市场情景
2024 年气候技术市场价值为 342 亿美元,预计到 2033 年将达到 2183.3 亿美元,在 2025 年至 2033 年的预测期内,复合年增长率为 22.87%。.
气候技术市场如今涵盖传感器、电力电子、先进材料和人工智能,所有这些技术都旨在缓解或适应气候变化。随着各国政府加快推进脱碳政策(目前全球超过80%的GDP都设定了净零排放目标),以及企业感受到2025年即将生效的范围3信息披露规则的压力,市场需求正在激增。硬件是市场的核心:用于甲烷和二氧化碳监测的高精度物联网传感器、高密度锂离子电池和新兴的钠离子电池、用于可再生能源并网的SiC/GaN逆变器,以及用于绿色氢能的模块化电解槽堆。成本持续下降——2023年锂离子电池组价格同比下降14%至每千瓦时139美元,而电解槽资本支出下降18%。这些趋势,加上美国的《工业关系法》和欧盟的《绿色协议》产业计划,正吸引风险投资涌向深度科技领域:2023年气候硬件领域的风险投资交易增长了31%,五年来首次超过了纯软件领域的投资轮次。.
在收益最明显的领域,推广应用最为强劲。2023年,全球热泵出货量增长了23%,这得益于欧洲高达35%的安装成本补贴。在交通运输领域,电动汽车在新轻型车辆销量中的渗透率达到了19%,而随着兆瓦级充电桩的普及,重型卡车的渗透率也突破了1%。工业现场太阳能+储能系统是增长最快的部署模式,同比增长38%,因为它既能降低能源成本,又能简化碳排放报告的复杂性。主要终端用户包括:竞相实现50%可再生能源组合目标的公用事业公司、寻求全天候清洁能源匹配的数据中心运营商,以及投资于电蒸汽裂解装置的化工生产商。边缘部署(配备云分析功能的表后设备)引领需求,因为它避免了并网延迟;而公用事业规模的资产则越来越依赖数字孪生技术,以从风能和太阳能中榨取3-5%的额外容量系数。.
气候技术市场的领导地位正逐渐由特斯拉、Enphase Energy、维斯塔斯、施耐德电气和比亚迪等软硬件集成商主导,它们掌控着从芯片到分析的关键环节。消费热点地区包括欧洲(当地“适合55岁以上人群”的法规推动了采购)和北美(受益于3690亿美元的IRA税收优惠)。2024年的发展趋势包括:人工智能驱动的预测性维护可将风力涡轮机的停机时间减少高达30%;使用固体吸附剂的直接空气捕集模块可将能源强度降低40%;以及可将原材料需求减半的电池二次利用计划。随着碳市场趋紧和电网限制加剧,资本将从吉瓦级可再生能源转向赋能技术——长时储能、电转X和高分辨率监测——这将使气候技术市场在未来十年内保持两位数的持续增长,即使没有进一步的补贴支持。.
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市场动态
驱动因素:企业净零采购目标加速企业在脱碳技术方面的支出
企业净零排放采购目标如今已成为气候技术市场最强劲的经济催化剂。据科学碳目标倡议组织(SBTi)的数据显示,截至2024年第一季度,已有超过5500家公司(占全球市值的37%)验证了其基于科学的碳目标,而两年前这一数字仅为3400家。这些承诺正在转化为资本预算:CDP的数据显示,企业在脱碳硬件、软件和服务方面的支出同比增长28%,2023年达到4150亿美元,并有望在2024年继续保持两位数增长。企业购电协议(PPA)充分体现了这一规模;彭博新能源财经(BloombergNEF)的数据显示,2023年签署的清洁能源PPA规模达46吉瓦,并预测2024年将达到55吉瓦。亚马逊、微软和巴斯夫等大型买家正在将交易范围从风能和太阳能扩展到绿色氢能采购和电池储能等领域。与此同时,范围 3 的审查范围正在从科技公司扩展到钢铁、水泥和快速消费品行业,迫使供应链合作伙伴采购低碳热泵、碳化硅逆变器、高分辨率甲烷传感器和无组织排放无人机,否则将面临失去关键合同的风险。.
对于利益相关者、制造商和分销商而言,这波采购浪潮重塑了气候技术市场内部的价值链优先事项。例如,一级汽车供应商已开始在询价单中加入碳强度阈值,这促使零部件制造商转向使用再生铝、生物基复合材料和可再生能源冶炼。分销商报告称,由于工业买家竞相在平均每吨二氧化碳当量77美元的内部碳价下实现氨和甲醇工艺的脱碳,1-5兆瓦电解槽堆的交货周期已从32周缩短至18周。设施管理人员也在将智能计量、楼宇管理人工智能和屋顶太阳能打包到单一采购中,以最大限度地提高每美元的减排效益。为了赢得市场份额,供应商必须能够用减排成本曲线和生命周期分析结果来解释减排效果,而不仅仅是产品规格。提供可验证的排放数据以及性能指标正迅速成为基本要求,能够保证符合范围3标准的供应商有望在北美和欧洲赢得长期框架协议和溢价。.
趋势:电动汽车废旧电池再利用于固定式储能,拓展价值链
将废弃电动汽车电池改造为固定式储能系统,正成为气候技术市场中一股发展迅猛的趋势,不仅开辟了新的收入来源,还缓解了原材料短缺的难题。国际能源署(IEA)预测,到2024年,全球电动汽车销量将达到1750万辆,这将引发一波电池组报废潮,这些电池组最初于2014年至2016年间投入使用。彭博新能源财经(BloombergNEF)估计,今年将有约5吉瓦时(GWh)的退役汽车电池(平均健康状态仍为70%)可用于固定式储能系统,到2030年,这一数字将增至28吉瓦时。改造后的储能模块成本约为每千瓦时70美元,约为全新磷酸铁锂电池系统价格的一半,并且仍可提供三至七年的电网支持。从加利福尼亚到广东的公用事业公司已经开始启动利用这些经济效益的多兆瓦试点项目:太平洋煤气电力公司于 2024 年 3 月启用了一个 30 兆瓦时的二次利用阵列,旨在削减高峰需求并避免价值 1.2 亿美元的变电站升级。.
对于身处气候技术市场的制造商和分销商而言,二次利用的激增对诊断、再制造和保修结构提出了新的要求。诸如RePurpose Energy和德国Voltfang等电池分析初创公司提供在线阻抗扫描和基于人工智能的衰减预测,使系统集成商能够以±2%的精度按剩余容量对模块进行分级。这种精度对于寻求可靠供应协议的分销商至关重要;保险公司现在只有在提供数字孪生和可追溯的序列号链的情况下才会承保性能保证。物流方面的考虑同样至关重要:符合联合国38.3标准的包装、逆向物流网络和本地翻新中心可以将处理成本降低18%,远低于跨境运输。将汽车OEM的租赁到期计划与公用事业公司的招标日程同步的利益相关者可以确保原料和需求的可见性,这种结合可以加快项目周期。最终,二次存储不仅可以在成本压力环境下扩大利润空间,还有助于满足欧盟电池法规 2024/1542 中规定的循环经济标准,从而巩固其在即将到来的采购框架中的地位。.
挑战:测量和报告的碎片化使得跨平台减排量的核实变得复杂
气候技术市场面临的一大挑战是衡量和报告标准的碎片化,这削弱了利益相关者核实减排量和获得激励措施的能力。尽管欧盟的《企业可持续发展报告指令》规定自2024财年起强制5万家公司披露相关信息,但其他类似的框架——温室气体核算体系(GHG Protocol)、ISO 14064-1、PCAF以及新兴的IFRS-S2——对界限的定义各不相同,造成了成本高昂的重复工作。德勤2024年的一项调查发现,大型企业每年平均花费260万美元用于排放数据核对,其中41%的企业表示“方法论冲突”是其确保报告准确性的最大障碍。对于技术供应商而言,认证方面的混乱会导致销售周期延长:麦肯锡估计,2023年有18%的气候技术项目因买方无法将内部指标与外部审计师的指标相一致而进入“采购暂停”状态。即使在北美,美国证券交易委员会的气候信息披露规则(虽然已经最终确定但尚未强制执行)在重要性门槛方面也存在显著差异,这迫使跨国公司维持平行的审计追踪,并增加了行政成本。.
因此,在气候技术市场运营的制造商和分销商必须应对各种验证要求,同时控制运营成本。领先的逆变器供应商施耐德电气目前将其EcoStruxure传感器与基于区块链的碳账本捆绑在一起,提供不可篡改的数据追踪,满足ISO和CSRD审核员的要求;这种方法已将合同审批时间缩短了21%。像Persefoni和Watershed这样的初创公司正在将机器可读标签方案(WBCSD PACT)直接嵌入物联网网关,但互操作性差距依然存在,尤其是在范围3第11类(使用阶段)排放方面。利益相关方应倡导围绕即将在COP29上发布的《温室气体核算体系土地部门和清除指南》草案达成共识,因为该草案承诺为生物基材料、直接空气捕获信用额和土壤碳项目建立统一的分类体系。在整合完成之前,采购团队必须为第三方验证预留应急预算,并设计能够映射多种模式的模块化数据架构。未能预见这些复杂情况可能会阻碍产品发布,延迟激励措施的发放,并在 2024 年及以后削弱以可持续发展为导向的客户的信任。.
细分分析
按技术
物联网技术在气候技术市场中占据了略高于20%的使能技术份额,因为精细化、连续性的测量是验证脱碳声明的先决条件。伍德麦肯兹(Wood Mackenzie)的数据显示,到2024年,企业平均每兆瓦可再生能源装机容量将部署7.2个气候专用传感器,是2021年密度的两倍。廉价、低功耗的芯片——一些L波段NB-IoT模块的价格现在低于4美元——使得集成商能够在不增加资本支出的情况下,为资产全面覆盖环境智能。实时数据能够带来收益:加州的需求响应拍卖机制为经认证的物联网电表证明的负荷灵活性支付高达200美元/兆瓦时,从而为工业用户带来即时回报。此外,欧盟的《碳排放交易指令》(CSRD)规定,从2024年起,企业必须提交“可数字化追溯的排放清单”,这将促使企业嵌入能够提供安全审计追踪的物联网网关。因此,专注于气候领域的物联网初创企业的风险投资同比增长 35%,这是自疫情爆发以来,气候技术市场首次超过其他硬件类别。.
在气候技术市场中,部署最广泛的设备包括超声波气体流量计、卫星回传气象站和亚秒级电能质量分析仪,这些设备之所以被选中,是因为它们能够将排放或能源浪费转化为可货币化的洞察。集成LoRaWAN的超声波流量计可以检测低至10ppm的甲烷泄漏,使油气运营商能够因快速维修而获得美国《通货膨胀降低法案》规定的“超级积分”。在农业领域,太阳能土壤湿度探头将蒸散量数据传输到人工智能灌溉系统,在2024年加州中央谷地的干旱期间,使杏仁园的用水量减少了30%。与此同时,安装在输电线路上的高频相量测量单元使用5G超可靠低延迟通信(URLLC)技术传输同步相量数据流,使电网运营商在去年夏季德克萨斯州的热浪期间额外增加了1.2吉瓦的动态线路额定容量。分销商通过提供包含四年数据计划的捆绑式传感器平台包来获利,简化了缺乏内部遥测专业知识但又面临新的范围 1 报告规则的中型客户的采购流程。.
按申请
由于大多数工业化经济体在2024年将信息披露义务从自愿转变为强制,碳足迹管理领域目前已占气候技术市场总收入的20%以上。欧盟的《碳排放交易指令》(CSRD)、英国的《简化能源和碳报告扩展计划》(Streamlined Energy and Carbon Reporting extension)以及加州的SB 253法案共同将经审计的碳排放报告范围扩大到年收入超过10亿美元的公司,有效覆盖了全球三分之一的供应链。这要求企业持续进行资产层面的数据采集,并提供可随时审计的仪表盘,而专业的碳足迹管理平台则通过收取定期SaaS费用来实现盈利。监管压力与投资者的密切关注交织在一起:MSCI的“隐含气温上升”指标在2024年2月影响了11万亿美元的资产管理规模,促使投资组合公司购买能够模拟脱碳路径的软件。企业愿意支付溢价,因为准确的碳足迹基准线可以解锁绿色债券票息、可持续发展挂钩贷款和税收抵免,这些收益加起来的财务收益通常超过当今气候技术市场的内部资本成本门槛。.
技术复杂性进一步巩固了碳足迹管理的主导地位,因为它造成了高昂的转换成本和网络效应。领先的平台从企业资源计划 (ERP)、物联网 (IoT) 和公用事业账单中提取数据,然后根据最新的排放因子库(例如 Exiobase 3.9 和 EPA eGRID 2024)对数据进行协调。一旦配置完成,这些数据管道就成为关键基础设施;毕马威的一项调查发现,63% 的可持续发展负责人宁愿推迟 ERP 升级,也不愿冒着中断其碳足迹工作流程的风险。这些模块还充当集成中心,将经过验证的碳数据导入采购门户、电子发票系统和全天候可再生能源匹配引擎,从而随着时间的推移增加合同总价值。对于向气候技术市场销售产品的制造商和分销商而言,与碳足迹平台合作可以加速销售,因为许多企业现在已将“API 就绪的碳报告”嵌入到招标书中。例如,当一家汽车 OEM 于 2024 年 1 月强制要求使用 API 时,分销商 Würth Elektronik 在展示了一键式 CDP 导出到买家可持续发展数据湖的功能后,获得了 1800 万欧元的框架协议。.
按行业分类
能源行业贡献了超过25%的收入,仍然是气候技术市场最大的垂直行业客户,这主要是因为其脱碳手段——可再生能源、储能和电网数字化——需要与气候技术产品完美契合的软硬件组合。2024年,独立电力生产商必须整合精度达到±5%的间歇性预测数据,才能获得欧洲平衡市场的资格,而这一性能只有通过基于激光雷达、卫星和物联网数据训练的人工智能模型才能实现。公用事业公司同样面临压力:美国联邦能源监管委员会第2222号命令要求电网运营商在2024年8月之前接入分布式能源,这促使基于云编排层的虚拟电厂部署激增。这些强制性要求转化为对边缘逆变器、双向电动汽车充电器、同步相量传感器和排放感知型SCADA软件的采购订单。因此,设备制造商报告称,目前其气候技术积压订单中有 62% 来自能源客户,而两年前这一比例为 48%,这凸显了该行业对创新预算的关键拉力。.
投资正集中于三个影响深远的领域,它们正在重塑气候技术市场的格局:长时储能、电网边缘智能和无甲烷天然气基础设施。首先,抽水蓄能和铁空气电池在2024年通过了关键的现场测试,Form Energy公司位于明尼苏达州的10兆瓦试点项目实现了100小时的放电,使电力公司能够推迟燃气轮机的峰值运行。其次,馈线级智能技术正在蓬勃发展;杜克能源公司现在为每台新变压器配备5千赫兹波形传感器,并将数据传输到云端进行分析,从而提前七天预测过载情况,将停电时间减少15%。第三,天然气公司正在部署光纤管道监测技术,该技术能够检测20公里范围内低于50ppm的微泄漏。根据2024年10月生效的美国《管道安全法》修正案,这项技术符合更高的费率回收条件。对于制造商而言,这些转变带来了先进材料和人工智能模型等领域的机遇;而分销商则受益于多年服务合同,这些合同将硬件、连接性和受监管的性能保证捆绑在一起,从而更好地融入更广泛的气候技术市场。.
按部署
在气候技术市场中,基于云的部署占据了超过 48% 的份额,因为它解决了计算密集型和地理数据分散这两大瓶颈。气候模型、卫星图像和物联网传感器数据流会产生 PB 级的非结构化信息,而本地服务器无法实时处理这些信息。AWS 和 Azure 等超大规模平台现在提供专用的可持续发展工作负载——例如,微软的行星计算机每天摄取 60 TB 的环境数据——使解决方案提供商能够在几分钟内(而不是几天)运行生命周期评估或电网平衡算法。财务方面的考量同样令人信服:Astute Analytica 的研究发现,企业迁移到云原生架构后,脱碳分析的总拥有成本最多可降低 40%。对供应商而言,云加速了产品迭代;热泵控制器或高级逆变器的固件更新可以通过无线方式推送至数万台设备,这一功能提高了服务附加收入,同时满足了 2024 年日益严格的 ESG 报告期限。.
气候技术市场的普及得益于合规性和安全性方面的改进,这些改进消除了此前受监管垂直行业中的阻力。领先的供应商现在提供主权数据区,使欧洲公用事业公司能够在欧盟管辖范围内保存电网遥测数据,同时还能利用弹性计算。Gartner 指出,在 2024 年第一季度发布的气候软件招标书中,72% 明确要求使用通过 ISO 27001 认证的云托管服务,高于一年前的 55%。与此同时,诸如 Google Cloud 的 Earth Engine 等嵌入式人工智能服务使开发人员将原始卫星像素转化为甲烷泄漏警报的速度提高了一倍,将概念验证的时间从六个月缩短到不到八周。对于分销商而言,云简化了渠道拓展;订阅计费和基于 API 的配置使他们能够将碳强度仪表板与硬件销售捆绑在一起,从而产生可弥补硬件价格下降的经常性利润。 2024 年 3 月,一家亚洲可再生能源聚合商将 3 GW 的屋顶太阳能并入其虚拟电厂,该平台无需额外资本支出或培训即可扩展到 150,000 个并发设备连接。.
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区域分析
北美:激励措施、资金和数字基础设施推动气候技术领导力
预计到2024年,北美将占据全球气候技术市场约30%的份额,这得益于公共激励措施、私人资本和数字化准备工作的高度契合。美国通过《通货膨胀削减法案》推动了该地区大部分市场规模的增长。该法案提供长达十年的生产和投资信贷,可将绿色氢能、电池和碳捕获项目的成本降低高达40%,从而使公用事业和工业企业的内部收益率超过8%。去年,风险投资和成长型投资者向气候初创企业投入了180亿美元,而云基础设施则处理着海量的传感器数据,用于电网、交通和建筑优化。五家企业引领着市场竞争:特斯拉、NextEra Energy、Enphase Energy、微软和施耐德电气将垂直整合的硬件、软件和金融技术相结合,提供交钥匙式脱碳解决方案。此外,该地区还拥有丰富的低成本可再生能源、强大的输电市场(如ERCOT)、致力于推进固态电池研发的国家实验室,以及流动性强的绿色债券市场,这些都显著且迅速地缩小了合格资产的融资利差。.
欧洲:政策确定性和碳定价加速欧洲气候技术扩张
欧洲仍然是全球第二大气候技术市场,因为具有约束力的政策能够将气候雄心转化为可货币化的需求。“Fit-for-55”一揽子计划明确规定到2030年减排55%,而排放交易体系则将碳排放配额的价格维持在每吨80欧元以上,从而推动公用事业、钢铁制造商和航空公司转向电气化、氢能和碳捕获技术。财政支持力度巨大;“绿色协议”工业计划承诺提供2500亿欧元的担保,国家复苏基金则为从波兰到西班牙的热泵、电池工厂和电解槽超级工厂提供补贴。基础设施的成熟加速了部署:2023年,93%的新增可再生能源接入了日前市场,确保了对投资者具有吸引力的价格信号。维斯塔斯、西门子歌美飒、沃旭能源、诺斯沃尔特和施耐德电气等公司在技术领域处于领先地位,它们将涡轮机、储能、氢能和电网边缘软件集成到交钥匙工程中。最后,即将实施的碳边境调节机制试点项目激励进口商采用生命周期跟踪技术,从而推动对物联网测量平台的持续投入。.
亚太地区:制造业规模和目标推动气候技术快速增长
亚太地区是气候技术市场增长最快的地区,这主要得益于其制造业规模和不断加快的政策目标。中国供应全球超过60%的锂离子电池和80%的太阳能晶圆,这使得本土开发商能够以比西方同行低15%的价格采购硬件,并以创纪录的速度部署可再生能源——仅2023年就新增了70吉瓦。北京的国家碳市场目前涵盖电力和水泥行业,今年将配额收紧了4%,从而提振了对基于物联网的监测和碳捕获改造的需求。印度每月拍卖混合太阳能-储能区块,目标是到2030年实现500吉瓦的非化石能源装机容量,而日本和韩国则将补贴用于氢燃料钢铁和氨运输。区域领军企业比亚迪、宁德时代、远景数字、阳光电源和塔塔电力整合了制造和软件,缩短了产品上市时间。国有银行的优惠贷款、有利的贸易协定和半导体供应链进一步加速了移动出行、电网和工业领域的应用。.
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