Globaler Bericht zur Analyse von Größe, Anteil und Trends des transkritischen CO2-Marktes – Branchenüberblick und Prognose bis 2032

Marktgröße für transkritisches CO2

• Der globale transkritische CO2-Markt wurde im Jahr 2024 auf 34,60 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll bis 2032 152,30 Milliarden US-Dollar erreichen.
• Im Prognosezeitraum von 2025 bis 2032 wird der Markt voraussichtlich mit einer jährlichen Wachstumsrate von 17,9 % wachsen, vor allem aufgrund der steigenden Nachfrage nach transkritischem CO2 in der Margarineproduktion.
• Dieses Wachstum ist unter anderem darauf zurückzuführen, dass Hersteller zunehmend in transkritisches CO₂ investieren, um in ihren Margarinelinien eine Hochleistungskühlung mit mehreren Zonen zu ermöglichen.

Transkritische CO2- Marktanalyse

• Transkritisches CO2 ist ein umweltfreundliches und zuverlässiges System, bei dem CO2 gekühlt wird, aber am Gaskühlerauslass nicht kondensiert und oberhalb des kritischen Punkts arbeitet. Diese Systeme eignen sich für mittlere bis große Kühlhäuser, Supermärkte und leichte Industrieprozesse.
• Die steigende Nachfrage nach transkritischem CO2 in der Margarineproduktion, der Eisherstellung und der Bierbrauerei ist die Hauptursache für die Wachstumsrate des transkritischen CO2-Marktes.
• Aufgrund der strengen staatlichen Vorschriften und des Verbots der Verwendung von FCKW wird Europa voraussichtlich den transkritischen CO2-Markt dominieren.
• Nordamerika dürfte im Prognosezeitraum die am schnellsten wachsende Region auf dem transkritischen CO2-Markt sein, da in der Region die Nachfrage nach transkritischen CO2-Systemen aufgrund ihrer Ungiftigkeit und Entflammbarkeit steigt und somit die Nachfrage auf dem transkritischen CO2-Markt weiter steigt.
• Das Segment Kältetechnik wird den Markt voraussichtlich mit einem Marktanteil von 90,2 % dominieren, da strenge Umweltschutzbestimmungen wie die F-Gas-Verordnung der EU den Einsatz von Kältemitteln mit hohem Treibhauseffekt schrittweise ausschließen.

Berichtsumfang und transkritische CO2-Marktsegmentierung   

Markttrends für transkritisches CO2

„Steigende Nachfrage nach Klima- und Kälteanwendungen“

• Angesichts der weltweit strengeren Vorschriften für Kältemittel mit hohem GWP (wie R-404A und R-134a) werden transkritische CO₂-Systeme – natürliche Kältemittel mit einem GWP von 1 – zunehmend bevorzugt, insbesondere in der gewerblichen Kältetechnik.
• Der expandierende Einzelhandel – insbesondere Convenience Stores und Hypermärkte in städtischen Gebieten – treibt die Nachfrage nach nachhaltiger Kühlung an. Marken wie ALDI und METRO haben in Hunderten von Filialen in Europa und Nordamerika transkritische CO₂-Systeme implementiert.
• Innovationen wie die Parallelkompressions- und Ejektortechnologie haben es ermöglicht, dass CO₂-Systeme auch in wärmeren Regionen effizient arbeiten. 
  • So hat beispielsweise Woolworths in Australien erfolgreich transkritische CO₂-Systeme in Filialen mit hohen Umgebungstemperaturen installiert.
• Der wachsende Bedarf an umweltfreundlichen, effizienten und gesetzeskonformen Kühllösungen macht die transkritische CO₂-Technologie zur bevorzugten Wahl sowohl in der Kälte- als auch in der Klimatechnik und sorgt weltweit für ein robustes Marktwachstum.

Marktdynamik für transkritisches CO2

Treiber

„Steigende Nachfrage nach transkritischem CO2 in der Margarineproduktion“

• Transkritische CO₂-Systeme bieten eine überlegene Energieeffizienz für die Kühlung und Kristallisation von Margarine und senken so die Betriebskosten.
• CO₂ ist ungiftig und als natürliches Kühlmittel (R-744) klassifiziert, wodurch es sich ideal für Anwendungen mit direktem Kontakt wie die Margarineverarbeitung eignet.
• Lebensmittelunternehmen stehen unter dem Druck, ihren CO₂-Fußabdruck zu reduzieren. Transkritische CO₂-Systeme sind klimafreundlich (GWP = 1) und stehen im Einklang mit Nachhaltigkeitsinitiativen.

Zum Beispiel,

• Unilever hat in mehreren Anlagen eine CO₂ - basierte Kühlung eingeführt, um die Prozesseffizienz zu verbessern und die Emissionen zu senken.
• Europäische Hersteller wie Upfield haben CO₂-Systeme eingeführt, um die Anforderungen der EU-F-Gas-Verordnung zu erfüllen.
• Um seiner Verpflichtung zur Netto-Null-Bilanz bis 2050 nachzukommen, hat Nestlé eine CO₂-basierte Kühlung eingeführt . 
• Die Umstellung der expandierenden Margarineindustrie auf nachhaltige, effiziente Kühlung verstärkt das Wachstum des transkritischen CO₂-Marktes weltweit und wird durch die industrielle Akzeptanz, Umweltrichtlinien und eine kostenorientierte Einführung unterstützt.

Gelegenheit

„Entwicklung automatisierter Flusssynthesesysteme mit integriertem maschinellem Lernen“

• Maschinelles Lernen in Kombination mit automatisierter Flusssynthese ermöglicht ein schnelles Screening neuer CO₂-Mischungen und Leistungssteigerer.
• ML-gesteuerte Syntheseplattformen können Oberflächenbeschichtungen und Nanoverbesserungen schnell testen, die die Wärmeübertragung verbessern und die Frostbildung in CO₂-Systemen reduzieren.
• Die automatisierte Durchflusssynthese hilft bei der Bewertung der Korrosionsbeständigkeit und der Verschleißeigenschaften von Metallen und Dichtungen, die in transkritischen CO₂-Hochdruckanwendungen verwendet werden.
• Durch maschinelles Lernen können Durchflussraten, Temperatur und Druck während Systemtests dynamisch in Echtzeit optimiert werden, wodurch die Energieeffizienz verbessert und Abfall reduziert wird.

Zum Beispiel,

• Forscher am MIT und der ETH Zürich haben KI-Modelle verwendet, um die Zusammensetzung von Kältemitteln hinsichtlich Umwelteffizienz und thermodynamischer Leistung zu optimieren.
• KI-gesteuerte Labore wie Kebotix und IBM Research haben ähnliche automatisierte Arbeitsabläufe für die Materialentdeckung entwickelt. 
• Die Integration der automatisierten Durchflusssynthese mit ML beschleunigt die Innovation bei CO₂-Systemmaterialien und Kältemittelmischungen und schafft Wettbewerbsvorteile hinsichtlich Effizienz, Umweltverträglichkeit und Systemzuverlässigkeit – Schlüsselfaktoren im wachsenden transkritischen CO₂-Markt.

Einschränkung/Herausforderung

„Die Präsenz weniger Akteure bei der Reinigung von CO2-Systemen“

• Wenige spezialisierte Akteure dominieren die Lieferkette für hochreines CO₂. Diese Konzentration führt zu höheren Preisen für Reinigungssysteme, was die Kapitalkosten für transkritische CO₂-Kälteanlagen – insbesondere in Entwicklungsregionen – erhöht.
• Bei weniger Wettbewerbern verlangsamen sich Innovationen bei Reinigungstechniken (z. B. Membrantrennung, Adsorption). Dies behindert Leistungsverbesserungen und Energieeffizienzgewinne, die für eine breitere Einführung transkritischer CO₂-Systeme unerlässlich sind.
• Nicht alle großen Anbieter von CO₂-Reinigungssystemen sind weltweit vertreten. Beispielsweise haben europäische Einzelhändler möglicherweise leichteren Zugang zu fortschrittlichen Reinigungstechnologien als Anwender in Afrika oder Südostasien, was die globale Marktdurchdringung transkritischer Systeme einschränkt.
• Die geringe Zahl an Akteuren im Bereich der CO₂-Reinigung stellt einen strategischen Engpass dar – mit Auswirkungen auf Erschwinglichkeit, Innovation und Verfügbarkeit –, was wiederum die weltweite Verbreitung transkritischer CO₂-Kältesysteme trotz steigender Nachfrage nach nachhaltigen Kühllösungen verlangsamt.

Transkritischer CO2-Marktumfang

Der Markt ist nach Funktion und Endbenutzer segmentiert.

Im Jahr 2025 wird das Kühlsegment voraussichtlich den Markt dominieren, mit dem größten Anteil im Funktionssegment

Das Kältesegment wird voraussichtlich den Markt mit einem Marktanteil von 90,2 % im Jahr 2025 dominieren. Grund dafür sind strenge Umweltvorschriften, die den Einsatz von Kältemitteln mit hohem Treibhauseffekt (GWP) auslaufen lassen, wie beispielsweise die F-Gas-Verordnung der EU. Der Bedarf an energieeffizienten und nachhaltigen Kältelösungen in Branchen wie der Lebensmittelverarbeitung und dem Einzelhandel steigt. Technologische Fortschritte verbessern die Systemleistung und -zuverlässigkeit.

Das Kühlsegment wird voraussichtlich im Prognosezeitraum den höchsten CAGR im Technologiemarkt aufweisen

Im Jahr 2025 wird das Segment Kühlung voraussichtlich die höchste durchschnittliche jährliche Wachstumsrate aufweisen, da das Anwendungssegment Supermärkte und Convenience Stores das größte ist und der Bedarf an energieeffizienten und umweltfreundlichen Kühllösungen besteht.

Regionale Analyse des transkritischen CO2-Marktes

„Europa ist die dominierende Region im transkritischen CO2-Markt“

• Europa dominiert den transkritischen CO2-Markt aufgrund strenger staatlicher Vorschriften und der Abschaffung der Verwendung von FCKW
• Frankreich hält mit 26 % einen signifikanten Anteil. Dies ist auf eine strenge Umweltpolitik zurückzuführen, die mit der F-Gase-Verordnung der EU konform geht. Diese zielt auf die schrittweise Reduzierung von Kältemitteln mit hohem Treibhauseffekt (GWP) wie HFKW ab. Dieses regulatorische Umfeld fördert die Nutzung natürlicher Kältemittel wie CO₂.
• Das Land verfügt über eine beträchtliche Anzahl von Supermärkten und Verbrauchermärkten, die wichtige Endverbraucher transkritischer CO₂-Systeme sind. Die breite Einführung in diesem Sektor hat das Marktwachstum vorangetrieben.

„Nordamerika wird voraussichtlich die höchste Wachstumsrate verzeichnen“

• In der Region Nordamerika wird voraussichtlich die höchste Wachstumsrate im transkritischen CO2-Markt verzeichnet , angetrieben durch die wachsende Nachfrage in der Region nach transkritischen CO2-Systemen aufgrund ihrer Ungiftigkeit und Entflammbarkeit.
• Die USA werden voraussichtlich das Wachstum anführen, da große US-Einzelhändler in zunehmendem Maße transkritische CO₂-Systeme in Supermärkten und Convenience Stores implementieren, um die Energieeffizienz zu verbessern und den CO₂-Fußabdruck zu verringern.
• Die US-Umweltschutzbehörde EPA und Initiativen wie die Significant New Alternatives Policy (SNAP) fördern die Einführung natürlicher Kältemittel, einschließlich CO₂, um Stoffe mit hohem GWP schrittweise abzuschaffen.

Marktanteil von transkritischem CO2

Die Wettbewerbslandschaft des Marktes liefert detaillierte Informationen zu den einzelnen Wettbewerbern. Zu den Details gehören Unternehmensübersicht, Unternehmensfinanzen, Umsatz, Marktpotenzial, Investitionen in Forschung und Entwicklung, neue Marktinitiativen, globale Präsenz, Produktionsstandorte und -anlagen, Produktionskapazitäten, Stärken und Schwächen des Unternehmens, Produkteinführung, Produktbreite und -umfang sowie Anwendungsdominanz. Die oben genannten Datenpunkte beziehen sich ausschließlich auf die Marktausrichtung der Unternehmen.

Die wichtigsten Marktführer auf dem Markt sind:

• Träger (USA)
• SCM Frigo SpA (Italien)
• Emerson Electric Co. (USA)
• Danfoss (Dänemark)
• Dorin SpA (Italien)
• Baltimore Aircoil Company (USA)
• BITZER UK LIMITED (Großbritannien)
• LMP Systems (Kanada)
• MAYEKAWA MFG. CO., LTD. (Japan)
• Henry Group Industries (China)
• Panasonic Corporation (Japan)
• Carel Industries SpA (Italien)
• Parker Hannifin Corp. (USA)
• GEA Group Aktiengesellschaft (Deutschland)
• Hussmann Corporation (USA)
• Epta Spa (Italien)
• LU-VE SpA (Italien)
• ALFA LAVAL (Schweden)
• GELBE JACKE (US)
• Thermal Transfer Technology Ltd. (Großbritannien)

Neueste Entwicklungen im globalen transkritischen CO2-Markt

• Im März 2023 stellte Emerson den transkritischen halbhermetischen Copeland CO₂-Kolbenkompressor, Modell 4MTLS28ME, vor, der das größte Hubvolumen seiner Kategorie bietet. Dieses Gerät fungiert sowohl als Standard-Mitteltemperaturkompressor als auch als Parallelkompressor in transkritischen CO₂-Boostersystemen. Mit einer Kapazität von 303 kBTU/h bietet es mehr Flexibilität bei der Konstruktion und kann die Anzahl der benötigten Kompressoren in transkritischen CO₂-Racksystemen reduzieren.
• Im Dezember 2022 feierte Carrier Commercial Refrigeration die Produktion seines 20.000. transkritischen CO₂-Kühlregals in Europa, ein wichtiger Meilenstein, der mit seinen Marken PROFROID und Green & Cool erreicht wurde.
• Im Oktober 2022 erneuerten Danfoss und Beijer Ref ihre strategische Partnerschaft und bekräftigten ihren gemeinsamen Fokus auf Nachhaltigkeit.
• Im Oktober 2022 haben Jindal Stainless Limited (JSL), ein führender Edelstahlproduzent in Indien, und Linde ihre langfristige Vereinbarung zur Lieferung von Industriegasen erweitert.
• Im Januar 2022 implementierte der deutsche Lebensmitteleinzelhändler EDEKA Beckesepp ein transkritisches CO₂ (R744)-Kältesystem der Teko GmbH.

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