Metallhydridmarkt Größe und Ausblick, 2024-2032

Marktübersicht

Der weltweite Markt für Metallhydride wurde im Jahr 2023 auf 3,71 Milliarden USD geschätzt. Bis 2032 soll er schätzungsweise 6,93 Milliarden USD erreichen und im Prognosezeitraum (2024–2032) eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von 7,2 % aufweisen. Metallhydride können bei der Energiespeicherung im Netzmaßstab und bei tragbaren Stromversorgungsanwendungen eine wichtige Rolle spielen. Um Angebot und Nachfrage auszugleichen, werden effiziente Energiespeicherlösungen immer wichtiger, da erneuerbare Energiequellen wie Solar- und Windenergie immer beliebter werden. Darüber hinaus bieten technologische Entwicklungen in den Materialwissenschaften und der Nanotechnologie Aussichten, die Eigenschaften und Funktionalität von Metallhydriden zu verbessern.

Metallhydride sind alle Wasserstoffverbindungen, die an ein anderes Metallelement gebunden sind. Die Bindung ist kovalent; einige Hydride werden jedoch aus Ionenbindungen gebildet. Metallhydride sind eine Unterteilung von Materialien, die Metall oder Halbmetalle enthalten, die an Wasserstoff gebunden sind. Die häufigsten Beispiele für Metallhydride sind Aluminium, Bor, Lithiumborhydrid und verschiedene Salze. Metallhydride bieten sichere und effektive Speicheroptionen für die Wasserstoffspeicherung in Brennstoffzellen und wasserstoffbetriebenen Autos. Sie werden in den Hydrierungsprozessen der chemischen Industrie und als Katalysatoren in einer Vielzahl chemischer Reaktionen eingesetzt.

Metallhydride entstehen hauptsächlich durch einen der vier Syntheseprozesse: Hydridtransfer, eine Metathesereaktion, die Eliminierungsreaktion – die Eliminierung von Betahydrid und Alphahydrid – oder die oxidative Addition von Diwasserstoff an ein niederwertiges Metall. Auch die heterolytische Spaltung von Diwasserstoff wird eingesetzt, wobei Hydride entstehen, wenn Metallkomplexe in Gegenwart einer Base mit Wasserstoff behandelt werden. Metallhydride werden auch in Wasserstoffsensoren verwendet, die Wasserstoffgas identifizieren, und als Elektroden in wiederaufladbaren Batterien. Ihre Eigenschaften und Anpassungsfähigkeit machen sie für die Weiterentwicklung nachhaltiger Energietechnologien und vielfältiger industrieller Anwendungen unverzichtbar.

Highlights

• Legierungen dominieren das Typensegment
• Wasserstoffspeicherung dominiert das Anwendungssegment
• Asien-Pazifik ist der größte Anteilseigner auf dem Weltmarkt

Marktdynamik

Globale Markttreiber für Metallhydrid

Wachsende Initiativen für saubere Energie

Zunehmende Initiativen im Bereich saubere Energie treiben den Metallhydridmarkt an. Eine äußerst wichtige Entwicklung für den globalen Kampf gegen den Klimawandel ist Indiens Ankündigung, bis 2070 Netto-Null-Emissionen zu erreichen und bis 2030 die Hälfte seines Strombedarfs aus erneuerbaren Energiequellen zu decken. Metallhydride sind für die Wasserstoffspeicherung in Brennstoffzellen und die Integration erneuerbarer Energien auf dem Weg zu einer Wasserstoffwirtschaft unverzichtbar. Sie unterstützen globale Initiativen zur Reduzierung der Kohlenstoffemissionen, indem sie es wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen ermöglichen, emissionsfrei zu fahren.

Darüber hinaus eignet sich die Metallhydridspeicherung aufgrund ihrer hohen volumetrischen Energiedichte und guten Skalierbarkeit für die Energiespeicherung im kleinen bis großen Maßstab. Metallhydrid eignet sich für die mittel- bis langfristige Speicherung, da während der Speicherung kein Wasserstoff verloren geht. Darüber hinaus wird die Einführung von Metallhydriden in verschiedenen Anwendungen auch durch staatliche Maßnahmen und Anreize gefördert, die Investitionen in saubere Energietechnologien fördern.

Globale Marktbeschränkung für Metallhydride

Hohe Kosten verbunden

Die hohen Kosten für Produktion, Verteilung und Lagerung von grünem Wasserstoff sind eines der Hindernisse, die verhindern, dass dieser fossile Energiequellen ersetzt. Noch schwieriger wird diese Hürde bei Transportanwendungen, bei denen die Nachfrage geografisch verteilt ist und zumindest in der Anfangsphase des Marktes auf kleine bis mittlere Mengen beschränkt ist. Die Kosten für die Rohstoffe, Spezialmaschinen und energieintensiven Prozesse, die für ihre Produktion erforderlich sind, sind einige der Faktoren, die diese hohen Kosten in die Höhe treiben.

Darüber hinaus werden die mit der Herstellung verbundenen Kosten durch die Komplexität der Herstellung von Hochleistungsmetallhydriden mit den erforderlichen Eigenschaften weiter erhöht. Diese hohen Kosten können den umfassenden Einsatz von Metallhydriden einschränken, insbesondere in kostensensiblen Anwendungen wie Energiespeicherung und -transport. Um das volle Potenzial des Metallhydridmarktes auszuschöpfen, sind technologische Innovationen und Skaleneffekte erforderlich, um Kostenbarrieren zu beseitigen.

Globale Marktchancen für Metallhydride

Technologische Entwicklungen

Technologische Entwicklungen in der Metallhydridindustrie haben zur Entwicklung neuartiger Materialien und Verfahren geführt, die ihre Funktionalität verbessern und ihr Anwendungsspektrum erweitern. Stoffwechsel und Atomlagenabscheidung sind Beispiele für fortschrittliche Synthesetechniken, die eine genaue Kontrolle der Morphologie und Eigenschaften von Materialien ermöglichen. Aufgrund weltweiter staatlicher Anreize und einer verstärkten Betonung der Wasserstoffspeicherforschung für den Betrieb von Polymerelektrolytmembran-Brennstoffzellen hat die Forschung an Metallhydriden zur Wasserstoffspeicherung in den letzten zehn Jahren stark zugenommen.

Bei den sogenannten komplexen Metallhydriden für die Wasserstoffspeicherung wurden bedeutende Fortschritte erzielt, wobei mehrere neue Hydride mit kovalent gebundenen komplexen Anionen entdeckt wurden. Viele dieser Materialien werden auf ihre Verwendung als Anodenmaterialien und Separatoren in Lithium-Ionen-Batterien untersucht, wobei die Einsatzmöglichkeiten über die Wasserstoffspeicherung hinausgehen. Diese Entwicklungen treiben die Entwicklung von Metallhydriden für neue Anwendungen wie Katalyse, wasserstoffbetriebene Autos, Speicherung sauberer Energie und andere innovative Anwendungen voran und unterstützen die langfristige Umstellung auf umweltfreundlichere Energiequellen.

Regionalanalyse

Asien-Pazifik dominiert den Weltmarkt

Regional ist der weltweite Metallhydridmarkt in Nordamerika, Europa, den asiatisch-pazifischen Raum, Lateinamerika sowie den Nahen Osten und Afrika unterteilt.

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Anteilseigner am globalen Metallhydridmarkt und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich stark expandieren. Der asiatisch-pazifische Raum ist Heimat von Schwellenländern, die sich zu attraktiven Zentren für internationale Unternehmen entwickeln, die ihre Geschäftstätigkeiten und F&E-Labore in Ländern wie Indien, China, Singapur und Malaysia aufbauen. Einige der führenden Länder im asiatisch-pazifischen Raum, wie Südkorea, Indien, China, Japan, Thailand und Indonesien, investieren aktiv in erneuerbare und saubere Energiequellen und decken ihren Energiebedarf. Laut Recap Data werden rund 11 % des chinesischen Energiebedarfs durch erneuerbare Energiequellen gedeckt. Darüber hinaus wird für China und Indien ein Anstieg des Energiebedarfs um 5,5 % bzw. 6 % erwartet.

Darüber hinaus ist einer der möglichen Wachstumstreiber für den Metallhydridmarkt im asiatisch-pazifischen Raum die Kombination aus Wirtschaftswachstum und Fokus auf die Mission sauberer Energie. Indien beispielsweise strebt an, bis 2070 Netto-Null-Kohlenstoffemissionen zu erreichen, bis 2030 50 % der gesamten installierten erneuerbaren Energie zu nutzen und bis Ende des Jahrzehnts die wirtschaftliche Kohlenstoffintensität des Landes um weniger als 45 % zu senken. Bis 2030 möchte Indien eine installierte Kapazität von 500 GW für erneuerbare Energien haben. Insgesamt steht dem Metallhydridmarkt im asiatisch-pazifischen Raum aufgrund des zunehmenden Bewusstseins für Umweltprobleme und des Übergangs zu nachhaltigen Energiequellen ein erhebliches Wachstum bevor.

Die Automobil- und Transportbranche in Nordamerika dürfte florieren und im Prognosezeitraum zu einem deutlichen regionalen Wachstum führen. Die USA sind führend in puncto Innovation und einer der größten Beitragszahler für Forschung und Entwicklung, um das Wachstum der Automobil- und Transportbranche zu unterstützen. SelectUSA berichtet, dass die Verkäufe von leichten Fahrzeugen in den USA im Jahr 2018 17,2 Millionen Einheiten überschritten haben. Darüber hinaus entfallen laut Auto Alliance etwa 17 % des weltweiten Forschungs- und Entwicklungsvolumens von 105 Milliarden USD auf die USA. Der steigende Verbrauch von Wasserstoffkraftstoff dürfte ebenfalls das Wachstum des regionalen Metallhydridmarktes ankurbeln. Kanada ist ebenfalls ein wichtiger Faktor für das Wachstum des Metallhydridmarktes. Kanadas Wirtschaft basiert größtenteils auf Handel, was das Land dazu zwingt, sein Transportsystem zu verbessern. Daher wird die kanadische Regierung in den nächsten zehn Jahren etwa 10,1 Milliarden USD in Handels- und Transportprojekte investieren.

Aufgrund der zunehmenden Nutzung erneuerbarer Energiequellen wird für Europa ein robustes Wachstum erwartet. So stammten im Jahr 2022 etwa 86 % der europäischen Strominstallationen aus erneuerbaren Quellen. Laut Eurostat ist Europa eine der Regionen mit den höchsten Ausgaben für Forschung und Entwicklung im Bereich erneuerbarer Energien, wobei die Regierung mehr als 31 % der Gesamtinvestitionen finanziert. Darüber hinaus ist Europa der weltweit größte Importeur von Energieressourcen und importiert die meisten Energiequellen, die es zur Deckung seines Energiebedarfs benötigt, aus anderen Volkswirtschaften. So decken Importe von Erdgas, Erdölprodukten und festen Brennstoffen etwa 54 % seines Energiebedarfs. Solche Faktoren treiben das regionale Marktwachstum voran.

Segmentanalyse

Der globale Metallhydridmarkt ist in Typen und Anwendungen unterteilt.

Basierend auf dem Typ ist der globale Metallhydridmarkt in Legierungen, Komplexe und Sonstiges segmentiert.

Das Legierungssegment dominiert den Weltmarkt. Dies liegt daran, dass Zirkonium-, Vanadium- und Nioberze einen hohen Exportwert haben. Verschiedene Metalle werden kombiniert, um Legierungen mit Eigenschaften herzustellen, die speziell auf ihren Verwendungszweck abgestimmt sind. Im Vergleich zu reinen Metallhydriden haben legierungsbasierte Metallhydride eine höhere Stabilität, bessere Kinetik und erhöhte Wasserstoffspeicherkapazitäten. Sie werden häufig in Energiespeicheranwendungen, wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen und Wasserstoffspeichersystemen für Brennstoffzellen eingesetzt. Darüber hinaus sind Legierungen eine entscheidende Komponente für Innovation und Expansion auf dem Metallhydridmarkt, wobei sich die laufende Forschung auf die Entwicklung neuer Legierungszusammensetzungen und die Verfeinerung von Legierungsstrukturen zur Leistungssteigerung konzentriert.

Basierend auf den Anwendungen ist der globale Metallhydridmarkt in Wasserstoffspeicher, NiMH-Batterien, Brennstoffzellen, Wärmepumpen, Wärmespeicher, Wasserstoffkompressoren und Sonstiges (Reinigung, Kühlung, Wärmepumpen, Aktivatoren und Isotopentrennung) segmentiert.

Das Segment der Wasserstoffspeicherung besitzt den höchsten Marktanteil. Dies liegt daran, dass der Wasserstoffspeichersektor die Hauptfunktion von Metallhydriden ist. Der Markt für Metallhydride wird hauptsächlich zur Wasserstoffspeicherung genutzt, was eine zuverlässige und effektive Möglichkeit zur Speicherung von Wasserstoff für eine Vielzahl von Anwendungen bietet. Metallhydride sind eine kompakte und stabile Speicherlösung, die Wasserstoff durch reversible chemische Reaktionen absorbiert. Sie spielen eine entscheidende Rolle in erneuerbaren Energiesystemen, da sie die Integration intermittierender Energiequellen ermöglichen, und in wasserstoffbetriebenen Fahrzeugen, da sie die Speicherung von Brennstoffzellen an Bord ermöglichen.

jüngsten Entwicklungen

November 2023: GKN Hydrogen erhielt einen Vertrag über eine Gesamtkapazität von 500 kg für die Installation von zwei seiner Metallhydrid-Wasserstoffspeichereinheiten am Forschungsflughafen der Technischen Universität Braunschweig in Deutschland. Die Einheiten sollen im Dezember 2023 installiert und 2024 schrittweise im Rahmen eines 20 Millionen Euro (21,9 Millionen USD) teuren „Wasserstoffterminalprojekts“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) in Betrieb genommen werden.