Mercato delle celle a combustibile a ossido solido: dati storici (2019-2024), tendenze globali 2025, previsioni di crescita 2037
Il mercato delle celle a combustibile a ossido solido nel 2025 è valutato a 2,43 miliardi di dollari. Le dimensioni del mercato globale valevano oltre 2,01 miliardi di dollari nel 2024 e si prevede che registreranno un CAGR superiore al 26,2%, raggiungendo oltre 41,4 miliardi di dollari entro il 2037. Si prevede che l'Asia Pacifico raggiungerà 23,18 miliardi di dollari entro il 2037, grazie a iniziative pubbliche e private che trasformano l'elettricità e la produzione di energia, come il programma ENE-FARM del Giappone.
Negli ultimi decenni, le tecnologie energetiche sono emerse come i principali utilizzatori finali di metalli critici per far fronte al cambio di paradigma della transizione energetica. Ciò ha comportato un’enorme domanda di metalli nobili come il cobalto e il nichel, che sono le materie prime fondamentali necessarie per le celle a combustibile a ossido solido. La Cina rappresenta il 63% del totale dell’estrazione di terre rare, rendendola una risorsa strategica sulla mappa globale. La maggior parte del cobalto (70%) proviene dalla Repubblica Democratica del Congo (Kinshasa) e dalla Cina, con meno progetti di produzione al di fuori di questi paesi.
Nel 2022, la riserva mondiale di miniere di cobalto ammontava a 8.300.000 tonnellate e ne sono state estratte 190.000 tonnellate, principalmente a Kinshasa e la Cina è rimasta il maggiore consumatore. La riserva di nichel ammontava a oltre 100.000.000 di tonnellate e ne sono state estratte 3.300.000. L’Indonesia ha aumentato la propria estrazione di nichel, pari al 20% della quota estratta a livello mondiale. Lo zirconio era il terzo elemento terrestre più grande, con un volume di produzione di 1.400.000 tonnellate di cui 68.000.000 di riserva di tonnellate. I principali esportatori di concentrati di zirconio erano il Senegal, il Sud Africa e l’Australia. Sia il cobalto che il nichel sono i materiali chiave utilizzati nelle celle a combustibile a ossido solido (SOFC) e nelle batterie delle celle elettrolitiche a ossido solido (SOEC), e si prevede che la domanda di entrambi sarà da 2 a 5 volte superiore nel 2040 rispetto agli anni 2010.
Entro il 2033, si prevede che le SOFC troveranno un'adozione diffusa nei settori industriale e commerciale, nei segmenti dell'energia stazionaria, nei data center e nelle istituzioni militari e di difesa, seguiti a ruota dai settori residenziali. D'altro canto, è diventato di vitale importanza continuare la ricerca e lo sviluppo per identificare materiali chimici alternativi avanzati per allontanare la produzione di celle a ossido solido dalla dipendenza dall'estrazione di elementi critici. Nel maggio 2024, l'Ufficio per l'energia fossile e la gestione del carbonio (FECM) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha avviato una RFI per promuovere lo sviluppo di efficienti celle a combustibile reversibili a ossido solido (R-SOFC). Le prospettive sono in linea con l'obiettivo di emissioni di CO2 quasi zero grazie all'aumento della capacità di produzione di idrogeno.
Revisione dei progetti di celle a combustibile a ossido solido fino al 2022
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Numero progetto |
Titolo |
Organizzazione principale |
Finanziamento totale |
Durata del progetto |
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DOE |
Condivisione dei costi |
Da |
A |
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FE0031975 |
Un sistema ibrido altamente efficiente e conveniente per la produzione di idrogeno ed elettricità |
Azienda Phillips 66 |
$ 3.000.000 |
$ 450.000 |
27/09/2020 |
26/09/2023 |
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FE0031976 |
Celle a combustibile a ossidi solidi a basso costo per la produzione di energia distribuita su piccola scala |
Redox Power Systems LLC |
$ 2.060.653 |
$ 665.177 |
01/12/2020 |
30/11/2023 |
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FE0031639 |
Sviluppo di un sistema pilota SOFC di classe MW |
FuelCell Energy Inc |
$ 1.500.000 |
$ 375.001 |
17/08/2018 |
16/02/2023 |
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FWP1022460 |
Sistema energetico integrato con celle a combustibile a ossido solido |
Laboratorio nazionale di tecnologia energetica |
$ 4.000.002 |
$ 0 |
01/04/2019 |
31/03/2022 |
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$ 10.560.655 |
$ 1.490.178 |
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$ 12.050.833 |
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Fonte: NETL
Il settore delle celle a combustibile a ossidi solidi: fattori di crescita e sfide
Fattori di crescita
- Aumento delle iniziative governative e della ricerca e sviluppo sui programmi relativi alle celle a combustibile a ossido solido: i crescenti incentivi governativi sostengono la crescita del mercato delle celle a combustibile a ossido solido. Negli Stati Uniti, diversi programmi forniscono vari incentivi per rafforzare la catena di fornitura nazionale. Ad esempio, l'Office of Fossil Energy (FE), Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, ha erogato 2,8 milioni di dollari in finanziamenti per progetti di ricerca e sviluppo a costi ripartiti. Ciò faciliterà lo sviluppo di una produzione di energia basata sui fossili, competitiva in termini di costi e con emissioni limitate. Inoltre, nel settembre 2020, il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti (DOE) ha annunciato la selezione di 12 progetti che riceveranno circa 34 milioni di dollari per sistemi di celle a combustibile a ossido solido su piccola scala.
Nell’ottobre 2020 la California Energy Commission (CEC) ha approvato 384 milioni di dollari di fondi per un piano di trasporto pulito. Mira a colmare le lacune nelle infrastrutture e nei carburanti a emissioni zero al fine di eliminare gradualmente la vendita di veicoli passeggeri alimentati a benzina entro la fine del 2035. Inoltre, i seguenti investimenti sono stati dedicati allo sviluppo della forza lavoro dei veicoli elettrici medio-pesanti e alle infrastrutture di ricarica:- 129,8 milioni di dollari per veicoli elettrici a zero emissioni (ZEV) pesanti e medi
- 70 milioni di dollari per le infrastrutture per l'idrogeno
- 25 milioni di dollari per la produzione e la fornitura di combustibili a emissioni di carbonio prossime allo zero
- 9 milioni di dollari per la produzione ZEV
Nel luglio 2020 è stato firmato un protocollo d'intesa dai governatori di Colorado, California, Connecticut, Hawaii, Maine, Distretto di Columbia, Maryland, New Jersey, Massachusetts, New York, Oregon, Carolina del Nord, Pennsylvania, Vermont, Rhode Island e Washington. Ha ideato un piano d'azione multistato per far sì che il 30% di tutti i nuovi veicoli medi e pesanti acquistati siano ZEV entro il 2030 e raggiungere il 100% delle vendite entro il 2050. Un altro impegno regionale è stato la Task Force ZEV per promuovere l'implementazione di 3,3 milioni di veicoli a zero emissioni entro la fine del 2025.
- Aumento delle fusioni e acquisizioni: la Fayetteville Public Works Commission (PWC) ha annunciato nel maggio 2022 di aver raggiunto un accordo con Bloom Energy per progettare l'installazione e il funzionamento di celle a combustibile a ossido solido da 1,5 megawatt. Il nuovo progetto ridurrà le emissioni e migliorerà gli sforzi del comune di Fayetteville per raggiungere i criteri di energia pulita della Carolina del Nord. Il sistema genera energia da numerosi flussi di biogas e l'installazione di celle a combustibile sarà situata accanto al P.O. Centro di trattamento delle acque Hoffer.
Sfida:
- Costo di capitale elevato associato alla cella a combustibile a ossido solido: una cella a combustibile a ossido solido è una sintesi complessa di più componenti chimici che ossida elettrocataliticamente metano, GPL e altri combustibili a base di gas naturale per generare elettricità. Poiché la reazione chimica fondamentale è esotermica, la SOFC funziona a temperature estremamente elevate, in genere comprese tra 700 °C e 1.200°C. Gli elettroliti ceramici convenzionali sono inefficaci a queste temperature. Come elettrolita è quindi necessaria la zirconia stabilizzata con ittrio (YSZ). Lo zirconio possiede proprietà simili a quelle del titanio e un punto di fusione di 1.852 °C. Lo zirconio, tuttavia, costa circa il doppio per unità rispetto agli elettroliti a base ceramica.
Mercato delle celle a combustibile a ossido solido: approfondimenti chiave
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Anno base |
2024 |
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Anno di previsione |
2025-2037 |
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CAGR |
26,2% |
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Dimensioni del mercato dell’anno base (2024) |
2,01 miliardi di dollari |
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Dimensione del mercato dell'anno di previsione (2037) |
41,4 miliardi di dollari |
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Ambito regionale |
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Segmentazione delle celle a combustibile a ossido solido
Tipo (planare, tubolare)
Si stima che il segmento planare nel mercato delle celle a combustibile a ossido solido otterrà una quota significativa delle entrate nel periodo di tempo previsto. La geometria semplice e il metodo di costruzione relativamente semplice stanno contribuendo all'emergere della cella a combustibile planare a ossido solido. Le celle a combustibile planari a ossido solido sono la scelta preferita per il backup di potenza e le variazioni di tensione grazie alla loro elevata efficienza, grande capacità e capacità di generazione continua di energia. Le SOFC planari raggiungono densità di potenza maggiori rispetto alle SOFC tubolari. Ad esempio, Elcogen AS fornisce celle a ossido solido compatibili con stack di terze parti. Si tratta di celle ceramiche planari, supportate da anodi. La temperatura operativa bassa della cella, ovvero (650 °C), consente una durata prolungata e l'uso di componenti a basso costo a livello di stack e di sistema.
Utente finale (data center, residenziale, commerciale e vendita al dettaglio)
Entro la fine del 2037, lo spot & Si prevede che il segmento di vendita al dettaglio nel mercato delle celle a combustibile a ossido solido otterrà una quota di maggioranza dei ricavi, registrando un CAGR del 27,5%. Grazie alla loro convenienza, alle dimensioni compatte e al funzionamento silenzioso, le celle a combustibile a ossido solido (SOFC) sono la fonte di energia perfetta per i clienti commerciali. L'integrazione termica con le attuali caldaie e sistemi HVAC è possibile anche grazie al calore di scarto ad alta temperatura proveniente dal SOFC. Ad esempio, l'azienda tedesca Bosch ha creato un sistema di celle a combustibile a ossidi solidi per usi aziendali e industriali ed è pronta ad intensificare la produzione entro il 2037. Questo sistema può funzionare con idrogeno, gas naturale, biometano o altre miscele, con un'efficienza elettrica superiore al 60% e un'efficienza complessiva di circa l'85%.
La nostra analisi approfondita del mercato globale delle celle a combustibile a ossidi solidi comprende i seguenti segmenti:
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Tipo |
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Mobilità |
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Applicazione |
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Utente finale |
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Personalizza questo rapportoIndustria delle celle a combustibile a ossido solido - Sinossi regionale
Previsioni di mercato APAC
Il mercato delle celle a combustibile a ossido solido nell'Asia del Pacifico è destinato a dominare la quota di fatturato del 56% entro il 2037. La crescita della regione è attribuita a iniziative pubbliche e private volte a trasformare l'elettricità e la produzione di energia. Ad esempio, i programmi finanziati dal governo come ENE-FARM in Giappone, insieme alla crescente domanda di produzione di energia ad alta efficienza energetica, probabilmente stimoleranno la crescita del mercato. È stato formato un nuovo dipartimento presso CSIR-CGCRI, Calcutta, India, noto come Fuel Cell & Battery (FCB) per sviluppare tecnologie praticabili in diverse aree importanti e future nel settore dell'energia non convenzionale, ovvero le celle a combustibile a ossido solido (SOFC).
La Cina è tra i leader mondiali in termini di produzione di celle a combustibile e idrogeno. Il Paese ha esportato idrogeno per un valore di 3,34 miliardi di dollari, seguito da Giappone e Corea del Sud. Anche la grafite, un’altra materia prima dei SOFC, viene prodotta ed esportata principalmente dalla Cina (che fornisce il 62% della produzione mondiale totale a partire dal 2021). Gli Stati Uniti dipendevano per il 76% dalle importazioni di cobalto per soddisfare il fabbisogno interno. L'estrazione del cobalto, invece, è concentrata principalmente in Cina e nella Repubblica Democratica del Congo.
Statistiche del mercato del Nord America
Il mercato delle celle a combustibile a ossido solido in Nord America è trainato dalla crescente domanda di energia, dalla rapida urbanizzazione e dalla crescente domanda di elettricità, soprattutto da fonti rinnovabili. Ad esempio, secondo l’Energy Information Administration degli Stati Uniti, il consumo totale di elettricità nel 2022 è stato 14 volte maggiore rispetto al 1950, il che equivale a circa 4,05 trilioni di kWh. Inoltre, nel 2021, la produzione annua di energia è stata pari a 97,78 quad e il consumo è stato pari a 97,33 quad. Inoltre, circa il 61% della produzione totale di elettricità nel 2021 negli Stati Uniti è stata prodotta da combustibili fossili.
Principali aziende del Nord America fino al 2021
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Nome |
Paese |
Capacità di mercato (in miliardi di dollari) |
Tecnologia |
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Plug Power, Inc. |
Stati Uniti |
24,4 |
PEM |
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Ballard Power Systems, Inc. |
Canada |
8:55 |
PEM |
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Fuelcell Energy, Inc. |
Stati Uniti |
5,76 |
Ossido solido |
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Bloom Energy Corp. |
Stati Uniti |
4.76 |
Ossido solido |
Fonte: Leader mondiali nell'idrogeno
Il DOE degli Stati Uniti dispone di un ufficio dedicato alle tecnologie dell'idrogeno e delle celle a combustibile (HFCT) che offre sovvenzioni per sostenere le attività di ricerca e sviluppo nel settore. Gli obiettivi specifici del sottoprogramma sono lo sviluppo di sistemi di alimentazione a celle a combustibile H2 con efficienza di picco pari al 68-72% per veicoli pesanti in grado di raggiungere una durata di circa 30.000 ore e una produzione di massa a 80 dollari/kw entro la fine del 2030. Il settore dell'idrogeno conta più di 10 milioni di MMT/anno nel paese e 65.100 MMT/anno a livello globale. Considerando il percorso verso gli scenari Princeton Net-Zero America E+RE+ e Net-Zero Greenhouse Gas Emissions, si stima che gli Stati Uniti raggiungeranno 100 MMT H2/anno nel 2050, favorendo così la crescita del mercato delle celle a combustibile a ossido solido.
Aziende che dominano il mercato delle celle a combustibile a ossido solido
- Kyocera Corporation
- Panoramica dell'azienda
- La strategia per l'identità americana
- Offerte di prodotti chiave
- Prestazioni finanziarie
- Indicatori chiave di prestazione
- Analisi dei rischi
- Sviluppi recenti
- Presenza regionale
- Analisi SWOT
- SolydEra
- Elcogen AS
- Energia mediante celle a combustibile
- POSCO Energia
- Potenza H2E
- ZTEK Corporation
- Fuoco solare
- Celle a combustibile Doosan
- Energia della fioritura
- Mitsubishi Power
- Aisin Seiki Co
- Potenza Ceres
- Hitachi Zosen
Principali produttori di celle a combustibile a ossido solido e celle e stack per elettrolisi a ossido solido
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Azienda |
Sede centrale |
Luogo di produzione |
Prodotti |
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Bloom Energy |
San Jose, California, Stati Uniti |
California e Delaware, Stati Uniti |
Bloom Energy Server (SOFC) |
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FuelCell Energy |
Danbury, CT, Stati Uniti |
Alberta, Canada |
Celle a combustibile a carbonati fusi, SOFC, SOEC |
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Cummins, Inc. |
Columbus, IN, Stati Uniti |
Stati Uniti, Canada |
PEMFC, SOFC, motori |
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Nexceris |
Lewis Center, Ohio, Stati Uniti |
Stati Uniti |
Materiali SOC elaborati, SOFC, SOEC |
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Mitsubishi Power, Ltd. |
Yokohama, Giappone |
Giappone |
SOFC, turbine a idrogeno |
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Kyocera |
Kyoto, Giappone |
Giappone |
SOFC, celle solari, ceramica avanzata |
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SOLIDPower |
Mezzolombardo, Italia |
Germania |
BlueGen SOFC |
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Hitachi |
Toshiaki, Giappone |
Giappone |
SOFC, SOEC |
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Robert Bosch |
Gerlingen, Germania |
Germania |
SOFC |
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Fonti di alimentazione speciali |
Alliance, Ohio, Stati Uniti |
Stati Uniti |
SOFC tubolare |
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Ceres Power Holdings |
Horsham, Regno Unito |
Regno Unito |
SOFC, SOEC |
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OxEon Energy |
North Salt Lake, UT, Stati Uniti |
Stati Uniti |
SOEC, SOFC |
Fonte: DOE statunitense
Gli operatori del mercato stanno sfruttando la crescente domanda di energia e si stanno impegnando in iniziative strategiche come fusioni e acquisizioni, espansioni geografiche, investimenti in ricerca e sviluppo e lancio di nuovi prodotti. Le principali aziende stanno cercando di consolidare la propria posizione e migliorare lo sviluppo di nuovi materiali alla luce delle politiche governative di sostegno. Alcuni dei principali attori che operano nel mercato delle celle a combustibile a ossido solido includono: p;
In the News
- Nel novembre 2024, la Export-Import Bank of the United States (EXIM) ha finalizzato una transazione con una garanzia di prestito di 10 milioni di USD nell'ambito del suo progetto Project & Programma di finanza strutturata per supportare l'esportatore FuelCell Energy Inc. con sede nel Connecticut.
- Nel settembre 2024, gli U.S. Department of Energy (DOE) L'Office of Fossil Energy and Carbon Management (FECM) ha annunciato fino a 4 milioni di dollari in finanziamenti federali per rendere l'idrogeno pulito un combustibile più disponibile e conveniente per la generazione di elettricità, la decarbonizzazione industriale e i trasporti.
- Nell'agosto 2024, Bloom Energy ha annunciato il lancio della soluzione di alimentazione Bloom Energy Server con il 60% di efficienza elettrica, utilizzando il 100% di idrogeno.
Crediti degli autori: Dhruv Bhatia
- Report ID: 3514
- Published Date: May 07, 2025
- Report Format: PDF, PPT
