低温超导材料市场规模 - 按材料类型、产品形态、最终用途、份额、增长预测，2025 - 2034 年

低温超导体 材料市场规模

全球低温超导材料市场2024年估值28亿美元. 市场预计将从2025年的31亿美元增长到2034年的70亿美元,CAGR为9.3%。

• 由于全球对关键部门先进技术的需求日益增加,低温超导材料的前景似乎光明。 这些在极远距离低温条件下没有电阻的材料对于从能源效率到最先进的医学诊断和科学实验等概念至关重要。
• 最令人信服的需求驱动力之一是世界对能源效率和可持续性的渴望。 通过输电消除电力损失,给电网带来急需的稳定性和效率. 随着能源组合中可再生能源数量的增加,现在必须扩大对这种超级电网基础设施的需求。 例如,美国能源信息管理局(EIA)估计可再生能源在发电中所占的份额越来越大,呼吁对电网现代化进行大规模投资,而超级导线电缆可以支持这种投资。
• 医学和科学领域对低温超导材料的持续和日益增长的需求继续存在。 磁共振成像(MRI)系统是现代诊断的核心,完全依靠超导磁铁来创造强大,稳定的磁场来扫描人体的内脏. 由于人口老化和慢性疾病发病率不断上升等因素的驱动,世界范围的核磁共振市场正在增长,因此促使人们需要维持这些救生装置的超导材料。
• 新兴应用和多样化应用将进一步刺激需求。 例如,在悬浮和推进超导磁铁期间,在高速铁路内,特别是在日本和中国的Maglev(磁悬浮)系统,正在使用快速和节能运输。 然而,鉴于城市人口增长,在目前限制进一步部署的情况下,增长的余地将很大。

低温超导体 材料市场 趋势

• 用低温超导体改造能源效率- 怎么样? 低温超导材料工业主导强增长曲线,其背后的原因是这些材料在极低温范围内承载巨大的磁场,进行电阻为零. 据认为,这些特性是每个经济部门利用下一代技术的最关键因素。 市场主要趋势主要受全球能效驱动,对先进医学成像诊断的需求不断增长,科学基础研究不断发展. 工业继续增长和改进能源转换系统,在动力和紧凑性得到提高的情况下减少使用能源,而低温超导体,包括高温超导体的这些独特优势则变得更加宝贵.
• 医疗成像驱动器对低温超导体的需求- 以自然应用为主的当前情景包括医学共振成像(MRI)和核磁共振(NMR)光谱学,这是LTS段的驱动力。 要求建立更高范围的核磁共振系统,提高分辨率和诊断能力,为NbTi和Nb3Sn线的使用创造了稳定的增长轨迹。
• 高温超导体:能源基础设施的未来- HTS是未来高影响新应用大幅增长的一个有希望的领域。 它在更温暖,仍然低温的温度下发挥功能的品质,随着液氮的冷却而不是昂贵的液氦的冷却,HTS进入了处理与能源有关的基础设施的竞争性应用联盟. 超导电源传输电缆可以携带大量的电流而没有任何损失,而断层电流限制器则具有增强电网稳定性的关键前景. 此外,还正在考虑将HTS材料用于紧凑高效的超导电动机和发电机、能量储存系统,甚至用于Maglev。
• 创新研发为超导体的进步铺平了道路- 影响低温超导材料市场的趋势包括密集的研发活动,目的是确定性能有改进和操作温度较高的新材料,同时通过不断加工和添加剂制造等最先进的制造方法降低成本,使这些技术在经济上对实际寿命的提升是可行的。 将这种实验室产出转化为商业上可行的产品,大大受益于学术界、工业界和政府机构的三方合作。 随着全球能源网更加智能和相互连接的趋势以及去碳化的雄心壮大,低温超导材料在构建高效、可持续和科技型未来方面发挥日益突出的作用。

低温超导材料市场分析

在材料类型方面,市场被划分为低温超导体(LTS),高温超导体(HTS),新兴超导体材料. 低温超级导体(LTS)部分在2024年创造了11亿美元的收入,在2034年可望达到29亿美元,从而主宰了市场。

• 低温超导体主要为合金,如钛化钛(NbTi),以及Nb3Sn等ob和锡的化合物. 这些超导体在通常低于20开尔文(约-253°C)的温度下运行非常良好. 它们的市场领导地位来自若干关键优势,所有这些都使它们成为任何商业应用的实际选择。 低温超导材料是技术成熟的材料. 几十年来,它们的制造工艺在技术上已经成熟。 这种成熟意味着它包括既定的、可重复的生产方法,产生高度可靠和成本效益高的线条和电缆,这些线条和电缆的长度长而具有不偏离的组件特性。 他们出色的机械特性,再加上容易编织成坚固而有用的线圈,进一步支持了这一点。 可靠性,制造成熟度和相对较低的成本结合,使LTS成为磁共振成像扫描仪(MRI),核磁共振光谱仪(NMR),核物理光谱仪,聚变研究和高能粒子加速器等任务关键应用中的首选材料. 现有低温基础设施虽然非常复杂,但已清楚了解,并优化了这种操作,进一步加强了固定的LTS市场。
• 与此相反,高温超导体的温度比液氮的沸点(77开尔文或-196 °C)高得多;因此,它们可以大大减少冷却成本。 但尽管如此,HTS材料仍然面临许多障碍,无法真正占据市场. 主要缺点包括内在的脆性、复杂而昂贵的制造工艺,其经济规模尚未达到像LTS那样的成本,以及难以产生长线长度,实现高临界电流而不退化。 目前正在进行的许多研究都侧重于克服这些问题,这将为能源传输系统、高地磁铁和未来电子产品的巨大潜力打开大门。 然而,在这种研究进行的同时,LTS站在那里是可靠的工作马。
• 较新的超导材料是相当新颖的铁基超导体,地形绝缘器,现在的氢化物处于极端压力下. 大部分仍然处于研发阶段,可以显示令人兴奋的新超导机制和特性. 然而,在目前的低温材料市场上,它们仍然远未达到商业可行性或大规模制造。 因此,长期实践的可靠性、通过成熟的制造实现的成本效益以及众所周知的工程特性所提供的实际好处,维持了它们的领先地位,并奠定了大多数现有和关键的超导技术的基础。

在应用方面,市场分为超导线、散装超导材料、薄膜超导体、超导粉和前体。 超导电线段占据市场主导地位,拥有45%的市场份额.

• 超导电线一直主导和确定低温超导材料市场的增长。
• 对大多数人来说,内线超导电线是,在低于临界温度的温度下,它们可以几乎零电阻进行电传动。 也意味着无与伦比的效率,因为铜或铝的常规电线不会因为电流经过而失去能量。 此外,它们能够承受非常高的电流密度,从而产生强大而稳定的磁场,传统导体利用类似的足迹无法以良好的比值匹配. 因此,这些质素属性使得超导电线非常适合那些在能效突出的最小空间中需要非常高功率的应用.
• 磁共振成像(MRI)和核磁共振(NMR)光谱学等医疗系统一直是最重要的商业驱动力. 超导线圈几乎构成这些诊断和分析工具所需的所有高场稳定磁铁。 因此,它们构成了主流现代医学和研究的基础。 但是,除了这个领域之外,超导电线在高场磁铁中也具有极其重要的意义,在用于粒子加速器和聚变能量项目等目的的科学研究中,超导电线也是必要的;在这些方面,人类知识的界限被推开.
• 另一个由超导电线转变的快速增长部门是能量. 据说,它们通过高温超导(HTS)电力电缆传输时带来无损失的输电,从而将电网上的浪费减少到最低程度,并减少了分站量。 尽管这一领域的研究仍然处于发展阶段,但未来对智能高效电网的展望将在很大程度上取决于这一技术。 超导电线也用于发动机,发电机,电流限制器,以及工业的磁分离系统,以提高其性能和密度.
• 因此,高价值应用的独特组合产生了一种协同效应,这种效应是超导电线技术在市场上占主导地位的基础。 其它形式的超导技术也存在,如用于电子的薄膜和用于悬浮的散装材料,但电线为各种关键行业的广泛,实用的应用提供了最直接和多用途的路线. 超导电线最有可能保持其在低温超导材料市场的领导地位,因为全球势头正日益朝着能源效率、先进的医学诊断和科学研究突破的方向发展。

关于国家景观,美国低温超导材料市场预计2025年至2034年的CAGR为9.1%。 2024年美国工业收入达7.381亿美元.

• 美国市场蓬勃发展,因为新时代的特征,几乎零阻力电传导,超冷温度通常能推动不同部门的革命发展.
• 目前的需求大部分来自医学成像片段,或者更一般地来自核磁共振扫描仪. 这种复杂的诊断设备利用通常由液氦冷却的超导线圈产生的稳定而强大的磁场,从而能够在分辨率很高的患者中产生软组织图像. 随着保健基础设施的广度和深度的扩大,随着诊断技术的发展,目前仍然需要新的要求和替换系统,以产生对这些专门材料的稳步的基本需求。
• 除了卫生以外,新出现的需求将是发展一个更节能和现代化电网的需要的共鸣。 超导电线将满足这一标准,因为输电接近无损耗,而且对连接远离的可再生能源和加强拥挤的城市电网具有重要意义。 中小企业系统将提供解决方案,表明在电网稳定和峰值负荷平衡方面效率高,这主要符合国家关于更具有复原力和更可持续的能源基础设施的规格,即使这些系统在广泛采用这一技术的基础设施和成本方面面临更广泛的挑战。
• 在下一阶段,大多数真正的转型市场驱动力将来自前沿技术领域。 通常,超导方位被用于量子计算领域,美国在其中领先全球游戏,其大部分操作发生在毫克尔文温度下,当这一行业发展起来时会产生巨大的,有针对性的,专业化的需求. 同样,大型超导磁铁对于超热等离子体在追求实际聚变能量(但不限于ITER等努力以及诸如英联邦融合系统等众多私人努力)的封闭至关重要,在商业化努力成熟时,它代表着巨大的潜在市场. 继续投资于高能物理领域,包括此类设施,并进一步加强这一专门部分。
• 因此,美国低温超导材料市场得到了传统医学应用的有力结合,对能源基础设施升级的强制压力,以及量子计算和聚变能量可能的突破前景的支持. 这些驱动因素加上私营部门提供的大量公共资金和投资,使这一关键物质阶层能够了解持续增长和创新的情况。

德国的低温超导材料市场预计将在2025年至2034年期间取得显著和有希望的增长。

• 德国确实是低温超导市场的主要需求国。 我国工业基础强大,世界知名的研究机构,技术有了显著进步,使其在低温超导材料市场上的优势地位合法化. 德国在开发和应用先进的超导技术方面,特别是在高地磁铁和特殊能源解决方案方面,发挥了主导作用。
• 德国对聚变能源研究进行了大量的公共和私人投资。 其中一些包括它对ITER的贡献和国内项目如温德尔斯坦7-X,它们需要高性能的超导圈. 该国先进的医疗成像部门以及工业工艺和能源网的现代化转变,也大大促进了对高效超导材料的总体需求。

中国的低温超导材料市场预计将在2025年至2034年出现显著变化。

• 中国在低温超导材料方面,由于经济规模压倒一切,国家战略项目雄心勃勃,在领导上对最先进技术的投资至高无上,因此在亚太地区占主导地位。 中国实现技术自足的雄心壮志,是国内推动这些先进材料的研究,开发和利用的又一个配套动力.
• 驱动中国需求的因素很多. 最突出的例子是高速铁路网的急剧增加,增加了纳入超导磁铁技术的特征。 国家追求量子计算和大量投资东方等实验核聚变反应堆,产生了不同超导电线和磁带的惊人需求。 更进化的输电和配电系统,甚至更先进的工业,将满足这一市场的这种需求。

巴西的低温超导材料市场预计将在2025年至2034年出现显著变化。

• 在拉丁美洲新兴的低温超导材料市场出现时,巴西名列前茅。 虽然本区域的市场成熟程度一直落后于全球领导人,但巴西是最大的经济体和不断发展的技术框架,因此被视为超级导轨应用方面需求和未来潜在增长的中心。
• 巴西对低温超导材料的需求主要涉及该国的能源部门。 该国与可再生能源有关的项目是未来投资的一个主要来源,因为这些项目需要用超导电缆进行低损耗的长地点的高效输电线路。 该国在不断扩大保健基础设施,特别是在主要城市中心,对高度依赖超导磁铁的先进核磁共振系统提出了稳定但至关重要的需求。

沙特阿拉伯的低温超导材料市场预计将在2025年至2034年期间取得显著和有希望的增长。

• 沙特阿拉伯迅速成为多边环境协定区域低温超导材料的主导国家。 国家快速发展的国家转型议程《2030年远景》旨在涵盖经济作为多样化和采用各部门最先进技术的作用,主要推动了这一前景。
• 沙特阿拉伯需求的主要驱动力将是其巨型千兆项目,如近地天体管理项目。 这些未来愿景将设想超现代的城市和工业发展,人们将设想非常高效、先进的基础设施,可能涉及超导电网,甚至包括先进的磁悬浮运输系统。 除此之外,王国对前沿研究、能源创新(包括可能的聚变能源方案)和不断增长的保健部门进行战略投资,这将为未来低温超导材料创造市场。

低温超导体 市场份额

低温超导材料工业是一个非常特殊和高科技的工业,目前具有充满活力的竞争前景。 这些材料使高性能应用成为可能,从医学成像(例如核磁共振)到先进的能源系统和科学研究。 只有少数公司推动这些创新,从而提供这种材料。 市场支离破碎,尽管相当一部分股份被极少数的知名实体所持有,这意味着这些公司对于引导产业走向未来非常关键.

在这一重要市场上的少数竞争者中,布鲁克能源公司和超级康技术公司以占市场份额6%的领先者之一的身份登顶。 加入布鲁克塑造竞争环境的其他关键角色有美国超级导体公司(AMSC),杉友电气工业,超级强国股份有限公司,和超级奥克斯. 所有五个公司都在集体现象中挤占超过39.7%的市场。 它表明其资源集中于发展、制造能力以及全球分布。

低温超导材料市场公司

从事低温超导材料行业的主要角色有:

• 美国超级导体公司
• 超级大国
• 杉友电业
• Bruker 能源与超级康技术
• 超技术研究
• 特瓦·迪恩希奇特克尼克
• 西方超导技术
• SAMRI 高级材料
• 山东
• 低温磁性

美国超导公司(AMSC)- 美国超级导体公司(AMSC)是高温超导(HTS)材料的世界领先者,专门研究2G涂装导体. 电网需要这些先进的低温材料来提高效率,促进防御关键应用,以及工业相关解决方案。 AMSC的技术使电力基础设施现代化,减少能源损失,并促进可再生能源的渗透。 因此,AMSC在低温超导材料快速发展的全球市场中发挥着关键作用。

布鲁克能源与超级康技术(BEST) - Bruker Energy & Supercon Technologies(BEST)是低温超导(LTS)材料的主要供应商,如Niobium-Titanium(NbTi)和Niobium-Tin(Nb3Sn)电线,这些电线对于开发与先进科学研究仪器,粒子加速器,现代医学成像(MRI)系统所使用的磁铁至关重要. BEST公司制造的材料使得物理学、化学和保健领域有了进步,使其成为低温超导市场的关键供应商。

杉友电气工业公司 杉友电器 工业是开发各种低温(LTS)和高温(HTS)超导材料的长期全球领先者. 包括Niobium-Titanium,Niobium-Tin,以及基于Bismuth的HTS在内的铁丝网在Sumitomo组合中发现了从医学和科学研究到节能电力传动系统的高野磁铁中的应用. 他们强大的制造基础和创新精神使杉友成为国际低温超导材料市场的强大力量.

超级大国公司- Furukawa电气有限公司的子公司SuperPower Inc.一直是第二代(2G)高温超导(HTS)电线的领先创新者和制造商,主要基于YBCO技术. 这些先进的低温导电器是为能量的高性能应用而设计的,包括超导电源电缆,断层电流限制器,高效电动机和发电机. 超级大国对HTS技术的发展和商业化,大大有助于加强全球努力,建立一个更有效和更具有复原力的电网。

超级牛... SuperOx是二代(2G)高温超导(HTS)电线的创新型全球开发商和制造商,它专门基于YBCO技术. 其低温材料被设计用于多种高功率和工业应用,包括节能输电电缆,断层电流限制器,以及高场磁铁. 超级 奥克斯注重HTS溶液的可伸缩生产和商业部署,将其定位为具有技术接受度的全球低温超导材料市场的重要贡献者.

低温超导材料行业新闻

• 2024年8月,空中客车在低温超导性方面确实进行了研究并取得了进展,目的是改进氢气航空. 通过探索超导材料,他们正寻求提高氢燃料电池系统灯光器的效率,改善飞机的能量传输,这只是与空中客车在2035年及以后实现零排放航空的目标相一致的又一个例子. 利用这一技术,将氢气作为航空可持续能源来源的结合可以采用低温温度进行范式转变。 因此,这将进一步认可空中客车是采用清洁能源解决方案进行创新的先驱之一,同时使它在争取环境友好航空技术的竞赛中处于极地位。

低温超导材料市场调查报告包括对该行业的深入报道, 估计和预测2021年至2034年的收入(百万美元)和数量(吨),用于下列部分:

按材料类型分列的市场

• 低温超导体(LTS)
  • ium-itan(NbTi)合金
  • ium-丁(Nb3Sn)化合物
  • 二硼化镁(MgB2)
• 高温超导体(HTS)
  • YBCO(YBA2Cu3O7)材料
  • BSCCO(Bi2Sr2Ca2Cu3O10)材料
  • 铁基超导体
  • 其他HTS材料(TBCCO,汞基)
• 新兴超导材料
  • 地形超导体
  • 有机超导体
  • 室温超导体
  • 混合材料和复合材料

按产品形式分列的市场

• 超导线
  • 圆形钢丝产品
    • 多丝铁丝网
    • AC损失特征和应用
  • 平线和胶带产品
    • 编织导技术
    • 当前密度高的应用程序
  • 固定和电缆导线
    • 当前应用程序高
    • 聚变磁铁和电力电缆的使用
• 散装超导体材料
  • 单晶散装材料
    • 被困场磁铁应用
    • 磁悬浮系统
  • 多晶体散装材料
    • 成本效益高的批量应用
    • 磁屏蔽和轴承
  • 成文和定向材料
    • 增强性能特性
    • 专业高场应用
• 薄膜超导体
  • 薄膜
    • 电子和传感器应用
    • 量子设备集成
  • 多层和异层结构胶片
    • 高级量子计算应用程序
    • 约瑟夫森交叉技术
• 超导粉和前体
  • 原材料粉
  • 前体化学品和化合物
  • 专门加工材料

市场,按最终用途

• 医疗和保健应用
  • 磁共振成像系统
  • 核磁共振光谱
    • 超高场 NMR 系统 ( > 1 Ghz)
    • 研究和药物应用
  • 粒子治疗和医疗加速器
    • 质子和离子治疗系统
    • 压缩加速器开发
• 能源和电力应用
  • 电力传输和分配
    • 超导电缆
    • 错误当前限制符
    • 变压器和分站
  • 能源储存系统
    • 超导磁能存储(SMES)
    • 网格稳定和电力质量
    • 可再生能源一体化
  • 发电机和电动机
    • 风力涡轮发电机
    • 船舶推进发动机
    • 工业发动机应用
• 聚合能量和研究
  • 磁闭塞聚变反应堆
    • 伊特尔项目和国际合作
    • 私营聚变公司举措
    • 类固醇和球形场圈
  • 高能物理研究
    • 粒子加速器和碰撞器
    • 大型冲锋机(LHC)应用
    • 未来加速项目
• 量子计算和电子
  • 量子计算系统
    • 超导Qubit技术
    • 量子处理器开发
    • 低温量子计算基础设施
  • 超导电子
    • 单光子探测器(SSPDS)
    • 鱿鱼传感器和磁强计
    • 约瑟夫森交叉装置
  • 量子传感器和计量
    • 超敏感磁场探测
    • 引力波探测
• 运输应用
  • 磁悬浮(Maglev)系统
    • 高速铁路运输.
    • 城市过境应用
  • 电子航空
    • 飞机推进发动机
    • 轻型电力系统
• 工业和科学应用
  • 材料加工和制造
  • 磁性分离系统
  • 科学研究工具

现就下列区域和国家提供上述资料:

• 北美
  • 美国.
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 联合王国
  • 法国
  • 意大利
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• 亚太
  • 中国
  • 印度
  • 日本
  • 韩国
  • 澳大利亚
• 拉丁美洲
  • 联合国
  • 美国
  • 墨西哥
• 米兰
  • 沙特阿拉伯
  • 阿联酋
  • 南非