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人工光合作用市场规模预计到 2035 年底将获得 2.58 亿美元的收入，在预测期内（即 2023 年至 2035 年）复合年增长率约为 17%。此外，该市场产生的收入为 6800 万美元到 2022 年。这种增长归因于人们对环境的日益关注。人口膨胀或密度增加是环境恶化的原因之一。为了提高可持续性，个人更加致力于改变自己的行为，并且更加关注解决环境问题。此外，人工光合作用可以吸收和减少二氧化碳来制造燃料，这将有助于利用液体燃料，而不会损害环境或使地球过热。 2019 年，全球超过 70% 的人因日益关注的环境问题而团结起来。
除此之外，据信推动人工光合作用市场增长的因素还包括增加政府资金和研发补助金。为了进一步提高盈利能力、生产力和效率，政府正在为人工光合作用技术的开发提供补贴和资金。例如，为了利用阳光生产燃料，美国能源部 (DOE) 宣布提议在五年内投资 1 亿美元用于人工光合作用研究，以创建类似于自然光合作用的人工光合作用系统。
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增长动力
对环保燃料的需求不断增加——由于化石燃料的供应有限、枯竭以及对环境的负面影响，化石燃料作为一种能源仍然是不可持续的。因此，对可持续和环保替代能源的需求增加了。人工光合作用可用于制造由碳氢化合物制成的燃料，从而有效地替代化石燃料。 2019年，全球超过10%的一次能源是通过可再生技术生产的。
增加绿色氢的使用——由于碳排放量不断增加，特别是工业和交通运输领域的碳排放量，绿色氢越来越受欢迎。此外，预计绿色氢的使用增加将增加对人工光合作用的需求。据估计，2021年，全球氢需求增长超过2%，主要是由于化学和炼油行业活动的增加。
消费者支出能力不断增强——人均收入增加带来的消费者购买力不断增强，推动了对农作物的需求。此外，人工光合作用技术可用于种植农作物。例如，科学家发明了一种人工光合作用技术，可以让植物在黑暗中生长。数据显示，截至2022年1月，印度消费者支出超过20万亿卢比。
绿色技术和可持续发展的接受度不断提高——由于人们环保意识的不断提高，绿色技术的采用正在不断增加。此外，人工光合作用是完美的能源，因为它可以提供清洁燃料，而不产生任何负面副产品，例如温室气体。 2020 年，全球超过 50% 的人可以获得清洁烹饪燃料和技术。
挑战
极高的资本支出——人工光合作用的目标是复制自然光合作用的过程，将太阳能转化为化学燃料，有时称为太阳能燃料。模仿自然是一项具有挑战性但有价值的努力，因为它可能带来价值数千亿美元的发现。人工光合作用的潜力经常因各种原因受到批评，包括缺乏技术能力、缺乏能量储存方法以及成本高和效率低。
需要催化剂优化和光阳极材料稳定性
用于人工光合作用的材料缺乏稳定性
基准年 | 2022年 |
预测年份 | 2023-2035 |
复合年增长率 | 〜17% |
基准年市场规模（2022 年） | ~ 6400 万美元 |
预测年度市场规模（2035 年） | ~ 2.58 亿美元 |
区域范围 |
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根据氢、碳氢化合物、化学品等的应用对市场进行需求和供应细分和分析。在这四种类型中，碳氢化合物领域预计将在预计的时间内获得最大的市场份额。该领域的增长可归因于碳氢化合物使用量的增加。世界上大部分碳氢化合物用于供暖、发电和用作燃料。碳氢化合物的多功能性和高能量密度使其成为许多最终用途应用的理想和实用工具，包括石化厂的原料、化学品和合成橡胶。此外，人工光合作用预计将成为一种仅利用二氧化碳、水和阳光来制造碳氢化合物的经济有效的方法。例如，科学家发现使用富电子金纳米颗粒作为催化剂生产高能碳氢化合物是实现人工光合作用的一种新方法。 2021 年，烃类气体液体 (HGL) 的总使用量占美国石油总消耗量的 10% 以上。
市场还按技术细分和分析供需，分为共电解和光电催化。在这两个细分市场中，共电解细分市场预计将占据重要份额。这种增长可归因于全球温室气体的激增。共电解是将二氧化碳电还原成一氧化碳 (CO) 等增值产品，是减少温室气体排放的好方法。此外，集成人工光合作用提供了最佳的碳回收系统，该系统结合了高效太阳能和二氧化碳电解，具有高生产率和选择性。与自然光合作用相比，该集成系统旨在利用光伏电池的高效率和单个组件设计的自由度，实现从阳光到碳氢化合物产品的高能量转换效率。
我们对市场的深入分析包括以下细分市场：
通过催化剂 |
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按申请 |
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按技术 |
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预计到 2035 年底，北美人工光合作用市场将在所有其他地区的市场中占据最大的市场份额。该市场的增长主要归因于人们对温室气体排放意识的不断提高。该地区的人们消耗更少的能源并采用绿色技术来减少碳足迹和温室气体排放。此外，该地区越来越多的人因为想要保护环境而选择可持续的选择。此外，北美地区国家正在增加对燃料电池和碳回收等尖端能源技术的投资，这将增加该地区对人工光合作用的需求。例如，人工光合作用对环境有利，因为它可以帮助去除大气中多余的二氧化碳并向生态系统释放有益的氧气。据测算，2022年，美国温室气体排放量将增加1%以上。
在所有其他地区的市场中，欧洲人工光合作用市场预计在预测期内将以最高的复合年增长率增长。这种增长归功于不断增加的研发活动。例如，该地区正在进行越来越多的针对各种应用的人工光合作用的研究。欧洲及其成员国的大多数国家在很大程度上依赖外国化石能源。此外，基于化石燃料的主要能源的使用与社会和环境因素相关，这无疑会影响生活质量。近年来，欧洲开始努力支持人工光合作用的发展。此外，欧洲合作伙伴 A-LEAF 旨在开发一个人工光合作用平台，将太阳能转化为化学能，并作为化石燃料的可持续替代品。
此外，预计到 2035 年底，亚太地区市场将在所有其他地区的市场中占据大部分份额。为了实现政府温室气体减排目标，已采用绿色技术是亚太地区的。此外，中国、日本和韩国等国家正在增加对尖端燃料电池、碳回收以及其他能源和燃料生产技术的投资。 2020年8月，中国研究人员在北京开发出一种太阳能-燃料转化效率超过20%的人工光合作用系统（新华社）。
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松下公司
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恩吉
东芝公司
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富士通
赢创工业股份公司
富士胶片株式会社
丰田中央研究所
三菱化学株式会社
《十二》（以前称为《作品 12》）
西门子能源公司委托建造了一座原型工厂，利用水和二氧化碳生产化学品。这是一种革命性的人工光合作用技术，应该通过提供新的、更可持续的替代品来帮助能源革命的成功。
丰田中央研发实验室声称，通过提高人工光合作用技术的效率并增加设备的尺寸，甚至超越了植物。该技术的转换效率从此超越了植物。研究人员希望这项技术有一天能够捕获公司释放的二氧化碳并将其用于合成光合作用。
作者学分: Payel Roy, Dhruv Bhatia