Marktgröße und -anteil für Gastrennmembranen nach Materialtyp (Polyimid und Polyamid, Polysulfon, Celluloseacetat, andere); Anwendung (Stickstofferzeugung und Sauerstoffanreicherung, Wasserstoffrückgewinnung, Kohlendioxidentfernung, andere) – Globale Angebots- und Nachfrageanalyse, Wachstumsprognosen, Statistikbericht 2024–2036

Wachstumsbeschleuniger

• Steigende Nachfrage nach erneuerbarer Energie – Schätzungen zufolge wird die weltweite Kapazität an erneuerbarer Energie zwischen 2022 und 2027 um fast 2399 GW oder fast 74 % steigen. Bedenken hinsichtlich Klimawandel, Umweltzerstörung und Luftqualität führen zu einem steigenden Bedarf an sauberer Energie. Mit der Weiterentwicklung der Kern- und Energiespeichertechnologien setzen Länder auf der ganzen Welt auf erneuerbare Energiequellen wie Solar-, Wind- und Wasserkraft. Daher wird auch der Bedarf an Gastrennmembranen voraussichtlich steigen. In letzter Zeit hat die Funktion der modernen Membrantechnologie stetig zugenommen und die Beziehung zu ihrer Anwendung anstelle herkömmlicher Trenntechnologien hat sich zunehmend verändert. Wesentliche Vorteile der Membrantrenntechnik – wie geringer Energieverbrauch, geringe Größe, einfache Skalierung, Modularität usw. – sind besonders wichtig, wenn es um die Aufbereitung und/oder Rückgewinnung gasförmiger und flüssiger Energieträger aus verschiedenen Quellen für den Einsatz in erneuerbaren Energiesystemen geht.
• Steigende Nutzung von Erdgas – Je nach Lagerstättenquelle kann die Zusammensetzung von Roherdgas stark variieren, der Hauptbestandteil ist jedoch in der Regel Methan, neben schwereren Kohlenwasserstoffen und anderen leichten Kohlenwasserstoffen wie Ethan und Propan. In unterschiedlichen Konzentrationen enthält das Gas Stickstoff, Helium, Kohlendioxid, Wasser und Schwefelwasserstoff. Um die Pipeline-Anforderungen und gesetzlichen Kriterien für den Heizwert zu erfüllen, muss dieses Roherdgas verarbeitet werden. Daher steigt die Nutzung von Gastrennmembranen.
• Zunehmende Verbesserung bei Membranen – Endverbraucher wünschen sich langlebige Membranmaterialien mit besserer Selektivität und Durchlässigkeit zu geringeren Kosten, da Gastrennmembranen wirtschaftlich konkurrenzfähig sind und ihre rauen Betriebsbedingungen Einschränkungen mit sich bringen. In den letzten Jahrzehnten hat die Erforschung und Entwicklung anorganischer Membranen wie Keramik, Quarzglas und Zeolithe zugenommen. Darüber hinaus werden als kostengünstiger Ersatz Mischmatrixmembranen entwickelt, die anorganische Partikel für bessere Durchlässigkeit und Selektivität mit homogen interpenetrierenden Polymermatrizes für eine einfachere Verarbeitung kombinieren. Diese Membranen bestehen aus Zeolithen oder anderen Molekularsiebmedien, die mit Polymeren gemischt sind. Diese Hybridmaterialien sind billiger und haben bessere mechanische Eigenschaften als herkömmliche anorganische Membranen.

Herausforderungen

• Herausforderungen beim Übergang zu neuen Membranen – In diesem Bereich gibt es zahlreiche Herausforderungen im Zusammenhang mit der Skalierbarkeit und Kommerzialisierung innovativer Membranen zur Gastrennung. Obwohl Forscher ständig innovative Membranmaterialien und -architekturen entwickeln, ist die Übertragung dieser Konzepte auf einen industriellen Maßstab ein Hindernis. Diese Ideen haben faszinierende Laboranwendungen. Der Übergang von der Herstellung von Membranen im Labor- oder Pilotmaßstab zu einem industriellen Maßstab kann teuer und zeitaufwändig sein. Daher ist eine Skalierung ohne Einbußen bei Qualität oder Leistung äußerst schwierig. Darüber hinaus können die anfänglichen Investitionen zur Verbesserung der Membranherstellung erheblich sein. Dies führt zu steigenden Kosten, dem Bau größerer Produktionsanlagen und der Anschaffung von Ausrüstung für einen industriellen Rahmen. Eine erhebliche Herausforderung besteht darin, diese Kosten unter Kontrolle zu halten und gleichzeitig die Wirtschaftlichkeit zu wahren.
• Strenge Vorschriften zur Einhaltung
• Mangelnde Effizienz bei hohen Temperaturen