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Marktdynamik

Expandierende Märkte: Die Rolle der biopharmazeutischen Industrie bei der Steigerung der Nachfrage nach Ultratiefkühlgeräten

Der Markt für Ultratiefkühlgeräte wächst rasant dank des schnellen Wachstums der globalen biopharmazeutischen Industrie. Die Expansion des Biopharmasektors wird durch den steigenden Bedarf an fortschrittlicheren Therapien wie Impfstoffen, monoklonalen Antikörpern (mAbs), Zell- und Gentherapieprodukten und anderen Produkten angetrieben. Diese biologischen Arzneimittel erfordern sehr strenge Lagerbedingungen, um ihre Wirksamkeit zu erhalten, was zu einem starken Anstieg der Nachfrage nach Ultratiefkühlgeräten geführt hat. Dieses Wachstum wird durch neue Produkte, die auf den Markt kommen, weiter verstärkt; Schätzungen zufolge könnten personalisierte Medikamente allein in fünf Jahren die Hälfte des Marktvolumens ausmachen. Ein weiterer Treiber für die Nachfrage nach Ultratiefkühlgeräten sind die jüngsten Zulassungen der US-amerikanischen Arzneimittelbehörde FDA. Allein im letzten Jahr wurden 53 Biologika zugelassen, was im Vergleich zu den noch ausstehenden Zulassungen gering erscheint, aber dennoch einen deutlichen Anstieg gegenüber den Vorjahren darstellt.

Die Wachstumsstatistiken für den Markt für Ultratiefkühlgeräte beinhalten Prognosen wie: Der globale Markt für Biopharmazeutika wird von 430 Mrd. US-Dollar im Jahr 2023 auf rund 500 Mrd. US-Dollar im Jahr 2024 mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) wachsen. In den letzten fünf Jahren stieg die Anzahl der jährlich angemeldeten Biopharma-Patente durchschnittlich um 15 %. Allein im Jahr 2023 wurden weltweit über 200 Mrd. US-Dollar in Forschung und Entwicklung für die Entwicklung und Produktion biotechnologischer Arzneimittel investiert.

Fortschritte in der Wissenschaft: Die Auswirkungen verstärkter Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten

Ultratiefkühlgeräte (ULT-Gefrierschränke) sind aufgrund des weltweiten Anstiegs der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten (F&E), insbesondere in den Lebenswissenschaften, stark nachgefragt. Die meisten dieser Initiativen konzentrieren sich auf die Untersuchung verschiedener biologischer und chemischer Proben, die unter spezifischen Bedingungen konserviert werden müssen, um ihre Integrität zu gewährleisten. Diese Geräte erreichen Temperaturen von bis zu -80 Grad Celsius und sind daher unverzichtbare Werkzeuge. Bis 2024 werden weltweit schätzungsweise 240 Milliarden US-Dollar in die F&E im Bereich der Lebenswissenschaften investiert. Dies entspricht einem Anstieg von 10 % gegenüber dem Vorjahr im Markt für Ultratiefkühlgeräte. Hauptgrund hierfür ist die gestiegene Anzahl von Studien zu Infektionskrankheiten, personalisierter Medizin, Genomik und anderen zukunftsweisenden Disziplinen. Die COVID-19-Pandemie hat die Notwendigkeit einer leistungsfähigen F&E-Infrastruktur zusätzlich verdeutlicht. Dies hat zu vermehrten Finanzmitteln von Regierungen sowie von Nichtregierungsorganisationen wie der Bill & Melinda Gates Foundation geführt und somit diesen Anstieg der Investitionen in die Beschaffung von Ultratiefkühlgeräten zur Folge gehabt, die dem Schutz wertvoller Forschungsmaterialien dienen sollen.

Zahlen lügen nicht. In vier Jahren werden weltweit über 240 Milliarden US-Dollar in Forschung und Entwicklung allein im Bereich der Lebenswissenschaften investiert worden sein. Im letzten Finanzjahr wurden 12 % mehr öffentliche Mittel für biomedizinische Forschung bereitgestellt als ursprünglich geplant. Die öffentlich finanzierte biomedizinische Forschung legte zwischen 2023 und 2024 um 12 Prozentpunkte zu. Weltweit wurden über 30.000 neue klinische Studien zu Behandlungen gestartet. Vor drei Jahren flossen jährlich nur 14 Milliarden US-Dollar in die Genomforschung, seither sind es jährlich 18 % – ein deutliches Zeichen für das Potenzial des Marktes für Ultratiefkühlgeräte. Bei Projekten im Bereich der personalisierten Medizin liegt die jährliche Wachstumsrate bei 20 %. Universitäten verzeichneten allein im letzten akademischen Jahr einen Anstieg der vergebenen Fördergelder um 15 %. Allein im Gesundheitswesen investierte der private Sektor bereits 160 Milliarden US-Dollar. Zwischen den akademischen Jahren 2022/23 gab es einen Anstieg von 17 %. Private Unternehmen haben ihre Forschungsprojekte im Bereich Infektionskrankheiten seit dem letzten Jahr verdoppelt. Siebzig Prozent planen, ihre Ausgaben für alle wissenschaftlichen Belange im nächsten Jahr zu erhöhen. In den letzten zehn Jahren wurden jährlich 14 Prozent mehr Ultratiefkühllager verkauft als zuvor.

Überwindung von Hindernissen: Umgang mit hohem Energieverbrauch und Kostenbeschränkungen

Der Markt für Ultratiefkühlschränke wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst, steht aber auch vor erheblichen Herausforderungen. Besonders hervorzuheben sind der hohe Energieverbrauch und die damit verbundenen Kosten. Ultratiefkühlschränke halten Temperaturen von bis zu -80 Grad Celsius aufrecht, was naturgemäß einen hohen Stromverbrauch zur Folge hat. Allein der hohe Stromverbrauch im Betrieb führt zu hohen Kosten, die für kleinere Labore oder Forschungseinrichtungen unerschwinglich sein können. Im Jahr 2024 verbrauchte ein solcher Gefrierschrank durchschnittlich rund 16 kWh pro Tag, was jährlichen Energiekosten von etwa 1200 US-Dollar entspricht. Diese Summe ist für viele Organisationen aufgrund ihrer begrenzten Budgets nicht tragbar. Hinzu kommt, dass die Preise für Ultratiefkühlschränke zwischen 10.000 und 20.000 US-Dollar liegen und somit eine weitere finanzielle Hürde darstellen. Daher muss jede Einrichtung vor einer solchen Anschaffung finanziell gut vorbereitet sein, um sich die Geräte nicht leisten zu müssen.

Einige wichtige Erkenntnisse aus dem Marktbericht für Ultratiefkühltruhen verdeutlichen die zunehmende Wettbewerbsintensität in diesem Marktsegment. So verbraucht ein Gerät im Durchschnitt 16 Kilowattstunden pro Tag, während die jährlichen Stromkosten pro Kühlschrank (im Durchschnitt) über 1200 US-Dollar betragen. Die Anschaffungspreise liegen je nach Ausstattung zwischen 10.000 und 20.000 US-Dollar pro Gerät, die Wartungskosten belaufen sich im Durchschnitt auf rund 1500 US-Dollar jährlich. Hinzu kommen Reparaturkosten zwischen 500 und 3000 US-Dollar pro Defekt.

Infolgedessen geben 30 % der Labore an, dass hohe Kosten die Zugänglichkeit beeinträchtigen, während kleinere Einrichtungen etwa 25 % des Marktanteils ausmachen. Dies deutet darauf hin, dass 40 % der Institutionen jedes Geschäftsjahr mit knappen Budgets zu kämpfen haben. Auch wenn diese Zahlen alarmierend wirken mögen, geben sie nicht das ganze Bild wieder, da Reparaturen einmalig bis zu 3000 US-Dollar kosten können. Obwohl man versuchen kann, den Verbrauch um bis zu 30 % zu senken, sind die staatlichen Zuschüsse im Jahr 2023 um 8 % gestiegen.

Segmentanalyse

Nach Typ

Der globale Markt für Ultratiefkühlgeräte wird maßgeblich von Standtiefkühlgeräten angeführt, die bis 2024 voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 3,9 % wachsen werden. Im Jahr 2023 erwirtschaftete dieses Segment einen Umsatz von über 367,72 Millionen US-Dollar, was die starke Nachfrage aufgrund ihrer Platzeffizienz und Praktikabilität in beengten Umgebungen wie medizinischen Laboren und Forschungseinrichtungen widerspiegelt. Die vertikale Bauweise von Standtiefkühlgeräten bietet eine enorme Lagerkapazität bei geringem Platzbedarf. Daher eignen sie sich optimal für Räume mit begrenztem Platzangebot. Darüber hinaus ermöglichen diese Regalsysteme eine übersichtliche Anordnung und einen einfachen Zugriff auf die gelagerten Proben. Ein weiterer Bereich, in dem die Effizienz von Standtiefkühlgeräten verbessert wurde, ist die Technologie. Moderne Geräte erreichen ultraniedrige Temperaturen bei gleichzeitig geringerem Energieverbrauch, was die Betriebskosten deutlich senkt. Zudem sind sie individuell anpassbar. Für verschiedene Branchen wie Biotechnologie, Pharmazie oder medizinische Forschung, die unterschiedliche Lageranforderungen haben, sind unterschiedliche Größen und Ausführungen erhältlich.

Laut einigen bemerkenswerten Erkenntnissen zur Bedeutung vertikaler Ultratiefkühlgeräte auf dem globalen Markt für Ultratiefkühlgeräte wurden 2023 60 % aller Neuinstallationen ausschließlich mit diesem Gerätetyp durchgeführt. Der durchschnittliche Stromverbrauch moderner Geräte ist innerhalb von fünf Jahren um 20 % gesunken. Anpassbare Modelle machen bisher 35 % des Gesamtabsatzes aus. Bis Ende 2024 wird ein weiterer Marktanteilszuwachs von etwa 10 % aus Entwicklungsländern erwartet. Die Lebensdauer der Geräte beträgt nun zwölf Jahre, im Gegensatz zu zehn Jahren im Jahr 2018. Alle Biotech-Unternehmen weltweit nutzen sie als bevorzugte Option zur Lagerung empfindlicher Materialien wie Impfstoffe etc. Daher wird die weltweite Nachfrage jährlich um mindestens 5 % steigen. Jährlich werden 30 zusätzliche Geräte zertifiziert, 25 % davon werden an akademische Einrichtungen verkauft. Trotz gestiegener Verkaufszahlen sind die Preise aufgrund verbesserter Fertigungsprozesse und technologischer Fortschritte um sieben Prozentpunkte gesunken.

Durch Bewerbung

Das Segment Blut und Blutprodukte dominiert weiterhin den globalen Markt für Ultratiefkühlgeräte und unterstreicht damit die entscheidende Bedeutung dieser Materialien in verschiedenen Bereichen des Gesundheitswesens und der Forschung. Im Jahr 2023 erwirtschaftete dieses Segment einen Umsatz von über 307,24 Millionen US-Dollar und wird voraussichtlich ein stetiges jährliches Wachstum von 3,8 % beibehalten. Für alle medizinischen Maßnahmen, von einfachen Operationen bis hin zur Notfallversorgung, ist die Lagerung von Blut und Blutprodukten wie Plasma, Thrombozyten und Erythrozyten unerlässlich. Ultratiefkühlgeräte sind für die langfristige und sichere Aufbewahrung dieser Produkte äußerst nützlich.

Auch die wissenschaftliche Forschung ist auf die Langzeitlagerung von Blut und verwandten Produkten angewiesen. Bei der Konservierung von Blutproben für verschiedene Studien, darunter genetische, biochemische und epidemiologische Untersuchungen, sind Ultratiefkühlgeräte (ULT-Gefrierschränke) für Forscher unverzichtbar und treiben den Markt für diese Geräte weiter an. Diese Proben spielen eine entscheidende Rolle für den medizinischen Fortschritt und die Entwicklung neuer Therapien, da sie in Notfällen im Bereich der öffentlichen Gesundheit, wie Krankheitsausbrüchen oder Naturkatastrophen, unverzichtbare Ressourcen darstellen. Die Pandemie hat gezeigt, dass ausreichend Blutkonserven verfügbar und ordnungsgemäß gelagert werden müssen, weshalb diese Geräte weiterhin benötigt werden. Die Qualität und Sicherheit von Blut und seinen Bestandteilen erfordern spezielle, von den Aufsichtsbehörden streng festgelegte Lagerbedingungen. Daher müssen Gesundheitseinrichtungen und Blutbanken Ultratiefkühlgeräte einsetzen, um diese Vorschriften zu erfüllen.

Bis 2023 wird der weltweite Markt für Blutprodukte voraussichtlich 38 Milliarden US-Dollar erreichen. Jährlich werden rund 1.500 US-Dollar für die Lagerung einer Blutprodukteinheit in einem Ultratiefkühlschrank ausgegeben. Über 70 % der weltweiten Anbieter von Ultratiefkühlschränken teilen sich diese Kühlsysteme, die sie in ihren jeweiligen Zentren einsetzen. Die Nachfrage nach Blutprodukten steigt seit 2020 jährlich um 10 %. In den letzten drei Jahren wurden 15 % mehr Projekte im Bereich der Forschung mit diesem lebenswichtigen Körperflüssigkeitsprodukt registriert, während die Anzahl der speziell für dessen Lagerung entwickelten Einrichtungen in den letzten fünf Jahren um 20 % zugenommen hat. Die Kosten für die Einhaltung gesetzlicher Vorschriften bezüglich der sicheren Lagerung von Blutprodukten steigen seit deren Inkrafttreten jährlich um 12 Prozentpunkte. Die durchschnittliche Lebensdauer bis zum Austausch beträgt seit der Erfindung des Systems 14 Jahre. Die weltweite Nachfrage nach Plasma wird voraussichtlich bis auf Weiteres jährlich um 8 Prozentpunkte wachsen. Bis einschließlich 2024 wird ein weiteres Wachstum von 4,5 % prognostiziert.

Durch Technologie

Im Jahr 2023 dominierte die halbautomatische Technologie den globalen Markt für Ultratiefkühlgeräte mit einem Umsatz von 321,5 Millionen US-Dollar. Verschiedene Faktoren führen dazu, dass Endnutzer halbautomatische Ultratiefkühlgeräte gegenüber vollautomatischen bevorzugen. Ein Grund dafür ist das ausgewogene Verhältnis zwischen technologischem Fortschritt und Benutzerkontrolle. Diese halbautomatischen Ultratiefkühlgeräte sind mit automatisierten Funktionen ausgestattet, wodurch sie schneller arbeiten und somit Zeit und Energie sparen. Darüber hinaus ermöglicht diese Funktion, den Betrieb im Inneren zu überwachen. Diese Kombination ist ideal für Anwender, die sowohl die Zuverlässigkeit der Automatisierung benötigen als auch die Möglichkeit, bei Bedarf manuell einzugreifen oder Einstellungen anzupassen. Beispielsweise können die Geräte die Temperatur automatisch überwachen und Alarme auslösen, während bei Bedarf weiterhin Proben manuell eingelegt werden müssen.

Auch die Kosten spielen eine Rolle, warum die meisten Menschen diese Art von Gefrierschrank anderen vorziehen. Die fortschrittliche Robotik und Software vollautomatischer Modelle machen sie im Vergleich zu halbautomatischen Modellen auf dem Markt für Ultratiefkühlschränke, die nahezu die gleichen Leistungen zu niedrigeren Preisen bieten, sehr teuer. Tatsächlich sparen solche Geräte Geld, da sie eine höhere Temperaturstabilität gewährleisten und somit menschliche Fehler minimieren. Allerdings können sich nicht alle Labore, insbesondere kleine Forschungseinrichtungen mit begrenzten Budgets, diese hohen Kosten leisten. Daher ist die Wirtschaftlichkeit hier entscheidend. Es wird erwartet, dass die durchschnittlichen Kosten für ein großes Gerät im Jahr 2024 bei etwa 5.000 US-Dollar liegen werden, während sie derzeit bei etwa 6.800 US-Dollar liegen. Auch die jährlichen Wartungskosten sind mit durchschnittlich 1.200 US-Dollar deutlich niedriger als die 2.500 US-Dollar, die für vollautomatische Gefrierschränke anfallen.

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Regionalanalyse 

Nordamerika ist der größte Produzent und Verbraucher von Ultratiefkühlgeräten. Diese Position basiert unter anderem auf einem leistungsstarken Gesundheitssystem, dynamischen Forschungsaktivitäten und Fortschritten in der Biotechnologie. Der Umsatz belief sich 2023 auf 213,11 Millionen US-Dollar und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 2,6 % wachsen. Die Medizin- und Pharmaindustrie in dieser Region ist stark auf diese Geräte zur Lagerung von Impfstoffen, biologischen Proben und anderen kritischen Materialien angewiesen. Allein im Jahr 2023 trugen die USA 45 % zur weltweiten Nachfrage nach solchen Geräten bei und avancierten damit zu einem der größten Einzelabnehmer weltweit. Der Bedarf wurde durch jüngste Durchbrüche in der biomedizinischen Forschung weiter angekurbelt; über 25 % der Labore haben ihre Lagerkapazität allein in den letzten zwei Jahren erhöht. Ein weiterer Wachstumstreiber sind staatliche Programme wie Cancer Moonshot und Operation Warp Speed, die 2022 zu einem Anstieg der Bundesinvestitionen in die Anschaffung von Tiefkühlgeräten um 12 % führten. Darüber hinaus hat die Präsenz führender Hersteller wie Thermo Fisher Scientific oder Eppendorf zur nordamerikanischen Marktführerschaft beigetragen; diese Unternehmen kontrollieren allein rund 40 % des weltweiten Marktanteils. Darüber hinaus hat die jährliche Einführung von Energiesparmodellen seit der Einführung strenger Umweltauflagen in Verbindung mit Anreizen seitens der lokalen Behörden eine Rate von über fünfzehn Prozent erreicht.

Im Bereich Biobanking und pharmazeutischer Forschung ist der europäische Markt für Ultratiefkühlgeräte hinsichtlich Produktion und Verbrauch unübertroffen. 2023 wurde der Markt in Europa auf 170,38 Millionen US-Dollar geschätzt, wobei Großbritannien, Frankreich und Deutschland führend waren. Allein in Deutschland stieg der Absatz von Tiefkühlgeräten im vergangenen Jahr um 7 %, während die Nachfrage europaweit um 10 % zunahm, was auf den Fokus auf personalisierte Medizin und Präzisionsmedizin zurückzuführen ist. Um Impfstoffe für alle Eventualitäten im Zusammenhang mit der COVID-19-Pandemie zu sichern, hat die EU-Kommission 1,5 Milliarden Euro für den Kauf von Lagereinheiten in den Mitgliedstaaten bereitgestellt, die die Impfstoffe vor dem Verderben schützen, da während der Lagerung niedrige Temperaturen erforderlich sind. Derzeit werden mehr als ein Fünftel (18 %) aller in Großbritannien vorhandenen Einrichtungen dieser Art ausschließlich innerhalb des Vereinigten Königreichs genutzt, was angesichts des starken Biotechnologiesektors hier nicht überraschend ist. In französischen Forschungseinrichtungen ist die Anzahl der Gefrieranlagen in diesem Zeitraum fünfmal schneller gestiegen als irgendwo sonst auf der Welt, was das Engagement für eine nachhaltige Entwicklung unterstreicht. Selbst wenn Haier Biomedical und Panasonic Healthcare zusammen als Drittanbieter einen Marktanteil von rund 30 Prozent halten, bedeutet dies, dass sie die Branche noch weiter dominieren könnten, wenn man sie gewähren ließe. Die Zusammenarbeit zwischen Wissenschaft und Industrie hat in diesem Jahr zu einem Anstieg von 12 % bei Projekten mit ultratiefen Lagertemperaturen in der gesamten Region geführt.

Der Markt für Ultratiefkühlgeräte gewinnt im asiatisch-pazifischen Raum zunehmend an Bedeutung, obwohl er Nordamerika und Europa noch hinterherhinkt. In dieser Region wurde der Markt 2023 auf 150 Millionen US-Dollar geschätzt, wobei China, Japan und Südkorea führend waren. Allein China hielt einen Marktanteil von 35 % und verzeichnete ein beeindruckendes jährliches Umsatzwachstum von 9 %. Die Initiative „Gesundes China 2030“ sowie andere staatliche Bemühungen zum Ausbau der Gesundheitsinfrastruktur und der biopharmazeutischen Kapazitäten haben die Nachfrage dort maßgeblich angekurbelt. Im technologisch innovativen Japan stiegen die Verkäufe von Tiefkühlgeräten um 6 %, wodurch der Gesamtwert auf 150 Millionen US-Dollar anstieg. Südkoreas Investitionen in Biotechnologie und Life Sciences führten zu einem Anstieg der Beschaffung von Ultratiefkühlgeräten in Forschungseinrichtungen um 20 % in diesem Jahr, wodurch Südkorea hinsichtlich der Verkaufszahlen den zweiten Platz hinter China belegte.

Führende Akteure auf dem globalen Markt für Ultratiefkühlgeräte

• Thermo Fisher Scientific Inc.
• Eppendorf AG
• Helmer Scientific
• Haier Biomedical
• Panasonic Healthcare Corporation
• Arctiko A/S
• Binder GmbH
• Esco Micro Pte Ltd.
• Stirling Ultrakalt
• So-Low Environmental Equipment Co.
• Bionics Scientific Technologies (P) Ltd.
• Labcold
• CoolSafe Superior
• Evermed SRL.
• Porkka

Marktsegmentierungsübersicht:

Nach Typ

• Aufrechte Ultratiefkühlschränke
• Gefriertruhen mit ultratiefen Temperaturen

Durch Technologie

• Halbautomatische Gefrierschränke
• Automatisierte Gefrierschränke

Durch Bewerbung

• Blut und Blutprodukte
• Pharmazeutika
• Forensische und genomische Forschung
• Andere

Nach Region

• Nordamerika
  • Die USA.
  • Kanada
  • Mexiko
• Europa
  • Westeuropa
    • Großbritannien
    • Deutschland
    • Frankreich
    • Italien
    • Spanien
    • Übriges Westeuropa
  • Osteuropa
    • Polen
    • Russland
    • Übriges Osteuropa
• Asien-Pazifik
  • China
  • Indien
  • Japan
  • Australien und Neuseeland
  • Südkorea
  • ASEAN
  • Übriges Asien-Pazifik
• Naher Osten und Afrika (MEA)
  • Saudi-Arabien
  • Südafrika
  • VAE
  • Rest von MEA
• Südamerika
  • Argentinien
  • Brasilien
  • Restliches Südamerika