상변화물질(PCM) 시장은 전 세계 에너지 소비 증가와 화석 연료의 대량 소비로 인한 탄소 배출량 증가로 인해 예측 기간 중 20.45%의 안정적인 성장률을 보일 것으로 예상됩니다. 또한 세계 건설 산업의 성장은 상변화물질(PCM)에 대한 수요를 증가시키고 있습니다. 건설 산업의 호황과 함께 건물의 에너지 효율과 열적 쾌적성에 대한 수요는 지난 수년간 급격히 증가했습니다. 이러한 재료는 상전이 과정에서 열 에너지를 저장하고 방출하는 능력으로 인해 널리 사용되고 있으며, 실내 온도 조절에 도움이 되어 기존 냉난방 시스템의 필요성을 줄여줍니다. 따라서 가정 및 상업용 건물의 에너지 절약을 크게 향상시킬 수 있습니다. 최근 수년간 중국 건설 업계는 새로운 기술 혁명과 산업 혁신이 가져온 기회를 포착하여 효율을 높이고 에너지 소비를 줄이기 위해 노력해 왔습니다. 그 결과 지속적인 변화와 업그레이드가 이루어졌습니다. 예를 들어 2023년 중국 국가통계국이 발표한 보고서에 따르면 건설업은 중국 국가 경제의 핵심 산업 중 하나로 2022년 총 생산액이 31조 위안(4조 3,400억 달러)을 초과하고 5,200만 명 이상을 고용할 것으로 예상했습니다. 따라서 위의 요인들이 시장에 긍정적인 영향을 미치고 있으며, 예측 기간 중 큰 폭의 성장이 예상됩니다.
유형별로 시장은 유기, 무기, 공결정으로 구분되며, 2023년에는 유기 부문이 시장을 지배하고 있으며, 예측 기간 중에도 유기 부문이 시장을 지배할 것으로 예상됩니다. 이 부문의 성장에 기여하는 중요한 요인으로는 낮은 과냉각, 낮은 상변화 분리, 약한 부식, 우수한 화학적 안정성, 저렴한 가격, 우수한 고체 성형성 등이 있습니다. 유기 상 변화 재료(PCM)는 주로 파라핀 왁스 및 지방산의 유기 화합물입니다. 이러한 재료는 일반적으로 고체 상태와 액체 상태 사이의 상 전이 사이에 열 에너지를 저장하고 방출하는 능력으로 알려져 있습니다. 또한 이러한 재료는 상변화 온도를 건축 용도에 적합한 범위, 일반적으로 18 ℃ - 30 ℃로 조정할 수있어 인간의 열적 쾌적성 요구 사항에 맞게 조정할 수 있습니다. 또한 제조업체는 시장 점유율을 확보하고 업계 수요를 충족시키기 위해 다양한 유기 상 변화 재료(PCM)를 개발하고 있습니다. 예를 들어 영국 왕립 화학 학회(Royal Society of Chemistry)가 2022년에 발표 한 보고서에 따르면 트리 아진 유도체는 최신 유기 상 변화 재료(PCM) 개발 중 하나이며, M1-M7로 명명 된이 화합물은 1,3,5- 트리 아진, 2,4,6- 트리 아진, 1,3,5- 트리 아진, 2,4,6- 트리 아진, 1,3,5- 트리 아진, 2,4,6- 트리 아진, 2,4,6- 트리 아진, 3,6- 트리아미노 -1,4- 트리아미노 트리아미노-1,3,5-트리아진(멜라민), 2,4-디클로로-6-메톡시-1,3,5-트리아진, 2-클로로-4,6-디메톡시-1,3,5-트리아진에서 알킬화 또는 아미드화 과정을 거쳐 제조되었습니다. 이들 1,3,5-트리아진 유도체의 융점은 43°C에서 190°C의 범위에 있으며, 용융 엔탈피 변화는 47에서 150 J g-11의 범위에 있습니다. 이들 화합물의 대부분은 파라핀보다 적은 난연제로 자기 소화성을 달성했습니다.
용도별로는 건축 및 건설, HVAC, 전자, 열에너지 저장, 기타로 구분됩니다. 건축 및 건설 분야는 2023년 가장 큰 점유율을 차지할 것으로 예상되며, 에너지 절약 건물, 패시브 냉난방, 기존 건물의 리노베이션에 대한 수요 증가로 인해 예측 기간 중에도 비슷한 추세를 보일 것으로 예상됩니다. 전 세계 많은 정부가 에너지 절약 건물 설계에 중점을 두고 있습니다. 각국은 건설 산업에 대한 엄격한 규제와 기준을 마련하고 있으며, 이러한 요구 사항을 충족하기 위해 건설 업계는 상변화물질(PCM)와 같은 혁신적인 기술을 더욱 많이 채택하고 있습니다. 캘리포니아 주 에너지 위원회는 엄격한 에너지 효율 기준을 충족하기 위해 신축 주택 및 상업용 건물에 PCM 및 기타 열에너지 저장 시스템을 사용하도록 의무화하고 있습니다. 유럽연합(EU)의 건물 에너지 성능 지침(EPBD)도 PCM 및 기타 혁신적인 기술을 사용하여 건물의 에너지 성능을 개선하도록 장려하고 있으며, PCM은 하루의 잉여 열을 저장했다가 필요할 때 방출하거나 상황에 따라 그 반대의 기능을 수행하여 건물을 자연적으로 냉방 및 난방하는 데 적용되고 있습니다. 자연스럽게 건물을 식히거나 데우는 데 적용될 수 있습니다. 이는 수동적으로 이루어지며 능동적인 냉난방 시스템보다 적은 전력만을 사용하여 에너지를 절약할 수 있습니다.
상 변화 재료(PCM) 시장을 더 깊이 이해하기 위해 북미(미국, 캐나다, 기타 북미), 유럽(독일, 영국, 프랑스, 이탈리아, 스페인, 기타 유럽), 아시아태평양(중국, 일본, 인도, 기타 아시아태평양) 및 기타 지역 세계 시장 현황을 기반으로 시장을 분석합니다. 존재를 기준으로 분석됩니다. 유럽의 상변화물질(PCM) 시장은 2023년에 가장 큰 시장 규모를 기록할 것으로 예상되며, 예측 기간 중에도 비슷한 효과를 나타낼 것으로 예상됩니다. 이 지역의 성장에 기여하는 주요 요인으로는 독일이 PCM의 주요 제조 및 수출국이며, 제조 부문이 발달되어 있다는 점을 들 수 있습니다. 독일은 자동차, 공산품, 화학, 항공우주, 방위 등 막대한 전력을 사용하고 에너지 소비를 증가시키는 제조 부문을 보유하고 있습니다. 따라서 혁신적인 PCM의 채택이 유럽의 우위를 지원하는 중요한 요인이 되고 있습니다. 또한 건설 산업의 성장이 수요를 촉진하고 있으며, 주로 이 지역의 녹색 건설에 대한 관심이 높아지면서 난방, 환기 및 공조 시스템의 최적화에 기여하고 건물의 보다 효율적인 에너지 사용으로 이어지는 시장 촉매제 역할을 하고 있습니다. 예를 들어 유럽건설산업연맹(FIEC)에 따르면 비주거용 건물 건설 부문에 대한 투자는 2022년 2.1% 증가할 것으로 예상됩니다. 또한 이 지역의 상변화물질(PCM) 채택을 촉진하고 개선하기 위해 다양한 정부 구상이 시행되고 있습니다. 예를 들어 유럽연합(EU)은 '탄소배출권' 구상을 시행하고 있습니다. 상변화물질(PCM)을 건축 및 HVAC 등의 용도에 사용함으로써 기업은 다른 친환경 단열재를 사용하는 것보다 10배에서 20배의 탄소배출권을 획득할 수 있습니다. 이는 PCM의 채택을 더욱 촉진하고, 이 지역 수요를 지속적으로 증가시키고 있습니다.
시장에 참여하고 있는 주요 기업에는 Cold Chain Technologies, Croda International Plc, Sasol Limited, Honeywell International Inc., Boyd, PureTemp LLC, Outlast Technologies GmbH, Teappcm, Rubitherm Technologies GmbH, Climator Sweden AB 등이 있습니다.
A phase-change material is a substance that changes its state and provides latent heat without changing its temperature. This process of transforming physical properties is called a phase-change process. Phase-change materials function like a rechargeable thermal battery. Due to their sizeable latent heat capacities, they can store and release large amounts of thermal energy, almost isothermally.
The Phase Change Material Market is growing at a steady rate of 20.45% in the forecast period owing to the increase in energy consumption globally and the high consumption of fossil fuels, leading to higher carbon dioxide emissions. Additionally, the growing construction industry globally has also boosted the demand for phase change material. As the construction industry booms, the demand for energy efficiency and thermal comfort in buildings has increased drastically in the past few years. These materials are extensively used due to their ability to store and release thermal energy during the phase transition, helping to regulate the indoor temperature and reducing the need for conventional heating and cooling systems. Therefore, this leads to significant energy savings for household and commercial buildings. In recent years, the Chinese construction industry has seized the opportunities brought by the new technological revolution and industrial transformation, striving to improve efficiency and reduce energy consumption. As a result, it has achieved continuous transformation and upgrading. For instance, in 2023, according to the report published by the National Bureau of Statistics of China, the construction industry is one of the pillar industries of China's national economy, with a total output value exceeding 31 trillion yuan (USD 4.34 trillion) in 2022, employing over 52 million people. Hence, the above factors have positively impacted on the market and are expected to show substantial growth in the forecast period.
Based on type, the market is segmented into organic, inorganic, and eutectics. The organic segment dominated the market in 2023 and is expected to dominate in the forecast period. The significant factors contributing to the segment's growth include low undercooling, less obvious phase change separation, weak corrosion, good chemical stability, low price, and good solid formability. Organic phase change materials are mainly organic compounds of paraffin waxes or fatty acids. These materials are known for their ability to store and release thermal energy during their phase transitions, typically between solid and liquid states. Additionally, these can be tailored to have phase change temperatures within the desired range for building applications, typically between 18°C and 30°C, aligning with human thermal comfort requirements. Furthermore, manufacturers are developing various organic phase change materials to gain market share and fulfill industry demand. For instance, in 2022, according to a report published by the Royal Society of Chemistry, triazine derivatives are one of the latest organic phase change material developments. These compounds, designated as M1-M7, were prepared from 1,3,5-triazine, 2,4,6-triamino-1,3,5-triazine (melamine), 2,4-dichloro-6-methoxy-1,3,5-triazine, and 2-chloro-4,6-dimethoxy-1,3,5-triazine via either alkylation or amidation. The melting point of these 1,3,5-triazine derivatives ranged from 43 °C to 190 °C, while the enthalpy changes of melting ranged from 47 to 150 J g -11. Most of these compounds required fewer flame retardants to achieve self-extinguishing properties than paraffin.
Based on application, the market is segmented into building and construction, HVAC, electronics, thermal energy storage, and others. The building and construction segment held the maximum share in 2023 and is expected to behave similarly in the forecast period due to the growing demand for energy-efficient buildings, passive cooling and heating, and retrofitting existing buildings. Many governments around the world have emphasized energy-efficient building designs. Countries have made strict regulations and standards for construction industries, which has further driven the adoption of innovative technologies like phase change materials in the construction industry to meet these requirements. The California Energy Commission has mandated using PCMs or other thermal energy storage systems in new residential and commercial buildings to meet stringent energy efficiency standards. The European Union's Energy Performance of Buildings Directive (EPBD) also encourages using PCMs and other innovative technologies to improve building energy performance. PCMs can be applied to cool and warm the buildings naturally by storing the day's surplus heat for release when needed or performing the reverse function depending on the situation. It does this passively, using less power than active heating and cooling systems to conserve energy.
For a better understanding of the market of the phase change material market, the market is analyzed based on its worldwide presence in countries such as North America (The US, Canada, and Rest of North America), Europe (Germany, The UK, France, Italy, Spain, Rest of Europe), Asia-Pacific (China, Japan, India, Rest of Asia-Pacific), Rest of World. The Europe phase change material market has the largest market size in 2023 and is expected to have the same effect in the forecast period. The prominent factors contributing to the region's growth include a well-developed manufacturing sector, with Germany as its leading manufacturer and exporter of PCMs. Germany has a vast manufacturing sector provides for automotive, industrial goods, chemical, aerospace, and defense, which uses vast amounts of power and increases energy consumption. Therefore, the adoption of innovative PCMs has been an instrumental sustaining factor for Europe's dominance. Moreover, the growth of the construction industry has fueled the demand, mainly the increasing focus on green construction in the region, which has also acted as a catalyst for the market that contributed to optimizing heating, ventilation, and air conditioning systems, leading to more efficient energy utilization in buildings. For instance, according to the European Construction Industry Federation (FIEC), investment in the non-residential buildings construction segment increased by 2.1% in 2022. Furthermore, various government initiatives have been taken to promote and improve the region's adoption of phase change material. For instance, the European Union has implemented the "Carbon Credit" initiative. By incorporating phase change material in applications such as building and HVAC, companies will earn 10-20 times more carbon credit than available through using other green insulating materials. This has further encouraged the adoption of PCMs and continued to sharpen the demand in the region.
Some of the major players operating in the market include Cold Chain Technologies, Croda International Plc, Sasol Limited, Honeywell International Inc., Boyd, PureTemp LLC, Outlast Technologies GmbH, Teappcm, Rubitherm Technologies GmbH, and Climator Sweden AB.