2023 年人工光合作用市場規模為 7,456 萬美元，預計到 2036 年將達到 5.4293 億美元，在預測期內（即 2024-2036 年）複合年增長率約為 16.5%。 2024年，人工光合作用產業規模預估為8,512萬美元。這一增長歸因於人們對環境的日益關注。人口膨脹或密度增加是環境惡化的原因之一。為了提高永續性，個人更加致力於改變自己的行為，並且更加重視解決環境問題。此外，人工光合作用可以吸收和減少二氧化碳來製造燃料，這將有助於利用液體燃料，而不會損害環境或使地球過熱。 2019 年，全球超過 70% 的人因日益關注的環境問題而團結起來。
除此之外，據信推動人工光合作用市場成長的因素還包括增加政府資金和研發補助金。為了進一步提高獲利能力、生產力和效率，政府正在為人工光合作用技術的開發提供補貼和資金。例如，為了利用陽光生產燃料，美國能源部 (DOE) 宣布提議在五年內投資 1 億美元用於人工光合作用研究，以創建類似於自然光合作用的人工光合作用系統。
成長動力
對環保燃料的需求不斷增加——由於化石燃料的供應有限、枯竭以及對環境的負面影響，化石燃料作為一種能源仍然是不可持續的。因此，對永續和環保替代能源的需求增加了。人工光合作用可用於製造由碳氫化合物製成的燃料，從而有效地取代化石燃料。 2019年，全球超過10%的一次能源是透過再生技術生產的。
增加綠氫的使用－由於碳排放量不斷增加，特別是工業和運輸領域的碳排放量，綠氫越來越受歡迎。此外，預計綠色氫的使用增加將增加對人工光合作用的需求。據估計，2021年，全球氫需求成長超過2%，主要是由於化學和煉油產業活動的增加。
消費者支出能力不斷增強－人均收入增加帶來的消費者購買力不斷增強，推動了對農作物的需求。此外，人工光合作用技術可用於種植農作物。例如，科學家發明了一種人工光合作用技術，可以讓植物在黑暗中生長。數據顯示，截至2022年1月，印度消費者支出超過20兆盧比。
綠色技術和永續發展的接受度不斷提高——由於人們環保意識的不斷提高，綠色技術的採用正在增加。此外，人工光合作用是完美的能源，因為它可以提供清潔燃料，而不會產生任何負面副產品，例如溫室氣體。 2020 年，全球超過 50% 的人可以獲得清潔烹飪燃料和技術。
挑戰
極高的資本支出－人工光合作用的目標是複製自然光合作用的過程，將太陽能轉化為化學燃料，有時稱為太陽能燃料。模仿大自然是一項具有挑戰性但有價值的努力，因為它可能帶來價值數千億美元的發現。人工光合作用的潛力經常因各種原因受到批評，包括缺乏技術能力、缺乏能量儲存方法以及成本高和效率低。
需要催化劑優化和光陽極材料穩定性
用於人工光合作用的材料缺乏穩定性
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基準年 |
2023年 |
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預測年份 |
2024-2036 |
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複合年增長率 |
〜16.5% |
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基準年市場規模（2023 年） |
~ 7456萬美元 |
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預測年度市場規模（2036 年） |
~ 54293萬美元 |
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區域範圍 |
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應用（氫氣、碳氫化合物、化學品）
根據氫、碳氫化合物、化學品等的應用對市場進行需求和供應細分和分析。在這四種類型中，碳氫化合物領域預計將在預計的時間內獲得最大的市場份額。該領域的成長可歸因於碳氫化合物使用量的增加。世界上大部分碳氫化合物用於供暖、發電和用作燃料。碳氫化合物的多功能性和高能量密度使其成為許多最終用途應用的理想和實用工具，包括石化廠的原料、化學物質和合成橡膠。此外，人工光合作用預計將成為一種僅利用二氧化碳、水和陽光來製造碳氫化合物的經濟有效的方法。例如，科學家發現使用富電子金奈米顆粒作為催化劑生產高能量碳氫化合物是實現人工光合作用的新方法。 2021 年，烴類氣體液體 (HGL) 的總使用量占美國石油總消耗量的 10% 以上。
技術（共電解、光電催化）
市場也依技術細分和分析供需，分為共電解和光電催化。在這兩個細分市場中，共電解細分市場預計將佔據重要份額。這種增長可歸因於全球溫室氣體的激增。共電解是將二氧化碳電還原成一氧化碳 (CO) 等加值產品，是減少溫室氣體排放的好方法。此外，整合人工光合作用提供了最佳的碳回收系統，該系統結合了高效能太陽能和二氧化碳電解，具有高生產率和選擇性。與自然光合作用相比，此整合系統旨在利用光伏電池的高效率和單一組件設計的自由度，實現從陽光到碳氫化合物產品的高能量轉換效率。
我們對全球市場的深入分析包括以下部分：
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透過催化劑 |
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按申請 |
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依技術 |
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北美市場預測
預計到 2036 年底，北美人工光合作用市場將在所有其他地區的市場中佔據最大的市場份額。該市場的成長主要歸因於人們對溫室氣體排放意識的不斷提高。該地區的人們消耗更少的能源並採用綠色技術來減少碳足跡和溫室氣體排放。此外，該地區越來越多的人因為想要保護環境而選擇可持續的選擇。此外，北美地區國家正在增加對燃料電池和碳回收等尖端能源技術的投資，這將增加該地區對人工光合作用的需求。例如，人工光合作用對環境有利，因為它可以幫助去除大氣中多餘的二氧化碳並將有益的氧氣釋放到生態系統中。根據計算，2022年，美國溫室氣體排放量將增加1%以上。
歐洲市場預測
在所有其他地區的市場中，歐洲人工光合作用市場預計在預測期內將以最高的複合年增長率成長。這種成長歸功於不斷增加的研發活動。例如，該地區正在進行越來越多的針對各種應用的人工光合作用的研究。歐洲及其成員國的大多數國家在很大程度上依賴外國化石能源。此外，基於化石燃料的主要能源的使用與社會和環境因素有關，這無疑會影響生活品質。近年來，歐洲開始努力支持人工光合作用的發展。此外，歐洲合作夥伴 A-LEAF 旨在開發一個人工光合作用平台，將太陽能轉化為化學能，並作為化石燃料的可持續替代品。
亞太地區市場統計
此外，預計到 2036 年底，亞太地區市場將在所有其他地區的市場中佔據大部分份額。為了實現政府溫室氣體減排目標，已採用綠色技術是亞太地區的。此外，中國、日本和韓國等國家正在增加對尖端燃料電池、碳回收以及其他能源和燃料生產技術的投資。 2020年8月，中國研究人員在北京開發出一種太陽能-燃料轉換效率超過20%的人工光合作用系統（新華社）。
松下公司
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恩吉
東芝公司
西門子能源
富士通
贏創工業股份公司
富士軟片株式會社
豐田中央研究所
三菱化學株式會社
《十二》（以前稱為《作品 12》）
西門子能源公司委託建造了一座原型工廠，利用水和二氧化碳生產化學品。這是一種革命性的人工光合作用技術，應該透過提供新的、更永續的替代品來幫助能源革命的成功。
豐田中央研發實驗室聲稱，透過提高人工光合作用技術的效率並增加設備的尺寸，甚至超越了植物。此技術的轉換效率從此超越了植物。研究人員希望這項技術有一天能夠捕捉公司釋放的二氧化碳並將其用於合成光合作用。
作者学分: Dhruv Bhatia