Tendencias del mercado mundial de pilas de combustible de óxido sólido, informe de pronóstico 2025-2037
Se prevé que el tamaño del Mercado de pilas de combustible de óxido sólido aumente de 2.010 millones de dólares a 41.400 millones de dólares, con una tasa compuesta anual de más del 26,2 % durante el período previsto, desde 2025 hasta 2037. En el año 2025, el tamaño de la industria de pilas de combustible de óxido sólido se estima en 2,43 dólares. mil millones.
En las últimas décadas, las tecnologías energéticas se han convertido en los usuarios finales clave de metales críticos para hacer frente al cambio de paradigma de la transición energética. Esto ha dado lugar a una enorme demanda de metales nobles como el cobalto y el níquel, que son las materias primas fundamentales necesarias para las pilas de combustible de óxido sólido. China representa el 63% del total de la minería de tierras raras, lo que la convierte en un recurso estratégico en el mapa mundial. La mayor parte del cobalto (70 %) se obtiene de la República Democrática del Congo (Kinshasa) y China, con menos proyectos de producción fuera de estos países.
En 2022, la reserva mundial de minas de cobalto era de 8.300.000 toneladas métricas y se extrajeron 190.000 toneladas métricas, principalmente en Kinshasa, y China siguió siendo el mayor consumidor. Las reservas de níquel superaban las 100.000.0000 de toneladas métricas y se extrajeron 3.300.000 toneladas métricas. Indonesia ha aumentado su extracción de níquel, hasta alcanzar el 20% de la proporción extraída a nivel mundial. El circonio fue el tercer elemento terrestre más importante, con un volumen de producción de 1.400.000 toneladas métricas de una reserva de 68.000.000 de toneladas métricas. Los principales exportadores de concentrados de circonio fueron Senegal, Sudáfrica y Australia. Tanto el cobalto como el níquel son los materiales clave utilizados en las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) y en las baterías de células electrolizadoras de óxido sólido (SOEC), y se espera que la demanda de ambos sea entre 2 y 5 veces mayor en 2040 que en la década de 2010.
Para el año 2033, se espera que las SOFC encuentren una adopción generalizada en los sectores industrial y comercial, segmentos de energía estacionaria, centros de datos e instituciones militares y de defensa, seguidos de cerca por los sectores residenciales. Por otro lado, se ha vuelto de vital importancia continuar con la I+D para identificar materiales químicos alternativos avanzados para alejar la fabricación de células de óxido sólido de la dependencia de la minería de elementos críticos. En mayo de 2024, la Oficina de Energía Fósil y Gestión del Carbono (FECM) del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE) inició una RFI para promover el desarrollo de pilas de combustible de óxido sólido reversibles y eficientes (R-SOFC). Las perspectivas se alinean con emisiones casi nulas de CO2 al aumentar la capacidad de producción de hidrógeno.
Revisión de proyectos de pilas de combustible de óxido sólido hasta 2022
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Número de proyecto |
Título |
Organización principal |
Financiación total |
Duración del proyecto |
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DOE |
Costes compartidos |
Desde |
Para |
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FE0031975 |
Un sistema híbrido altamente eficiente y asequible para la producción de hidrógeno y electricidad |
Phillips 66 Empresa |
3.000.000$ |
450.000$ |
27/09/2020 |
26/09/2023 |
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FE0031976 |
Pilas de combustible de óxido sólido de bajo coste para generación de energía distribuida a pequeña escala |
Redox Power Systems LLC |
$2.060.653 |
665.177$ |
01/12/2020 |
30/11/2023 |
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FE0031639 |
Desarrollo del sistema piloto SOFC clase MW |
FuelCell Energy Inc. |
1.500.000$ |
375.001$ |
17/08/2018 |
16/02/2023 |
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FWP1022460 |
Sistema energético integrado de pila de combustible de óxido sólido |
Laboratorio Nacional de Tecnología Energética |
$4.000.002 |
$0 |
01/04/2019 |
31/03/2022 |
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$10.560.655 |
$1.490.178 |
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$12.050.833 |
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Fuente: NETL
Sector de pilas de combustible de óxido sólido: impulsores del crecimiento y desafíos
Impulsores de crecimiento
- Aumento de las iniciativas gubernamentales y de I+D en programas de pilas de combustible de óxido sólido: los crecientes incentivos gubernamentales respaldan el crecimiento del mercado de pilas de combustible de óxido sólido. En Estados Unidos, varios programas ofrecen diversos incentivos para fortalecer la cadena de suministro nacional. Por ejemplo, la Oficina de Energía Fósil (FE) del Departamento de Energía de Estados Unidos, por 2,8 millones de dólares en financiación para proyectos de investigación y desarrollo con costos compartidos. Esto facilitará el desarrollo de una generación de energía basada en fósiles, rentable y con emisiones limitadas. Además, en septiembre de 2020, el Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE) anunció la selección de 12 proyectos para recibir aproximadamente 34 millones de dólares para sistemas de pilas de combustible de óxido sólido a pequeña escala.
La Comisión de Energía de California (CEC) aprobó en octubre de 2020 USD 384 millones en fondos para un plan de transporte limpio. Su objetivo es cerrar las brechas en infraestructura y combustibles de cero emisiones para eliminar gradualmente la venta de vehículos de pasajeros a gasolina para fines de 2035. Además, la siguiente inversión se ha dedicado al desarrollo de la fuerza laboral de vehículos eléctricos de servicio mediano a pesado y a la infraestructura de carga:- 129,8 millones de dólares para vehículos eléctricos de uso pesado y medio con cero emisiones (ZEV)
- 70 millones de dólares para infraestructuras de hidrógeno
- 25 millones de dólares para la fabricación y el suministro de combustibles con emisiones casi nulas de carbono
- 9 millones de USD para la producción de ZEV
En julio de 2020, los gobernadores de Colorado, California, Connecticut, Hawái, Maine, el Distrito de Columbia, Maryland, Nueva Jersey, Massachusetts, Nueva York, Oregón, Carolina del Norte, Pensilvania, Vermont, Rhode Island y Washington firmaron un memorando de entendimiento. Ideó un plan de acción multiestatal para lograr que el 30 % de todas las compras nuevas de vehículos medianos y pesados sean ZEV de aquí a 2030 y alcanzar el 100 % de las ventas de aquí a 2050. Otro esfuerzo regional fue el Grupo de Trabajo ZEV para fomentar el despliegue de 3,3 millones de vehículos de cero emisiones de aquí a finales de 2025.
- Aumento de fusiones y adquisiciones: La Comisión de Obras Públicas de Fayetteville (PWC) anunció en mayo del 2022 que había llegado a un acuerdo con Bloom Energy para diseñar la instalación y el funcionamiento de 1,5 megavatios de pilas de combustible de óxido sólido. El nuevo proyecto reducirá las emisiones y mejorará los intentos del municipio de Fayetteville de lograr los criterios de energía limpia de Carolina del Norte. El sistema genera energía a partir de numerosas corrientes de biogás y la instalación de pilas de combustible estará situada junto al apartado postal de PWC. Centro de tratamiento de agua Hoffer.
Reto:
- Alto coste de capital asociado a la pila de combustible de óxido sólido: una pila de combustible de óxido sólido es una síntesis compleja de múltiples componentes químicos que oxida electrocatalíticamente metano, GLP y otros combustibles a base de gas natural para generar electricidad. Dado que la reacción química fundamental es exotérmica, la SOFC funciona a temperaturas extremadamente altas, normalmente entre 700 °C y 1200 °C. Los electrolitos cerámicos convencionales son ineficaces a estas temperaturas. Por lo tanto, se necesita circonio estabilizado con itria (YSZ) como electrolito. El circonio posee propiedades similares a las del titanio y un punto de fusión de 1.852 °C. Sin embargo, el circonio cuesta aproximadamente el doble por unidad que los electrolitos de base cerámica.
Mercado de pilas de combustible de óxido sólido: información clave
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Año base |
2024 |
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Año de pronóstico |
2025-2037 |
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CAGR |
26,2% |
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Tamaño del mercado del año base (2024) |
2.010 millones de dólares |
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Pronóstico del tamaño del mercado para el año (2037) |
41,4 mil millones de dólares |
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Alcance Regional |
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Segmentación de pilas de combustible de óxido sólido
Tipo (plano, tubular)
Se estima que el segmento plano en el mercado de pilas de combustible de óxido sólido obtendrá una importante participación en los ingresos durante el periodo de tiempo proyectado. La geometría sencilla y el método de construcción relativamente simple están contribuyendo al surgimiento de la pila de combustible plana de óxido sólido. Las celdas de combustible planas de óxido sólido son la opción preferida para respaldo de energía y variaciones de voltaje debido a su alta eficiencia, gran capacidad y capacidad de generación continua de energía. Las SOFC planas alcanzan densidades de potencia mayores que las SOFC tubulares. Por ejemplo, Elcogen AS proporciona celdas de óxido sólido que son compatibles con pilas de terceros. Se trata de células cerámicas planas, soportadas por ánodos. La temperatura de funcionamiento de la celda, que es baja (650 °C), permite una mayor vida útil y el uso de componentes de bajo coste a nivel de pila y sistema.
Usuario final (centros de datos, residencial, comercial y minorista)
A finales de 2037, los anuncios comerciales y comerciales Se prevé que el segmento minorista en el mercado de pilas de combustible de óxido sólido obtenga una participación mayoritaria en los ingresos, registrando una tasa compuesta anual del 27,5%. Debido a su asequibilidad, tamaño compacto y funcionamiento silencioso, las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) son la fuente de energía perfecta para los clientes comerciales. La integración térmica con las calderas y sistemas HVAC actuales también es posible gracias al calor residual de alta temperatura de las SOFC. Por ejemplo, la empresa alemana Bosch ha creado un sistema de pila de combustible de óxido sólido para uso empresarial e industrial y está preparado para aumentar la fabricación de aquí a 2037. Este sistema puede funcionar con hidrógeno, gas natural, biometano u otras mezclas, con una eficiencia eléctrica superior al 60 % y una eficiencia general de aproximadamente el 85 %.
Nuestro análisis en profundidad del mercado mundial de pilas de combustible de óxido sólido incluye los siguientes segmentos:
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Tipo |
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Movilidad |
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Aplicación |
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Usuario final |
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Personalizar este informeIndustria de pilas de combustible de óxido sólido: sinopsis regional
Previsión del mercado APAC
El mercado de pilas de combustible de óxido sólido de Asia Pacífico está preparado para dominar el 56 % de la participación en los ingresos para 2037. El crecimiento de la región se acredita gracias a iniciativas públicas y privadas para transformar la electricidad y la producción de energía. Por ejemplo, es probable que programas financiados por el gobierno como ENE-FARM en Japón, junto con la creciente demanda de generación de energía energéticamente eficiente, impulsen el crecimiento del mercado. Se formó un nuevo departamento en CSIR-CGCRI, Kolkata, India, conocido como Fuel Cell & Battery (FCB) para desarrollar tecnologías viables en diferentes áreas importantes y futuras del sector de la energía no convencional, concretamente las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC).
China se encuentra entre los líderes mundiales en términos de producción de pilas de combustible e hidrógeno. El país exportó hidrógeno por valor de 3.340 millones de dólares, seguido de Japón y Corea del Sur. El grafito, otra materia prima de las SOFC, también se produce y exporta principalmente desde China (que suministra el 62% de la producción mundial total en 2021). Estados Unidos dependía en un 76% de las importaciones de cobalto para satisfacer sus necesidades internas. Mientras que la minería de cobalto se concentra principalmente en China y la República Democrática del Congo.
Estadísticas del mercado de América del Norte
El mercado de pilas de combustible de óxido sólido de América del Norte está impulsado por la creciente demanda de energía, la rápida urbanización y la creciente demanda de electricidad, especialmente de fuentes renovables. Por ejemplo, según la Administración de Información Energética de Estados Unidos, el consumo total de electricidad en 2022 fue 14 veces mayor que en 1950, lo que equivale aproximadamente a 4,05 billones de kWh. Además, en 2021, la producción anual de energía fue de 97,78 quads y el consumo de 97,33 quads. Además, alrededor del 61 % de la generación total de electricidad en el 2021 en Estados Unidos se produjo a partir de combustibles fósiles.
Empresas clave de Norteamérica hasta el 2021
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Nombre |
País |
Capitalización de mercado (en miles de millones de dólares) |
Tecnología |
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Plug Power, Inc. |
EE.UU. |
24,4 |
PEM |
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Ballard Power Systems, Inc. |
Canadá |
8,55 |
PEM |
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Fuelcell Energy, Inc. |
EE.UU. |
5,76 |
Óxido sólido |
|
Bloom Energy Corp. |
EE.UU. |
4,76 |
Óxido sólido |
Fuente: Líderes mundiales del hidrógeno
El DOE de EE.UU. tiene una oficina dedicada a las tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible (HFCT) que ofrece subvenciones para apoyar las actividades de I+D en este campo. Los objetivos particulares del subprograma son desarrollar sistemas de energía de celda de combustible de H2 directo con una eficiencia máxima de 68-72 % para vehículos pesados que puedan alcanzar una durabilidad de aproximadamente 30 000 horas y una producción en masa a 80 USD/kw para fines de 2030. El sector del hidrógeno representa más de 10 millones de TMM/año en el país y 65100 MMT/año a nivel mundial. Teniendo en cuenta sus caminos hacia los escenarios Princeton Net-Zero America E+RE+ y Net-Zero Greenhouse Gas Emissions, se estima que Estados Unidos alcanzará los 100 millones de toneladas de H2/año en 2050, lo que contribuirá al crecimiento del mercado de pilas de combustible de óxido sólido.
Empresas que dominan el mercado de pilas de combustible de óxido sólido
- Corporación Kyocera
- Descripción general de la empresa
- Bla estrategia estadounidense
- Ofertas de productos clave
- Rendimiento financiero
- Indicadores clave de rendimiento
- Análisis de riesgos
- Desarrollo reciente
- Presencia regional
- Análisis FODA
- SolydEra
- Elcogen AS
- Energía de pila de combustible
- POSCO Energía
- Energía H2E
- Corporación ZTEK
- Fuego solar
- Pila de combustible Doosan
- Energía de floración
- Mitsubishi Power
- Aisin Seiki Co
- Ceres Power
- Hitachi Zosen
Principales fabricantes de pilas y pilas de combustible de óxido sólido y pilas y pilas de electrólisis de óxido sólido
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Empresa |
Sede |
Ubicación de fabricación |
Productos |
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Bloom Energy |
San José, California, EE. UU. |
Calif ornia y Delaware, EE. UU. |
Servidor Bloom Energy (SOFC) |
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FuelCell Energy |
Danbury, CT, EE. UU. |
Alberta, Canadá |
Pilas de combustible de carbonato fundido, SOFC, SOEC |
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Cummins, Inc. |
Columbus, Indiana, EE. UU. |
Estados Unidos, Canadá |
PEMFC, SOFC, motores |
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Nexceris |
Lewis Center, Ohio, EE. UU. |
EE.UU. |
Materiales SOC procesados, SOFC, SOEC |
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Mitsubishi Power, Ltd. |
Yokohama, Japón |
Japón |
SOFC, turbinas de hidrógeno |
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Kyocera |
Kioto, Japón |
Japón |
SOFC, células solares, cerámica avanzada |
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SOLIDPower |
Mezzolombardo, Italia |
Alemania |
BlueGen SOFC |
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Hitachi |
Toshiaki, Japón |
Japón |
SOFC, SOEC |
|
Robert Bosch |
Gerlingen, Alemania |
Alemania |
SOFC |
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Fuentes de energía especiales |
Alliance, OH, EE. UU. |
Estados Unidos |
SOFC tubular |
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Ceres Power Holdings |
Horsham, Reino Unido |
Reino Unido |
SOFC, SOEC |
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OxEon Energy |
North Salt Lake, UT, EE. UU. |
Estados Unidos |
SOEC, SOFC |
Fuente: Departamento de Energía de EE. UU.
Los actores del mercado están capitalizando la creciente demanda de energía y participan en iniciativas estratégicas como fusiones y adquisiciones, expansiones geográficas, inversiones en I+D y lanzamientos de nuevos productos. Las empresas clave buscan consolidar su posición y mejorar el desarrollo de nuevos materiales a la luz de las políticas gubernamentales de apoyo. Algunos de los actores destacados que operan en el mercado de pilas de combustible de óxido sólido. incluyen: p;
In the News
- En noviembre del 2024, Export-Import Bank of the United States (EXIM)finalizó una transacción con una garantía de préstamo de 10 millones de USD en el marco de su proyecto Project & Programa de financiación estructurada para apoyar al exportador FuelCell Energy Inc. con sede en Connecticut.
- En septiembre de 2024, EE.UU. Departamento de Energía (DOE) La Oficina de Energía Fósil y Gestión del Carbono (FECM) anunció hasta 4 millones de dólares en financiación federal para hacer que el hidrógeno limpio sea un combustible más disponible y asequible para la generación de electricidad, la descarbonización industrial y el transporte.
- En agosto del 2024, Bloom Energy anunció el lanzamiento de la solución energética Bloom Energy Server con un 60 % de eficiencia eléctrica y un 100 % de hidrógeno.
Créditos del autor: Dhruv Bhatia
- Report ID: 3514
- Published Date: Jan 01, 1970
- Report Format: PDF, PPT
