توفر خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني حلاً للطاقة خالٍ من الانبعاثات، حيث تنتج الكهرباء باستخدام الماء والحرارة فقط كمنتجات ثانوية، مما يدعم بشكل مباشر الهدف العالمي المتمثل في تقليل انبعاثات الغازات الدفيئة وتخفيف آثار تغير المناخ.

تزايد المبادرات الحكومية لتوسيع قدرة توليد الطاقة لدعم نمو السوق

تتزايد الحاجة إلى الطاقة والكهرباء بشكل مستمر في جميع أنحاء العالم بسبب تزايد عدد السكان وتوسع القطاعات السكنية والتجارية والصناعية. وفقًا لوكالة الطاقة الدولية (IEA)، ارتفع إجمالي استهلاك الطاقة في جميع أنحاء العالم إلى حوالي 2% في عام 2023، ومن المتوقع أن يرتفع أكثر إلى حوالي 3.3% في عام 2024. ولتلبية هذا الطلب المتزايد على الطاقة، تقوم حكومات دول مختلفة مثل الهند والمملكة العربية السعودية والصين والبرازيل وغيرها بمبادرات واستثمارات مختلفة لتوسيع قدرات توليد الطاقة لديها.

علاوة على ذلك، تركز حكومات الدول بشكل أساسي على توسيع قدرات توليد الطاقةالطاقة المتجددةمصادر لتحقيق صافي انبعاثات كربونية صفرية بحلول عام 2050، على النحو الذي نوقش في اتفاق باريس. على سبيل المثال، في عام 2023، وافقت شركة Ballard Power Systems على تسليم خلايا الوقود PEM إلى CrossWind، وهو مشروع مشترك بين Shell وEneco، لتركيبها في مشروع Hollandse Kust Noord للرياح البحرية.

وبالتالي، فإن المبادرات الحكومية المتزايدة لتوسيع قدرة توليد الطاقة يمكن أن تكون بمثابة محرك مهم لسوق خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني (PEMFC) لنمو التطبيقات الثابتة.

العوامل المقيدة

التكلفة العالية المرتبطة بتصنيع PEMFC لتقييد نمو السوق

كانت التكلفة العالية المتكبدة لتطوير أغشية تبادل البروتون (PEM) عاملاً مقيدًا عندما يتعلق الأمر باعتمادها في التطبيقات الثابتة. تستخدم خلايا الوقود PEM معادن ثمينة مثل البلاتين كمحفزات في طبقات الإلكترود، والتي تلعب دورًا رئيسيًا في التفاعلات الكهروكيميائية التي تحدث داخل خلية الوقود. المعادن الثمينة باهظة الثمن وارتفاع تكلفة المواد يزيد من تكلفة التطوير الإجمالية. تبلغ تكلفة المحفز المستخدم في تصنيع PEMFC بقدرة 80 كيلو وات حوالي 160 دولارًا أمريكيًا، وهو ما يحول التكلفة الإجمالية لتطوير PEMFC البالغة 80 كيلو وات إلى 1700 دولار أمريكي.

بالإضافة إلى ذلك، فإن غشاء تبادل البروتون نفسه مصنوع من مواد متخصصة (أغشية بوليمر) والتي يمكن أن تكون مكلفة أيضًا. يجب أن يحافظ الغشاء على موصلية بروتونية عالية مع ضمان الاستقرار الكيميائي والميكانيكي.

سوق خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEMFC) لتحليل تجزئة التطبيقات الثابتة

عن طريق تحليل المستخدم النهائي

سيطر قطاع محطات توليد الطاقة على السوق بسبب تزايد تركيب خلايا وقود غشاء تبادل البروتون (PEMFCs) للطاقة الاحتياطية

استنادًا إلى المستخدم النهائي، يتم تقسيم السوق إلى محطات الطاقة ومراكز البيانات وصناعة الصلب والرعاية الصحية والموانئ البحرية والصناعات الكيماوية والتجارية والسكنية وغيرها.

استحوذ قطاع محطات الطاقة على الحصة الأكبر في عام 2023 بسبب الطلب المتزايد على حلول الطاقة الاحتياطية أثناء حالات الطوارئ. بالإضافة إلى ذلك، فإن الطلب على الطاقة المستمرة وغير المنقطعة يتزايد بسرعة في جميع أنحاء العالم. وفقًا للجمعية الدولية للطاقة (IEA)، ارتفع الطلب العالمي على الطاقة بنسبة 6% في عام 2021. ومع هذا الطلب المتزايد، تتزايد أيضًا الانقطاعات والتقلبات في إمدادات الطاقة، مما يزيد من الطلب على PEMFCs. استحوذ هذا القطاع على 65.07٪ من حصة السوق في عام 2024.

لمعرفة كيف يمكن لتقريرنا أن يساعد في تبسيط عملك، التحدث إلى المحلل

رؤى إقليمية

جغرافيا، تتم دراسة السوق في جميع أنحاء أمريكا الشمالية وأوروبا وآسيا والمحيط الهادئ وبقية العالم.

للحصول على مزيد من المعلومات حول التحليل الإقليمي لهذا السوق، تنزيل عينة مجانية

سيطرت أمريكا الشمالية على السوق بقيمة 146.52 مليون دولار أمريكي في عام 2023 و343.36 مليون دولار أمريكي في عام 2024. وتمثل أمريكا الشمالية غالبية سوق خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتونات العالمية (PEMFC) لحصة التطبيقات الثابتة. تتكون المنطقة من بعض الدول الرائدة في سوق PEMFC (الولايات المتحدة وكندا)، مما جعلها منطقة مهيمنة في هذا السوق. تظهر هذه الدول وجود الشركات المصنعة الرائدة مثل Ballard Power، وNuvera Fuel Cell، وPlug Power، وغيرها. بالإضافة إلى ذلك، تم تطبيق PEMFC بشكل رئيسي في القطاعات الثابتة مثل مراكز البيانات لتوفير الطاقة الاحتياطية. وقد تم تطبيقه أيضًا في محطات توليد الطاقة لتوفير الطاقة الاحتياطية أثناء انقطاع التيار الكهربائي والتقطع. ومن المتوقع أن تصل قيمة السوق الأمريكية إلى 340.15 مليون دولار أمريكي في عام 2025.

تعد منطقة آسيا والمحيط الهادئ ثاني أكبر سوق من المتوقع أن تبلغ قيمتها 170.86 مليون دولار أمريكي في عام 2025، مسجلة معدل نمو سنوي مركب كبير يبلغ 31.27٪ خلال الفترة المتوقعة (2025-2032). من المتوقع أن تنمو منطقة آسيا والمحيط الهادئ بشكل ملحوظ خلال فترة التوقعات. يتأثر النمو في نشر PEMFC بشكل إيجابي في المنطقة بسبب الاعتماد الكبير على أنشطة البحث والتطوير في دول مثل الصين واليابان وكوريا الجنوبية. ومن المرجح أن يكسب السوق الصيني 45.15 مليون دولار أمريكي في عام 2025. وشهدت هذه المناطق أيضًا بعض مشاريع الهيدروجين الرائدة واسعة النطاق، والتي من شأنها أن تدعم أيضًا تكامل PEMFC. علاوة على ذلك، تمتلك اليابان وكوريا الجنوبية أكثر من نصف الطاقة العالمية لتصنيع خلايا الوقود البالغة 11 جيجاوات، مما يدفع بالتالي نمو السوق. ومن المتوقع أن تمتلك كوريا الجنوبية 41.22 مليون دولار أمريكي في عام 2025، في حين تقدر قيمة اليابان بـ 84.50 مليون دولار أمريكي في نفس العام.

تعد أوروبا ثالث أكبر سوق تقدر قيمته بـ 67.42 مليون دولار أمريكي في عام 2025. ويشهد السوق الأوروبي لخلايا الوقود الغشائية لتبادل البروتونات نموًا مطردًا بسبب القواعد واللوائح الصارمة التي وضعها الاتحاد الأوروبي وحكومات البلدان الأخرى للحد من انبعاثات الكربون وتعزيز حلول الطاقة النظيفة، الأمر الذي من شأنه أن يدفع اعتماد PEMFC في التطبيقات الثابتة في السنوات القادمة. يستمر سوق المملكة المتحدة في التوسع، ومن المتوقع أن يصل إلى قيمة سوقية قدرها 6.02 مليون دولار أمريكي في عام 2025. وقد اعتبرت المفوضية الأوروبية خلايا الوقود صناعة استراتيجية ذات صافي صفر، وأطلقت إطارًا سياسيًا لتعزيز التصنيع المتقدم لخلايا الوقود في الاتحاد الأوروبي. ومن المتوقع أن تصل قيمة ألمانيا إلى 2.55 مليون دولار أمريكي في عام 2025، بينما من المتوقع أن تصل قيمة هولندا إلى 9.44 مليون دولار أمريكي في نفس العام.

يعد باقي العالم رابع أكبر سوق من المتوقع أن يصل إلى تقييم قدره 0.008 مليون دولار أمريكي في عام 2025. ومن المتوقع أن تشهد المناطق في بقية العالم نموًا تدريجيًا خلال الفترة المتوقعة. وقد اقتصر البحث والتطوير على بعض البلدان بسبب محدودية توافر الموارد والأموال والاستثمارات وعوامل أخرى. اقتصر البحث والتطوير المتعلق بالبنية التحتية للهيدروجين وخلايا الوقود على دول مثل المكسيك والبرازيل ودول مجلس التعاون الخليجي. وتركز المبادرات الحكومية على تعزيز إنتاج الهيدروجين المتجدد لاستخدامه كوقود أنظف في قطاعات النقل والقرطاسية وغيرها من القطاعات، ومن المتوقع أن تؤدي إلى توسع السوق.

قائمة الشركات الرئيسية في سوق خلايا الوقود ذات غشاء تبادل البروتون (PEMFC) للتطبيقات الثابتة

يعمل اللاعبون الرائدون باستمرار على تطوير وتطوير أنظمة PEMFC لتعزيز مواقعهم في السوق

تتمتع شركة Plug Power، إحدى الشركات الرئيسية في سوق تكنولوجيا خلايا الوقود بغشاء تبادل البروتون (PEM)، بحضور عالمي، ولديها شراكات ومشاريع في أوروبا وأمريكا الشمالية وآسيا. تقدم الشركة وتطور تقنية خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني للعديد من التطبيقات مثل النقل وتوليد الطاقة الثابتة وغيرها. يقدم اللاعبون الآخرون أيضًا تقنية خلايا الوقود ذات غشاء التبادل البروتوني للعديد من التطبيقات مثل النقل وتوليد الطاقة الثابتة وغيرها الكثير.

بعض اللاعبين الآخرين النشطين في السوق Doosan، وNedstack Fuel Cell Technology BV، وTW Horizon Fuel Cell Technologies، وما إلى ذلك. ونظرًا للإنتاج العالي في التطبيقات المختلفة، سيعزز اللاعبون مكانتهم في الصناعة.

• في يونيو 2023، أعلنت شركة Plug Power عن توريد 8 ميجاوات من الطاقة الثابتة لخلايا الوقود الهيدروجيني لشركة Energy Vault Holdings, Inc.، لتوفير الطاقة النظيفة لمدينة كاليستوغا، الواقعة في California Wine Country، خلال أوقات حرائق الغابات وحالات الطوارئ الأخرى. سيكون هذا أكبر تركيب مخطط له لخلايا الوقود التي تعمل بالهيدروجين في الولايات المتحدة.

قائمة الشركات الرئيسية:

• شركة بلج باور (س.)
• شركة الكمون (س.)
• شركة توشيبا (اليابان)
• تي دبليو هورايزون لتقنيات خلايا الوقود (سنغافورة)
• نيدستاك لتكنولوجيا خلايا الوقود بي في(هولندا)
• ElringKlinger AG (ألمانيا)
• الطاقة الذكية المحدودة (المملكة المتحدة)
• أنظمة بالارد للطاقة (كندا)
• شركة نوفيرا لخلايا الوقود ذ.م.م (س.)
• جونسون ماثي(ك.)

التطورات الصناعية الرئيسية:

• أكتوبر 2023 –أطلقت TW Horizon نظام خلايا الوقود PEM بقدرة 2 ميجاوات "الحرارة والطاقة المجمعة" (CHP) ويستهدف تركيب محطات طاقة ثابتة تصل إلى 100 ميجاوات في جميع أنحاء العالم.
• يوليو 2023 -دخلت Nedstack في شراكة مع AVL لخدمات أخذ العينات وتجارب التصنيع والاختبار للجيل الثالث من خلية PEMFC من Nedstack، والتي كانت قيد التطوير منذ عام 2017. وستعمل منصة المكدس من الجيل الثالث على تعزيز تطوير تكنولوجيا خلايا الوقود PEM، مما يوفر قوة ومتانة لا مثيل لهما في البيئات الثابتة والبحرية.
• يوليو 2023 -أعلنت شركة Cummins عن شراء 19% من أسهم شركة Air Liquide في شركة Hydrogenics Corporation. استحوذت شركة Cummins في وقت سابق على شركة Hydrogenics في عام 2019، مما أضاف تقنيات خلايا الوقود والمحلل الكهربائي الرئيسية إلى محفظة Cummins.
• مايو 2023 -أطلقت شركة Plug Power نظامًا جديدًا لخلايا الوقود الثابتة عالي الطاقة للشحن التجاريمركبة كهربائية (إيف)الأساطيل. سيوفر خزان الهيدروجين السائل سعة 18000 جالون مع محلول خلايا الوقود PEM بحجم ميجاوات أكثر من 60 ميجاوات ساعة (MWh) من الطاقة، والتي يمكنها شحن أكثر من 600 مركبة كهربائية.
• يناير 2023 -وافقت شركة Ballard Power Systems على تسليم خلايا الوقود PEM إلى CrossWind، وهو مشروع مشترك بين Shell وEneco، لتركيبها في مشروع Hollandse Kust Noord للرياح البحرية.

تغطية التقرير

يقدم التقرير تحليلاً مفصلاً للسوق ويركز على الجوانب الرئيسية مثل الشركات الرائدة والمستخدمين النهائيين الرئيسيين للمنتج. بالإضافة إلى ذلك، يقدم التقرير نظرة ثاقبة لاتجاهات السوق ويسلط الضوء على تطورات الصناعة الرئيسية. بالإضافة إلى العوامل المذكورة أعلاه، يشمل التقرير عدة عوامل ساهمت في نمو السوق في السنوات الأخيرة.

An Infographic Representation of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) Market

View Full Infographic

للحصول على معلومات حول مختلف القطاعات، شارك استفساراتك معنا

نطاق التقرير والتجزئة