양성자 세라믹 연료 전지 시장 규모, 점유율 및 COVID-19 영향 분석, 애플리케이션별(교통, 독립형 전력) 및 지역 예측(2022-2029년)

2021년 전 세계 양성자 세라믹 연료전지 시장 규모는 4,650만 달러로 평가되었습니다. 시장은 2022년 5,870만 달러에서 2029년까지 3억 9,660만 달러로 성장하여 예측 기간 동안 CAGR 31.4%를 나타낼 것으로 예상됩니다. 분석에 따르면 2019년 대비 2020년 글로벌 시장은 평균 35.1% 성장한 것으로 나타났습니다.

양성자 세라믹 연료전지(PCFC)는 연료전지 업계에서 상대적으로 새로운 기술로, 수소와 저탄화수소를 전기 에너지로 효율적이고 깨끗하게 변환하는 유망한 전기화학 장치 중 하나로 작용합니다. 양성자 세라믹 연료전지는 세라믹과 전해질 소재를 기반으로 한 연료전지 기술을 기반으로 한다. 연료전지(FC)는 일반적으로 500⁰C~800⁰C의 온도 범위에서 작동하므로 구성요소 호환성 측면에서 상당한 이점을 제공합니다. . 동시에 양성자 세라믹 기반 연료전지는 가역적으로 작동하여 물 전기분해를 통해 재생에너지를 저장하고 수소를 생성한 후 전기로 변환할 수도 있습니다. 양성자 세라믹 FC는 일반적으로 두 가지 중요한 응용 분야, 즉 오프 그리드 전력에 사용되며, 이는 원격 위치의 전력 응용 분야와 운송 목적의 차량에 사용됩니다.

코로나19 영향

COVID-19 팬데믹 상황에서 프로젝트 자금 조달이 시장 성장을 주도했습니다

2020년에는 코로나바이러스 대유행과 이동성 감소, 산업 폐쇄, 도로 운송 감소, 기타 혼란으로 인한 글로벌 에너지 시장의 전례 없는 혼란으로 인해 세계 경제가 큰 영향을 받았습니다. 게다가 여행 제한과 봉쇄 규정으로 인해 숙련된 인력을 확보할 수 없게 되었습니다. 그러나 전례 없는 위기에도 불구하고 장기적인 기후 및 환경 문제는 지구와 인류에 대한 주요 위협으로 남아 있으며, 이로 인해 다양한 수소 생산 기술이 지속적으로 개발되고 있습니다. 예를 들어, 국제 에너지 기구(International Energy Agency) 보고서에 따르면 2020년에 글로벌 시장에서 총 연료전지 자동차 2019년 대비.

또한, 기술 발전에 초점을 맞춘 다양한 응용 분야를 위해 후속 양성자 세라믹 기반 연료 전지 프로젝트에도 정부 기관의 자금이 지원되었습니다. 예를 들어, 2020년에 미국 에너지부는 FuelCell Energy를 위해 20만 달러 규모의 양성자 세라믹 연료전지 프로젝트에 자금을 지원했습니다. 이 프로젝트는 주로 전기화학 응용 분야에서 전례 없는 전기화학적 효율성을 갖춘 양성자 세라믹 멤브레인을 개발하는 데 중점을 두고 있습니다.

최신 동향

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시장 성장을 촉진하기 위한 제품 역량 개선을 위한 연구 개발 활동 증가

탄소 배출은 기후 변화에 영향을 미치며 인간과 환경에 심각한 결과를 초래합니다. 화석 연료를 태우면 이산화탄소와 기타 온실 가스가 배출되어 해양 산성화, 지구 온난화 및 기타 심각한 문제와 같은 많은 문제가 발생합니다. 이로 인해 전 세계의 다양한 정부 기관과 조직이 탄소 배출량을 줄이고 기타 유해한 배출을 억제하는 효율적인 에너지 기술을 개발하여 시장 환경을 더욱 개선하게 되었습니다.

이러한 맥락에서 최근 발전 중 하나는 2022년 4월 22일에 일어났습니다. 이때 선도적인 글로벌 엔지니어링 세라믹 제조업체 중 하나인 CoorsTek이 국제 연구 동료들과 협력했습니다. 회사는 세라믹 분리막 기술을 적용해 에너지 손실이 거의 없이 전기와 연료로부터 수소를 생산하는 견고한 수소발생기 개발에 성공했다.

회사의 최근 개발은 다른 연료에 비해 암모니아, 천연가스, 바이오가스 등의 연료를 사용하여 수소를 생산하는 양성자막의 효율성이 더 높다는 점을 반영했으며, 이는 더욱 나아가 추진력을 높이는 중요한 요인 중 하나로 작용합니다. 시장 성장을 도모합니다.

요인

효율성 향상 및 화석 연료에 대한 의존도 감소로 시장 성장 촉진

사회가 에너지 수요를 위해 화석 연료를 연소하는 데 의존함으로써 탄소 중립 및 지속 가능한 에너지 경제로의 전환으로 인해 촉진되는 기후 변화를 중단해야 하는 시급하고 최우선적인 과제가 생겼습니다. 수소에너지 공급은 수소의 화학에너지가 연료전지에서 전기에너지로 변환되는 지속가능하고 깨끗한 미래경제에서 에너지 운반체로서 중요한 역할을 할 것으로 기대됩니다.

연료 전지 산업에서 양성자 세라믹 연료 전지는 SOFC(고체 산화물 연료 전지)와 같은 기존 연료 전지보다 업그레이드할 수 있는 잠재력과 효율성이 더 높습니다. 이는 주로 저온 및 중간 온도에서 효율적으로 작동할 수 있는 능력과 작동 중 양극에서의 비연료 희석 품질 때문입니다. 효율성이 향상되고 청정 에너지 채택에 대한 성향이 높아지면서 예측 기간 동안 양성자 세라믹 기반 연료 전지에 대한 수요가 급증할 것으로 예상됩니다.

대기업의 막대한 투자와 지속적인 이니셔티브는 시장 규모를 크게 확대하는 데 도움이 되었습니다. 예를 들어 적응형 에너지(AE)는 고체산화물 연료전지(SOFC)입니다. ) 100~350W 전력 출력 범위에서 안정적이고 강력하며 비용 효율적인 SOFC 제품을 제공하는 데 중점을 두고 있는 개발자 및 제조업체입니다. 이 회사는 최신 양성자 세라믹 연료 전지 재료와 콜로라도 광산 학교의 제조 발전을 통해 군용 등급 관형 세라믹 연료 전지 기술을 활용할 것을 제안했습니다. 이는 원격 전력 또는 독립형 애플리케이션을 위한 휴대용, 프로판 구동, 중간 온도 및 300We+ 연료 전지 스택을 만드는 것입니다.

시장 성장을 주도하는 양성자 세라믹 연료전지의 유연성

PCFC는 깨끗하고 효율적인 에너지를 생성하여 다양한 응용 분야에 전력을 공급할 수 있습니다. 연료전지는 수소나 기타 연료의 화학 에너지를 사용하여 깨끗하고 효율적으로 전기를 생산하므로 청정 에너지원으로 받아들여집니다. PCFC는 일반적으로 400~800⁰C 사이의 중간 온도 범위에서 작동하므로 양성자의 이동도가 높고 활성화 에너지가 낮다는 장점이 있습니다. 중간 수준에서의 작동으로 인해 연료 유연성이 향상됩니다. 또한 복잡하지 않은 탄화수소에 대한 작업은 수소를 연료로 널리 사용하기 때문에 선호되는 경우가 많습니다.

또한 PC는 다양한 연료원에도 사용할 수 있으며 이는 양성자 세라믹 기반 연료 전지의 성능 향상을 위한 중요한 매개변수 중 하나 역할을 합니다.

예를 들어, 2018년에 콜로라도 광산 학교(Colorado School of Mines)는 다른 기존 연료 전지 기술에 대한 실행 가능한 상업적 대안이 되기 위해 필요한 장기적인 내구성과 유연성을 갖춘 상대적으로 새로운 종류의 연료 전지를 시연했습니다. 연구원들은 수소, 메탄, CNG(황화수소 포함 및 제외), 프로판, n-부탄, i-부탄, 이소옥탄, 메탄올, 에탄올, 암모니아 등 11가지 연료를 테스트했는데, 이는 연료 전반에 걸쳐 탁월한 성능과 뛰어난 내구성을 입증했습니다. #791454s는 수천 시간 동안 작동합니다. 그 결과 높은 내구성과 유연성을 갖춘 중요한 PCFC가 탄생했으며, 이로 인해 원격 위치의 독립형 위치에서 양성자 세라믹 기반 연료 전지, 자연 재해 시 비상 발전기 등의 채택이 늘어날 가능성이 높습니다.

제한 요인

높은 초기 투자 비용과 기타 연료 전지 시스템의 가용성으로 인해 시장 성장이 저해됨

양성자막 연료전지, 인산 연료전지, 직접 메탄올 연료전지 등과 같은 다른 연료전지 type도 이용 가능합니다. 이러한 연료 전지는 양성자 세라믹 연료 전지보다 더 상업적으로 이용 가능하며 여러 응용 분야에서 폭넓게 수용되고 있습니다. 이는 양성자 세라믹 연료 전지 시장 성장을 방해하는 주요 요인 중 하나입니다.

예를 들어, 양성자 교환막 연료 셀(PEMFC)은 저온에서 작동하고 전극 부식을 제거할 수 있으므로 고정식 및 운송 응용 분야에 선호됩니다. 효율성이 높고 시동 시간이 빠른 액체 전해질은 없습니다.

또한 배터리 전기차, 플러그인 하이브리드 전기차 등 기타 전기차에 대한 수요도 증가하고 있습니다. 이는 더 높은 효율성, 오염 부산물 없음, 비용 효율성, 에너지 보안 등 다양한 장점을 갖고 있어 연료 전지 수용을 줄이고 제품 수요를 저해할 것으로 예상됩니다.

세분화

애플리케이션 분석별

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유통 및 유틸리티 실적 증가로 인해 애플리케이션 부문을 선도하는 오프그리드 전력

전 세계 양성자 세라믹 연료 전지 시장은 적용 분야에 따라 운송 및 독립형 전력으로 분류됩니다.

양성자 세라믹 기반 연료 전지는 탄소 배출이 전혀 없는 화석 연료를 대체하여 그리드 애플리케이션, 배전, 유틸리티 공급에 사용되며, 그 결과 시장에서 독립형 전력 부문이 지배하게 되었습니다.

또한, 차세대 프로톤 세라믹 기반 연료전지의 고도화/개발이 증가함에 따라 연료 수송 및 저장의 비효율성을 극복하는 대체 운송 시스템으로 운송 부문에서 PCFC에 대한 수요가 활성화될 것으로 예상됩니다. 비용 효과적이고 효율적으로 운송 부문의 연료 다양성을 높이는 재생 가능한 자원입니다.

지역적 통찰력

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북미는 광범위한 프로젝트 개발로 인해 시장 점유율을 장악하고 있습니다.

지역을 기준으로 시장은 북미, 유럽, 아시아 태평양 및 기타 지역에서 연구됩니다.

북미는 PCFC 프로젝트의 가장 광범위한 시작과 개발로 인해 시장을 주도할 것으로 예상됩니다. 다양한 정부 기관과 조직에서는 청정 에너지 요구 사항을 충족하기 위해 PCFC 기술을 향상시키는 프로젝트에 자금을 지원했습니다. 북미 시장의 가치는 2021년에 3,584만 달러였으며 예측 기간 동안 연평균 성장률(CAGR) 32.7%로 성장하여 2029년까지 3억 3,107만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.

또한 유럽은 청정 발전 기술, 저탄소 분산 발전에 대한 강력한 투자, 지역 전체에서 활동하는 국가의 온실가스 감축 목표로 인해 시장에서 상당한 점유율을 차지할 것으로 예상됩니다. 27개 유럽 국가로 구성된 독특한 경제 및 정치적 연합인 유럽 위원회는 지역 전체의 시장 환경을 개선할 것으로 예상되는 더 나은 성능 특성을 위한 양성자 세라믹 기반 연료 전지 개발 프로젝트를 진행해 왔습니다.

아시아 태평양 지역에서 일본은 대량 생산을 위해 실용적인 크기의 PCFC를 배치할 준비가 되어 있음을 보여줍니다. 국립산업과학기술종합연구소(AIST) 프로젝트로 인해 이 지역 전체의 PCFC 시장 규모가 늘어날 가능성이 높습니다.

브라질, 사우디아라비아 등 여러 국가에서는 향후 몇 년 동안 독립형 및 운송 애플리케이션용 PCFC를 테스트하고 배포하는 데 상당한 관심을 보였습니다. 또한 국가들은 수소 인프라를 개발하고 일반 이동성의 전환을 지원하기 위해 상당한 투자를 하고 있습니다.

나머지 세계에는 중동, 아프리카, 라틴 아메리카 국가의 시장 조사가 포함됩니다.

주요 산업 플레이어

Bosch, SOLIDPower 및 Nexceris는 제품 개발 및 향상에 투자하는 시장 선두주자입니다.

세계 시장에서는 국가, 지역, 국제 수준에서 활동하는 중요한 플레이어를 관찰합니다. 그들은 수많은 응용 분야를 위한 다양한 구성 요소, 재료 및 최종 PCFC를 제조하는 데 주력해 왔습니다. SOLIDPower는 SOFC 산업에서의 확고한 입지와 다른 경쟁사에 대한 고유한 기술적 우위로 인해 상당한 양성자 세라믹 연료 전지 시장 점유율을 창출할 것으로 예상됩니다. 이 회사는 또한 협업 계획에 큰 관심을 보였으며 전문 지식을 바탕으로 PCFC를 위한 다양한 규모의 프로젝트를 수행했습니다. 또한 Adaptive Energy와 같은 경쟁업체도 혁신적인 혁신과 PCFC 배치에 대한 신규 주문을 통해 시야를 넓히기 위해 노력하고 있습니다. 또한 보쉬는 확장 가능한 생산을 위해 제품 개선 및 개발을 위해 연료 전지 기술에 투자하고 있습니다. STC Superior 및 Nexceris를 포함한 다른 시장 참여자들은 양성자 세라믹 기반 연료전지 부품 및 재료를 크게 개발 및 제공하고 있습니다.

소개된 주요 회사 목록:

• 보쉬(독일)


• 적응형 에너지(미국)


• SOLIDpower(이탈리아)


• Ceramic Powder Technology AS (노르웨이)


• Nexceris, LLC(미국)
  
• 우수한 기술 세라믹(미국)

주요 산업 발전:

• 2022년 5월 - Bosch는 운송 및 기타 부문에 사용되는 미숙한 수소의 채택을 가속화하기 위해 수소 전기분해용 요소 개발에 5억 9100만 달러를 투자할 예정입니다. 회사는 2025년부터 생산을 시작할 것으로 예상됩니다.


• 2022년 3월 - 고체 산화물 세라믹 연료 전지로 구동되는 Solid Power의 Bluegen 연료 전지는 스웨덴 룰레아에 있는 데이터 센터의 지속 가능한 전력을 생산하는 데 사용되었습니다. 솔리드파워의 연료전지는 기후 조건이나 외부 영향에 관계없이 전기화학 반응을 통해 지속적으로 전기를 생산할 수 있도록 도와줍니다. 이를 통해 높은 전력 요구 사항을 충족하기 위해 데이터 센터에 지속적인 에너지 공급이 가능해졌습니다. 이 요인은 업계 전반에 걸쳐 양성자 세라믹 연료 전지의 채택을 촉진할 가능성이 높습니다.


• 2021년 12월 – 유럽 연합은 글로벌 데이터 센터의 친환경 미래를 보장하기 위한 차세대 연료 전지 플랫폼을 개발하기 위해 Solid Power를 선택했습니다. 이번 컨소시엄을 통해 솔리드파워는 전력 데이터센터용 저탄소 수소 연료전지 개발을 위해 280만 달러(250만 유로)의 자금을 지원받게 된다.


• 2021년 5월 - Solid Power는 고효율 수소 생성을 위한 Solid Power 대형 스택 모듈을 성공적으로 테스트했습니다. 이 시스템은 고체 산화물 연료 전지(SOFC) 모델의 25kWel 또는 고체 산화물 전기분해(SOE) 모드의 75kWDC용 차세대 스택 4개와 통합되어 있습니다.


• 2020년 6월 - Adaptive Energy는 최신 양성자 세라믹 기반 연료 전지 재료와 콜로라도 광산 학교의 제조 기술 발전과 함께 군용 등급 관형 세라믹 연료 전지 기술을 활용할 것을 제안했습니다. 이는 휴대용 프로판 동력, 중간 온도 및 300We+를 만드는 것입니다. 원격 전력 군인 응용 분야를 위한 연료 전지 스택.

보고서 범위

인포그래픽 표현 Protonic Ceramic Fuel Cell Market

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