Markt für digitale Umspannwerke Größe und Ausblick, 2023-2031

Marktübersicht

Die globale Marktgröße für digitale Umspannwerke wurde im Jahr 2022 auf 6,9 Milliarden US-Dollar geschätzt, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 7,2 % im Prognosezeitraum (2023–2031) entspricht. Der Einsatz digitaler Umspannwerke zur Erzeugung erneuerbarer Energie und zur Bereitstellung einer wünschenswerteren Zuverlässigkeit, Effizienz und eines besseren Schutzes innerhalb der Stromverteilung sowie die zunehmende Automatisierung und bessere Vernetzungstrends stimulieren das Marktwachstum.

Ein digitales Umspannwerk ist eine fortschrittlichere und modernisierte Form eines typischen Umspannwerks, das eine wichtige Rolle bei der Übertragung und Verteilung elektrischer Energie innerhalb eines Stromnetzes spielt. Digitale Umspannwerke nutzen Technologie, Kommunikationsnetzwerke und Automatisierung, um die Effizienz, Zuverlässigkeit und Überwachung der Energieinfrastruktur zu erhöhen. Es wird erwartet, dass der Anteil der digitalen Umspannwerke aufgrund des Einsatzes digitaler Umspannwerke zur Erzeugung erneuerbarer Energie und der Bereitstellung wünschenswerterer Zuverlässigkeit, Effizienz und Schutz innerhalb der Stromverteilung sowie der zunehmenden Automatisierung und besserer Vernetzungstrends erheblich steigen wird.

Marktdynamik

Marktführer

Alternde Infrastruktur

Viele Stromnetze auf der Welt verfügen über eine veraltete Infrastruktur, die erhebliche Renovierungs- und Wartungsarbeiten erfordert. Herkömmliche Umspannwerke, Teil dieser veralteten Infrastruktur, sind häufig auf ältere Technologien und Geräte angewiesen, die möglicherweise nicht den modernen Anforderungen der Stromverteilung entsprechen. Digitale Umspannwerke bieten eine kostengünstige Möglichkeit, diese Probleme anzugehen, indem sie die Leistung steigern und die Wartungskosten senken. Der Verfall der elektrischen Infrastruktur in den Vereinigten Staaten gibt Anlass zu großer Sorge. Viele Umspannwerke und Netzkomponenten wurden vor Jahrzehnten gebaut und nähern sich dem Ende ihrer Betriebslebensdauer.

Die „2021 Report Card for America's Infrastructure“ der American Society of Civil Engineers bewertete das US-Stromnetz mit „C-“ und nannte die alternde Infrastruktur ein großes Problem. Es unterstrich die Bedeutung der Netzmodernisierung und des Einsatzes digitaler Technologien. Die Bundes- und Landesregierungen in den Vereinigten Staaten haben große Mittel für Netzausbauprojekte bereitgestellt. Beispielsweise hat das US-Energieministerium (DOE) im Jahr 2021 47 Millionen US-Dollar zur Finanzierung der Forschung und Entwicklung zur Netzmodernisierung bereitgestellt. Daher wird der Markttrend für digitale Umspannwerke durch die weltweite Einführung der Digitalisierung beeinflusst.

Marktbeschränkungen

Hohe Anschaffungskosten

Die erheblichen Vorabinvestitionen sind eines der Haupthindernisse für den Einsatz digitaler Umspannwerke. Dies deckt die Kosten für den Austausch oder die Aktualisierung aktueller analoger Geräte, den Einsatz moderner Sensoren, den Aufbau zuverlässiger Kommunikationsnetzwerke und die Einrichtung von Automatisierungssystemen ab. Die Kosten für die Installation einer digitalen Umspannstation können je nach Faktoren wie der Größe der Umspannstation, dem Grad der Erneuerung der Infrastruktur und der Komplexität des Kommunikationsnetzwerks stark variieren. Die Kosten für ein Umspannwerk können zwischen mehreren Millionen und mehreren zehn Millionen Dollar liegen. Laut Branchenanalysten und Studien kann die Einführung eines digitalen Umspannwerks zwischen 2 und 5 Millionen US-Dollar für ein kleines Umspannwerk und mehr als 10 Millionen US-Dollar für ein größeres, komplexeres Umspannwerk kosten. Die Größe und Komplexität der Umspannstation hat großen Einfluss auf die Kosten. Daher wird erwartet, dass diese Faktoren das Wachstum des Marktes für digitale Umspannwerke behindern.

Marktchancen

Globale Elektrifizierung

Der weltweite Elektrifizierungstrend, der die zunehmende Nutzung von Strom als Energiequelle in zahlreichen Sektoren umfasst, stellt eine große Chance für die digitale Umspannwerksindustrie dar. Die Nachfrage nach zuverlässigen und effizienten Stromnetzen, einschließlich digitaler Umspannwerke, wird wahrscheinlich steigen, da immer mehr Gebiete und Sektoren elektrifiziert werden. Indien unternimmt beispielsweise enorme Anstrengungen zur Elektrifizierung seiner Transportindustrie, insbesondere durch die Einführung von Elektrobussen und elektrischen Eisenbahnen. In mehreren indischen Städten, darunter Delhi, Mumbai und Bangalore, werden Elektrobusse im öffentlichen Nahverkehr eingesetzt. Der Einsatz von Elektrobussen trägt dazu bei, die Luftverschmutzung und den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Diese Bemühungen ebnen den Weg für digitale Umspannwerke.

Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) wird der weltweite Strombedarf aufgrund der Elektrifizierung in vielen Sektoren schneller steigen als die Nachfrage nach anderen Energieträgern. Bis 2040 wird Elektrizität mehr als 40 % des gesamten Energieverbrauchs ausmachen. Die National Institution for Transforming India (NITI Aayog) der indischen Regierung hat sich hohe Ziele für die Elektrifizierung der Transportindustrie gesetzt. Zu diesen Zielen gehört die Elektrifizierung aller Stadtbusse bis 2030 und die vollständige Elektrifizierung der Indian Railways.

Regionalanalyse

Die globale Marktanalyse für digitale Umspannwerke wird in Nordamerika, Europa, im asiatisch-pazifischen Raum, im Nahen Osten und in Afrika sowie in Lateinamerika durchgeführt.

Nordamerika hält den größten Anteil am Weltmarkt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine jährliche Wachstumsrate von 7,4 % aufweisen. Aufgrund der Zunahme verteilter Energieressourcen wie Solarpaneele auf Dächern, Energiespeichersysteme und Ladestationen für Elektroautos sind fortgeschrittene Steuerungs- und Überwachungsfähigkeiten auf der Verteilungsebene erforderlich. Versorgungsunternehmen können diese dezentralen Ressourcen dank digitaler Umspannwerke effektiv regulieren.

Darüber hinaus hatte der Markt für digitale Umspannwerke in den Vereinigten Staaten den größten Marktanteil, während die Branche für digitale Umspannwerke in Kanada im nordamerikanischen Raum am schnellsten expandierte. Bezüglich des Marktanteils dominiert der US-amerikanische Markt den nordamerikanischen Raum. Der steigende Energieverbrauch in den Vereinigten Staaten treibt die Expansion voran, was auf die anhaltende Entwicklung der kommerziellen und industriellen Infrastruktur zurückzuführen ist. Dies dürfte die regionale Produktdurchdringung erhöhen. Mit der breiten Nutzung erneuerbarer Energien wurden neue Netze entwickelt, und Unternehmen nutzen zunehmend modernste Technologie, um die Stromversorgung zu verbessern und gleichzeitig Produktivität und Effizienz zu steigern.

Es wird erwartet, dass die Industrie für digitale Umspannwerke im asiatisch-pazifischen Raum im Prognosezeitraum eine jährliche Wachstumsrate von 7,80 % aufweisen wird.   Im Prognosezeitraum würde der chinesische Markt überleben und deutlich wachsen. Die Digitalisierung wichtiger Branchen ist mit Wachstum verbunden. Das Stromversorgungsgeschäft in China durchläuft einen digitalen Wandel, bei dem die Überwachungs- und Reaktionsmaßnahmen ausgeweitet werden. Der asiatisch-pazifische Raum (APAC) dürfte aufgrund des steigenden Energiebedarfs und der ländlichen Elektrifizierung eine erfolgreiche Region für digitale Umspannwerke sein. Indien wächst ebenfalls rasant. Der Ausbau kann mit der Modernisierung der industriellen Infrastruktur verknüpft werden, die voraussichtlich weiter voranschreiten wird. In Sichuan beispielsweise versorgte NR ein digitales 500-kV-Umspannwerk mit Strom. Durch den Zusatz wurde die Stromversorgung erhöht und gleichzeitig die Überwachungsfunktionen verbessert.

Darüber hinaus hat die indische Regierung mehrere Projekte zur Wiederbelebung der Energieverteilung und der ländlichen Elektrifizierungssysteme durchgeführt. Darüber hinaus will die chinesische Regierung bis 2020 31 Milliarden US-Dollar in Smart Grids investieren, wozu auch der Bau digitaler Umspannwerke gehört. Ebenso werden in Ländern wie Indonesien, Malaysia, Südkorea, Japan und anderen in Südasien Investitionen in die Modernisierung der Netze getätigt. Diese Gründe treiben die Expansion des Marktes für digitale Umspannwerke in der Region voran. In ihrem Land setzt die indische Regierung das Konzept der intelligenten Infrastruktur um. Die Smart-Power-Infrastruktur umfasst die Digitalisierung des Netzes, die die unterbrechungsfreie Verteilung von Strom an industrielle, private und gewerbliche Endverbraucher unterstützt.

Es wird prognostiziert, dass die europäische Industrie für digitale Umspannwerke im gesamten Prognosezeitraum mit einer jährlichen Wachstumsrate von 7,2 % schnell wachsen wird. Die Sanierung und der Ersatz der traditionellen Netzinfrastruktur sowie wachsende Bedenken hinsichtlich der Netzsicherheit und der Zuverlässigkeit der Stromversorgung werden die regionale Produktnachfrage erhöhen. Günstige Regelungen und Anreize zur Integration von IT-Lösungen im gesamten Energiesektor werden die Entwicklung von Netznetzen erheblich beschleunigen und die Dynamik der Branche verstärken. Allerdings könnten die Auswirkungen der COVID-19-Pandemie auf die Energiewirtschaft der Region den reibungslosen Lieferfluss bis zum zweiten Quartal 2022 einschränken.

Darüber hinaus werden im erwarteten Zeitrahmen laufende Impfprogramme und die Aufhebung von Sperrprotokollen die Produktpräferenz ergänzen. Der Markt im Vereinigten Königreich expandierte enorm. Auf den Anstieg werden Verbesserungen, die Digitalisierung und eine effiziente Stromübertragung zurückgeführt. Siemens Energy beabsichtigt, leistungsstarke digitale Umspannwerke zu liefern, die zu einer verbesserten Stromverteilung beitragen. Die Auftragnehmer von Heerema Marine errichteten im Windpark Dogger Bank das weltweit erste unbemannte Hochspannungs-Gleichstrom-Offshore-Umspannwerk.

Die durchschnittliche jährliche Wachstumsrate für den MEA-Markt (Naher Osten und Afrika) beträgt 6,70 %, während der LATAM-Markt (Lateinamerika) voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,40 % wachsen wird.

Segmentanalyse

Der globale Markt für digitale Umspannwerke ist nach Komponente, Architektur, Anwendung, Endbenutzer, Konnektivität, Spannungsebene, Installation und Region segmentiert.

Die Komponente ist weiter unterteilt in ein Umspannwerkautomatisierungssystem, ein Kommunikationsnetzwerk, ein elektrisches System, einen Transformator, eine Sammelschiene, ein Schutzsystem, ein Überwachungs- und Steuergerät, eine Mensch-Maschine-Schnittstelle, eine speicherprogrammierbare Steuerung und andere.

Substation Automation System leistet den größten Beitrag zum Markt. Das Stationsautomatisierungssystem ist das wichtigste Steuerungs- und Überwachungssystem einer digitalen Umspannstation. Es besteht aus Hardware- und Softwarekomponenten, die eine Echtzeitüberwachung, Steuerung und Datenerfassung innerhalb der Umspannstation ermöglichen. Häufig werden intelligente elektronische Geräte (IEDs) und ein SCADA-System (Supervisory Control and Data Acquisition) eingesetzt.

Der Markt ist nach Prozess- , Bay- und Stationsarchitektur unterteilt.

Die Bahnhofsarchitektur führte zum Marktwachstum. Die Stationsarchitektur stellt eine übergeordnete Organisation verschiedener Felder und Abläufe innerhalb einer Umspannstation dar. Es spezifiziert die Verbindungen, Kommunikationsnetze und die Koordination zwischen Feldern und Umspannwerken. Die Stationsarchitektur befasst sich mit dem Gesamtbetrieb und der Steuerung des Umspannwerks.

Basierend auf der Anwendung wird der Markt in Übertragungsverteilung unterteilt.

Der Vertrieb beeinflusste das Marktwachstum. Die Verteilung umfasst die Installation digitaler Umspannwerke im Niederspannungsverteilungssegment des Stromnetzes. Diese Umspannwerke befinden sich häufig näher an Endverbrauchern, beispielsweise Privat-, Gewerbe- und Industriekunden, und sind für die Energieversorgung auf lokaler Ebene zuständig.

Durch die Endverwendung kann das Segment weiter in die Versorgungsindustrie unterteilt werden.

Den größten Marktanteil nahm der Versorgungssektor ein. Der Einsatz digitaler Umspannwerke durch Versorgungsunternehmen, die für die Erzeugung, Übertragung und Verteilung von elektrischem Strom an Endkunden verantwortlich sind, wird als Versorgungsunternehmen bezeichnet. Diese Umspannwerke sollen die Netzzuverlässigkeit verbessern, die Energielieferung maximieren und die Stromnetzinfrastruktur effektiv verwalten.

Basierend auf der Konnektivität ist der Markt in <33 kV, 33 kV bis 110 kV, 110 kV bis 550 kV und> 550 kV fragmentiert.

<33kV hält den größten Marktanteil. Das Untersegment <33 kV umfasst digitale Umspannwerke mit weniger als 33.000 Volt (33 kV). Diese Umspannwerke sind am häufigsten in Verteilungsnetzen und Servicestandorten zu finden, die näher am Endkunden liegen, beispielsweise in Wohnvierteln, Gewerbegebieten und kleinen Industriebetrieben.

Der Markt wird basierend auf dem Spannungsniveau in Hoch-, Mittel- und Niederspannungsmärkte eingeteilt.

Mittel ist die höchste auf dem Markt eingesetzte Spannungsstufe. Mittelspannungs-Umspannwerke (MV-Umspannwerke) sind digitale Umspannwerke, die auf Mittelspannungsebene betrieben werden. Mittelspannungsebenen hängen weitgehend mit Verteilungsnetzen zusammen und variieren typischerweise zwischen 1 kV und 33 kV.

Basierend auf der Installation wird der Markt in neu renovierte Produkte aufgeteilt.

Neuinstallationen sind der größte Einkommensbringer. Unter Neuinstallation versteht man den Einsatz digitaler Umspannwerke an völlig neuen Standorten oder auf der grünen Wiese. In manchen Fällen wird das Umspannwerk von Grund auf neu gebaut, anstatt ein bestehendes Umspannwerk zu ersetzen. Neuinstallationen sind typisch, wenn das Stromnetz erweitert wird, um der gestiegenen Nachfrage gerecht zu werden, oder wenn neue Umspannwerke gebaut werden, um neue Gebiete oder Sektoren zu versorgen.

jüngsten Entwicklungen

• September 2023 – ABB investiert in eine strategische Allianz mit einem Start-up für nachhaltige Energie, um ein umfassendes Windenergieportfolio bereitzustellen.
• August 2023 – GE Vernova übernimmt Greenbird, um die GridOS®-Innovation zu beschleunigen und Versorgungsunternehmen dabei zu unterstützen, die Komplexität der Energiedatenintegration zu reduzieren.
• August 2023 – Eaton investiert mehr als 500 Millionen US-Dollar in die nordamerikanische Fertigung, um Industrien bei der Elektrifizierung, Energiewende und Digitalisierung zu unterstützen.