Marktbericht zur thermischen Energiespeicherung: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Speichermaterial (Wasser, Salzschmelze, Phasenwechselmaterial, Sonstige), Technologie (fühlbare Wärme, latente Wärme, thermochemisch), Anwendungen (Stromerzeugung, Fernwärme und -kälte, Prozesswärme und -kälte), Endnutzer (Wohn- und Gewerbeimmobilien, Industrie, Energieversorger) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika), Prognosen 2025–2033

Wachstumsfaktor für den Markt für thermische Energiespeicherung

Steigende Nachfrage nach erneuerbarer Energie

Ein Hindernis bei erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie ist ihre intermittierende Natur. Die Solarstromerzeugung hängt von der Sonneneinstrahlung ab, die Windstromerzeugung von der Windgeschwindigkeit. Die Energieerzeugung dieser Quellen schwankt im Tagesverlauf und fällt möglicherweise nicht mit den Spitzenzeiten des Strombedarfs zusammen. Daher erfordert der zunehmende Einsatz erneuerbarer Energien effiziente Energiespeichertechnologien, wie beispielsweise thermische Energiespeicher, um die schwankende Versorgung zu bewältigen und eine nachhaltigere und robustere Energieinfrastruktur zu fördern.

Laut einer Analyse der Internationalen Energieagentur (IEA) werden erneuerbare Energiequellen bis 2026 voraussichtlich zu etwa 95 % zum weltweiten Wachstum der Stromerzeugungskapazität beitragen. Zu diesen Quellen gehören unter anderem:Solare Photovoltaik (PV)Allein der Energiesektor wird voraussichtlich mehr als die Hälfte des Wachstums ausmachen. Der prognostizierte Anstieg der Kapazität erneuerbarer Energien von 2021 bis 2026 wird voraussichtlich 50 % höher ausfallen als der Anstieg von 2015 bis 2020. Dies wird durch eine verstärkte Unterstützung seitens der Regierungen und die Ankündigung ambitionierterer Ziele für saubere Energie vor und während der COP26-Klimakonferenz begünstigt. Daher wird erwartet, dass der steigende Bedarf an erneuerbarer Energie das Wachstum des globalen Marktes beschleunigen wird.

Steigende Nachfrage nach Kühlung und Klimaanlagen

Der steigende Bedarf an Kühlung und Klimatisierung in Wohn-, Gewerbe- und Industriegebäuden ist ein weiterer Faktor, der das Wachstum des Marktes für thermische Energiespeicher (TES) ankurbelt. TES-Systeme speichern Kälteenergie bei geringem Bedarf und geben sie bei hohem Bedarf wieder ab, um Kühlung und Klimatisierung zu gewährleisten. Dies kann zu einem geringeren Stromverbrauch und niedrigeren Kosten für Kühl- und Klimasysteme sowie zu einer Reduzierung der Spitzenlast im Stromnetz führen. Statista prognostiziert, dass der globale Markt für Klimaanlagen bis 2024 einen Umsatz von 67,32 Milliarden US-Dollar erzielen wird. Es wird erwartet, dass der Markt zwischen 2024 und 2028 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,42 % wachsen wird.

Darüber hinaus prognostiziert die Internationale Energieagentur (IEA), dass die Anzahl der Klimaanlagen in Gebäuden weltweit bis 2050 auf 5,6 Milliarden ansteigen wird – ein deutlicher Anstieg gegenüber den derzeitigen 1,8 Milliarden. Dieser sprunghafte Anstieg des Klimaanlagenverbrauchs wird zu einer Verdreifachung des globalen Energieverbrauchs für Klimaanlagen führen. Konkret bedeutet dies, dass in diesem Zeitraum 10 Klimaanlagen pro Sekunde verkauft werden. Dies wird eine erhebliche Nachfrage nach Wärmespeichersystemen (TES) in der Kälte- und Klimatechnikbranche auslösen.

Hemmender Faktor

Hohe Anschaffungs- und Wartungskosten

Die hohen Anschaffungs- und Wartungskosten von Wärmespeichersystemen (TES) stellen ein wesentliches Hindernis für das Wachstum des TES-Marktes dar. TES-Systeme erfordern neben den laufenden Kosten für Wartung und Betrieb erhebliche Vorabinvestitionen für die Installation. Darüber hinaus hängen die Kosten von verschiedenen Faktoren ab, darunter die eingesetzte Technologie, die Systemgröße, das Speichermaterial und der Standort. Der typische Preis für TES-Systeme liegt zwischen 50 und 100 US-Dollar pro kWh und variiert je nach Technologie und Speichermaterial. Die hohen Kosten von TES-Systemen können potenzielle Nutzer abschrecken, insbesondere in Entwicklungsländern, in denen Energieversorgung und -zugänglichkeit eingeschränkt sind.

Marktchancen

Erweiterung der Produktionsanlage

Die führenden Marktteilnehmer im TES-Markt priorisieren den Ausbau ihrer Produktionsanlagen, um die stetig wachsende Nachfrage nach erneuerbaren Energiequellen zu befriedigen.

• Beispielsweise nahm das Startup RayGen, das eine innovative Hochtemperatur-Wärmespeichertechnologie einsetzt, im September 2023 ein 50-MWh-Kraftwerk in Victoria, Australien, in Betrieb. Das Kraftwerk ist mit Photovoltaik-Systemen (PV) integriert. Das kürzlich gestartete Projekt des Unternehmens kombiniert eine 4-MW-Freiflächen-Photovoltaikanlage mit einem 2,8-MW/50-MWh-Energiespeicher. Dieses System soll eine kostengünstige Lösung bieten, um erneuerbare Energie bedarfsgerecht bereitzustellen und nicht von der Verfügbarkeit von Sonnenlicht oder Wind abhängig zu sein.

Darüber hinaus eröffnete Brenmiller Energy, ein israelisches Unternehmen für thermische Energiespeicher, im Mai 2023 eine Fabrik, um bis Ende 2023 eine jährliche Produktionskapazität von 4 GWh zu erreichen. Laut Unternehmen handelt es sich dabei um die weltweit erste Gigafabrik. Die Fabrik in Dimona, Israel, soll als Hauptproduktionsstätte dienen. Die Produktionslinien sollen bis Ende des Jahres ihre maximale Kapazität erreichen und die jährliche Herstellung von 4 GWh der bGen-Module von Brenmiller ermöglichen. Diese Faktoren dürften neue Marktchancen eröffnen.

Einblicke in Speichermaterialien

Basierend auf dem Speichermaterial ist der globale Markt in Wasser, Salzschmelze, Phasenwechselmaterialien (PCM) und Sonstige unterteilt. Salzschmelze ist das vorherrschende und optimale Speichermedium für …Konzentrierte Solarenergie (CSP)Aufgrund ihrer Fähigkeit, Hochtemperaturwärme zu speichern und die Wärmeabgabe zu minimieren, eignen sich diese Anlagen für Wärmespeicher. Der Markt für thermische Energiespeicher auf Basis von geschmolzenen Salzen dürfte aufgrund der Fähigkeit dieser Geräte, große Energiemengen zu speichern und zuverlässig und konstant Strom nach Bedarf bereitzustellen, ein signifikantes Wachstum erfahren. Die Akzeptanzrate der Systeme dürfte aufgrund der Kombination aus hoher volumetrischer Wärmekapazität, hohem Siedepunkt und niedrigem Dampfdruck, die entscheidende Parameter darstellen, steigen.

Technologische Einblicke

Basierend auf der Technologie ist der globale Markt in sensible Wärme, latente Wärme und thermochemische Technologien unterteilt. Das Segment der sensiblen Wärme trägt am meisten zum Markt bei. Die Technologie der sensiblen Wärme beschreibt die Übertragung thermischer Energie, die eine Temperaturänderung bewirkt, ohne den Aggregatzustand des betrachteten Stoffes zu verändern. Anders ausgedrückt: Es handelt sich um die Wärmeübertragung, die eine messbare Temperaturänderung eines Stoffes verursacht, beispielsweise die Erhöhung der Temperatur von Luft oder Wasser. Sensible Wärmespeichersysteme nutzen Temperaturänderungen in Speichermaterialien wie Wasser, Salzschmelzen oder Gestein, um Wärme- oder Kälteenergie zu speichern. Aufgrund der steigenden Nachfrage nach Solaranlagen und der weitverbreiteten Anwendung dieser Technologie in Kühl- und Heizsystemen wird erwartet, dass der Markt für sensible Wärme weiterhin dominieren wird.

Anwendungseinblicke

Basierend auf den Anwendungsbereichen ist der globale Markt in Stromerzeugung, Fernwärme und -kälte sowie Prozesswärme und -kälte unterteilt. Das Segment Stromerzeugung dominiert den Weltmarkt. Thermische Energiespeicher (TES) sind unerlässlich, um die Effizienz und Zuverlässigkeit von Stromerzeugungssystemen zu verbessern. Der primäre und bedeutendste Einsatz von TES-Systemen liegt in der Stromerzeugung. Diese Systeme können zuverlässigen und nachhaltigen Netzstrom erzeugen und gleichzeitig die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen verringern. TES erleichtert die Lastverschiebung, indem überschüssige Energie bei geringem Bedarf gespeichert und bei hohem Bedarf wieder abgegeben wird. Dies trägt zur Optimierung des Kraftwerksbetriebs bei und verringert den Bedarf an zusätzlichen Erzeugungskapazitäten zur Deckung von Lastspitzen. TES-Systeme verbessern die Effizienz der thermischen Energienutzung, reduzieren Treibhausgasemissionen und minimieren die Umweltauswirkungen der Stromerzeugung.

Endnutzer-Einblicke

Basierend auf den Endnutzern ist der globale Markt in die Segmente Wohn- und Gewerbeimmobilien, Industrie und Energieversorgung unterteilt. Das Segment Wohn- und Gewerbeimmobilien hält den größten Marktanteil und wird voraussichtlich das stärkste Wachstum verzeichnen. Der prognostizierte Anstieg der Stadtbevölkerung dürfte zu einem deutlichen Anstieg der Bautätigkeit und damit zu einer Expansion dieses Marktes führen. Laut Weltbank lebten 2018 über 55 % der Weltbevölkerung in Städten. Umfangreiche Sanierungs- und Modernisierungsmaßnahmen in Wohn- und Gewerbeimmobilien werden die Nachfrage nach thermischen Energiespeichern positiv beeinflussen. Darüber hinaus haben die Investitionen deutlich zugenommen, was die Modernisierung der Stromerzeugung und der elektrischen Infrastruktur unterstützt und den Ausbau der Stromnetze fördert. Dies dürfte in Kürze zu einem exponentiellen Wachstum in diesem Sektor führen.

Regionalanalyse

Europa ist der bedeutendste Marktteilnehmer weltweit und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich deutlich wachsen. Der Markt für thermische Energiespeicher (TES) in Europa verzeichnet ein rasantes Wachstum aufgrund des steigenden Bedarfs an Energiespeicherung und Netzstabilität. Dieses Wachstum wird durch strenge Umweltauflagen und -richtlinien angetrieben, die erneuerbare Energien und Energieeffizienz fördern. In Europa sind erneuerbare Energien wie Wind- und Solarenergie weit verbreitet, was den Einsatz von TES-Systemen erforderlich macht, um die intermittierenden und schwankenden Eigenschaften dieser Energiequellen auszugleichen. Laut vorläufigen Prognosen der Europäischen Umweltagentur (EUA) stammten im Jahr 2022 rund 22,5 % des Energieverbrauchs in der Europäischen Union (EU) aus erneuerbaren Quellen. Darüber hinaus verfolgen die Akteure auf dem europäischen Markt verschiedene strategische Ansätze wie Fusionen und Übernahmen, Expansionen, Kapitalbeschaffung und die Entwicklung neuer Produkte, um ihre Marktführerschaft weiter auszubauen.

• Beispielsweise erhielt das deutsche Start-up Kraftblock, spezialisiert auf thermische Energiespeicherung, im August 2023 Finanzmittel, um die Expansion und Kommerzialisierung seiner Innovationen zu beschleunigen. Kraftblock schloss erfolgreich eine Series-B-Finanzierungsrunde ab und sicherte sich insgesamt 21,99 Millionen US-Dollar von sechs Investoren. Zu den namhaften Teilnehmern dieser Runde zählten Shell Ventures und Finindus, eine belgische Risikokapitalgesellschaft, die teilweise vom Stahlhersteller ArcelorMittal finanziert wurde. Etwa zur gleichen Zeit startete die Kyoto Group, ein Unternehmen, das sich auf thermische Energiespeichertechnologie spezialisiert hat, in Dänemark praktische Versuche mit einem 4-MW-Power-to-Heat-System, das mit geschmolzenem Salz arbeitet. Das Gerät mit einer Speicherkapazität von 18 MWh basiert auf der einzigartigen Heatcube-Technologie des norwegischen Unternehmens. Aus den genannten Gründen wird erwartet, dass Europa in den kommenden Jahren eine führende Rolle auf dem globalen Markt für thermische Energiespeicherung einnehmen wird.

Trends auf dem asiatisch-pazifischen Markt für thermische Energiespeicherung

Die Asien-Pazifik-Region dürfte aufgrund der proaktiven Maßnahmen ihrer Regierungen das höchste Wachstum verzeichnen. Darüber hinaus haben der steigende Energieverbrauch und das Bevölkerungswachstum die Marktexpansion beflügelt. Globale Marktteilnehmer kooperieren zudem mit lokalen Partnern, um ihre regionale Präsenz auszubauen.

• Beispielsweise gab Brenmiller Energy Ltd., ein auf thermische Energiespeichersysteme (TES) für Industrie und Energieversorger spezialisiertes Unternehmen für saubere Energie, im Juli 2023 die Unterzeichnung einer Absichtserklärung (MoU) mit Waaree Energies Ltd., Indiens führendem Solarmodulhersteller, bekannt. Ziel dieser Vereinbarung ist die Einführung der bGen™ TES-Technologie in Indien. Diese Ankündigung markiert Brenmillers Markteintritt in Indien und trägt somit zum Wachstum des regionalen Marktes bei.