Taille du marché, part et analyse d’impact du COVID-19 sur les piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC), par application (transport, stationnaire, autres) et prévisions régionales, 2021-2028

Le marché mondial des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour les applications stationnaires était évalué à 558,05 millions de dollars en 2024. Le marché devrait passer de 578,43 millions de dollars en 2025 à 2 873,19 millions de dollars d’ici 2032, avec un TCAC de 25,73 % au cours de la période de prévision.

La pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) est un type de pile à combustible qui génère de l'électricité en combinant de l'hydrogène et de l'oxygène par une réaction électrochimique. L'hydrogène est fourni par l'anode et l'oxygène entre par la cathode. À l'anode, les molécules d'hydrogène sont divisées en protons et en électrons, où les protons se déplacent à travers une membrane tandis que les électrons créent un courant électrique. La membrane ne laisse passer que les protons, forçant les électrons à traverser un circuit externe et générant de l’électricité.

Les PEMFC sont connus pour leur densité de puissance élevée, leur démarrage rapide et leur adéquation à diverses applications, notamment le transport et la production d'énergie stationnaire. Cela est dû à leur efficacité, à leurs faibles émissions et à leur potentiel d’utilisation de l’hydrogène comme source d’énergie propre. 

La pandémie de COVID-19 a créé de nombreux défis dans le développement de la pile à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) mondiale pour le marché des applications stationnaires. PEMFC est principalement utilisé pour fournir des solutions d'alimentation de secours et de stockage d'énergie aux applications résidentielles, commerciales et industrielles. La demande de PEMFC a été affectée négativement en raison de la fermeture de plusieurs entreprises utilisatrices finales, en particulier dans les secteurs commercial et industriel. En outre, des perturbations dans la chaîne d'approvisionnement ont entravé la fabrication et la distribution des composants et systèmes PEMFC, entraînant des retards et une augmentation des coûts.

Marché des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour les applications stationnaires Tendances

Croissance robuste des centres de données pour augmenter la demande de piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM)

Au cours des années historiques, le nombre d’établissements de centres de données a considérablement augmenté à travers le monde en raison de l’expansion des secteurs de l’informatique et des télécommunications. La croissance de ces industries, soutenue par la hausseInternet des objets (IoT)appareils, impose l’exigence de centres de données pour le traitement, le stockage et l’analyse des données générées par ces appareils et industries.

Le déploiement des réseaux 5G devrait générer plus de données que les réseaux 4G et 3G en raison de leur haut débit. Ainsi, l’énorme marché potentiel de croissance des centres de données nécessiterait un approvisionnement continu en électricité, offrant ainsi une opportunité d’expansion du marché des piles à combustible PEM. Par exemple, en juillet 2022, Microsoft a annoncé l’installation d’une centrale électrique de secours à pile à combustible à hydrogène de 3 MW pour son centre de données situé à New York, aux États-Unis.

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Marché des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour les facteurs de croissance des applications stationnaires

Besoin croissant d’énergie propre dans la production d’électricité pour augmenter la demande de produits

Le besoin croissant de solutions d’énergie propre à travers le monde pour contrôler les émissions de gaz à effet de serre et promouvoir la durabilité stimule la demande de membrane échangeuse de protons.piles à combustibledans les applications stationnaires. Les émissions mondiales de gaz à effet de serre n’ont cessé d’augmenter en raison de la croissance démographique, des activités industrielles et de la production d’électricité dans le monde. Selon l'Agence américaine de protection de l'environnement (EPA), les émissions totales de gaz à effet de serre en 2021 se sont élevées à 6 340 millions de tonnes d'équivalent CO₂, dont la production d'électricité a représenté environ 25 % des émissions. Les piles à combustible à membrane échangeuse de protons offrent une solution énergétique à zéro émission, produisant de l'électricité avec uniquement de l'eau et de la chaleur comme sous-produits, ce qui soutient directement l'objectif mondial de réduction des émissions de gaz à effet de serre et d'atténuation des effets du changement climatique.

Initiatives gouvernementales croissantes pour accroître la capacité de production d’électricité afin d’alimenter la croissance du marché

Les besoins en énergie et en électricité ne cessent de croître à travers le monde en raison de l’augmentation de la population et de l’expansion des secteurs résidentiels, commerciaux et industriels. Selon l'Agence internationale de l'énergie (AIE), la consommation totale d'énergie dans le monde a augmenté pour atteindre environ 2 % en 2023 et devrait encore augmenter pour atteindre environ 3,3 % en 2024. Pour répondre à cette demande croissante en électricité, les gouvernements de divers pays comme l'Inde, l'Arabie saoudite, la Chine, le Brésil et d'autres entreprennent diverses initiatives et investissements pour accroître leurs capacités de production d'électricité.

De plus, pour l'expansion des capacités de production d'électricité, les gouvernements des pays se concentrent principalement surénergie renouvelablesources pour atteindre zéro émission nette de carbone d’ici 2050, comme discuté dans l’Accord de Paris. Par exemple, en 2023, Ballard Power Systems a accepté de livrer des piles à combustible PEM à CrossWind, une coentreprise entre Shell et Eneco, pour son installation dans le projet éolien offshore Hollandse Kust Noord.

Ainsi, les initiatives gouvernementales croissantes visant à accroître la capacité de production d’électricité peuvent constituer un moteur important du marché des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour la croissance des applications stationnaires.

FACTEURS DE RETENUE

Coût élevé associé à la fabrication de PEMFC pour freiner la croissance du marché

Le coût élevé du développement des membranes échangeuses de protons (PEM) a constitué un facteur limitant leur adoption dans les applications stationnaires. Les piles à combustible PEM utilisent des métaux précieux tels que le platine comme catalyseurs dans les couches d'électrodes, qui jouent un rôle clé dans les réactions électrochimiques qui se produisent au sein de la pile à combustible. Les métaux précieux sont chers et le coût élevé des matériaux augmente le coût global de développement. Le coût du catalyseur utilisé dans la fabrication du PEMFC de 80 kW est d'environ 160 USD, ce qui porte le coût global de développement du PEMFC de 80 kW à 1 700 USD.

De plus, la membrane échangeuse de protons elle-même est fabriquée à partir de matériaux spécialisés (membranes polymères) qui peuvent également être coûteux. La membrane doit maintenir une conductivité protonique élevée tout en assurant une stabilité chimique et mécanique.

Marché des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour l’analyse de la segmentation des applications stationnaires

Par analyse de l'utilisateur final

Le segment des centrales électriques a dominé le marché en raison de l'installation croissante de piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour l'alimentation de secours

En fonction de l’utilisateur final, le marché est segmenté en centrales électriques, centres de données, industrie sidérurgique, soins de santé, ports maritimes, industrie chimique, commerciale et résidentielle, etc.

Le segment des centrales électriques détenait la plus grande part en 2023 en raison du besoin croissant de solutions d’alimentation de secours en cas d’urgence. De plus, la demande d’énergie continue et ininterrompue augmente rapidement partout dans le monde. Selon l'Association internationale de l'énergie (AIE), la demande mondiale d'énergie a augmenté de 6 % en 2021. Avec cette demande croissante, les interruptions et les fluctuations augmentent également dans l'approvisionnement énergétique, alimentant encore davantage la demande de PEMFC. Le segment détenait 65,07 % de part de marché en 2024.

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APERÇU RÉGIONAL

Géographiquement, le marché est étudié en Amérique du Nord, en Europe, en Asie-Pacifique et dans le reste du monde.

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L’Amérique du Nord a dominé le marché avec une valorisation de 146,52 millions de dollars en 2023 et de 343,36 millions de dollars en 2024. L’Amérique du Nord représente la majorité du marché mondial des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour les applications stationnaires. La région comprend certains des principaux pays du marché des PEMFC (États-Unis et Canada), ce qui en a fait une région dominante sur ce marché. Ces pays présentent la présence de fabricants de premier plan tels que Ballard Power, Nuvera Fuel Cell, Plug Power et d'autres. De plus, l’application du PEMFC a été principalement observée dans les secteurs stationnaires tels que les centres de données pour fournir une alimentation de secours. Son application a également été observée dans les centrales électriques pour fournir une alimentation de secours en cas de pannes de courant et d'intermittence. Le marché américain devrait atteindre une valeur marchande de 340,15 millions de dollars en 2025.

L'Asie-Pacifique est le deuxième plus grand marché, évalué à 170,86 millions de dollars en 2025, enregistrant un TCAC considérable de 31,27 % au cours de la période de prévision (2025-2032). On estime que la région Asie-Pacifique connaîtra une croissance significative au cours de la période de prévision. La croissance du déploiement de PEMFC a un impact positif dans la région en raison de la forte adoption d'activités de recherche et développement dans des pays comme la Chine, le Japon et la Corée du Sud. Le marché chinois devrait gagner 45,15 millions de dollars en 2025. Ces régions ont également été témoins de certains des principaux projets d'hydrogène à grande échelle, qui soutiendraient également l'intégration de PEMFC. En outre, le Japon et la Corée du Sud représentent plus de la moitié des 11 GW de capacité mondiale de fabrication de piles à combustible, ce qui stimule par conséquent la croissance du marché. La Corée du Sud devrait détenir 41,22 millions de dollars en 2025, tandis que le Japon devrait détenir 84,50 millions de dollars la même année.

L'Europe est le troisième plus grand marché, estimé à 67,42 millions de dollars en 2025. Le marché européen des piles à combustible à membrane échangeuse de protons connaît une croissance constante en raison des règles et réglementations strictes encadrées par l'Union européenne et les gouvernements d'autres pays pour limiter les émissions de carbone et promouvoir des solutions d'énergie propre, ce qui favoriserait l'adoption du PEMFC dans les applications stationnaires dans les années à venir. Le marché britannique continue de se développer et devrait atteindre une valeur marchande de 6,02 millions de dollars en 2025. La Commission européenne a considéré les piles à combustible comme une industrie stratégique à zéro émission nette et a lancé un cadre politique pour promouvoir la fabrication avancée de piles à combustible dans l'UE. L'Allemagne devrait avoir une valeur de 2,55 millions de dollars en 2025, tandis que les Pays-Bas devraient atteindre 9,44 millions de dollars la même année.

Le reste du monde est le quatrième marché en importance et devrait atteindre une valorisation de 0,008 million de dollars en 2025. Les régions du reste du monde devraient connaître une croissance progressive au cours de la période de prévision. La recherche et le développement ont été limités à certains pays en raison de la disponibilité limitée des ressources, des fonds, des investissements et d'autres facteurs. La recherche et le développement liés aux infrastructures d’hydrogène et aux piles à combustible ont été limités à des pays comme le Mexique, le Brésil et les pays du CCG. On estime que les initiatives gouvernementales axées sur l’augmentation de la production d’hydrogène renouvelable pour son utilisation comme carburant plus propre dans les transports, l’arrêté et d’autres secteurs stimuleront l’expansion du marché.

Liste des entreprises clés sur le marché des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEMFC) pour les applications stationnaires

Les principaux acteurs font progresser et développent continuellement les systèmes PEMFC pour renforcer leurs positions sur le marché

Plug Power, l'un des principaux acteurs du marché de la technologie des piles à combustible à membrane échangeuse de protons (PEM), est présent dans le monde entier, avec des partenariats et des projets en Europe, en Amérique du Nord et en Asie. La société propose et développe sa technologie de pile à combustible à membrane échangeuse de protons pour plusieurs applications telles que les transports, la production d'énergie stationnaire, etc. D'autres acteurs proposent également sa technologie de pile à combustible à membrane échangeuse de protons pour plusieurs applications telles que le transport, la production d'énergie stationnaire et bien d'autres.

Certains autres acteurs actifs sur le marché Doosan, Nedstack Fuel Cell Technology BV, TW Horizon Fuel Cell Technologies, etc. En raison de la production élevée dans diverses applications, les acteurs renforceront leur position dans l’industrie.

• En juin 2023, Plug Power a annoncé la fourniture de 8 MW d'énergie stationnaire à pile à combustible à hydrogène à Energy Vault Holdings, Inc., pour fournir de l'énergie propre à la ville de Calistoga, située dans la région viticole de Californie, en période d'incendies de forêt et d'autres urgences. Il s’agirait de la plus grande installation de pile à combustible à hydrogène prévue aux États-Unis.

LISTE DES ENTREPRISES CLÉS PROFILÉES :

• Plug Power Inc. (S.)
• Cummins Inc. (S.)
• Toshiba Corporation (Japon)
• TW Horizon Fuel Cell Technologies (Singapour)
• Nedstack Fuel Cell Technology B.V.(Pays-Bas)
• ElringKlinger AG (Allemagne)
• Intelligent Energy Limited (Royaume-Uni)
• Systèmes électriques Ballard (Canada)
• Nuvera Fuel Cells, LLC (S.)
• Johnson Matthey(K.)

DÉVELOPPEMENTS CLÉS DE L’INDUSTRIE :

• octobre 2023 –TW Horizon a lancé un système conteneurisé de pile à combustible PEM de 2 MW « Combined Heat and Power » (CHP) et vise l'installation de centrales électriques stationnaires jusqu'à 100 MW à travers le monde.
• juillet 2023 -Nedstack a conclu un partenariat avec AVL pour les services d'échantillonnage, d'essais de fabrication et de test de la cellule PEMFC de 3e génération de Nedstack, en cours de développement depuis 2017. La plate-forme de pile de troisième génération améliorera le développement de la technologie des piles à combustible PEM, offrant une puissance et une durabilité inégalées dans les environnements stationnaires et maritimes.
• juillet 2023 -Cummins Inc. a annoncé le rachat de la participation de 19 % d’Air Liquide dans Hydrogenics Corporation. Hydrogenics Corp. a déjà été acquise par Cummins en 2019, ce qui a ajouté des technologies clés de piles à combustible et d'électrolyseurs au portefeuille de Cummins.
• Mai 2023 -Plug Power a lancé un nouveau système de pile à combustible stationnaire de haute puissance pour recharger les véhicules commerciauxvéhicule électrique (VE)flottes. Le réservoir d’hydrogène liquide de 18 000 gallons combiné à une solution de pile à combustible PEM à l’échelle du mégawatt fournirait plus de 60 mégawattheures (MWh) d’énergie, ce qui permettrait de charger plus de 600 véhicules électriques.
• janvier 2023 -Ballard Power Systems a accepté de livrer des piles à combustible PEM à CrossWind, une coentreprise entre Shell et Eneco, pour son installation dans le projet éolien offshore Hollandse Kust Noord.

COUVERTURE DU RAPPORT

Le rapport fournit une analyse détaillée du marché et se concentre sur des aspects clés tels que les principales entreprises et les principaux utilisateurs finaux du produit. En outre, le rapport offre un aperçu des tendances du marché et met en évidence les principaux développements du secteur. En plus des facteurs ci-dessus, le rapport englobe plusieurs facteurs qui ont contribué à la croissance du marché au cours des dernières années.

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

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