Markt für grünen Wasserstoff Größe und Ausblick, 2022-2030

Marktübersicht

Der globale Markt für grünen Wasserstoff hatte im Jahr 2021 ein Volumen von 1 Milliarde US-Dollar und soll bis 2030 72 Milliarden US-Dollar erreichen, was einem durchschnittlichen jährlichen Wachstumstempo von 55 % während des Prognosezeitraums (2022–2030) entspricht.

Solar- und Windenergie erzeugen grünen Wasserstoff, indem sie Wassermoleküle spalten, um Wasserstoff- und Sauerstoffatome zu trennen. Die Erzeugung erfolgt ohne Verwendung von Kohlenwasserstoffen, was zu einer Reduzierung der Kohlenstoffemissionen führt. Grüner Wasserstoff kann die Umweltverschmutzung reduzieren, indem er die Wasserelektrolyse mit erneuerbarer Energie antreibt, die reichlich vorhanden ist und auch zu weniger idealen Zeiten erzeugt werden kann. Grüner Wasserstoff macht derzeit etwa 1 % der gesamten Wasserstoffproduktion aus; angesichts seiner mangelnden Kostenwettbewerbsfähigkeit wird erwartet, dass der Markt für grünen Wasserstoff im Prognosezeitraum schnell wachsen wird.

Der steigende Bedarf an erneuerbaren Energiequellen ist einer der Hauptfaktoren, die das Wachstum des globalen Marktes für grünen Wasserstoff ankurbeln. Darüber hinaus hat eine Zunahme staatlicher Investitionen und Anreize zur Förderung der Nutzung erneuerbarer Kraftstoffe wie Wasserstoff zu einem raschen Anstieg der Implementierungsrate von grünem Wasserstoff geführt. Regierungen verschiedener Länder bieten Unternehmen, die versuchen, wasserstoffbetriebene Fahrzeuge auf den Markt zu bringen, Investitionsmittel an.

Marktdynamik

Marktführer

Zunehmende Besorgnis hinsichtlich der Reduzierung der CO2-Emissionen

Die Besorgnis über Kohlenstoffemissionen und die globale Erwärmung nimmt zu. Regierungen auf der ganzen Welt haben verschiedene Maßnahmen und Vorschriften umgesetzt, die eine Reduzierung der Kohlenstoffemissionen in verschiedenen Sektoren fordern. Elektrolyseure erzeugen Wasserstoff durch Elektrolyse, bei der Wasser mit Hilfe von Elektrizität in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten wird. Der verwendete Strom wird entweder aus erneuerbaren oder nicht erneuerbaren Ressourcen erzeugt.

Darüber hinaus kann Wasserstoff aus Elektrolyseuren in Kombination mit Solar- oder Windkraft erzeugt werden. Diese Methode fördert die Produktion von grünem Wasserstoff mit null Kohlenstoff-Fußabdruck. Daher entscheiden sich viele Industrien für Elektrolyseure vor Ort mit einer Leistung von 1-5 MW, um ihren Kohlenstoff-Fußabdruck zu verringern, was erheblich zum Wachstum des globalen Marktes beiträgt.

Ausbau der Technologien zur Produktion von grünem Wasserstoff

Wasserstoff wird derzeit mithilfe verschiedener Technologien erzeugt, darunter Dampfreformierung von Methan, partielle Öloxidation, Kohlevergasung und Wasserelektrolyse. Der Großteil des derzeit produzierten Wasserstoffs wird in Erdölraffinerien und bei der Düngemittelproduktion verwendet. 99 % davon werden durch Reformierung fossiler Brennstoffe gewonnen, dem kostengünstigsten Verfahren. Mehrere Organisationen investieren in den Bau neuer Anlagen zur Produktion von grünem Wasserstoff, um zur Reduzierung der Treibhausgasemissionen beizutragen. Akzo Nobel, ein niederländisches Farben- und Chemieunternehmen, und Gasunie, ein Gasnetzbetreiber, haben 2019 einen Vorschlag zur Entwicklung der größten Anlage zur Produktion von grünem Wasserstoff in Europa angekündigt. Daher wird erwartet, dass alle diese Parameter das Marktwachstum vorantreiben.

Marktbeschränkung

Hohe Kapitalkosten für die Speicherung von Wasserstoffenergie

In Hochdruckbehältern kann Wasserstoff als komprimiertes Gas, als Flüssigkeit bei -253 °C oder in chemischer Form durch Reaktion oder Absorption von Chemikalien oder Metallverbindungen enthalten sein. Der Elektrolyseprozess kann Elektrizität in Form von Wasserstoff speichern. Wasserstoff wird zur Stromerzeugung verwendet. Allerdings ist die Produktivität für den Hin- und Rückweg derzeit geringer als bei anderen Speichertechnologien. Dennoch wächst das Interesse an der Speicherung von Wasserstoffenergie aufgrund seiner höheren Speicherkapazität als Batterien.

Derzeit ist die Speicherung von Wasserstoffenergie teurer als die von fossilen Brennstoffen. Flüssiger Wasserstoff hat im Vergleich zu gasförmigem Wasserstoff eine höhere Dichte und muss verflüssigt werden, was eine komplizierte mechanische Anlage erfordert und die Gesamtkosten erhöht. Die physikalische Wasserstoffspeicherung, bei der Wasserstoff in Feststoffen auf Oberflächen enthalten ist, wird durch die Wasserstoffspeicherung ersetzt. Daher behindern all diese Faktoren das Wachstum des Marktes.

Marktchancen

Günstige Regierungspolitik zur Förderung von Elektrofahrzeugen

Elektrofahrzeuge werden mit Wasserstoffbrennstoffzellen als Batterien betrieben. Der Einsatz von Elektroautos reduziert den Kohlenstoffausstoß, was wiederum zu einer geringeren Luftverschmutzung führt und in gewissem Maße den Einsatz schnell erschöpfender fossiler Brennstoffe senkt. Daher bieten verschiedene Regierungen Kunden und Herstellern unterschiedliche Richtlinien und Subventionen an, um Elektrofahrzeuge zu fördern.

So bauen Regierungen auf der ganzen Welt beispielsweise öffentliche Infrastrukturen auf und setzen elektrische öffentliche Verkehrsmittel ein. Darüber hinaus führt die sprunghaft gestiegene Nachfrage nach Elektrofahrzeugen zu einem Anstieg des Wasserstoffbedarfs, was wiederum die Nachfrage nach Elektrolyseuren antreibt. All diese Faktoren bieten also potenzielle Möglichkeiten für die Expansion der Branche im Prognosezeitraum.

Regionalanalyse

Regional wird der globale Marktanteil von grünem Wasserstoff in Nordamerika, Europa, im asiatisch-pazifischen Raum und in LAMEA analysiert.

Europa und Asien-Pazifik verzeichnen deutliches Wachstum

Europa ist aufgrund der enormen Investitionen der europäischen Volkswirtschaften, die auf eine Energiewende hin zu einer sauberen, wasserstoffbasierten Wirtschaft abzielen, führend auf dem globalen Wasserstoffmarkt. Schätzungen zufolge wird dieser Wert bis 2030 einen prognostizierten Wert von 10.360 Millionen USD erreichen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 %. Europa ist einer der Hauptakteure auf dem globalen Markt für grünen Wasserstoff, wobei Deutschland, Frankreich, Spanien und das Vereinigte Königreich die fünf größten Länder der Region sind. Europa liefert über Verbindungsleitungen auch gespeicherten Wasserstoff nach Nordafrika und in andere Regionen, was sich positiv auf das Wachstum des Wasserstoffmarktes auswirkt. Darüber hinaus steigern eine Steigerung der sauberen Wasserstoffproduktion und die führende Elektrolyseur-Herstellungsindustrie in der Region die Größe des Wasserstoffmarktes. Der europäische Markt für grünen Wasserstoff wird seine Marktposition voraussichtlich während des gesamten Prognosezeitraums beibehalten.

Der asiatisch-pazifische Raum umfasst China, Japan, Indien, Südkorea und den Rest des asiatisch-pazifischen Raums. Schätzungen zufolge wird dieser Raum bis 2030 einen prognostizierten Wert von 4.805 Millionen USD erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 % entspricht. Der asiatisch-pazifische Raum ist die am schnellsten wachsende Region, wobei Australien und Japan die größten Beiträge liefern. Der Markt wird durch den Anstieg der Energienachfrage und des Energiewachstums angetrieben, wobei die Erzeugung von grüner Energie in der Region im Vordergrund steht. Da konventionelle Energiequellen den steigenden Energiebedarf kaum decken können, richtet sich das Augenmerk schnell auf erneuerbare Energiequellen. Der Marktanteil von grünem Wasserstoff im asiatisch-pazifischen Raum wird auch durch bedeutende politische Veränderungen zur Steigerung der Produktion von grüner Energie und groß angelegte Projekte für grünen Wasserstoff in Australien und Japan vorangetrieben.

Nordamerika ist die zweitgrößte Region. Schätzungen zufolge wird es bis 2030 einen prognostizierten Wert von 7135 Millionen USD erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 % entspricht. Nordamerika wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine signifikante Wachstumsrate erzielen, wobei die USA und Kanada aufgrund der Umsetzung von Richtlinien für saubere Energie die Region anführen. Kalifornien hat in den Vereinigten Staaten den größten Marktanteil, wobei das Wachstum durch ehrgeizige Dekarbonisierungsziele wie die schrittweise Abschaffung von benzin- oder dieselbetriebenen öffentlichen Bussen bis 2040 vorangetrieben wird.

Darüber hinaus sind der zunehmende Einsatz erneuerbarer Energiequellen in Wohn- und Gewerbegebieten, der durch die Kaufkraft der Kunden und regulatorische Änderungen vorangetrieben wird, wichtige Faktoren, die das Wachstum des Marktes für grünen Wasserstoff vorantreiben. Darüber hinaus wird das regionale Marktwachstum durch den Anstieg der Produktionskapazitäten und der Hersteller von grünem Wasserstoff beeinflusst.

Segmentanalyse

Der globale Marktanteil von grünem Wasserstoff ist nach Technologie, Anwendung, Endverbrauchsbranche und Region unterteilt.

Auf der Basis der Technologie

Nach Technologie ist der globale Markt in Protonenaustauschmembran-Elektrolyseure, alkalische Elektrolyseure und Festoxidelektrolyseure unterteilt.

Das Segment der alkalischen Elektrolyseure dominiert den Weltmarkt und wird voraussichtlich das am schnellsten wachsende Segment bleiben. Es wird erwartet, dass es bis 2030 einen erwarteten Wert von 12.495 Millionen USD bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 % erreicht. Der Elektrolyt in einem alkalischen Elektrolyseur ist eine flüssige alkalische Lösung aus Kalium- oder Natriumhydroxid und hat eine längere Betriebszeit als PEM-Elektrolyseure. Darüber hinaus sind alkalische Elektrolyseure weniger teuer als PEM-Elektrolyseure, was das Segmentwachstum in Zukunft voraussichtlich ankurbeln wird.

Das Segment der PEM-Elektrolyseure wird im Prognosezeitraum voraussichtlich am schnellsten wachsen. Es wird geschätzt, dass es bis 2030 einen prognostizierten Wert von 10 bis 100 Millionen USD bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 % erreichen wird. PEM-Elektrolyseure haben aufgrund des Vorhandenseins eines festen, auf speziellem Kunststoff basierenden Elektrolyten eine höhere mechanische Stabilität als alkalische Äquivalente. Darüber hinaus fördern die verringerte Gasdurchlässigkeit und Dicke der Protonenaustauschmembranen sowie die hohe Protonenleitfähigkeit dieser Elektrolyseure das Segmentwachstum. PEM-Elektrolyseure können mit hohen Stromdichten betrieben werden. Dies reduziert die Betriebskosten während der Wasserelektrolyse. Daher sind die zahlreichen Vorteile von PEM-Elektrolyseuren wichtige Antriebsfaktoren für das globale Marktwachstum.

Der Festoxidelektrolyseur ist der drittgrößte Markt. Er wird voraussichtlich bis 2030 einen prognostizierten Wert von 280 Millionen USD erreichen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 51 %. Die Elektrolyse in Festoxidelektrolyseuren findet statt, wenn sich Elektronen aus dem externen Kreislauf mit Wasser verbinden. An der Kathode bilden sich Wasserstoffgas und negative Ionen. Der Sauerstoff wird von festen Keramikmembranen abgeleitet, die am Anodenende weiter reagieren und so Wasserstoff erzeugen. Die Festoxidelektrolyseure arbeiten bei höheren Temperaturen, beispielsweise über 500 °C. Die Vorteile der Verwendung von Elektrolyseuren bei höheren Temperaturen wirken als treibender Faktor für das Marktwachstum.

Auf der Grundlage von Bewerbungen

Nach Anwendung ist der globale Wasserstoffmarkt in Stromerzeugung, Transport und Sonstiges unterteilt.

Das Segment Stromerzeugung dominierte den Markt und wird voraussichtlich auch weiterhin das am schnellsten wachsende Segment bleiben. Es wird geschätzt, dass es bis 2030 einen prognostizierten Wert von 17.605 Millionen USD bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 % erreichen wird. Wasserstoff gilt als Ersatz für fossile Brennstoffe, da Wasser kontinuierlich wiederverwendet wird. Darüber hinaus haben Wind- und Solarenergiequellen für die in der Elektrolyse verwendete Elektrizität das Wachstum des Elektrolyseurmarktes vorangetrieben.

Das Transportsegment wird im Prognosezeitraum voraussichtlich moderat wachsen. Es wird geschätzt, dass es bis 2030 einen prognostizierten Wert von 4240 Millionen USD bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 54 % erreichen wird. Die Transportbranche ist einer der Hauptverursacher von CO2-Emissionen. Daher sucht die Branche ständig nach Möglichkeiten, ihren CO2-Fußabdruck zu reduzieren. Elektrofahrzeuge, die mit Brennstoffzellen oder Batterien betrieben werden, sind für die Branche eine ideale Möglichkeit, ihre CO2-Emissionen zu senken.

Der erzeugte Wasserstoff wird in Brennstoffzellen gespeichert und anschließend zum Antrieb von Fahrzeugen verwendet. Brennstoffzellenfahrzeuge (FCVs) sind derzeit in vielen Ländern wie Deutschland und den USA erhältlich. Diese FCVs sind in Bussen, schweren und leichten Lastkraftwagen, im Materialtransport, in unbemannten Luftfahrzeugen, im Schienenverkehr und im Seeverkehr verfügbar. In Deutschland gibt es bereits Schienen, die mit Brennstoffzellen betrieben werden, und nun sind Japan und Südkorea bereit, dasselbe zu tun. Unternehmen wie Hyundai, Toyota und Honda bieten kommerzielle FCVs an. Solche Wasserstoffanwendungen in Brennstoffzellen, die durch Elektrolyse für den Transport erzeugt werden, treiben das Marktwachstum an.

Auf der Grundlage der Endverbraucherindustrie

Nach Endverbrauchsbranchen ist der globale Markt für grünen Wasserstoff in die Branchen Lebensmittel und Getränke, Medizin, Chemie, Petrochemie , Glas und Sonstige unterteilt.

Im Jahr 2020 dominierte das Petrochemiesegment den Markt und sollte Prognosen zufolge auch weiterhin das am schnellsten wachsende Segment bleiben. Es wird geschätzt, dass es bis 2030 einen prognostizierten Wert von 9925 Millionen USD bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 % erreichen wird. Kommerzielle Wasserstoffanwendungen sind nicht neu, aber kohlenstoffintensive Schwerindustrien wie Ölraffinerien und petrochemische Anlagen sind heute weltweit führend bei kohlenstoffarmen Wasserstoffprojekten. In der petrochemischen Industrie wird Wasserstoff bereits verwendet und dies wird voraussichtlich auch in Zukunft der Fall sein. Dies gilt insbesondere in Gebieten mit reichlich Schwerölreserven. Darüber hinaus könnte CO2 aus diesen Raffinerien und Chemieanlagen mit Wasserstoff kombiniert werden, um einen erneuerbaren synthetischen Kraftstoff herzustellen.

Das Segment Lebensmittel und Getränke wird im Prognosezeitraum voraussichtlich moderat wachsen. Es wird geschätzt, dass es bis 2030 einen prognostizierten Wert von 5115 Millionen USD bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 % erreichen wird. Eine zuverlässige Stromquelle ist erforderlich, damit der tägliche Betrieb in der Herstellung, im Vertrieb oder in Verpackungs-/Abfüllanlagen reibungslos und effizient abläuft. Brennstoffzellen werden von mehreren Unternehmen der US-Lebensmittelindustrie verwendet, um Strom und in einigen Fällen auch zum Heizen und Kühlen von Produktionsstätten bereitzustellen. Unternehmen wie Coca-Cola, Kellogg's, Pepperidge Farm und The Wonderful Company verwenden grünen Wasserstoff auf ihrem Gelände. Diese Unternehmen sparen auf verschiedenen Ebenen Geld, darunter Umweltverschmutzung, Energiekosten und Wasserverbrauch. Die Verwendung von Abfall als Brennstoffquelle soll dazu beitragen, Geld zu sparen, was wiederum das Marktwachstum ankurbelt.

Der medizinische Bereich ist der drittgrößte Markt. Er wird voraussichtlich bis 2030 einen Wert von 2320 Millionen USD erreichen, bei einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 55 %. Wasserstoff (H2) hat eine präventive und therapeutische Wirkung auf verschiedene Organe, darunter Gehirn, Herz, Bauchspeicheldrüse, Lunge und Leber. Daher treibt die Verwendung von Wasserstoff im medizinischen Bereich das Wachstum des Wasserstoffmarktes voran.

jüngsten Entwicklungen

• Mai 2022 – Ballard Power Systems und Linamar Corporation haben ihr Konzept für ein Lkw-Chassis der Klasse 2 mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb vorgestellt. Die Technologie wird auf der ACT Expo in einem Lkw-Chassis des Typs RAM 2500 präsentiert. Die Tests der neuen Plattform laufen noch und werden 2022 und 2023 fortgesetzt.
• April 2022 – TC Energy Corporation hat zusammen mit der Nikola Corporation (Nasdaq: NKLA) seinen Plan für ein Wasserstofferzeugungszentrum auf 140 Acres in Crossfield, Alberta, bewertet, wo das Unternehmen eine Erdgasspeicheranlage betreibt. Das Programm entstand während der ersten Canadian Hydrogen Convention in Edmonton, Alberta. TC Energy erwartet eine endgültige Investitionsentscheidung im Jahr 2023; das Projekt unterliegt den üblichen behördlichen Genehmigungen.