Estima-se que o mercado da bateria de trem seja avaliado USD 296.37 Mn em 2024 e é esperado alcançar USD 517.39 Mn por 2031, crescimento em uma taxa de crescimento anual composto (CAGR) de 8,3% de 2024 a 2031. O mercado da bateria de comboios está a testemunhar tendências positivas devido à crescente ênfase no desenvolvimento de soluções de transporte energeticamente eficientes.

Driver de mercado - Electrificação crescente de redes ferroviárias e foco do governo em transportes sustentáveis

A mudança global para modos de transporte mais ecológicos vem empurrando a eletrificação ferroviária a uma taxa sem precedentes. Os governos de todas as grandes economias declararam metas e roteiros ambiciosos para eletrificar grandes seções de sua infraestrutura ferroviária usando baterias de trem.

Os trens alimentados por eletricidade resultam em quase zero emissões diretas e são muito mais eficientes em relação às locomotivas diesel. Vários países da Europa já eletrificaram em larga medida as suas redes principais. No entanto, mesmo essas nações estão agora olhando para eletrificar linhas de ramo menores e redes regionais, que irão aumentar ainda mais a demanda por baterias de trem.

Nos últimos anos, muitas economias em desenvolvimento na Ásia e na América Latina também aumentaram significativamente os investimentos para expandir os corredores ferroviários eletrificados através do uso de baterias de trem. Isso é evidente do plano nacional arrojado da China para alcançar 100% de eletrificação até 2050. A Índia também revelou mega planos como os corredores de carga dedicados e projetos ferroviários de alta velocidade, onde a eletrificação é um aspecto chave do projeto.

Isso deve aumentar o crescimento do mercado de baterias de trem em todo o mundo, nos próximos anos.

Driver de mercado - Exigir soluções eficientes e de corte de custos em operações ferroviárias

Os operadores ferroviários em todo o mundo estão sob pressão constante para melhorar as eficiências operacionais e otimizar os custos de manutenção. Além disso, os requisitos de manutenção dos motores diesel são consideravelmente mais elevados em comparação com os sistemas de tração elétrica. As baterias de trem que podem fornecer conectividade "última milha" além das faixas eletrificadas ou fornecer energia suplementar são soluções ideais para melhorar a eficiência energética das operações de linha.

Muitas empresas ferroviárias começaram testes pilotos de tecnologia de bateria de trem em locomotivas de shunting, carros de manutenção e ônibus de passageiros. A capacidade de baterias de trens de iões de lítio para entregar alta densidade de energia em um pacote leve os torna muito adequados para a adaptação em ativos ferroviários existentes.

As baterias de trem também permitem maior flexibilidade dos movimentos de trem que foram anteriormente restritos por restrições geográficas de seções eletrificadas. À medida que as soluções elétricas de bateria mais inovadoras provam sua confiabilidade e rentabilidade em aplicações ferroviárias do mundo real, sua adoção irá acelerar nitidamente o mercado de baterias de trem no futuro previsível.

Desafio de Mercado - Gama Operacional Limitada de Comboios Operados por Bateria

Um dos principais desafios atualmente enfrentados pelo mercado de baterias de trem é a limitada gama operacional de trens alimentados por bateria entre cargas. A tecnologia tradicional da bateria de iões de lítio fornece trens com uma gama de apenas 100-200 quilômetros antes que as baterias precisam ser recarregadas. Isso coloca dificuldades logísticas, pois requer frequentes paragens de recarga durante as operações, interrompendo horários.

Além disso, o peso substancial dos grandes pacotes de bateria necessários para alcançar mesmo esta gama limitada corta significativamente na capacidade de carga de trens.

A tecnologia de bateria de trem terá de ser consideravelmente avançada para alcançar densidades de energia mais altas e energias específicas. Isso pode ajudar no fornecimento de trens alimentados com bateria com gamas operacionais comparáveis a contrapartes diesel, que podem viajar mais de 1000 quilômetros em um único tanque de combustível. Assim, alcançar uma longa gama operacional com o uso de baterias de trem pode limitar o crescimento do mercado de baterias de trem.

Oportunidade de mercado - Investimentos aumentados em tecnologias ferroviárias de alta velocidade e autônoma

Governos e investidores privados em todo o mundo estão cada vez mais comprometendo grandes quantidades de capital no desenvolvimento de projetos avançados de infraestrutura ferroviária de alta velocidade e autônoma. Tais sistemas ferroviários modernos fornecem um enorme potencial para o mercado de baterias de trem.

Trens de alta velocidade de ponta capazes de viajar em mais de 300 km / h dependerá de embalagens de bateria leves mas poderosas. As redes de metrô autônomas e as linhas ferroviárias de carga também apresentam oportunidades para os fornecedores de baterias de trem eletrificar frotas de trem do futuro.

Com investimentos projetados em projetos ferroviários superiores a US $ 2 trilhões na próxima década, espera-se que a demanda por baterias de trem otimizadas para aplicações ferroviárias cresça tremendamente. Este ambiente de financiamento crescente aumenta o caso de negócio para fabricantes de baterias para intensificar R&D para desenvolver trens baterias que atendem aos rigorosos requisitos de desempenho das tecnologias de transporte de próxima geração.

Foco em tecnologias avançadas: As baterias de trem exigem alto desempenho para fornecer energia de backup durante as operações. Por exemplo, em 2020, a Hitachi anunciou uma bateria de iões de lítio utilizando novos materiais que podem carregar rapidamente em 10 minutos, duplicando a densidade de energia das baterias de trem convencionais.

Parcerias estratégicas e colaborações: Os jogadores têm parceria com OEMs e operadores ferroviários para obter profundos insights do cliente e co-desenvolver soluções personalizadas. Em 2017, a GS Yuasa fez uma parceria com a Siemens para desenvolver um sistema de armazenamento de energia para o primeiro trem de múltiplas unidades movido a bateria da Alemanha.

Expansão global através de aquisições: Grandes fabricantes expandiram-se globalmente através de aquisições estratégicas. Em 2018, a Hitachi adquiriu a Ansaldo STS, fornecendo acesso a mais de 60 países e expandindo seu porão ferroviário global.

Foco na sustentabilidade e reciclagem: As empresas enfatizaram a sustentabilidade para alinhar com as expectativas da indústria e dos passageiros. Por exemplo, a Hitachi investiu em instalações de reciclagem de circuito fechado que recuperam mais de 95% dos materiais das baterias gastas.

Insights, por tipo: bateria de trem de íon de lítio - a ascensão da tecnologia de íon de lítio

Em termos de tipo, bateria de trem de iões de lítio contribui 47,9% de participação do mercado da bateria de trem em 2024, possuindo suas vantagens inerentes a outros químicos. As baterias de trem de íons de lítio oferecem maior densidade de energia em comparação com as baterias de chumbo-ácido e níquel-cádmio, o que permite tempos de execução mais longos em uma única carga.

As baterias de trem de lítio também exibem muito baixa auto-descarga, mantendo sua carga por meses quando não estiver em uso. Isso os torna adequados para aplicações em espera para alimentar sistemas de emergência em trens mesmo durante o armazenamento a longo prazo.

A partir de uma perspectiva de manutenção, baterias de trens de iões de lítio exigem pouco serviço ou tampões de água como baterias de chumbo-ácido. Eles também têm uma vida útil mais longa de 3.000 a 5.000 ciclos que reduz o custo de propriedade a longo prazo. À medida que a bateria de lítio e a tecnologia de embalagem continuam avançando a cada ano, os custos estão diminuindo de forma constante enquanto a energia e o desempenho de energia aumentam. Esta proposta de melhoria de valor está impulsionando a adoção global desta química em todo o mercado de bateria de trem.

Insights, por tecnologia: Regulação da válvula melhora a implantação do chumbo-ácido

Em termos de tecnologia, as baterias de ácido de chumbo (VRLA) reguladas por válvulas contribuem para 40,7% de participação do mercado de baterias de trem em 2024, devido às principais vantagens em relação aos projetos de chumbo inundados convencionais. As baterias VRLA, também conhecidas como baterias seladas ou sem manutenção, oferecem maior segurança graças à sua construção selada sem exposições a líquidos. Isso os torna ideais para a instalação abaixo do convés em trens de passageiros onde o espaço é apertado.

Ao contrário das baterias convencionais de chumbo-ácido, os projetos VRLA não têm risco de vazamentos de gás ácido ou hidrogênio que podem causar corrosão ou explosões em espaços fechados. Eles também são mais tolerantes a vibrações experimentadas em trens móveis. As pilhas VRLA também auto-regulam a pressão através de válvulas de ventilação estáticas, impedindo a necessidade de tampões de água geralmente necessária com baterias de chumbo-ácido inundadas.

Avanços em esteira de vidro absorvente (AGM) e tecnologias de eletrólito de gel usadas nas baterias VRLA melhoraram as capacidades de vida do ciclo para competir com projetos tradicionais. Como uma tecnologia de custo madura e menor, as baterias VRLA continuam vendo uso generalizado onde a alta segurança e baixa manutenção são prioridades para operadores ferroviários.

Insights, por aplicação: Maximizando a carga útil através do foco do passageiro

Em termos de aplicação, os trens de passageiros contribuem para a maior parte do mercado de baterias de trem impulsionado por suas necessidades únicas de energia e tempo de execução. As carruagens de passageiros exigem bancos de bateria maiores para iniciar suavemente trens carregados pesados e gerar eletricidade a bordo para HVAC robusto, iluminação, infotainment e outras comodidades de luxo esperadas pelos viajantes. Maximizar o espaço interior disponível para assentos também significa eficientes designs de bateria compacta são críticos.

A confiabilidade é primordial, pois as interrupções afetam negativamente a satisfação do cliente. Para garantir que os trens permaneçam no horário, altas capacidades de reserva e recargas rápidas são padrão. O grande número de viagens diária e longa vida operacional também significa requisitos de manutenção reduzidos e custo total de propriedade ao longo de décadas de vida útil são altas prioridades.

Como o tráfego de passageiros continua a aumentar globalmente com a melhoria das economias, novos modelos de trem estão surgindo com comodidades ainda mais avançadas. Isso exige soluções de bateria de maior densidade de energia para recarregar mais rapidamente sem comprometer a capacidade do passageiro. Ele levou os fabricantes a adotar o óxido de titanato de lítio de próxima geração e os químicos fosfatos de ferro de lítio adaptados para este segmento crescente no mercado de bateria de trem.

• A América do Norte lidera o mercado de baterias de trem com uma participação de 40% em 2023. Isso é impulsionado pelo aumento da adoção de sistemas de trem elétricos e híbridos na região.
• Por aplicação, os metrôs possuem uma quota de mercado significativa (41%), devido à rápida urbanização e redes ferroviárias expandidas, particularmente nos países da Ásia-Pacífico como a China e o Japão.
• Battery Electric Railcar for Freight Train: Em abril de 2024, Intramotev lançou um vagão elétrico da bateria para trens de carga, o primeiro de seu tipo nos EUA. Esta inovação sinaliza uma mudança para o transporte sustentável de cargas.
• Gestão da bateria baseada em AI: Em agosto de 2024, a Electra Vehicles introduziu o EVE-Ai, um software que melhora o desempenho da bateria EV através da AI, melhorando a precisão nos cálculos de alcance e fornecendo alertas de manutenção preditiva.

Os principais jogadores que operam no mercado da bateria de trem incluem AEG Power Solutions, Amara Raja Group, East Penn Manufacturing Company, ENERSYS, EXIDE INDUSTRIES LTD., First National Battery, Furukawa Electric Co., Ltd., GS Yuasa International Ltd., Hitachi Rail Limited, HOPPECKE Carl Zoellner & Sohn GmbH, Fengri Power & Electric Co., Limited, Power & Industrial Battery Systems GmbH, Saft2022, SEC Battery e Shuangdeng Group Co, Ltd.