Mercado de tecnología de pilas de combustible

Tamaño del mercado de tecnología de pilas de combustible

El tamaño del mercado mundial de tecnología de pilas de combustible se valoró en USD 4,254.8 millones en 2023 y se prevé que crecerá de USD 4,758.2 millones en 2024 a USD 11,367.5 millones para 2031, exhibiendo una tasa compuesta anual de 13.25% durante el período de pronóstico.

En el alcance del trabajo, el informe incluye servicios ofrecidos por compañías como Ballard Power Systems, Cummins Inc., Fuelcell Energy, Inc., SFC Energy AG, Nedstack Fuel Cell Technology B.V., Bloom Energy, Doosan Fuel Cell Co., Ltd., Plug Power, Inc., Nuvera Fuel Celculs, LLC, ABB y otros.

Se proyecta que la creciente necesidad de fuentes de energía limpia y la creciente demanda de vehículos eléctricos impulsan el crecimiento del mercado. Las inversiones en infraestructura de hidrógeno son fundamentales para el avance y el despliegue de la tecnología de las celdas de combustible.

A medida que los gobiernos y las entidades del sector privado se comprometen globalmente con los objetivos de descarbonización, se asignan fondos sustanciales para desarrollar redes de producción, almacenamiento y distribución de hidrógeno. Esta infraestructura es crucial para abordar los desafíos asociados con la disponibilidad de hidrógeno, lo que impide la adopción de la tecnología de las pilas de combustible.

Al establecer una infraestructura robusta, las partes interesadas tienen como objetivo garantizar un acceso confiable y generalizado al combustible de hidrógeno, lo que facilita la expansión de aplicaciones de celdas de combustible. Estas inversiones respaldan las aplicaciones existentes de expansión, como la generación de energía automotriz y estacionaria, al tiempo que crean oportunidades en sectores como los procesos aeroespaciales, de transporte marino e industrial.

• Por ejemplo, en junio de 2024, HDF Energy recibió la aprobación de la Comisión Europea de respaldo financiero francés bajo el marco IPCEIS (proyectos importantes de interés europeo común). Es probable que esta subvención sea un total de hasta USD 186.15 millones respalde el desarrollo e industrialización de celdas de combustible de hidrógeno de alta potencia en la instalación de HDF Energy cerca de Burdeos.

Además, a medida que la infraestructura madura, se espera que los costos asociados con la producción y distribución de hidrógeno disminuyan, mejorando aún más la viabilidad económica de la tecnología de pilas de combustible. Las inversiones en infraestructura de hidrógeno están catalizando la innovación y el crecimiento del mercado, posicionando las celdas de combustible como una solución clave en el cambio global hacia los sistemas de energía sostenible.

La tecnología de la pila de combustible implica la conversión electroquímica de energía química de un combustible, típicamente hidrógeno, directamente en energía eléctrica. Funciona a través de un proceso en el que los átomos de hidrógeno se dividen en protones y electrones, y este último genera electricidad a medida que fluyen a través de un circuito externo.

Existen varios tipos de celdas de combustible, incluidas las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM), óxido sólido (SOFC), carbonato fundido (MCFC) y celdas de combustible de ácido fosfórico (PAFC), cada una adaptada a diferentes aplicaciones basadas en sus temperaturas operativas, eficiencia y escalabilidad.

Las celdas de combustible PEM, por ejemplo, son compactas y versátiles, lo que las hace ideales para la electrónica automotriz y portátil. En contraste, los SOFC son más adecuados para estacionariosgeneración de energíadebido a sus altas temperaturas de funcionamiento. La tecnología de celdas de combustible encuentra diversas aplicaciones en diversos sectores.

Por ejemplo, en el transporte, los vehículos eléctricos de celdas de combustible (FCEV) están ganando tracción debido a sus perfiles de emisión cero. En la generación de energía estacionaria, las celdas de combustible proporcionan electricidad confiable en ubicaciones remotas o independientes de la red.

Revisión del analista

En el mercado mundial de tecnología de celdas de combustible, los actores clave se centran estratégicamente en mejorar la eficiencia del producto, reducir los costos y la expansión del alcance del mercado. Las empresas están invirtiendo fuertemente en investigación y desarrollo para mejorar el rendimiento y la durabilidad de las celdas de combustible, con el objetivo de hacerlas más competitivas con las fuentes de energía convencionales.

• Por ejemplo, en octubre de 2023, Tata Motors lanzó dos instalaciones avanzadas de I + D destinadas a avanzar en soluciones de movilidad sostenible. Estas instalaciones incluyen una celda de prueba del motor dedicada al desarrollo de motores de combustión interna de hidrógeno, así como infraestructura para el almacenamiento y dispensación de combustible de hidrógeno para soportar el desarrollo de pilas de combustible y vehículos H2ICE.

El crecimiento del mercado se alimenta al aumentar el apoyo regulatorio para soluciones de energía limpia, que incentiva la adopción en diversas aplicaciones, incluida la generación de transporte y energía estacionaria.

Los imperativos clave para los principales jugadores incluyen escalar capacidades de producción para satisfacer la creciente demanda, establecer cadenas de suministro robustas para componentes críticos como catalizadores y membranas, y abordar los desafíos de infraestructura relacionados con la disponibilidad y distribución de hidrógeno.

La alineación estratégica con los objetivos de desarrollo sostenible y la participación proactiva del mercado son cruciales para mantener el crecimiento y el liderazgo en el sector dinámico de tecnología de celdas de combustible.

Factores de crecimiento del mercado de la tecnología de pilas de combustible

La creciente demanda global de fuentes de energía limpia es un factor significativo que impulsa la expansión del mercado de tecnología de celdas de combustible. Con una creciente preocupación por el cambio climático y la calidad del aire, existe un mayor énfasis en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero de las fuentes de energía basadas en combustibles fósiles tradicionales.

Las celdas de combustible ofrecen una solución prometedora ya que producen electricidad con emisiones cero o mínimas, dependiendo de la fuente de combustible utilizada. Este beneficio ambiental posiciona la tecnología de celdas de combustible como un facilitador clave para lograr objetivos de sostenibilidad establecidos por gobiernos, industrias y consumidores.

Además, la versatilidad de las celdas de combustible en diversas aplicaciones, incluida el transporte, la generación de energía residencial y los dispositivos portátiles, mejora su atractivo en diversos mercados.

Los altos costos asociados con los materiales de catalizador utilizados en las celdas de combustible presentan un desafío significativo para el crecimiento del mercado. Los catalizadores como el platino son cruciales para facilitar las reacciones electroquímicas dentro de las celdas de combustible. Sin embargo, su escasez y plantean barreras de alto costo para la adopción generalizada. Este factor de costo afecta la asequibilidad general de los sistemas de celdas de combustible, particularmente en mercados sensibles a los precios, como la electrónica automotriz y portátil.

La mitigación de este desafío requiere enfoques innovadores como desarrollar materiales de catalizador alternativos o reducir la carga de platino por unidad sin comprometer el rendimiento.

Los esfuerzos de investigación se centran en explorar catalizadores de metales no preciosos y mejorar la eficiencia de los catalizadores existentes para minimizar la cantidad requerida. Además, se anticipa ampliar las capacidades de producción y fomentar asociaciones en la cadena de suministro para ayudar a estabilizar los precios del catalizador y mejorar la competitividad de los costos.

Al abordar estos desafíos, las partes interesadas están creando oportunidades para la adopción de la tecnología de celdas de combustible en diversas aplicaciones, fomentando así la expansión del mercado sostenible.

Tendencias de la industria de la tecnología de pilas de combustible

La creciente popularidad y la demanda deVehículos eléctricos (EV)Están conduciendo a un aumento en la adopción de vehículos eléctricos de celdas de combustible (FCEV). A medida que los consumidores y los gobiernos priorizan la reducción de la dependencia de los combustibles fósiles y la reducción de las huellas de carbono, los EV, incluidos los FCEV, han surgido como alternativas viables.

Los FCEV utilizan celdas de combustible para convertir el hidrógeno en electricidad, ofreciendo rangos de conducción más largos y tiempos de reabastecimiento de combustible más cortos en comparación con los vehículos eléctricos de batería (BEV). Esta ventaja hace que los FCEV sean particularmente atractivos para sectores como el transporte comercial y los vehículos de servicio pesado donde el alcance extendido y el repostería rápido son críticos.

• Por ejemplo, en enero de 2024, Stellantis amplió su alineación de vehículos comerciales Stellantis Pro One al comenzar la producción interna de vehículos de celdas de combustible de hidrógeno. Esta expansión solidifica la posición de Stellantis como el proveedor líder de soluciones de propulsión de emisiones cero para vehículos comerciales en toda Europa.

Además, los avances en el desarrollo de la infraestructura de hidrógeno están reforzando la viabilidad de los FCEV al expandir las redes de reabastecimiento de combustible a nivel mundial. A medida que los fabricantes de automóviles invierten significativamente en la mejora de la tecnología de las celdas de combustible y a medida que las economías de escala contribuyen a la reducción de costos, los FCEV están listos para remodelar el paisaje del transporte limpio.Esta tendencia subraya el creciente cambio hacia soluciones de movilidad sostenible, que fomenta la innovación y la estimulación del crecimiento del mercado.

Análisis de segmentación

El mercado global está segmentado según el tipo, la aplicación, el uso final y la geografía.

Por tipo

Basado en el tipo, el mercado se clasifica en una celda de combustible de membrana de intercambio de polímeros, una celda de combustible de ácido fosfórico, una celda de combustible de óxido sólido y otros. El segmento de celdas de combustible de membrana de intercambio de polímeros capturó la mayor cuota de mercado de tecnología de celdas de combustible de 39.62% en 2023. Las celdas de combustible PEM son muy favorecidas por sus alta eficiencia, tiempos de inicio rápidos e idoneidad para aplicaciones estacionarias y móviles.

En el sector automotriz, las celdas de combustible PEM se usan cada vez más en vehículos eléctricos de celdas de combustible (FCEV) debido a su tamaño compacto, naturaleza liviana y capacidad para operar de manera eficiente a temperaturas más bajas. Además, los avances en la tecnología PEM han llevado a una mejor durabilidad y costos reducidos, haciéndolos atractivos para la generación de energía comercial y residencial.

Además, las iniciativas gubernamentales que promueven soluciones de energía limpia y mayores inversiones en infraestructura de hidrógeno han impulsado aún más la demanda de celdas de combustible PEM.

Por aplicación

Basado en la aplicación, el mercado de tecnología de celdas de combustible se clasifica en estacionamiento, transporte y portátil. El segmento de transporte está listo para registrar una tasa compuesta anual de 14.30% durante el período de pronóstico. Este robusto crecimiento se atribuye a varios factores que impulsan la adopción de la tecnología de las pilas de combustible en el transporte.

En aplicaciones automotrices, los vehículos eléctricos de celdas de combustible (FCEV) están ganando una tracción significativa como alternativas viables a los vehículos tradicionales de motor de combustión interna y los vehículos eléctricos de batería (BEV).

• Por ejemplo, en mayo de 2024, Hyundai Motor y el líder del software de conducción autónoma, además, debutó la inauguración de la Camión Eléctrica Autónoma de Combustible de Hidrogen de Clase 8 de Nivel 4 en los EE. UU. Este debut tuvo lugar en la exposición avanzada de transporte limpio (ACT), reconocido como el evento principal de América del Norte para la tecnología avanzada de transporte limpio e innovaciones de flotas.

Los FCEV ofrecen ventajas, como los rangos de conducción más largos y los tiempos de reabastecimiento de combustible más cortos, abordando efectivamente las preocupaciones clave del consumidor con respecto a la ansiedad de rango y la conveniencia de reabastecimiento de combustible.

Además, los avances en el desarrollo de la infraestructura de hidrógeno están ampliando la disponibilidad de estaciones de reabastecimiento de combustible, apoyando la ampliación de los FCEV en flotas comerciales y el transporte público.Los incentivos y regulaciones gubernamentales destinados a reducir las emisiones de los vehículos desempeñan aún más un papel crucial en la promoción de la adopción de la tecnología de pilas de combustible en el sector del transporte.

Por uso final

Basado en el uso final, el mercado se divide en automóviles, comerciales e industriales, gubernamentales/militares y otros. El comercial e industrial obtuvo los ingresos más altos de USD 1,844.4 millones en 2023. Las aplicaciones comerciales, incluidos los sistemas de energía de respaldo para centros de datos, infraestructura de telecomunicaciones y edificios comerciales, contribuyeron significativamente a la expansión del segmento.

Las celdas de combustible ofrecen un suministro de energía confiable e ininterrumpido, lo cual es fundamental para mantener las operaciones en estos sectores, reduciendo así los riesgos operativos y los costos asociados con el tiempo de inactividad.

Además, las aplicaciones industriales, como los equipos de manejo de materiales, los generadores portátiles y las carretillas elevadoras, están adoptando cada vez más tecnología de celdas de combustible para mejorar la eficiencia operativa y reducir las emisiones. Las iniciativas gubernamentales que promueven la adopción de energía limpia en los sectores comerciales e industriales, junto con los avances en la tecnología de combustible que mejoran la confiabilidad y la escalabilidad, aumentan aún más el crecimiento del segmento.

Análisis regional del mercado de tecnología de pilas de combustible

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

El mercado de tecnología de celdas de combustible de Asia-Pacífico representó una participación del 36.25% y se valoró en USD 1,542.3 millones en 2023. En países como Japón, Corea del Sur y China, un fuerte apoyo gubernamental e inversiones sustanciales en infraestructura de hidrógeno y tecnologías de energía limpia han ayudado a un crecimiento del mercado regional.

Estas naciones están a la vanguardia de la adopción de tecnología de celdas de combustible en varias aplicaciones, incluidas las generaciones automotrices, de generación estacionaria y los dispositivos portátiles.

• Por ejemplo, en mayo de 2024, IndianOil logró un hito significativo en la promoción de soluciones de transporte sostenible al entregar un autobús de celda de combustible de hidrógeno verde de vanguardia al ejército indio. Este importante evento estuvo marcado por la firma de un memorando de entendimiento (MoU) entre IndianOil y el ejército indio, lo que indica el inicio de la adopción de la tecnología de las celdas de combustible de hidrógeno para la modificación electrónica de servicio pesado.

Además, Asia-Pacífico se beneficia de una base de fabricación robusta, lo que permite economías de escala y eficiencias de costos en la producción de celdas de combustible. El floreciente sector automotriz de la región, junto con el aumento del despliegue de vehículos eléctricos de celdas de combustible (FCEV), contribuye aún más a la expansión del mercado interno.

Se proyecta que América del Norte crecerá en una asombrosa tasa compuesta anual del 13.25% en el mercado de tecnología de celdas de combustible en los próximos años. En los Estados Unidos y Canadá, las estrictas regulaciones ambientales destinadas a reducir las emisiones de carbono de los sectores de transporte e industrial están fomentando una mayor demanda de soluciones de energía limpia, como celdas de combustible.

• Por ejemplo, en mayo de 2024, Fuelcell Energy y Toyota Motor North America lanzaron el sistema "Tri-Gen" en el puerto de California. Este sistema está diseñado para admitir Toyota Logistics Services (TLS) en el Centro de procesamiento y distribución de vehículos, lo que hace que la instalación portuaria inaugural de TLS Long Beach Toyota se alimente exclusivamente por electricidad renovable en el lugar.

Los incentivos y subsidios gubernamentales fomentan aún más las inversiones en tecnología de pilas de combustible, particularmente en sectores como el automóvil, donde hay un cambio creciente hacia los vehículos eléctricos de celdas de combustible (FCEV). Además, América del Norte cuenta con un fuerte ecosistema de investigación y desarrollo que estimula la innovación y los avances tecnológicos en los materiales de las celdas de combustible y los procesos de fabricación.

Además, la infraestructura establecida de la región y el aumento del despliegue de las estaciones de reabastecimiento de combustible de hidrógeno respaldan la escalabilidad de las aplicaciones de las celdas de combustible, lo que aumenta la expansión del mercado regional.

Panorama competitivo

El informe del mercado mundial de tecnología de celdas de combustible proporcionará una visión valiosa con énfasis en la naturaleza fragmentada de la industria. Los jugadores prominentes se están centrando en varias estrategias comerciales clave, como asociaciones, fusiones y adquisiciones, innovaciones de productos y empresas conjuntas para expandir su cartera de productos y aumentar sus cuotas de mercado en diferentes regiones.

Los fabricantes están adoptando una variedad de iniciativas estratégicas, incluidas las 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 de tecnología de celdas de combustible

• Sistemas de energía de Ballard
• Cummins Inc.
• Fuelcell Energy, Inc.
• SFC Energy AG
• Nedstack Tecnología de celdas de combustible B.V.
• Energía de floración
• Doosan Fuel Cell Co., Ltd.
• Plug Power, Inc.
• Nuvera Fuel Cells, LLC
• TEJIDO

Desarrollos clave de la industria

• Mayo de 2024 (expansión):Fuelcell Energy y Gyeonggi Green Energy Co., Ltd. (GGE) celebraron un acuerdo de servicio a largo plazo. Este acuerdo implica que GGE adquiere 42 módulos de celdas de combustible de carbonato de carbonato de 1.4 megavatios de la energía de las bocanadas de combustible. Estos módulos están diseñados para reemplazar los existentes en el complejo industrial Hwaseong Baran, la plataforma de energía de celdas de combustible más grande del mundo situada en Hwaseong-Si.
• Abril de 2024 (asociación):AVL colaboró ​​con Red Bull Avanzed Technologies para avanzar en la tecnología de pila de combustible de densidad de ultra alta potencia. Esta asociación tiene como objetivo integrar sistemas de propulsión con hidrógeno sostenibles en los sectores automotrices, automotrices y de aviación de alto rendimiento.
• Abril de 2024 (asociación):Fuelcell Energy, ExxonMobil Technology and Engineering Company (EMTEC) revisó y extendió su Acuerdo de Desarrollo Conjunto (JDA) se centró en avanzar en la tecnología para capturar las emisiones de CO2 de fuentes industriales al tiempo que genera electricidad e hidrógeno. Esta actualización permite a Fuelcell Energy integrar nuevos desarrollos en sus soluciones de captura de carbono existentes para aplicaciones específicas del cliente.

El mercado global de tecnología de celdas de combustible está segmentado como:

Por tipo

• Película de combustible de membrana de intercambio de polímeros
• Celda de combustible de ácido fosfórico
• Pila de combustible de óxido sólido
• Otros

Por aplicación

• Estacionario
• Transporte
• Portátil

Por uso final

• Automotor
• Comercial e industrial
• Gobierno/militar
• Otros

Por región

• América del norte
  • A NOSOTROS.
  • Canadá
  • México
• Europa
  • Francia
  • Reino Unido
  • España
  • Alemania
  • Italia
  • Rusia
  • Resto de Europa
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