Tamaño del mercado de baterías a escala de red, participación y análisis de la industria, por química de la batería (plomo-ácido, a base de sodio, flujo redox, iones de litio y otros), por propiedad (propiedad de terceros, propiedad de servicios públicos), por aplicación ( energías renovables, cambio de horas punta, servicios auxiliares, energía de respaldo y otros) y pronósticos regionales, 2024-2032

El tamaño del mercado mundial de baterías a escala de red se valoró en 10,07 mil millones de dólares en 2023 y se prevé que crezca de 12,78 mil millones de dólares en 2024 a 48,71 mil millones de dólares en 2032, exhibiendo una tasa compuesta anual del 18,20% durante el período previsto. América del Norte dominó el mercado mundial de baterías a escala de red con una participación del 54,12% en 2023. Se prevé que el mercado de baterías a escala de red en Arabia Saudita crezca significativamente, alcanzando un valor estimado de 19,14 mil millones de dólares para 2032, impulsado por el aumento necesidad de tecnologías de baterías rentables a escala de red.

La batería a escala de red es una tecnología que permite a los operadores de red y a las empresas de servicios públicos reservar energía para su uso posterior. Un sistema de almacenamiento de energía de batería (BESS) es un dispositivo electroquímico que carga (o recolecta) energía de la planta de energía o de una red. Luego, descarga esa energía para proporcionar electricidad u otros servicios de red cuando sea necesario. La tendencia creciente de las energías renovables está impulsando el crecimiento del mercado de baterías a escala de red.

La pandemia mundial de COVID-19 no tuvo precedentes y fue asombrosa: las baterías a escala de red experimentaron una demanda mayor a la prevista en todas las regiones en comparación con los niveles previos a la pandemia. La pandemia de COVID-19 creó desafíos en el mercado en 2020; Según la Agencia Internacional de Energía, el almacenamiento anual de baterías a escala de red aumentó en 2020 y 2021. Este aumento implica que el mercado experimentó un crecimiento a pesar de los desafíos de COVID-19.

TENDENCIAS DEL MERCADO

Avances significativos en la tecnología de baterías para impulsar el crecimiento del mercado

A medida que aumentan los volúmenes de producción, los costos de fabricación por unidad continúan disminuyendo, lo que hace que las baterías a escala de red sean más asequibles para una adopción generalizada. Los nuevos materiales de cátodo y ánodo ofrecen una mayor densidad de energía y menores costos de producción en comparación con los tradicionales de iones de litio, lo que reduce aún más los costos generales del sistema de baterías. La automatización y las técnicas de fabricación avanzadas optimizan la eficiencia de la producción, contribuyendo así a la reducción de costes.

Los nuevos materiales, como los óxidos en capas ricos en níquel y el fosfato de hierro y litio, ofrecen una mayor densidad de energía, lo que permite que las baterías almacenen más energía en un volumen menor, reduciendo así la huella y los costos de implementación. Reemplazar los ánodos de grafito tradicionales con silicio ofrece una densidad de energía teórica aún mayor, lo que potencialmente duplica la capacidad de almacenamiento y aumenta el alcance de futuros sistemas de baterías. Los avances en apilamiento y embalaje mejoran la densidad de energía sin comprometer la seguridad o la estabilidad. Se espera que continúen los avances en la tecnología de baterías, reduciendo aún más los costos, mejorando el rendimiento y ampliando las aplicaciones, contribuyendo así a un cambio transformador hacia un futuro energético más limpio y resiliente.

Tendencia creciente de crear baterías de sales fundidas Oportunidades lucrativas para el mercado

El almacenamiento térmico no ha llamado la atención de la industria últimamente, al igual que el almacenamiento en baterías, que está siendo testigo de una implementación cada vez mayor. Las baterías de iones de litio se utilizan predominantemente en baterías a escala de red, pero en los últimos tiempos, las baterías de sales fundidas han ganado un impulso significativo. Esta atención ganada se atribuye a sus ventajas frente a otros tipos de baterías. Algunos de los beneficios de las baterías de sodio son la sostenibilidad y el uso reducido de materiales y frecuencia críticos, el mayor radio del sodio y su menor potencial redox dan como resultado una menor densidad de energía que las baterías de iones de litio.

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FACTORES DE CRECIMIENTO

Ventajas de la batería a escala de red para impulsar el crecimiento del mercado

El almacenamiento de energía ofrece numerosas ventajas, como la integración de diversos recursos y la mejora de la confiabilidad y la resiliencia. Además, las baterías a escala de red ofrecen la ventaja del arbitraje. El arbitraje consiste en cargar la batería cuando los precios de la energía son bajos y descargarla durante las horas punta, que son más caras. Para el operador de sistemas de almacenamiento de energía en baterías (BESS), esta práctica puede proporcionar un flujo de ingresos al aprovechar los precios de la electricidad que varían a lo largo del día. Una extensión del servicio de arbitraje energético es la reducción de energía renovable reducción.

Los operadores de plantas y los desarrolladores de proyectos están interesados ​​en utilizar la mayor cantidad posible de generación de energía renovable, rentable y libre de emisiones. Sin embargo, en sistemas con una proporción cada vez mayor de energía renovable variable (ERV), la flexibilidad limitada de los generadores convencionales y las discrepancias temporales entre el suministro de energía renovable y la demanda de electricidad pueden hacer que los generadores renovables reduzcan su producción. Cargar la batería con energía de bajo coste durante el exceso de generación renovable y descargarla en momentos de alta demanda resulta rentable para los operadores de la planta.

BESS puede reducir la restricción de energía renovable y maximizar el valor que los desarrolladores pueden vender al mercado. Otra extensión del arbitraje en los sistemas energéticos sin mercados eléctricos es la nivelación de carga. Con el equilibrio de carga, los operadores del sistema cargan las baterías durante los períodos de generación excedente y liberan energía durante el exceso de demanda para coordinar de manera más eficiente el uso de los recursos de generación.

Mayor integración de energía renovable con almacenamiento de baterías para impulsar la adopción de baterías

El almacenamiento en baterías a escala de red también puede contribuir a la energía limpia. El almacenamiento en baterías es una de varias opciones tecnológicas que pueden mejorar la flexibilidad del sistema eléctrico y permitir un alto nivel de integración de energía renovable. Los estudios y la experiencia del mundo real han demostrado que los sistemas energéticos interconectados pueden integrar de forma segura y confiable grandes cantidades de energía renovable a partir de fuentes de Energía Renovable Variable (ERV) sin nuevos recursos de almacenamiento de energía.

Las baterías empiezan a alcanzar un tamaño que permita a las renovables sustituir a las de tamaño medio generadores de gas natural . Con alrededor de 200 megavatios, las baterías alcanzan incluso un tamaño que permite sustituir los pequeños y medianos generadores de gas natural por energías renovables. Según Wesley Cole, analista de energía del Laboratorio Nacional de Energía Renovable, agregar almacenamiento también hace que la energía renovable sea más viable. Además, cuanto más se pone en la red energías renovables, más baja el valor. El almacenamiento ayuda a capturar el exceso de energía que se habría perdido a mitad del día, cuando la demanda de energía es menor, y trasladarla a un momento en el que es más valiosa.

La electricidad producida a partir de fuentes renovables se suministra directamente a la red para el acceso de los consumidores, pero la demanda de la red fluctúa. Hoy en día, los sistemas de almacenamiento en baterías proporcionan una solución barata y genuina para que los productores medianos de energía renovable capturen la electricidad producida. Conectado a la Red Nacional, esto permite participar en programas de respuesta a la demanda y utiliza esa energía depositada para producir la máxima tasa de retorno.

FACTORES RESTRICTIVOS

Altos costos de instalación y mantenimiento obstaculizarán la expansión del mercado

Baterías de iones de litio se encienden debido a anomalías en sus componentes energéticos: electrolitos compuestos de disolventes orgánicos, cátodos ricos en oxígeno y gases combustibles. Además, las baterías de iones de litio son excepcionalmente sensibles a las altas temperaturas y esencialmente inflamables. Estos paquetes de baterías se dañan mucho más rápido de lo normal debido al calor. Cuando una batería de iones de litio se aborta, estalla en llamas y puede causar daños graves.

A pesar de sus beneficios generales, los iones de litio tienen sus inconvenientes. Es frágil y necesita circuitos de protección para mantener un funcionamiento seguro. El circuito de seguridad integrado en cada paquete limita el voltaje máximo de cada celda durante la carga e impide que el voltaje de la celda caiga demasiado durante la descarga.

El envejecimiento es un problema con la mayoría de las baterías de iones de litio y muchos fabricantes guardan silencio. Después de un año, se nota cierta degradación en la capacidad, independientemente de si se utiliza la batería. La batería suele fallar después de dos o tres años. Cabe señalar que otras sustancias químicas también tienen efectos degenerativos relacionados con la edad. Esto es especialmente cierto para hidruro metálico de níquel cuando se expone a altas temperaturas ambientales.

Además, el RFB totalmente de vanadio es la química de RFB más investigada y desarrollada. Sin embargo, la aceptación de este sistema en el mercado se ha visto obstaculizada por productos químicos costosos. Sin embargo, las especies redox orgánicas solubles en agua ofrecen una opción potencial para materiales de bajo costo. Los procesos sintéticos necesarios para adaptar la estructura molecular para una alta solubilidad y un potencial óptimo, a su vez, aumentan el costo del material y limitan la disponibilidad de membranas porosas para reducir el cruce, lo que aumenta aún más los costos de capital y mantenimiento.

SEGMENTACIÓN DEL MERCADO

Por análisis químico de la batería

El segmento de iones de litio dominará el mercado gracias a la cadena de suministro establecida

Según la química de las baterías, el mercado se segmenta en iones de litio, plomo-ácido, flujo redox, a base de sodio y otros. El segmento de iones de litio tuvo la mayor participación en el mercado en 2021. Estas baterías se utilizan en diversas aplicaciones debido a las innovaciones tecnológicas y las capacidades de fabricación mejoradas. La tecnología de iones de litio representó más del 90% de la potencia instalada y la capacidad energética de los grandes sistemas de almacenamiento de baterías que operan en América del Norte (perdiendo mucha energía entre carga y descarga) y tiempos de respuesta rápidos.

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Por análisis de propiedad

El segmento de propiedad de servicios públicos liderará gracias a una mayor inversión

Según la propiedad, el mercado se clasifica en propiedad de terceros y propiedad de servicios públicos. El segmento de propiedad de servicios públicos posee la participación de mercado de baterías a escala de red en 2021 debido al aumento de la inversión de servicios públicos gubernamentales y no gubernamentales. El segmento está impulsado por el marco político positivo que apoyan organizaciones regionales como la Asociación de Almacenamiento de Energía de EE. UU. (ESA). Las empresas de servicios públicos tienen una mejor visión de las demandas de la red y pueden ubicar y aprovisionar mejor el almacenamiento para satisfacer sus demandas, pero traspasar todos los costos a los clientes.

Por análisis de aplicaciones

El segmento de energías renovables dominará respaldado por la creciente tendencia de integración de energías renovables con baterías a escala de red

Por aplicación, el mercado se clasifica en energías renovables, cambios de picos, servicios auxiliares, energía de respaldo y otros. El segmento de energías renovables dominará el mercado durante el período de previsión. Es probable que una disminución combinada del costo de las baterías a gran escala y de la electricidad procedente de fuentes de energía renovables amplíe el papel de los sistemas de almacenamiento de energía basados ​​en baterías en la transición hacia un mundo descarbonizado. 

PERSPECTIVAS REGIONALES

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La región de América del Norte dominó el mercado. La disponibilidad de políticas gubernamentales favorables, exenciones fiscales para el despliegue de energía renovable y crecientes inversiones de empresas públicas y privadas son algunas de las características clave que impulsan la expansión del tamaño del mercado regional.

Se espera que Asia Pacífico sea testigo de la CAGR más alta durante el período de pronóstico. China representó la mayor proporción de ventas en la región debido a las iniciativas e inversiones gubernamentales en curso para impulsar el crecimiento del mercado.

Europa también está intentando impulsar la fabricación local de baterías. El Fondo de Transición Justa apoya el desarrollo de instalaciones de almacenamiento de energía en regiones que dependen de combustibles fósiles. Además, el Fondo de Recuperación y Resiliencia dedica el 37% de sus fondos al gasto climático sostenible para la recuperación de la COVID-19. El desarrollo del almacenamiento de energía debería beneficiarse de esto.

También se espera que el resto del mundo crezca a un ritmo excepcional. Entre las diversas formas de almacenamiento de energía, las baterías electroquímicas son las principales candidatas para su uso en el sector energético latinoamericano. Por otro lado, el despliegue de baterías enfrenta desafíos financieros como el alto costo de importarlas. Este factor está obstaculizando la expansión del mercado de baterías a escala de red en el resto del mundo.

Lista de claves  Batería a escala de red  Empresas

General Electric dominará respaldada por su amplia oferta de productos y una marca de renombre

General Electric aborda aspectos clave de su negocio que le otorgan una ventaja competitiva en el mercado. Algunos factores importantes son su situación financiera, empleados experimentados, singularidad de productos y otros. Además, una amplia capacidad de investigación y desarrollo y una sólida fuerza laboral son los puntos fuertes de General Electric. Por ejemplo,

• En marzo de 2018, GE anunció una innovadora plataforma de almacenamiento de energía llamada Reservoir. El embalse se integra con la red eléctrica general para permitir a los clientes aumentar la integración de energía renovable, mejorar el desempeño financiero, mejorar las operaciones de la red, reducir los costos de energía y permitir una generación local más descentralizada.

LISTA DE EMPRESAS CLAVE PERFILADAS:

• Samsung SDI CO., LTD. (Corea del Sur)


• Aisladores NGK, LTD . (Japón)


• BYD Company Ltd (China)


• General Electric (EE.UU.)


• Redflow limitada (Australia)


• Ambri Incorporated (EE.UU.)


• VRB Energía (Canadá)


• 24M Technologies, Inc. (EE. UU.)


• Lockheed Martin Corporación (A NOSOTROS.)


• FZSONICK SA (Suiza)


• KORE Power, Inc. (EE. UU.)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA:

• Septiembre de 2022:  NGK Insulators conectó un extenso sistema de almacenamiento de energía en baterías de sodio-azufre (NAS) en una antigua terminal de GNL en Japón. Toho Gas, una empresa de servicios públicos combinada que presta servicios a 54 ciudades en tres prefecturas del centro de Japón, encargó el sistema NAS de 11,4 MW/69,6 MWh para su uso en la estación de GNL de Tsu en la prefectura de Mie. La finalización está prevista para el año fiscal 2025.


• Septiembre de 2022: Redflow colaboró ​​con la Universidad de Queensland dentro del Centro de Investigación del Consejo Australiano de Investigación (ARC) para el almacenamiento de energía seguro y confiable, administrado por la Universidad Deakin. El proyecto de investigación titulado "Operación de batería de flujo extendido" se identificó para desarrollar una comprensión más profunda de la química de los electrolitos y los materiales de los electrodos para ampliar aún más las características operativas del módulo de bromo de zinc (ZBM).


• Mayo de 2021: 24M recaudó 56,8 millones de dólares en financiación Serie E para comercializar su proceso de fabricación de semisólidos, simple y de bajo costo, eficiente en términos de capital y para ampliar sus programas de desarrollo de tecnología para el almacenamiento en red y vehículo eléctrico aplicaciones. La empresa comercial global ITOCHU Corporation lideró la financiación. Como parte de la financiación y como parte de la financiación, Hiroaki Murase, director general de la división de negocios de energía sostenible de ITOCHU, se unirá a la junta directiva de 24M.


• Marzo de 2021: NGK suministrará un sistema de almacenamiento de energía en batería NAS de 600 kW/3.600 kWh para el proyecto Uliastai en la provincia occidental de Zavkhan en Mongolia. Es parte de una iniciativa más amplia para aumentar el uso de energía renovable en Mongolia, que depende en gran medida del carbón. Alrededor del 93% de todas las necesidades de electricidad provienen del sistema de energía central, que abastece a grandes centros de carga, incluida la capital, Ulán Bator, a partir de una flota de plantas de cogeneración obsoletas. La finalización del proyecto está prevista para 2022.


• Septiembre de 2019: GE Renewable Energy anunció que había sido seleccionada por Convergent Energy + Power para suministrar sistemas de almacenamiento en baterías para tres proyectos en California por un total de 100 MWh. El alcance de los servicios de GE Renewable Energy incluye un contrato de servicio a largo plazo y garantías extendidas. Los sistemas de almacenamiento de energía respaldan dos objetivos principales. En primer lugar, proporcionan capacidad local específica para mejorar la confiabilidad de la red en las horas pico. En segundo lugar, como dispositivos estabilizadores de acción rápida, los sistemas de almacenamiento de energía en baterías pueden cargarse y descargarse rápidamente para regular la frecuencia y contribuir a la estabilidad de la red, ayudando a equilibrar y facilitar la expansión cada vez mayor de la energía renovable variable. Dichos activos ayudarán a cumplir los objetivos estatales de California de un 33% de energía renovable para 2020 y un 100% para 2050.

COBERTURA DEL INFORME

El informe de investigación destaca las regiones líderes en todo el mundo para ofrecer una mejor comprensión del panorama competitivo. Además, el informe proporciona información sobre las últimas tendencias de la industria y analiza las tecnologías que se están implementando a un ritmo rápido a nivel global. Además, destaca algunos de los factores y restricciones que estimulan el crecimiento, lo que ayuda al lector a obtener un conocimiento profundo sobre la industria.

Una representación infográfica de Grid-Scale Battery Market

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