Markt für Oxy-Fuel-Verbrennungstechnologie Größe und Ausblick, 2024-2032

Marktübersicht

Die Oxyfuel-Verbrennungstechnologie ist eine fortschrittlichere Methode zur Verbrennung von Brennstoffen, bei der während der Verbrennung reiner Sauerstoff (O2) anstelle von Luft verwendet wird. Bei der klassischen Verbrennung besteht Luft zu etwa 78 % aus Stickstoff und die Verbrennungsprodukte enthalten Stickoxide (NOx) und andere Schadstoffe. Bei der Oxyfuel-Verbrennung entsteht bei der Verwendung von sauerstoffangereicherter Luft oder reinem Sauerstoff ein Rauchgas aus Kohlendioxid (CO2) und Wasserdampf.
Die wachsende Besorgnis über Kohlendioxidemissionen in der Atmosphäre steigert den Marktanteil der Oxyfuel-Verbrennungstechnologie. Anthropogenes CO2, also durch menschliche Aktivitäten erzeugtes CO2, entsteht bei der Verbrennung fossiler Brennstoffe in Kraftwerken, im Transportwesen und in der Industrie. Fossile Brennstoffe liefern derzeit den größten Teil der Energie der Welt und werden es Prognosen zufolge auch noch in den nächsten Jahrzehnten sein. Um fossile Brennstoffe weiterhin effizient und umweltfreundlich nutzen zu können, werden Technologien mit nahezu null Emissionen für Demonstrationszwecke und den großtechnischen kommerziellen Einsatz entwickelt.

Marktdynamik

Globale Markttreiber für Oxyfuel-Verbrennungstechnologie:

Strenge Umweltschutzbestimmungen

Viele Länder haben aufgrund von Bedenken hinsichtlich Luftverschmutzung und Klimawandel strenge Emissionsbeschränkungen für Kraftwerke erlassen. Die Oxyfuel-Verbrennungstechnologie unterstützt Kraftwerke bei der Einhaltung dieser Vorschriften, indem sie die Stickoxidbildung (NOx) verringert und eine effektivere Kohlenstoffabscheidung ermöglicht. Die Industrieemissionsrichtlinie der Europäischen Union legt Emissionsgrenzwerte für Schadstoffe aus Großfeuerungsanlagen fest und fördert damit den Einsatz von Technologien wie der Oxyfuel-Verbrennung.

Darüber hinaus ermutigt die Einführung von CO2-Preismechanismen wie CO2-Steuern oder Emissionshandelssysteme die Industrie, ihren CO2-Fußabdruck zu verringern. Mit der Möglichkeit der Kohlenstoffabscheidung wird die Oxyfuel-Verbrennung zu einer attraktiven Option für Unternehmen, die ihre CO2-Verpflichtungen kontrollieren möchten. Am 1. August 2023 waren weltweit 74 CO2-Preissysteme in Betrieb. CO2-Steuern oder Emissionshandelssysteme (ETS) sind zwei mögliche Strategien. Das Carbon Pricing Dashboard der Weltbank unterstreicht die globale Dynamik bei der Einführung von CO2-Preispolitiken, die wirtschaftliche Anreize für die Einführung kohlenstoffarmer Technologien schaffen.

Darüber hinaus haben mehrere Regionen Portfoliostandards für erneuerbare Energien eingeführt, die einen bestimmten Prozentsatz der Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen vorschreiben. Der Renewables Portfolio Standard (RPS) von Kalifornien wurde 2002 eingeführt und bis 2030 muss erneuerbare Energie 60 % der Stromversorgung des Staates ausmachen. Das Programm erhöht den Bedarf der Lastversorgungsunternehmen des Staates an erneuerbarer Energie aus RPS-zertifizierten Anlagen. Die Oxyfuel-Verbrennung kann mit Technologien für erneuerbare Energien kombiniert werden, um die Nachhaltigkeit der Stromerzeugung zu erhöhen. Da die Aufmerksamkeit der Welt auf die ökologische Nachhaltigkeit zunimmt, ist der Markttrend der Oxyfuel-Verbrennungstechnologie bereit, zu einer kohlenstoffärmeren Zukunft beizutragen.

Globale Marktbeschränkungen für Oxyfuel-Verbrennungstechnologie:

Hohe Kosten

Die bedeutendste Kapitalinvestition bei der Implementierung der Oxyfuel-Verbrennungstechnologie ist die Installation von Sauerstoffabscheidern, die erforderlich sind, um eine sauerstoffangereicherte Umgebung für die Verbrennung zu schaffen. Die mit der Konstruktion, Entwicklung und dem Bau dieser Geräte verbundenen Ausgaben können erheblich sein. Die Oxyfuel-Verbrennungstechnik ist kostspielig und energieintensiv, wodurch der Preis für von Oxyfuel-Anlagen erzeugten Strom von 66,8 USD auf 123,7 USD pro MWh steigt.

Außerdem kann die Nachrüstung bestehender Industrieanlagen zur Unterstützung der Oxyfuel-Verbrennung teuer sein. Dazu können Änderungen an Verbrennungssystemen, der Infrastruktur zur Rauchgasbehandlung und die Installation von Kohlenstoffabscheidungsanlagen gehören. Das Petra Nova-Projekt in Texas, USA, ist einer der weltweit bedeutendsten Standorte für Kohlenstoffabscheidung und -speicherung nach der Verbrennung. Das 2017 abgeschlossene Projekt umfasste die Nachrüstung eines bestehenden Kohlekraftwerks mit Oxyfuel-Verbrennungstechnologie und einem Kohlenstoffabscheidungssystem. Die Gesamtkosten des Projekts beliefen sich auf über 1 Milliarde US-Dollar, wobei erhebliche Investitionen in Ausrüstung, Infrastruktur und Technologieentwicklung enthalten waren. Neben den anfänglichen Kapitalinvestitionen fallen laufende Betriebs- und Wartungskosten für die Instandhaltung von Sauerstoffabscheidungseinheiten, Kohlenstoffabscheidungsanlagen und anderen Komponenten des Oxyfuel-Verbrennungssystems an. Laut Thunder Said Energy kostet die Oxyfuel-Verbrennung zwischen 6 und 8 Cent pro Kilowattstunde.

Globale Marktchance für Oxyfuel-Verbrennungstechnologie:

Integration erneuerbarer Energien

Die Verwendung von Wasserstoff bei der Oxyfuel-Verbrennung bietet die Möglichkeit, einen sauberen Brennstoff mit geringen Kohlenstoffemissionen zu verwenden. Wasserstoff kann durch Elektrolyse mit erneuerbarer Elektrizität erzeugt werden und bietet eine umweltfreundliche Lösung zur Reduzierung der Kohlenstoffintensität bei Verbrennungsprozessen. Die Europäische Kommission betrachtet Wasserstoff als wesentlichen Bestandteil ihres Programms für saubere Energie. Stand 2022 hatte die European Clean Hydrogen Alliance etwa 750 Projekte in Arbeit, von denen 172 Wasserstoff in der Industrie verwendeten. Der Hydrogen Accelerator-Plan der Europäischen Kommission sieht vor, bis 2030 jährlich 10 Millionen Tonnen Wasserstoff zu produzieren. Der Plan sieht auch vor, bis 2030 die gleiche Menge zu importieren, um den zukünftigen Marktbedarf zu decken.

Ebenso kann die Oxyfuel-Verbrennung mit erneuerbarem Erdgas (RNG) kombiniert werden, das aus organischen Abfällen oder Biomasse gewonnen wird. Diese Integration verbessert die Umweltvorteile der Oxyfuel-Verbrennung durch die Nutzung einer erneuerbaren, kohlenstoffarmen Brennstoffquelle. Eine Abwasseraufbereitungsanlage kann die Oxyfuel-Verbrennung unter Verwendung von während der Aufbereitung erzeugtem RNG nutzen. Die Verbrennung von RNG in einer sauerstoffreichen Umgebung verringert die Emissionen und fördert eine Kreislaufwirtschaft. Laut Forschungsergebnissen von Organisationen wie der Internationalen Agentur für Erneuerbare Energien (IRENA) ist die Integration erneuerbarer Energien in industrielle Prozesse, insbesondere in Verbrennungstechnologien, von entscheidender Bedeutung für die Schaffung nachhaltiger und kohlenstoffarmer Energiesysteme.

Regionale Analyse

Nordamerika dominiert den Weltmarkt

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

Nordamerika ist der weltweit bedeutendste Marktteilnehmer im Bereich der Oxyfuel-Verbrennungstechnologie und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich um durchschnittlich 9,3 % wachsen. Nordamerika dominiert den Markt für Oxyfuel-Verbrennungstechnologie, unterstützt durch strenge staatliche Vorschriften zur Wahrung der Luftqualität. Mehrere Umweltbehörden und Regierungsorganisationen, darunter die Environmental Protection Agency (EPA) und die United States Energy Information Administration (EIA), haben Gesetze zur Regulierung der Treibhausgasemissionen in der Region erlassen. Dies hat die Akteure dazu veranlasst, in ihren Betrieben Lösungen für sauberere Luft zu implementieren, was die Nachfrage nach Oxyfuel-Verbrennungstechnologie in die Höhe treibt.

Die derzeitige Energiekapazität muss jedoch verbessert werden, um den gesamten Energiebedarf zu decken, was einen erheblichen Teil der Region dazu zwingt, auf herkömmliche Kraftwerke zurückzugreifen. Fossile Brennstoffe machen nach wie vor 63 % des US-Stroms aus. Am 8. Mai 2023 schlug die US-Umweltschutzbehörde (EPA) eine Regelung zur Kontrolle der Treibhausgasemissionen (THG) aus mit fossilen Brennstoffen betriebenen Kraftwerken vor. Am 11. Mai 2023 kündigte die EPA neue Kohlenstoffemissionsvorschriften für Kohle- und Gaskraftwerke an. Die EPA argumentiert, dass neue Anforderungen die öffentliche Gesundheit schützen, gefährliche Schadstoffe beseitigen und in den nächsten zwei Jahrzehnten bis zu 85 Milliarden US-Dollar an Vorteilen für Klima und öffentliche Gesundheit bringen werden.

Der asiatisch-pazifische Raum wird im Prognosezeitraum voraussichtlich eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate (CAGR) von 9,6 % aufweisen . Der asiatisch-pazifische Raum bietet aufgrund der zunehmenden Urbanisierung und Industrialisierung der Region erhebliche Wachstumsaussichten für Teilnehmer am Markt für Oxyfuel-Verbrennungstechnologie. Steigende Bevölkerungszahlen und Lebensstandards haben den Energiebedarf der Region erhöht und die Investitionen in Kraftwerke gesteigert. Angesichts der günstigen staatlichen Bestimmungen und der Verfügbarkeit von Ressourcen haben mehrere Industriezweige ihre Produktionsanlagen in die Region verlagert, was zu einem Anstieg der CO2-Emissionen geführt hat. Um der steigenden Kundennachfrage gerecht zu werden, haben die Unternehmen ihre Produktionsanlagen in neue Länder wie China und Indien ausgeweitet.

Darüber hinaus nutzen Unternehmen die Oxyfuel-Verbrennungstechnologie, weil sie die Produktivität steigert und eine hohe Flammentemperatur und Wärmeübertragungsrate aufweist. Nach dem Ausbruch von COVID-19 in China verlagern zahlreiche Unternehmen ihre Produktionsanlagen in neuere Märkte. Im Mai 2020 stellte die indische Regierung etwa 461.589 Hektar Land zur Verfügung, um Unternehmen zur Standortverlagerung aus China zu bewegen. Darüber hinaus arbeitete Linde mit der Indian Oil Corporation Limited (IOCL), Indiens größter Raffinerie, zusammen, um die Oxyfuel-Verbrennungstechnologie einzusetzen. Darüber hinaus hat Japan versprochen, die Treibhausgasemissionen bis 2030 um 46 % zu senken und bis 2050 kohlenstoffneutral zu werden.

Der europäische Markt für Oxyfuel-Verbrennungstechnologie ist in Frankreich, Deutschland, Russland, Italien, das Vereinigte Königreich und das übrige Europa unterteilt. Westeuropäische Länder sind weiter fortgeschritten als nordische und andere osteuropäische Länder. Infolgedessen gab es in Westeuropa bedeutende Durchbrüche und Fortschritte bei der Einführung neuer Technologien. Auf der anderen Seite haben wirtschaftlich starke Länder wie Deutschland, Italien und das Vereinigte Königreich einen deutlichen Anstieg beim Einsatz der Oxyfuel-Verbrennungstechnologie erlebt. Obwohl erneuerbare Energien immer beliebter werden, werden fossile Brennstoffe in Europa voraussichtlich kurz- und mittelfristig eine wesentliche Rolle spielen. Die CO2-Emissionen aus der Verbrennung fossiler Brennstoffe bei der Stromerzeugung machen etwa 30 % der gesamten CO2-Emissionen in der Europäischen Union (EU) aus.

Darüber hinaus stoßen Prozesssektoren wie Zement, Eisen und Stahl, Aluminium, Zellstoff und Papier sowie Raffinerien bei der Rohstoffumwandlung CO2 aus. Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) zielen darauf ab, bis zu 90 % der CO2-Emissionen von Kraftwerken und Schwerindustrie zu absorbieren, bevor sie per Pipeline oder Schiff transportiert und mindestens 800 Meter unter der Erdoberfläche sicher gelagert werden.

Segmentanalyse

Der globale Markt für Oxyfuel-Verbrennungstechnologie ist nach Angebot, Endverbrauchern und Region segmentiert.

Der Markt ist durch das Angebot weiter in Lösungen und Dienste segmentiert.

Den größten Marktanteil nehmen Lösungen ein.

Lösung

Zu den Lösungen gehören eine Vielzahl von Komponenten und Technologien, die eine effektive Verbrennung in sauerstoffreichen Umgebungen ermöglichen, die Kohlenstoffabscheidung verbessern und mit der aktuellen industriellen Infrastruktur interagieren. Dazu gehören Sauerstoffabtrennungsanlagen, Verbrennungssysteme, Technologien zur Kohlenstoffabscheidung und -speicherung (CCS) sowie Steuerungs- und Überwachungssysteme. Oxyfuel-Verbrennungslösungen zielen darauf ab, die Probleme der Hochtemperaturverbrennung, der Emissionsreduzierung und der Extraktion von konzentriertem CO2 zur Speicherung oder Verwendung zu lösen. Diese integrierten Lösungen tragen dazu bei, die umfassenderen Ziele der ökologischen Nachhaltigkeit und des Übergangs zu kohlenstoffarmen industriellen Prozessen zu erreichen.

Service

Die Dienstleistungen gehen über die Bereitstellung physischer Geräte hinaus und umfassen fortlaufende Hilfe, Fachwissen und Wartung, um die beste Leistung und Lebensdauer von Oxyfuel-Verbrennungssystemen sicherzustellen. Zu den möglichen Dienstleistungen gehören Systeminstallation und -inbetriebnahme, Schulung des Bedienpersonals, regelmäßige Wartungsinspektionen und Hilfe bei der Fehlerbehebung. Darüber hinaus können Lieferanten Beratungsdienste anbieten, um Branchen dabei zu unterstützen, die Durchführbarkeit der Oxyfuel-Verbrennung zu ermitteln, regulatorische Hürden zu überwinden und die Integration der Technologie in bestehende Abläufe zu optimieren. Der Servicebereich ist für die effektive Einführung und den langfristigen Betrieb von Oxyfuel-Verbrennungslösungen von entscheidender Bedeutung, da er Branchen das Fachwissen und die Unterstützung bietet, die sie für die Umstellung auf sauberere und nachhaltigere Verbrennungsmethoden benötigen.

Der Markt kann nach Endverbrauchern weiter in die Branchen Öl und Gas, Stromerzeugung, Glasherstellung , Industrie, Metalle und Bergbau unterteilt werden.

Die Glasherstellung generiert den größten Umsatz auf dem Markt.

Glasherstellung​

Den größten Marktanteil hat das Segment der Glasherstellung. Glas ist ein recycelbares und nachhaltiges Material, das häufig zur Herstellung von Industriegütern wie Essgeschirr, Flachglas, LCDs, Computern und Fenstern für die Automobil- und Bauindustrie verwendet wird.

Die Oxyfuel-Verbrennungstechnologie wird in der Glasherstellung, beispielsweise in Glasschmelzöfen, eingesetzt. Die Oxyfuel-Technologie kann durch die Verwendung von sauerstoffangereicherter Luft bei der Verbrennung höhere Temperaturen und eine höhere Heizleistung erzeugen. Die Glasherstellung ist jedoch eine bedeutende Quelle von Treibhausgas- (THG) und Kohlendioxid- (CO2) Emissionen. Laut der Internationalen Energieagentur (IEA) stößt die Glasherstellungsindustrie mehr als 60 Megatonnen CO2 aus. Die wachsende Bevölkerung und das schnelle Wachstum im Infrastruktursektor sind die Haupttreiber der Glasnachfrage.

Öl und Gas

Die Oxyfuel-Verbrennung kann in verschiedenen Prozessen dieser Branche eingesetzt werden, darunter in industriellen Brennern , Heizgeräten und Kesseln für die Ölraffination und petrochemische Produktion. Diese Anlagen nutzen sauerstoffangereicherte Verbrennung, um die Verbrennungseffizienz zu verbessern, Emissionen zu reduzieren und Kohlenstoffabscheidung für ökologische Nachhaltigkeit zu ermöglichen. Die Oxyfuel-Verbrennungstechnologie ermöglicht es der Öl- und Gasindustrie, energieintensive Prozesse zu optimieren und gleichzeitig zur Emissionsreduzierung beizutragen.

Auswirkungen von Covid-19

Die Pandemie hatte zu einem Lockdown und einer vorübergehenden Schließung der meisten Branchen weltweit geführt, was sich negativ auf die Unternehmen auswirkte. Der Markt für 3D-Rendering-Software verzeichnete jedoch während der Pandemie einen massiven Aufschwung, da er die Möglichkeit bot, Strukturen und andere Projekte online zu präsentieren, und die Kreativität im Marketing- und Werbesektor zunahm. Darüber hinaus hat die Pandemie zu einem massiven Wachstum bei der Digitalisierung fast aller Branchen geführt, was das Marktwachstum weiter vorangetrieben hat.

Jüngste Entwicklungen

Dezember 2023 – Air Liquide plant die Entwicklung einer CO2-Sammelanlage großen Maßstabs, um zur Dekarbonisierung des Industriegebiets Rotterdam beizutragen.
Januar 2024 – Hitachi gab den Abschluss einer Aufspaltungsvereinbarung zum Zweck der Absorption bekannt, um das Energie- und Facility-Management-Dienstleistungsgeschäft durch eine Unternehmensaufspaltung zu stärken.
Januar 2024 – GE Vernova und IHI gaben den nächsten Schritt ihrer Technologie-Roadmap bekannt, die darauf abzielt, bis 2030 ein Gasturbinen-Verbrennungssystem zu entwickeln, das 100 % Ammoniak nutzen kann.