Mercado combinado de calor y energía

Mercado combinado de calor y energía

El tamaño del mercado mundial de calor y energía combinados se registró en 25,35 mil millones de dólares en 2023, que se estima en 26,73 mil millones de dólares en 2024 y se prevé que alcance los 40,68 mil millones de dólares en 2031, creciendo a una tasa compuesta anual del 6,18% de 2024 a 2031. En cuanto al alcance del trabajo, el informe incluye servicios ofrecidos por empresas como Kawasaki Heavy Industries, Ltd., General Electric, Viessmann Vietnam Company Limited, Bosch Industriekessel GmbH, Wartsila, Veolia, Siemens AG, 2G Energy, Inc., MAN Energy Solutions SE. , MITSUBISHI INDUSTRIAS PESADA, LTD. y otros.

La integración con redes inteligentes y el aumento de los sistemas microcombinados de calor y energía están impulsando el crecimiento del mercado combinado de calor y energía. Integración de sistemas combinados de calor y energía conredes inteligentesrepresenta una tendencia fundamental en el sector energético. Las redes inteligentes facilitan la comunicación bidireccional entre proveedores de energía y consumidores, lo que permite una distribución y utilización más eficiente de la electricidad. Los sistemas CHP, que generan electricidad y capturan el calor residual para calentar o enfriar simultáneamente, se alinean bien con los objetivos de la integración de redes inteligentes.

Al coordinarse con tecnologías de redes inteligentes, los operadores de cogeneración optimizan su producción de energía en función de la demanda en tiempo real y las señales de precios. Esta integración mejora la estabilidad de la red, reduce las pérdidas de transmisión y respalda la integración de energías renovables al proporcionar energía flexible y distribuible. Además, permite a los sistemas de cogeneración participar en programas de respuesta a la demanda, en los que ajustan su producción para adaptarse a la demanda de electricidad fluctuante, contribuyendo así a la fiabilidad y resiliencia general de la red.

La combinación de calor y energía (CHP), también conocida como cogeneración, se refiere a la generación simultánea de electricidad y energía térmica útil (como vapor o agua caliente) a partir de una única fuente de combustible. Los sistemas de cogeneración funcionan con una variedad de fuentes que incluyen gas natural, biomasa, carbón y calor residual de procesos industriales. Estos sistemas varían ampliamente en escala, desde unidades de microcogeneración a pequeña escala utilizadas en edificios residenciales hasta grandes instalaciones a escala industrial.

La tecnología detrás de los sistemas CHP implica capturar el calor residual producido durante la generación de electricidad y utilizarlo para fines de calefacción o refrigeración, aumentando así significativamente la eficiencia energética general en comparación con la generación separada de electricidad y calor. Las aplicaciones de CHP son diversas e incluyen procesos industriales, sistemas urbanos de calefacción y refrigeración, edificios comerciales y complejos residenciales. Los beneficios clave de la cogeneración incluyen costos energéticos reducidos, menores emisiones de gases de efecto invernadero, mayor seguridad energética y mayor resiliencia energética.

Revisión del analista

En el mercado combinado de calor y energía, los actores clave están estratégicamente enfocados en expandir sus capacidades tecnológicas y su huella geográfica para capitalizar la creciente demanda de soluciones energéticamente eficientes. Las empresas están invirtiendo cada vez más en investigación y desarrollo para mejorar la eficiencia y flexibilidad de sus sistemas de cogeneración, con el objetivo de cumplir con las estrictas regulaciones ambientales y las demandas de los clientes de soluciones energéticas sostenibles. Las estrategias de crecimiento actuales incluyen asociaciones con empresas de servicios públicos y agencias gubernamentales para aprovechar incentivos y subsidios que promuevan la adopción de CHP.

• Por ejemplo, en julio de 2023, Mitsubishi Power obtuvo un contrato integral de Chiba-Sodegaura Power Co., Ltd., respaldado por TOKYO GAS CO., LTD, para construir tres turbinas de gas de ciclo combinado (GTCC) alimentadas con gas natural de 650 MW. centrales eléctricas en la ciudad de Sodegaura, prefectura de Chiba.

Además, los líderes del mercado están dando prioridad a enfoques centrados en el cliente, ofreciendo soluciones personalizadas adaptadas a las necesidades energéticas específicas de industrias y comunidades. Los imperativos para los actores clave del mercado incluyen navegar por panoramas regulatorios complejos, optimizar la eficiencia operativa y fomentar la innovación en las tecnologías de cogeneración para mantener la ventaja competitiva en medio de la dinámica del mercado en evolución.

Factores de crecimiento del mercado combinado de calor y energía

El aumento de los sistemas de microcogeneración representa una tendencia significativa en el mercado combinado de calor y energía, particularmente en los sectores residencial y comercial pequeño. Los sistemas Micro-CHP son unidades compactas que generan electricidad y calor, normalmente utilizando gas natural o propano como combustible. Estos sistemas están diseñados para satisfacer las necesidades energéticas de edificios individuales o pequeñas comunidades, ofreciendo una eficiencia energética mejorada en comparación con los métodos tradicionales de generación separada. Un factor clave detrás de la popularidad de los sistemas de microcogeneración es su capacidad para reducir los costos de energía y mejorarseguridad energéticapara los usuarios finales.

Al generar electricidad en el sitio, los sistemas de microcogeneración compensan las compras de electricidad de la red, reduciendo así las facturas de servicios públicos y proporcionando una fuente confiable de energía durante los cortes de la red. Además, los avances tecnológicos han hecho que los sistemas de microcogeneración sean más eficientes y asequibles, lo que los convierte en una opción viable para aplicaciones residenciales y comerciales pequeñas.

Los altos costos de inversión inicial plantean un desafío importante para la adopción generalizada de sistemas combinados de calor y energía. Estos costos generalmente incluyen la compra, instalación e integración de equipos con la infraestructura existente. Si bien los sistemas CHP ofrecen ahorros de costos y beneficios ambientales a largo plazo, el gasto de capital inicial es prohibitivo para muchos adoptantes potenciales, especialmente pequeñas empresas y usuarios residenciales. Mitigar este desafío requiere una planificación financiera estratégica y aprovechar los incentivos y las opciones de financiación disponibles.

Las empresas están explorando soluciones financieras como subvenciones, subsidios y préstamos a bajo interés ofrecidos por gobiernos o empresas de servicios públicos para compensar los costos de inversión iniciales. Además, las asociaciones con empresas de servicios energéticos (ESCO) o proveedores de equipos que ofrecen acuerdos de arrendamiento o compra de energía (PPA) están sirviendo como mecanismos de financiación alternativos. Además, demostrar el retorno de la inversión (ROI) a través del ahorro de energía y la eficiencia operativa ayuda a justificar los costos iniciales para las partes interesadas y los tomadores de decisiones, lo que está impulsando la aceptación del producto.

Tendencias del mercado combinado de calor y energía

La creciente preferencia por la biomasa,biogásy la utilización del calor residual en sistemas combinados de calor y energía, impulsado por un énfasis cada vez mayor en la sostenibilidad y las fuentes de energía renovables. La biomasa y el biogás son materiales orgánicos derivados de residuos agrícolas, residuos forestales o gases de vertederos, que se convierten en combustible para sistemas de cogeneración.

El calor residual, un subproducto de los procesos industriales o de la generación de energía, se captura y utiliza para generar energía adicional, mejorando la eficiencia general. Esta tendencia se alinea con los esfuerzos globales para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar los impactos del cambio climático mediante la utilización de recursos renovables para la producción de energía. Además, los avances tecnológicos han mejorado la eficiencia y confiabilidad de los sistemas de cogeneración basados ​​en biomasa y biogás, convirtiéndolos en alternativas competitivas a la generación convencional basada en combustibles fósiles.

Análisis de segmentación

El mercado global está segmentado según el combustible, la capacidad, la tecnología, la aplicación y la geografía.

Por combustible

Según el combustible, el mercado se clasifica en gas natural, carbón, biomasa y otros. El segmento del gas natural capturó la mayor cuota de mercado combinada de calor y energía, con un 40,15 % en 2023. El gas natural está ampliamente disponible y se considera un combustible fósil relativamente limpio en comparación con el carbón y el petróleo, lo que se alinea con los esfuerzos globales hacia soluciones energéticas más limpias.

Los avances en las tecnologías de cogeneración basadas en gas natural han mejorado significativamente la eficiencia y reducido las emisiones, lo que las hace atractivas para aplicaciones industriales, comerciales y residenciales. Las políticas gubernamentales favorables y los incentivos que promueven la utilización del gas natural para la generación de energía han estimulado las inversiones en proyectos de cogeneración con gas natural. Además, la confiabilidad y rentabilidad del suministro de gas natural en comparación con otros combustibles han respaldado la expansión segmentaria.

Por tecnología

Según la tecnología, el mercado se divide en turbinas de gas, turbinas de vapor, motores alternativos y pilas de combustible. El segmento de pilas de combustible está preparado para registrar una asombrosa CAGR del 7,68% durante el período previsto. Las pilas de combustible, que convierten la energía química directamente en electricidad mediante reacciones electroquímicas, ofrecen varias ventajas, como alta eficiencia, bajas emisiones y funcionamiento silencioso. Esto los hace particularmente adecuados para aplicaciones donde la generación de energía limpia y confiable es crucial, incluidos los sectores residencial, comercial y automotriz.

El creciente énfasis en los objetivos de sostenibilidad y descarbonización a nivel mundial ha estimulado mayores inversiones en investigación y desarrollo en tecnologías de pilas de combustible. Además, los avances en la durabilidad, el rendimiento y la rentabilidad de las pilas de combustible han reforzado su competitividad frente a las tecnologías tradicionales de cogeneración. Además, las políticas gubernamentales de apoyo y los incentivos que promueven la adopción de pilas de combustible para aplicaciones de cogeneración han acelerado aún más el crecimiento del segmento.

Por aplicación

Según su aplicación, el mercado combinado de calor y energía se clasifica en residencial, comercial, industrial y de servicios públicos. El segmento industrial obtuvo los mayores ingresos de 11,74 mil millones de dólares en 2023. Las industrias tienen importantes demandas de energía para los procesos de fabricación, calefacción y refrigeración, lo que hace que los sistemas de cogeneración sean muy beneficiosos debido a su eficiencia en la utilización del calor residual.

Los sistemas CHP ayudan a las industrias a reducir los costos de energía, mejorar la confiabilidad energética y mejorar la eficiencia operativa, que son factores críticos que impulsan la adopción. Las industrias suelen operar a gran escala y tienen necesidades energéticas continuas, lo que hace que los sistemas CHP sean soluciones económicamente viables en comparación con las fuentes de energía convencionales.

Además, las estrictas regulaciones ambientales y las iniciativas corporativas de sostenibilidad han obligado a las industrias a adoptar tecnologías energéticas más limpias y eficientes, como los sistemas CHP. Además, el apoyo gubernamental a través de incentivos y subsidios para instalaciones de cogeneración industrial ha incentivado aún más la adopción.

Análisis regional del mercado combinado de calor y energía

Según la región, el mercado global se clasifica en América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, MEA y América Latina.

La cuota de mercado combinada de calor y energía de Europa se registró en un 36,28 % y se valoró en 9200 millones de dólares en 2023. La región ha establecido objetivos climáticos ambiciosos y regulaciones medioambientales estrictas, impulsando la demanda de tecnologías energéticamente eficientes y bajas en emisiones, lo que está impulsando el uso de sistemas CHP.

La infraestructura madura de Europa y sus extensas redes de calefacción urbana proporcionan un entorno propicio para el despliegue de CHP en los sectores residencial, comercial e industrial. Las políticas de apoyo y los incentivos de las iniciativas de la Unión Europea, como la Directiva de Eficiencia Energética y el Paquete de Energía Limpia para Todos los Europeos, están fomentando las inversiones en proyectos de cogeneración.

• Por ejemplo, en mayo de 2024, la Comisión Europea respaldó una iniciativa checa, que cumple con las normas sobre ayudas estatales de la UE, para proporcionar un plan de 3.460 millones de dólares que respalde el desarrollo de la producción de electricidad a partir de instalaciones combinadas de calor y energía de alta eficiencia recientemente establecidas y mejoradas. Esta medida se alinea con los objetivos del Plan Nacional de Energía y Clima de Chequia.

Además, el compromiso de la región de reducir la dependencia de fuentes de energía importadas y mejorar la seguridad energética está promoviendo la adopción de sistemas de cogeneración.

El mercado combinado de calor y energía de Asia y el Pacífico está preparado para crecer a la tasa compuesta anual más alta del 6,79% en los próximos años. La rápida industrialización y urbanización en países como China, India y las naciones del sudeste asiático han aumentado la demanda de energía, lo que ha provocado un cambio hacia soluciones energéticas eficientes, es decir, sistemas CHP.

La creciente conciencia sobre los objetivos de eficiencia energética y sostenibilidad entre los gobiernos y las industrias de la región está fomentando las inversiones en infraestructura de cogeneración. Además, la mejora de las condiciones económicas y el aumento de las inversiones en proyectos de infraestructura en toda la región de Asia y el Pacífico están creando oportunidades para la implementación de CHP en aplicaciones residenciales, comerciales e industriales.

Panorama competitivo

El informe del mercado mundial de calor y energía combinados proporcionará información valiosa con énfasis en la naturaleza fragmentada de la industria. Los actores destacados se están centrando en varias estrategias comerciales clave, como asociaciones, fusiones y adquisiciones, innovaciones de productos y empresas conjuntas para ampliar su cartera de productos y aumentar sus cuotas de mercado en diferentes regiones. Los fabricantes están adoptando una serie de iniciativas estratégicas, incluidas inversiones en actividades de I+D, el establecimiento de nuevas instalaciones de fabricación y la optimización de la cadena de suministro, para fortalecer su posición en el mercado.

Lista de empresas clave en el mercado combinado de calor y energía

• Industrias pesadas Kawasaki, Ltd.
• electricidad general
• Viessmann Vietnam Company Limited
• Bosch Industriekessel GmbH
• Wartsila
• Veolia
• Siemens AG
• 2G Energía, Inc.
• MAN Soluciones Energéticas SE
• MITSUBISHI INDUSTRIAS PESADA, LTD.

Desarrollos clave de la industria

• Junio ​​de 2024 (Colaboración):Rolls-Royce inició una colaboración con un consorcio de cinco empresas e instituciones de investigación para ser pioneros en tecnologías avanzadas para un motor de combustión de hidrógeno altamente eficiente para impulsar sistemas combinados de calor y energía (CHP). Financiado por el gobierno alemán en el marco del proyecto Phoenix, el consorcio tiene como objetivo lograr capacidades de generación de energía eléctrica y térmica equivalentes a las unidades CHP de gas natural convencionales, centrándose en el rango de potencia más alto, hasta 2,5 MW.
• Agosto 2023 (Acuerdo):Kawasaki Heavy Industries reveló que su filial tailandesa, Kawasaki Heavy Industries (Thailand) Co., Ltd. (KHIT), celebró un Memorando de Entendimiento (MoU) con PTT Global Chemical Public Company Ltd. (GC) para explorar el desarrollo potencial. construcción y operación de una instalación de generación de energía con turbinas de gas de hidrógeno. Esta iniciativa tenía como objetivo utilizar la tecnología avanzada de turbinas de gas de hidrógeno de Kawasaki.

El mercado mundial de calor y energía combinados está segmentado como:

Por combustible

• Gas natural
• Carbón
• Biomasa
• Otros

Por capacidad

• Hasta 10MW
• 11-150 megavatios
• 151-300 megavatios
• Más de 300 MW

Por tecnología

• Turbina de gas
• Turbina de vapor
• Motor alternativo
• Pila de combustible

Por aplicación

• Residencial
• Comercial
• Industrial
• Utilidad

Por región

• América del norte
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  • Reino Unido
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