Marché MRO de turbines à vapeur – Données historiques (2019-2024), tendances mondiales 2025, prévisions de croissance 2037
Le marché MRO des turbines à vapeur en 2025 est estimé à 24,07 milliards de dollars. La taille du marché mondial était d'environ 23,45 milliards de dollars en 2024 et devrait croître à un TCAC de plus de 3,3 %, dépassant les 35,76 milliards de dollars de revenus d'ici 2037. L'Amérique du Nord pourrait atteindre 11,8 milliards de dollars d'ici 2037, stimulée par la demande en systèmes de cogénération et l'utilisation croissante des turbines à vapeur.
Les technologies des turbomachines à vapeur et à gaz ont gagné en popularité en raison de leur capacité à résister à des conditions environnementales difficiles. Les turbines à vapeur et à gaz sont des technologies énergétiques établies qui constituent aujourd'hui 80 % de la production totale d'électricité des États-Unis, dont 34 % pour les turbines à gaz à cycle combiné (CCGT). Les centrales de production combinée de chaleur et d'électricité (CHP) ou de cogénération ont également un rôle central à jouer dans la production de chaleur pour les industries lourdes. En règle générale, les systèmes de cogénération ont une efficacité énergétique de 60 à 80 %. Actuellement, des efforts de R&D sont déployés pour développer des composants capables de résister aux facteurs de stress environnementaux tels que les températures élevées, la poussière, les produits chimiques acides et corrosifs, l'irradiation, l'exposition à l'hydrogène, les contraintes mécaniques et les fluides chargés de particules.
La chaîne d'approvisionnement du marché MRO des turbines à vapeur comprend des matières premières primaires, notamment les alliages d'acier, l'acier et les alliages de nickel. La dynamique du commerce mondial de ces matériaux façonne le paysage de l’industrie MRO des turbines à vapeur. La valeur du commerce mondial de la poudre d'acier allié s'élevait à 840 millions de dollars en 2022, le Japon (185 millions de dollars) étant le principal exportateur et la Chine (129 millions de dollars) le premier importateur. Les importations d’acier de l’ASEAN sont restées élevées en 2023 et se sont élevées à 50 MMT. En regardant la répartition par pays, les importations de la Thaïlande étaient de 14,7 MMT, celles du Vietnam de 12,3 MMT et celles de l'Indonésie de 13,3 MMT respectivement. Les exportations d'acier du Japon sont restées stables en 2023 et ont enregistré une légère augmentation des importations malgré la faiblesse de la demande. En outre, une forte baisse des exportations de produits plats vers la Chine a été observée (-32 % par an par rapport à 2022), compensée par une hausse significative des exportations vers la Corée (+30,7 %) et la Turquie (+5,5 %).
Les États-Unis étaient le deuxième importateur d'acier au monde en 2023, selon l'Administration du commerce international (ITA). Les États-Unis ont importé 25,6 MMT d’acier en 2023, soit une baisse de 8,7 % par rapport aux 28,0 millions de tonnes métriques de 2022. En 2023, le pays a importé de l’acier de 79 pays et territoires. L'analyse annuelle comparative de la production américaine, des importations et des cinq principaux producteurs est mentionnée ci-dessous.
États-Unis Pénétration globale de la production et des importations
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2020 |
2021 |
2022 |
2023 |
|
Volume de production |
72,7 M |
85,8 M |
80,5 M |
81,4 M |
|
Consommation apparente |
86,6 M |
106,8 M |
100,9 M |
98,8 M |
|
Volume d'importation |
20,0 M |
28,6 M |
28,0 M |
25,6 M |
|
Importer la pénétration |
23,10 % |
26,74 % |
27,76 % |
25,90 % |
Source : ITA
États-Unis Meilleurs producteurs en 2023
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Classement |
Entreprise |
Production (MMT) |
Produits clés |
|
1 |
Nucor |
17h40 |
Barres, tôles, poutres, plaques |
|
2 |
Cliffes de Cleveland |
13h30 |
Laminés à chaud, laminés à froid, inoxydables, électriques, tôles, fer blanc, longs et tubulés |
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3 |
US Steel Corp. |
12h40 |
Tôles enduites laminées à chaud, laminées à froid, produits tubulaires |
|
4 |
Dynamique de l'acier |
9,60 |
Laminés plats, structurels, barres, rails |
|
5 |
Entreprise de métaux commerciaux |
4.10 |
Barres d'armature, barres, sections, billettes |
Source : ITA
Les turbines à vapeur atteignent thermodynamiquement un rendement isentropique de 20 à 70 %, ce qui équivaut à de faibles coûts de production d'électricité. De plus, les turbines à contre-pression offrent une production d’électricité souvent inférieure à 0,04 USD/kWh. Outre les économies d'électricité, la réduction des critères de pollution et les avantages accessoires liés à l'électricité sur site permettent de récupérer l'investissement initial. Les dépenses en capital d'un turbogénérateur à contre-pression équipé d'un appareillage de commutation électrique vont de 900 kW pour un petit système à moins de 200 USD/kW pour un système plus grand d'une capacité supérieure à 2 000 kW. Malgré la récupération des investissements, le MRO recèle des opportunités potentielles grâce à l'expansion rapide des processus industriels et à l'adoption des turbines à vapeur.
Une turbine à vapeur comporte plusieurs composants mobiles, tels que des rotors, des disques, des pales, des broches et des carénages ; des composants fixes, tels que des pales, des buses et des aubes ; et des composants supplémentaires, tels que des joints, des socles, des boîtiers et des capots. Ils sont fabriqués à partir de divers métaux. Il s'agit d'alliages de titane, d'alliages de cobalt, de superalliages de nickel, d'aciers au carbone, d'aciers inoxydables et d'aciers alliés. Au fil du temps, des ruptures de fatigue résultent des pièces en rotation. exposition à de fortes forces centrifuges, à des charges cycliques et à des variations de température. D'autres problèmes importants liés aux turbines à vapeur incluent les piqûres, la corrosion accélérée par écoulement, la fatigue par corrosion des aubes et la fissuration par corrosion sous contrainte des rotors et des disques.
Les considérations de conception et les techniques de contrôle de la corrosion peuvent réduire (mais pas éliminer complètement) les nombreux mécanismes de corrosion actifs dans les turbines à vapeur. Ces processus comprennent la lixiviation, la galvanisation, le fretting, l'assaut intergranulaire, l'érosion et les crevasses. Les niveaux d'impuretés de la vapeur, le contrôle du pH, la gestion du débit et de la vitesse sont des éléments importants qui contribuent à la corrosivité de l'environnement. Selon l'EPRI, la corrosion des turbines à vapeur coûte à l'économie américaine plus d'un milliard de dollars par an, alimentant ainsi le marché MRO des turbines à vapeur.
Marché MRO des turbines à vapeur : moteurs de croissance et défis
Moteurs de croissance
- Les turbines à vapeur pour équipements rotatifs génèrent des coûts MRO et des économies d'énergie : les turbines à vapeur sont les principaux moteurs de l'entraînement des compresseurs d'air, des ventilateurs à tirage forcé ou induit, des pompes à eau d'alimentation de chaudière, des soufflantes et d'autres équipements rotatifs. Une turbine à vapeur de 300 ch, selon les estimations du DOE, a un rendement isentropique de 43 % et un débit de vapeur de 26 lb/ch/h grâce à l'introduction d'une jauge de 600 livres par pouce carré (psig)/750 °F de vapeur pour un échappement de 40 psig/486 °F. Compte tenu du prix du gaz naturel de 8,00 USD/MMBtu et d'un rendement de chaudière de 80 %, le coût d'exploitation de la turbine à vapeur est de 8,00 USD/heure. Un moteur de 300 ch avec un rendement à pleine charge de 95 % nécessiterait une énergie de 235,6 kWh/h et un entraînement par turbine à vapeur peut permettre de réduire les coûts lorsque le prix de l'électricité dépasse 3,4 cents/kWh.
Les coûts énergétiques d'une installation et les heures de fonctionnement annuelles de la pompe à eau alimentaire ont un impact significatif sur les économies d'énergie annuelles globales. Le tableau ci-dessous montre les économies d'énergie annuelles pour différents tarifs électriques et calendriers d'entretien, de réparation et de fonctionnement des pompes. Les coûts de maintenance des turbines à vapeur doivent être comparés aux coûts de maintenance des moteurs électriques, en plus des économies sur les coûts opérationnels.
Économies d'énergie annuelles lors de l'utilisation d'un entraînement de pompe à eau d'alimentation de turbine à vapeur*, (coûts en USD)
|
Coûts d'électricité, $/kWh |
Heures de fonctionnement annuelles de la pompe à eau d'alimentation |
||||
|
2 000 |
4 000 |
6 000 |
7 000 |
8 760 |
|
|
0,04 |
2 830 |
5 650 |
8 480 |
9 900 |
12 380 |
|
0,05 |
7 540 |
15 080 |
22 620 |
26 390 |
33 020 |
|
0,075 |
19 320 |
38 640 |
55 960 |
67 620 |
84 620 |
*Les économies sont basées sur le fonctionnement d'une turbine à vapeur de 300 ch avec un débit de vapeur de 26 lb/hp-h. Un coût du gaz naturel de 8,00 $/MMBtu est supposé.
Source : DOE des États-Unis
- Développements technologiques pour des gains d'efficacité potentiels : Plusieurs facteurs de conception, d'intégration technologique, d'exploitation et de maintenance (O&M) influencent l'efficacité des unités de production d'électricité (EGU) stationnaires à turbine à combustion, y compris les turbines à vapeur.
Comparaison de diverses améliorations technologiques des turbines
|
Option de mise à niveau de la turbine à combustion |
Augmentation des MW (%) |
Impact du taux de chaleur (%) |
Coût d'investissement ($/kW) |
|
Mise à niveau complète |
10-20 |
1-5 |
150-250 |
|
Ailettes directrices d'entrée à haut débit |
4.5 |
1 |
<100 |
|
Revêtements pour sections chaudes |
5-15 |
0,5-1 |
50-100 |
|
Revêtements pour compresseur |
0,5-3 |
0,5-3 |
50 |
|
Brumisation de l'air d'entrée |
5-15 |
1-5 |
50-100 |
|
Suralimentation et brumisation |
15-20 |
4 |
200 |
Source : EPA
L'entretien et la réparation des composants du générateur de vapeur à récupération de chaleur (HRSG) affectent les performances de la turbine. Des contaminants tels que le bisulfate d'ammonium peuvent s'accumuler dans le HRSG et entraîner des pertes de pression. Selon le rapport 2023 de l'EPA, GE a éliminé 14 tonnes de débris, réduisant ainsi la contre-pression de la turbine de 8 pouces dans la colonne d'eau et les économies annuelles de carburant ont rapporté 500 000 USD. De même, les condenseurs nécessitent un entretien et des réparations réguliers pour garantir des performances optimisées. Des révisions de turbines de 2 à 12 millions de dollars pour des turbines à vapeur de 200 MW peuvent entraîner des améliorations du rendement thermique allant jusqu'à 300 Btu/kWh. De plus, des pratiques d'exploitation et d'entretien correctes peuvent potentiellement limiter les taux de chauffage de 30 à 70 Btu/kWh, ce qui représente environ 0,7 % du cycle de vapeur. La réparation et la modernisation des pompes d'alimentation améliorent les taux de chauffage du cycle de vapeur de 0,25 à 0,5 % pour des coûts compris entre 250 000 et 350 000 USD.
Défis
- Utilisation croissante de l'énergie solaire pour la production d'électricité : on estime que l'investissement élevé dans l'énergie solaire en raison de l'adoption croissante de sources d'énergie naturelles entrave la croissance du marché MRO des turbines à vapeur et constitue une menace de substitution. L'augmentation du nombre d'installations de centrales solaires dans de nombreux bâtiments résidentiels et commerciaux freine la croissance du marché dans les années à venir.
- Pénurie de main-d'œuvre qualifiée : le secteur MRO connaît une pénurie de techniciens et d'ingénieurs qualifiés maîtrisant la maintenance des turbines en cours d'eau. Cette pénurie peut entraîner une augmentation des coûts de main-d'œuvre et des retards potentiels dans les calendriers de maintenance, affectant ainsi l'efficacité opérationnelle globale.
Marché MRO des turbines à vapeur : informations clés
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Année de référence |
2024 |
|
Année de prévision |
2025-2037 |
|
TCAC |
3,3% |
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Taille du marché de l’année de référence (2024) |
23,45 milliards de dollars |
|
Taille du marché de l’année de prévision (2037) |
35,76 milliards de dollars |
|
Portée régionale |
|
Segmentation MRO de turbines à vapeur
Combustible végétal (charbon, gaz naturel, nucléaire)
On estime que le segment du gaz naturel remportera la plus grande part de marché MRO de turbines à vapeur, soit environ 38 % d'ici 2037, en raison de l'adoption croissante de la production d'électricité durable. L'adoption de turbines à gaz pour le chauffage de l'eau dans les industries propulse l'expansion du segment. On estime que l’essor de l’industrie pétrolière et gazière entraînera une utilisation accrue de petites turbines à vapeur, qui constitue un autre facteur de croissance. Selon l'analyse de Research Nester, l'industrie mondiale du pétrole et du gaz devrait passer de 7 000 milliards USD en 2022 à 7 300 milliards USD en 2023.
Prestataire de services (fabricants d'équipement d'origine, fournisseurs de services indépendants, internes)
Le segment des fabricants d'équipement d'origine (OEM) sur le marché MRO des turbines à vapeur devrait recueillir une part importante d'environ 46 % au cours de la période prévue. La prolifération du segment est attribuée aux accords à long terme entre les équipementiers et les producteurs d'électricité. La disponibilité et l’utilisation de pièces d’origine à un bon rapport qualité-prix devraient avoir un impact positif sur la croissance du segment. Selon un rapport d'avril 2022 de l'Office of Scientific and Technical Information (OSTI) du DOE des États-Unis, les équipementiers tels que GE, ainsi que les fournisseurs de services, mettent à niveau les seaux de dernière étape (LSB) et les anneaux de garniture avec des méthodes de fabrication traditionnelles.
La réparation proposée basée sur la fabrication additive (FA) devrait profiter aux exploitants de centrales à turbine à vapeur. Lors d'une panne typique d'une turbine à vapeur, les centrales électriques centralisées perdent entre 150 000 et 500 000 USD par jour. Souvent, les interruptions de maintenance durent de 4 à 8 semaines. Cela a conduit à un besoin émergent de mises à niveau du LSB, offrant des avantages financiers importants aux exploitants d'usines et leur permettant de réparer les pièces concernées. De plus, le remplacement des pièces existantes non concernées ou concernées par des alternatives plus efficaces pour mettre à niveau la révision pendant la période de panne améliore la maintenance et l'efficacité opérationnelle.
Notre analyse approfondie du marché mondial MRO des turbines à vapeur comprend les segments suivants :
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Combustible végétal |
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Capacité |
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Fournisseur de services |
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Personnaliser ce rapportIndustrie MRO des turbines à vapeur – Synopsis régional
Prévisions du marché nord-américain
Le marché MRO des turbines à vapeur en Amérique du Nord devrait représenter la plus grande part des revenus, soit 33 % d'ici 2037. On estime également que les applications croissantes dans les systèmes de production combinée de chaleur et d'électricité propulseront la croissance du marché. L’utilisation croissante des turbines à vapeur est attribuée au fait que le sous-produit des turbines à vapeur génère de l’électricité, ce qui augmente l’efficacité et profite à la consommation électrique élevée de la région. On estime ainsi qu’il propulsera la croissance du marché MRO des turbines à vapeur au cours de la période de prévision. Le commerce mondial des turbines à vapeur s'élevait à 3,62 milliards de dollars et était le 637ème article le plus échangé sur 1218 produits. Les États-Unis figuraient parmi les cinq principaux exportateurs, avec une valeur de 322 millions de dollars, et représentaient 9,16 % de toutes les exportations. En termes de valeur des importations, le Canada détenait une valeur de 86,4 millions USD (part de 2,38 %) et les États-Unis représentaient 211 millions USD de commerce entrant (part de 5,81 %).
Le marché MRO des turbines à vapeur aux États-Unis est stimulé par la forte consommation d'électricité dans les secteurs résidentiels et commerciaux. Au 4 février 2025, la demande horaire aux États-Unis était de 410 326 mégawattheures (MWh), selon l'EIA. La demande d'électricité pour les utilisateurs finaux, y compris les centres de données, a affiché un rythme effarant, atteignant 176 TWh en 2023, contribuant à 4,4 % de la consommation globale d'électricité. Les serveurs accélérés par GPU dans le pays, s'ils fonctionnent à 50 % de leur capacité, généreront environ 580 TWh en 2028 pour les opérations des centres de données. Cela représente une prévision de 6,7 % à 12,0 % de la consommation d'électricité en 2028. La demande horaire d'électricité dans le Connecticut le 29 janvier 2025 était de 3 741 MWh, 1 647 MWh dans le Maine, 1 628 MWh dans le New Hampshire, 3 211 MW dans le nord-est du Massachusetts, 1 045 MW dans le Rhode Island, 1 903 sud-est du Massachusetts et 2 171 ouest/centre du Massachusetts.
Prévisions du marché européen
Le marché MRO des turbines à vapeur en Europe devrait détenir la majorité des parts d'ici la fin de 2037, principalement en raison de la mise à niveau croissante des systèmes visant à améliorer la capacité énergétique, et on estime que les performances des turbines dans la région influenceront positivement le marché MRO des turbines à vapeur. L'Allemagne et l'Italie sont devenues les principaux exportateurs de turbines à vapeur, avec des valeurs commerciales de 516 millions USD et 222 millions USD en 2022. Le Royaume-Uni figurait parmi les cinq principaux importateurs avec une valeur entrante de 183 millions USD en 2022, selon l'OEC.
En octobre 2024, le Royaume-Uni a produit 23,4 TWh d'électricité nette, soit une augmentation de 1,2 % d'une année sur l'autre par rapport au même mois de l'année précédente. Sur le mix électrique total, 51,3 % provenaient de sources renouvelables et 36,2 % de combustibles fossiles. Le gaz reste le principal combustible fossile, représentant 34,5 % du mix électrique total. Lorsque la dernière centrale électrique au charbon a fermé ses portes à l'automne 2024, la contribution du charbon est tombée à zéro.
Production nette, commerce, utilisation et amp; Perte, en octobre 2024 (GWh)
|
Produit |
Valeur (en GWh) |
|
Électricité |
23350.0795 |
|
Nucléaire |
2917.9964 |
|
Hydro |
528.643 |
|
Total des combustibles combustibles |
12171.15 |
|
Charbon, tourbe et gaz manufacturés |
10.7661 |
|
Pétrole et produits pétroliers |
98.5727 |
|
Gaz naturel |
8058.803 |
|
Énergies renouvelables combustibles |
3719.975 |
|
Autres combustibles non renouvelables |
283.0326 |
|
Solaire |
681.9569 |
|
Autres énergies renouvelables |
0,9342 |
|
Total d'énergies renouvelables (hydroélectricité, géo, solaire, éolien, autres) |
11980.91 |
|
Total des importations |
3130.749 |
|
Total des exportations |
610.26 |
|
Utilisé pour le stockage par pompage |
199.0015 |
|
Pertes de distribution |
2556.154 |
|
Consommation finale (calculée) |
23115.41 |
Source : AIE
Entreprises dominant le marché mondial du MRO de turbines à vapeur
- ENTREPRISE GÉNÉRALE D'ÉLECTRICITÉ
- Présentation de l'entreprise
- Stratégie commerciale
- Offres de produits clés
- Performances financières
- Indicateurs de performances clés
- Analyse des risques
- Développement récent
- Présence régionale
- Analyse SWOT
- HYUNDAI HEAVY INDUSTRIES TURBOMACHINERY Co., Ltd.
- Mitsubishi Power, Ltd.
- Ansaldo Energia S.p.A.
- Groupe Elliott
- Kessels
- Shanghai électrique
- Stork Technical Services Holding B.V.
- Sulzer Ltée
- Siemens A
Les acteurs du marché MRO des turbines à vapeur capitalisent sur la demande d'O&M en s'engageant stratégiquement dans des collaborations, des fusions et acquisitions, le développement de nouvelles installations de fabrication et des lancements de produits. En outre, le taux d’adoption élevé dans les industries lourdes présente des opportunités prometteuses pour les entreprises opérant sur le marché MRO des turbines à vapeur. Certains d'entre eux incluent :
In the News
- En septembre 2024, Mitsubishi Power a achevé la construction de la huitième et dernière unité M701JAC d'un projet de centrale électrique au gaz naturel de 5 300 MW en Thaïlande.
- En août 2024, Mitsubishi Power a reçu une commande de Samsung C&T Corporation d'Arabie saoudite pour la fourniture de sa turbine à gaz à cycle combiné (CCGT) M501JAC, prête à l'hydrogène, pour un nouveau projet de centrale de cogénération industrielle de vapeur et d'électricité en Arabie saoudite.
- En avril 2024, en vertu des règles de l'UE en matière d'aides d'État, la Commission européenne a annoncé l'approbation de mesures grecques d'un montant de 1,03 milliard USD destinées à soutenir deux projets de production et de stockage d'énergie renouvelable en Grèce, contribuant à la réalisation des objectifs du pacte vert pour l'Europe et du projet Fit for 55 ' paquet, en permettant l'intégration des sources d'énergie renouvelables dans le système électrique grec.
Crédits des auteurs: Dhruv Bhatia
- Report ID: 3326
- Published Date: Apr 30, 2025
- Report Format: PDF, PPT
