Markt für flüssigen Stickstoff Größe und Ausblick, 2023-2031

Marktgröße und Trends für Flüssigstickstoff

Der globale Markt für Flüssigstickstoff wurde im Jahr 2022 auf 15,1 Milliarden USD geschätzt und soll bis 2031 25,0 Milliarden USD erreichen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 5,8 % im Prognosezeitraum (2023–2031) entspricht. Die Verwendung von Flüssigstickstoff in der Chemiebranche ist ein wichtiger Marktfaktor, der das Wachstum des Flüssigstickstoffmarktes vorantreibt.

Flüssiger Stickstoff ist eine kryogene Flüssigkeit, die durch Abkühlung von Stickstoffgas auf extrem niedrige Temperaturen erzeugt wird. Stickstoff, der etwa 78 % der Erdatmosphäre ausmacht, ist in gasförmiger Form farb-, geruch- und geschmacklos. Stickstoff wird zu einer kryogenen Flüssigkeit, bekannt als flüssiger Stickstoff (LN2), wenn er unter seinen Siedepunkt von -196 Grad Celsius (-321 Grad Fahrenheit) abgekühlt wird. Die umfangreiche Verwendung von flüssigem Stickstoff als Kühlmittel in verschiedenen Endverbrauchssektoren wie Lebensmittel und Getränke sowie Pharmazie ist der Hauptgrund für den weltweiten Marktanteil von flüssigem Stickstoff. Verpackte Lebensmittel sind mit der schnellen Urbanisierung immer beliebter geworden, und die Sorge um die Lebensmittelkonservierung nimmt zu. Es ist beim Kühlen und Einfrieren von Lebensmitteln unverzichtbar, da flüssiger Stickstoff chemisch inert ist und so ihre Haltbarkeit verlängert.

Darüber hinaus wird flüssiger Stickstoff im medizinischen und Gesundheitssektor häufig zur Behandlung verschiedener Hautprobleme eingesetzt. Flüssiger Stickstoff wird im Allgemeinen als anorganische Chemikalie angeboten und seine Nachfrage wird aufgrund seines breiten Anwendungsspektrums im Prognosezeitraum voraussichtlich steigen. Die langfristige Verwendung von flüssigem Stickstoff kann jedoch zu verschiedenen gesundheitlichen Komplikationen wie Erbrechen, Übelkeit, Bewusstlosigkeit und anderen Problemen führen, die die Marktexpansion einschränken.

Highlights

• Den größten Marktanteil nimmt der Bereich Storage bei kryogenen Zylindern und abgefülltem Gas ein.
• Aufgrund ihrer Technologie trägt die kryogene Destillation erheblich zum Markt bei.
• Die größten Endverbraucher des Marktes sind Chemikalien.
• Der asiatisch-pazifische Raum dominiert den Weltmarkt.

Wachstumsfaktoren für den Markt für flüssigen Stickstoff

Expandierende Lebensmittel- und Getränkeindustrie

Der Lebensmittel- und Getränkesektor verwendet flüssigen Stickstoff in großem Umfang und nutzt seine kryogenen Eigenschaften für verschiedene Zwecke. In dieser Branche wird flüssiger Stickstoff für Vorgänge wie Schockgefrieren, kryogenes Mahlen und die Erzeugung neuartiger Gourmetpräsentationen mithilfe von Techniken der Molekulargastronomie verwendet. Durch die Fähigkeit, Lebensmittel einzufrieren, bleiben deren Textur, Geschmack und Nährstoffgehalt erhalten, was zum Wachstum der Branche beiträgt. Flüssiger Stickstoff hat in der kulinarischen Welt an Bedeutung gewonnen, weil er Teil der Molekulargastronomie ist, einem Konzept, bei dem Köche einzigartige Techniken verwenden, um neuartige kulinarische Erlebnisse zu schaffen. Köche können beispielsweise flüssigen Stickstoff verwenden, um Produkte wie Eiscreme oder Soßen bei extrem niedrigen Temperaturen einzufrieren. Durch den Schnellgefrierprozess werden Eiskristalle kleiner, was zu einer besseren Textur in gefrorenen Süßigkeiten beiträgt.

Darüber hinaus treiben die wachsende Beliebtheit von Fertiggerichten und die Notwendigkeit effizienter Gefriermethoden, um solche Produkte frisch zu halten, die Nachfrage nach flüssigem Stickstoff in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie in die Höhe. Die schnellen Gefrierfähigkeiten von flüssigem Stickstoff entsprechen dem Schwerpunkt der Branche auf der Erhaltung der organoleptischen Eigenschaften von Lebensmitteln. So führte Nestlé im November 2018 Wildspace ein, eine Linie nahrhafter Tiefkühlgerichte in wiederverwendbaren und recycelbaren Behältern. Es gibt sechs verschiedene Arten von Wildscape-Gerichten: Gochujang-Blumenkohl mit Rosenkohl, Quinoa, Kichererbsen, eingelegten Zwiebeln, Blumenkohlreis und Cashewnüssen. Der Markttrend für flüssigen Stickstoff dürfte im gesamten Prognosezeitraum steigen, da der globale Lebensmittel- und Getränkesektor expandiert.

Marktbeschränkende Faktoren für Flüssigstickstoff

Strenge Sicherheits- und Handhabungsvorschriften

Die Handhabung und Lagerung kryogener Flüssigkeiten, insbesondere flüssigen Stickstoffs, unterliegt aufgrund der extrem niedrigen Temperaturen strengen Sicherheitsvorschriften. Die Einhaltung dieser Anforderungen erschwert und verteuert die Lagerung und den Transport von flüssigem Stickstoff. In den Vereinigten Staaten legen die Occupational Safety and Health Administration (OSHA) und die National Fire Protection Association (NFPA) Regeln und Vorschriften für den sicheren Umgang mit kryogenen Flüssigkeiten fest. Diese Normen betreffen die Konstruktion von Lagertanks, die Schulung des Personals, Notfallmaßnahmen und Spezifikationen für Schutzausrüstung.

Darüber hinaus hat der indische Lebensmittelsicherheitsbeauftragte 2018 die Verwendung von flüssigem Stickstoff bei der Herstellung kalter Waren wie Eiscreme und Kaltgetränken eingeschränkt. Die Regierung von Haryana hat 2017 das Mischen von flüssigem Stickstoff mit Lebensmitteln und Getränken verboten. Das Verbot wurde als Reaktion auf einen Vorfall im April 2017 in einem Pub in Gurgaon erlassen, bei dem einem Mann ein Cocktail mit flüssigem Stickstoff den Magen verbrannte. Obwohl flüssiger Stickstoff harmlos ist, kann er laut FDA bei falscher Handhabung oder versehentlichem Verzehr schwere Schäden an Haut und inneren Organen verursachen. Es besteht auch die Möglichkeit von Atemproblemen, die für Asthmatiker problematisch sein können. Der „Dragon’s Breath“-Food-Trend, bei dem mit flüssigem Stickstoff unterkühlte Müsli- oder Käsebällchen gegessen werden, wurde 2018 in Suffolk County, New York, verboten. Der Trend hat sich auf Social-Media-Plattformen wie TikTok ausgebreitet, wo der Hashtag „Dragon’s Breath“ über 200 Millionen Aufrufe hat.

Marktchancen für Flüssigstickstoff

Steigende Nachfrage im Gesundheitswesen und in der Biotechnologie

Die Gesundheits- und Biotechnologiebranche bietet aufgrund der steigenden Nachfrage nach Kryokonservierungs- und Lagerungslösungen erhebliche Chancen für den Markt für flüssigen Stickstoff. Bei seinen ultraniedrigen Temperaturen ist flüssiger Stickstoff für die Erhaltung biologischer Komponenten wie Zellen, Gewebe und Fortpflanzungszellen unerlässlich und trägt zur medizinischen Forschung und Anwendungsverbesserungen bei. Ein bedeutendes Beispiel ist das Aufkommen von Biobanken, in denen biologische Proben für Forschungs- und medizinische Zwecke aufbewahrt werden. Biobanken sind für die medizinische Forschung, die personalisierte Medizin und die Entwicklung neuer Therapeutika von entscheidender Bedeutung. So kündigte der Kronprinz von Abu Dhabi im September 2023 die Einrichtung einer Biobank an, um die Nachfrage nach individueller Pflege durch hochentwickelte Behandlungen zu erfüllen, bei denen menschliches Gewebe und Stammzellen in der medizinischen Forschung verwendet werden. Diese Forschung wird zur Behandlung von mehr als 80 Krankheiten und Erkrankungen des Immunsystems beitragen. Flüssiger Stickstoff wird in Biobanken in großem Umfang eingesetzt, um Zellen und Gewebe kryokonservieren und ihre langfristige Lebensfähigkeit zu erhalten.

Darüber hinaus wächst die Zelltherapie, zu der auch die regenerative Medizin gehört. Flüssiger Stickstoff wird benötigt, um Stammzellen und andere zellbasierte Therapien zu konservieren, was bei der Entdeckung neuer Behandlungen hilft. Die globale Zellbehandlungsbranche wird wahrscheinlich wachsen, und die Nachfrage nach Kryokonservierungsmethoden auf der Basis von flüssigem Stickstoff dürfte diesem Wachstum folgen.

Regionale Analyse des Flüssigstickstoffmarktes

Asien-Pazifik: Dominante Region mit 5,7 % Wachstumsrate (CAGR)

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Anteilseigner am globalen Markt für flüssigen Stickstoff und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich um durchschnittlich 5,7 % wachsen. Der asiatisch-pazifische Raum wird im Prognosezeitraum voraussichtlich den Markt für flüssigen Stickstoff anführen. Wachsende chemische und pharmazeutische Industrien in Ländern wie China, Indien und Japan treiben die Nachfrage auf dem Markt für flüssigen Stickstoff in der Region an. Laut Chinas Healthcare Report werden die kombinierten Ausgaben für pharmazeutische und biopharmazeutische Forschung und Entwicklung in China bis 2023 voraussichtlich jährlich um durchschnittlich 23 % steigen. Wenn sie 49 Milliarden USD erreichen, werden sie 23 % der weltweiten Kosten für Arzneimittelentwicklung und -tests ausmachen.

Darüber hinaus verfügt das Land über einen großen und vielfältigen inländischen Arzneimittelsektor mit über 5.000 Herstellern und vielen kleinen und mittleren Unternehmen. Es wird erwartet, dass die Verwendung von flüssigem Stickstoff in der Pharmaindustrie zunimmt. Die National Medical Products Administration und die National Administration of Traditional Chinese Medicine haben gemeinsam den „14. Fünfjahresplan für das Wachstum der Pharmaindustrie“ veröffentlicht. Der 14. Fünfjahresplan skizziert die Ziele und Strategien für die Entwicklung der chinesischen Pharmaindustrie in den nächsten fünf Jahren. Der 14. Fünfjahresplan wurde unter Verwendung der Ideen und Kriterien erstellt, die im Rahmen des 14. Fünfjahresplans für die nationale wirtschaftliche und soziale Entwicklung und die langfristigen Ziele für 2035 festgelegt sind.

Nordamerika

Für Nordamerika wird für den Prognosezeitraum ein CAGR von 6,0 % erwartet. Laut Markteinblicken für flüssigen Stickstoff wird Nordamerika im Prognosezeitraum voraussichtlich einen erheblichen Anteil am globalen Markt für flüssigen Stickstoff halten. Der erhebliche Bedarf der Pharmaindustrie an flüssigem Stickstoff zur Konservierung biologischer Proben kommt dem Marktwachstum zugute. Darüber hinaus erhöhen zunehmende Sanierungsaktivitäten die Nachfrage in der Metallherstellung und im Bauwesen, was zu einer höheren Nachfrage nach flüssigem Stickstoff für Schweiß- und Schneidverfahren führt. Flüssiger Stickstoff wird wiederum zum Schweißen und Schneiden in der Metallherstellung und im Bauwesen verwendet und treibt die regionale Marktexpansion aufgrund verstärkter Sanierungsbemühungen voran. Diese Gründe treiben die Expansion des Marktes für flüssigen Stickstoff in der Region voran.

Europa hat einen beachtlichen Anteil an der Entwicklung der Chemieindustrie, was auf verstärkte Umbaumaßnahmen in der Metallproduktion und im Baugewerbe zurückzuführen ist, die den steigenden Bedarf an flüssigem Stickstoff für Schweiß- und Schneidprozesse decken. Der Europäische Verband der chemischen Industrie (CEFIC) gibt an, dass die europäische Chemieindustrie weiterhin weltweit führend und ein hochinnovativer Sektor ist. Darüber hinaus stiegen die europäischen Chemieverkäufe zwischen 2017 und 2018 um 2,8 Prozent.

Marktsegmentanalyse für Flüssigstickstoff

Nach Speicher

Die Lagerung ist weiter unterteilt in Kryoflaschen, verpacktes Gas und Tonnage. Kryoflaschen und verpacktes Gas haben den größten Marktanteil. Kryoflaschen und verpackte Gaslagerung dominieren den Markt. Kryoflaschen und verpackte Gaslagerung erfordern die Verwendung von Spezialbehältern, die extrem niedrige Temperaturen aufrechterhalten sollen. Kryoflaschen sind tragbare Behälter, die winzige Mengen flüssigen Stickstoffs lagern und transportieren und so seine Verfügbarkeit für verschiedene Zwecke sicherstellen. Verpackte Gaslösungen sind eine praktische und kompakte Möglichkeit, flüssigen Stickstoff in mehreren Branchen mit mäßiger und periodischer Nachfrage zu verteilen, wie z. B. im Gesundheitswesen, in Laboren und in der Fertigung.

Tonnagespeicherung bezieht sich auf groß angelegte Flüssigstickstoffspeichersysteme, die enorme Mengen fassen sollen. Diese Systeme enthalten oft Großtanks mit viel größeren Kapazitäten und unterstützen kontinuierlich Branchen mit hohem Bedarf. Tonnagespeicherung eignet sich für Anwendungen, die eine konstante und stabile Versorgung mit Flüssigstickstoff erfordern, wie z. B. groß angelegte Industriebetriebe, Elektronikfertigung und Unternehmen mit hohem Kryobedarf. Diese Speicherlösungen ermöglichen die effiziente und kostengünstige Verwaltung großer Mengen Flüssigstickstoff in industriellen Anwendungen.

Nach Technologie

Der Markt ist nach kryogener Destillation und Druckwechselabsorptionstechnologie unterteilt. Die kryogene Destillation leistet einen wesentlichen Beitrag zum Markt. Die kryogene Destillation dominiert den Markt. Die kryogene Destillation ist eine Technologie zur Trennung und Herstellung von flüssigem Stickstoff mit einer Methode, die die unterschiedlichen Siedepunkte der Luftbestandteile ausnutzt. Bei diesem Verfahren wird Luft gekühlt und komprimiert, bevor sie schrittweise in einer kryogenen Säule destilliert wird. Stickstoff wird isoliert und als kryogene Flüssigkeit gesammelt, da er einen besseren Siedepunkt als andere Luftbestandteile hat. Diese energieintensive Methode gewährleistet einen hohen Reinheitsgrad von flüssigem Stickstoff und ist daher für wichtige Anwendungen wie den medizinischen und Laborgebrauch geeignet.

Die Druckwechseladsorption (PSA) ist ein Stickstofferzeugungsverfahren, das die Adsorptions- und Desorptionsfähigkeiten von Molekularsieben nutzt. Bei dieser Methode wird Luft über ein Bett aus Adsorptionsmaterial geleitet, üblicherweise Zeolith-Molekularsiebe, die bevorzugt Sauerstoff und andere Schadstoffe adsorbieren, während Stickstoff hindurchströmen kann. Das Bett wird dann drucklos gemacht und die adsorbierten Gase werden abgelassen, wodurch ein hochreiner Stickstoffstrom entsteht. Die PSA-Technik ist häufig energieeffizienter als die kryogene Destillation und eignet sich für die Stickstofferzeugung vor Ort in verschiedenen Sektoren, da sie eine kontinuierliche und zuverlässige Versorgung gewährleistet.

Nach Endverbrauchsbranche

Der Markt kann nach Endverbrauch weiter in Chemie, Gesundheitswesen, Lebensmittel und Getränkegießereien unterteilt werden. Chemikalien sind die wichtigsten Endverbraucher des Marktes. Das Chemiesegment dominiert den Markt aufgrund seiner weit verbreiteten Verwendung als Kühlmittel und kryogenes Mittel in verschiedenen chemischen Industrieprozessen. Flüssiger Stickstoff wird in einer Vielzahl von Prozessen in der chemischen Industrie verwendet, einschließlich kryogener Kühlung, Inertisierung und als Reaktant. Flüssiger Stickstoff sorgt nicht nur für extrem niedrige Temperaturen, sondern ist auch bei chemischen Reaktionen, der Polymerherstellung und der Herstellung spezialisierter Chemikalien hilfreich. Er wird auch zur Inertisierung verwendet, um unerwünschte Reaktionen in Schach zu halten und die Produktqualität hoch zu halten. Die Anpassungsfähigkeit von flüssigem Stickstoff in verschiedenen Anwendungen kommt der chemischen Industrie zugute und trägt zur Prozesseffizienz und Produktqualität bei.

Flüssiger Stickstoff wird in der Lebensmittel- und Getränkeindustrie häufig verwendet, insbesondere beim kryogenen Einfrieren, Kühlen und Konservieren. Er wird verwendet, um Lebensmittel schnell einzufrieren und dabei Textur, Geschmack und Nährstoffgehalt zu erhalten. Flüssiger Stickstoff wird auch in der Molekulargastronomie verwendet, um neuartige gastronomische Erlebnisse zu schaffen. Die Effizienz und Präzision von flüssigem Stickstoff in vielen Verarbeitungsstufen hilft der Lebensmittel- und Getränkeindustrie, hochwertige und kreative Lebensmittel herzustellen.

Jüngste Entwicklungen

• Dezember 2023 – Air Liquide wird eine CO2-Sammelanlage von Weltrang errichten, um zur Dekarbonisierung des Rotterdamer Industriegebiets beizutragen.
• November 2023 – Air Products (NYSE: APD), der weltweit führende Hersteller von Membranen zur Gastrennung und -reinigung, gab bekannt, dass mittlerweile 2.000 Seeschiffe weltweit membranbasierte Stickstofferzeugungssysteme von Air Products Membrane Solutions verwenden.