Tamaño del mercado de estaciones convertidoras HVDC, participación y análisis de la industria, por tipo (monopolar, bipolar, adosado y multiterminal), por tecnología (convertidor conmutado de línea y convertidores de fuentes de voltaje), por potencia nominal (baja potencia) (Inferior a 1000 MW) y Alta Potencia (Superior a 1000 MW)), y Pronóstico Regional, 2024-2032

El tamaño del mercado mundial de estaciones convertidoras HVDC se valoró en 12,82 mil millones de dólares en 2023. Se proyecta que el mercado crecerá de 13,68 mil millones de dólares en 2024 a 30,41 mil millones de dólares en 2032, exhibiendo una tasa compuesta anual del 10,50% durante el período previsto.

Las estaciones convertidoras HVDC son cruciales para integrar fuentes de energía renovables, como la energía eólica y solar, en la red. Permiten la transmisión eficiente de energía a largas distancias, conectando remotamente energía renovable sitios de generación hasta centros urbanos y áreas industriales. El mercado está impulsado principalmente por la creciente demanda de transmisión de energía a larga distancia con pérdidas mínimas y la integración de fuentes de energía renovables en las redes eléctricas existentes.

Muchos países están invirtiendo en mejorar sus redes eléctricas para mejorar la eficiencia, la confiabilidad y la flexibilidad. La tecnología HVDC desempeña un papel vital en la modernización de las redes al permitir interconexiones asíncronas entre diferentes regiones, mejorando la estabilidad y resiliencia de la red. Por ejemplo, en octubre de 2023, el Departamento de Energía de Estados Unidos otorgó una subvención de 50 millones de dólares a Minnesota Power para renovar su sistema de transmisión de corriente continua de alto voltaje. Por lo tanto, está listo para atender las demandas energéticas futuras y al mismo tiempo mejorar la resiliencia y confiabilidad de la red regional.

La crisis económica causada por la pandemia de COVID-19 provocó retrasos o aplazamientos en las inversiones de servicios públicos en nuevos proyectos de líneas de transmisión HVDC. Por ejemplo, el proyecto de línea eléctrica entre Arabia Saudita y Egipto se vio obstaculizado por la pandemia de COVID-19. El proyecto de interconexión eléctrica de Egipto con Arabia Saudita se retrasó debido a la pandemia. La Compañía Egipcia de Transmisión de Electricidad pospuso la recepción de ofertas para el proyecto de la línea eléctrica hasta por 60 días. Estaba previsto que todos los contratos se firmaran antes de finales de mayo de 2020. Estos proyectos afectaron directamente el crecimiento del mercado.

Tendencias del mercado de estaciones convertidoras HVDC

Expansión de las energías renovables para impulsar el crecimiento del mercado

Las fuentes de energía renovables, como la eólica y la solar, a menudo requieren transmisión a largas distancias desde lugares remotos con un alto potencial de recursos hasta centros urbanos o áreas industriales donde la demanda de electricidad es alta. Las estaciones convertidoras HVDC son ideales para transmitir energía a largas distancias con pérdidas mínimas en comparación con las líneas de transmisión tradicionales de CA (corriente alterna). A medida que aumenta la capacidad de energía renovable, también aumenta la demanda de infraestructura HVDC para transmitir eficientemente esta energía.

Las estaciones convertidoras HVDC desempeñan un papel crucial en la interconexión de recursos de energía renovable entre regiones o países. Al vincular proyectos de energía renovable geográficamente dispersos, los sistemas HVDC permiten una mejor utilización de los recursos renovables y ayudan a equilibrar las fluctuaciones en la generación debido a factores como las variaciones climáticas. La interconexión de recursos renovables también mejora la estabilidad y confiabilidad de la red. En general, se espera que la expansión de la energía renovable continúe impulsando el crecimiento del mercado de estaciones convertidoras HVDC, con mayores inversiones en infraestructura de transmisión para facilitar la integración de recursos renovables en la red y apoyar la transición hacia un futuro energético más sostenible. Por ejemplo, el 25 de enero de 2023, Invenergy seleccionó la tecnología HVDC de Siemens para el proyecto de transmisión eólica más grande de EE. UU. El acuerdo da impulso a la fase inicial del Grain Belt Express de 5 GW, valorado en 7 mil millones de dólares, que entregará energía limpia desde Kansas, país rico en energía eólica, hasta Missouri. Apoyará el diseño integrado final de la estación convertidora HVDC situada en el condado de Ford, Monroe, EE. UU.

Avance tecnológico en la estación convertidora HVDC para impulsar el desarrollo del mercado

Las estaciones convertidoras HVDC basadas en VSC ofrecen varias ventajas sobre las estaciones convertidoras de línea conmutada (LCC) tradicionales, incluida una mejor controlabilidad, una menor distorsión armónica y la capacidad de conectarse a sistemas de CA débiles. Los avances en la tecnología VSC han dado lugar a mejoras en la eficiencia, la confiabilidad y el rendimiento, lo que ha impulsado una mayor adopción de sistemas de transmisión HVDC. La tecnología MMC ha ganado importancia en las estaciones convertidoras HVDC debido a su capacidad para manejar voltajes y corrientes más altos, tolerancia mejorada a fallas y distorsión armónica reducida. Los sistemas HVDC basados ​​en MMC ofrecen una mayor estabilidad de la red, una mayor capacidad de transferencia de energía y un control de voltaje más fluido, lo que impulsa el crecimiento del mercado, particularmente para aplicaciones de alto voltaje.     

Los sistemas avanzados de control y monitoreo digital desempeñan un papel crucial en la optimización del funcionamiento y el rendimiento de las estaciones convertidoras HVDC. Las innovaciones en algoritmos de control, monitoreo en tiempo real y mantenimiento predictivo permiten a los operadores mejorar la estabilidad de la red, maximizar la eficiencia y minimizar el tiempo de inactividad. La digitalización también facilita la integración de sistemas HVDC con fuentes de energía renovables y red inteligente tecnologías, impulsando el crecimiento del mercado.

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Factores de crecimiento del mercado de estaciones convertidoras HVDC

La creciente demanda de HVDC para transmisiones de energía de larga distancia está impulsando el crecimiento del mercado

Uno de los principales beneficios de HVDC es la eficiencia de la transmisión de energía a largas distancias. Si la ruta de la línea de transmisión es más larga que la distancia de equilibrio, la corriente continua es una mejor alternativa, ya que las líneas de corriente alterna tienen más pérdidas que las de corriente continua para la transferencia de energía en masa.

Además, la transmisión HVDC tiene importantes ventajas en comparación con las líneas convencionales de corriente alterna (C.A.), como una mayor eficiencia en largas distancias, menores costos a distancia y la capacidad de conectar sistemas asíncronos. Además, uno de los principales factores por los que la corriente continua de alto voltaje tiene menos pérdidas de energía en las líneas de transmisión es que la corriente alterna de alto voltaje tiene pérdidas "capacitivas" mucho más que la corriente continua, especialmente cuando los conductores están más cerca del suelo. Por lo tanto, la energía CC es inherentemente más eficiente para transmitir, especialmente bajo el agua y bajo tierra, que la electricidad CA.

Hasta ahora, muchos proveedores importantes están implementando estaciones convertidoras HVDC para mejorar el suministro de energía de las líneas de transmisión. Por ejemplo, el 29 de marzo ^th de 2023, Siemens Energy, en consorcio con FATA, parte del grupo Danieli, obtuvo un contrato por valor aproximado de ~1.070 millones de dólares del operador italiano del sistema de transmisión (TSO) Terna para suministrar cuatro estaciones convertidoras para el proyecto Tirreno Link en Italia. .

El proyecto tiene como objetivo transmitir electricidad entre las islas de Sicilia y Cerdeña y el continente italiano a través de un doble cable submarino de alta tensión (H.V.) de 970 km de longitud. Siemens Energy proporcionará la tecnología de transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC) para el enlace eléctrico, que puede intercambiar hasta 1 GW por cada interconexión.

El aumento de los proyectos de transmisión transfronterizos está impulsando el crecimiento del mercado

La implementación de HVDC ha aumentado en los últimos años debido a la necesidad de generación de energía en varias economías. Muchos países se están asociando estratégicamente entre sí para obtener mejores oportunidades futuras. Los proyectos pesados ​​están en auge para facilitar la importación/exportación de electricidad entre países vecinos. Esta práctica se ha utilizado durante décadas. Por ejemplo, las repúblicas de la Asociación del Sur de Asia para la Cooperación Regional (SAARC) firmaron el Acuerdo Marco de Cooperación Energética (Electricidad) de la SAARC en el año 2014, que permite a los estados miembros llevar a cabo el Comercio Transfronterizo de Electricidad sujeto a leyes, normas y regulaciones de los respectivos estados miembros.

En los últimos años, esto se ha implementado ampliamente en algunos países, lo que está impulsando el crecimiento del mercado. Esto también genera varios beneficios, como una mayor seguridad energética mediante el intercambio de recursos y una mayor estabilidad de la red al conectar diversas fuentes de energía. El comercio del noroeste de Europa es uno de los modelos en los que el aumento de las transmisiones transfronterizas redujo los costos completos del sistema y las emisiones de CO2, y los productores de energía limpia del Norte se beneficiaron.

Además, recientemente, en 2023, Hitachi Energy, líder tecnológico mundial, anunció que ganó un pedido de Electricity Interconnection France-Spain, la empresa conjunta que agrupa a los operadores de las redes de transmisión de electricidad español-francesa (RTE) y (Red Eléctrica). a cargo de la construcción y puesta en marcha de todas las conexiones transfronterizas entre ambas naciones, para suministrar cuatro estaciones convertidoras de corriente continua de alto voltaje (HVDC) para interconectar Francia y España a través de un cable submarino a través del Golfo de Vizcaya.

FACTORES RESTRICTIVOS

Altos costos de inversión inicial y estricta ley regulatoria como limitaciones para el crecimiento del mercado

La estación convertidora HVDC es una de esas tecnologías que requiere un mayor costo inicial debido al despliegue de todo el sistema. El sistema HVDC incluye varias herramientas y dispositivos necesarios a largo plazo. Dispositivos como unidades convertidoras, válvulas convertidoras, transformadores convertidores, filtros y otros, son algunas de estas herramientas que cuestan mucho. Mejora el costo inicial de los proyectos generales de conversión de estaciones HVDC.

Por ejemplo, según la Administración de Información Energética de EE. UU., el costo del sistema de transmisión HVDC depende de varios factores, como el tipo de medio de transmisión (terrestre o submarino), la capacidad de energía a transmitir, el acceso a los derechos de paso de las servidumbres (ROW). ), consideraciones ambientales y costo de las estaciones convertidoras y equipos relacionados. Según una revisión de propuestas recientes y presentaciones regulatorias relevantes (2017), el costo de los proyectos HVDC oscila entre 1,17 millones de dólares y 8,62 millones de dólares por milla. Además, uno de los mayores desafíos en la aplicación de HVDC son las cuestiones regulatorias gubernamentales. En general, es difícil limitar los precios comunes para HVDC debido a proyectos únicos y retrasos regulatorios, fluctuaciones en los costos de materiales, etc.

Análisis de segmentación del mercado de estaciones convertidoras HVDC

Análisis por tipo

La transmisión de electricidad a larga distancia ha impulsado la adopción de convertidores bipolares

Según el tipo, el mercado se segmenta en monopolar, bipolar, consecutivo y multiterminal.

El segmento bipolar domina el mercado. Muchas regiones están realizando esfuerzos de modernización de la red para mejorar la eficiencia, la confiabilidad y la integración de fuentes de energía renovables. Los sistemas HVDC, incluidos los convertidores bipolares, se emplean a menudo para facilitar la transmisión de electricidad a larga distancia con pérdidas reducidas en comparación con los sistemas de CA tradicionales. Los convertidores HVDC bipolares permiten la interconexión de redes de CA asíncronas, que pueden tener diferentes frecuencias o fases. La interconexión de redes permite una mejor utilización de los recursos, una mayor estabilidad de la red y una mayor resiliencia contra las interrupciones.

El segmento back-to-back es el segundo segmento líder del mercado. Se espera que domine en los próximos años, ya que varios proyectos están implementando estaciones convertidoras HVDC B-to-B. Por ejemplo, ABB consigue pedidos de Chubu Electric Power en Japón. ABB suministrará su ingeniería de sistemas, tecnología VSC denominada HVDC Light y soluciones digitales con el sistema de control y protección ABB Ability MACH. Con una capacidad de 300 MW cada uno, los dos nuevos bloques consecutivos se construirán en un sitio existente con un HVDC consecutivo existente.

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Por análisis de tecnología

Los convertidores conmutados de línea dominan el mercado debido a su uso en sistemas HVDC debido a su confiabilidad y rendimiento

Según la tecnología, el mercado se segmenta en convertidores conmutados de línea y convertidores de fuentes de voltaje.

Los convertidores conmutados de línea (LCC) tienen una participación dominante en el mercado, ya que se han utilizado ampliamente en sistemas HVDC durante varias décadas y tienen un historial comprobado de confiabilidad y rendimiento. Las empresas de servicios públicos y los operadores de redes pueden preferir la tecnología LCC debido a su confiabilidad establecida, especialmente para proyectos de transmisión de larga distancia y gran escala. En general, la creciente adopción de estaciones convertidoras basadas en LCC en el mercado HVDC está impulsada por su confiabilidad comprobada, capacidad de alto voltaje, rentabilidad, beneficios de estabilidad de la red y compatibilidad con la infraestructura existente.

El segmento de convertidores de fuentes de voltaje es el segundo segmento líder en el mercado. Los sistemas HVDC basados ​​en VSC ofrecen una controlabilidad mejorada en comparación con los sistemas de convertidor conmutado de línea (LCC). Los VSC pueden controlar de forma independiente la potencia activa y reactiva, lo que permite una mejor respuesta dinámica a las condiciones de la red, las fluctuaciones de voltaje y las variaciones de frecuencia. Esta mayor controlabilidad es especialmente beneficiosa para integrar fuentes de energía renovables y mejorar la estabilidad de la red.

Por análisis de potencia

El segmento de alta potencia liderará debido a su capacidad de transmitir grandes cantidades de electricidad a largas distancias

Según la potencia nominal, el mercado se segmenta en baja potencia (por debajo de 1000 MW) y alta potencia (por encima de 1000 MW).

El segmento de alta potencia (más de 1000 MW) domina el mercado. Los sistemas HVDC de alta potencia son la solución ideal para transmitir electricidad a largas distancias con pérdidas mínimas. Por lo tanto, su instalación para conectar fuentes de energía renovables remotas, como parques eólicos marinos, a áreas urbanas o industriales está ganando terreno en los últimos años.

La baja potencia (por debajo de 1000 MW) es el segundo segmento líder del mercado. Con la creciente adopción de tecnologías de generación distribuida, como paneles solares en tejados y turbinas eólicas de pequeña escala, existe una creciente necesidad de integrar estas fuentes de energía descentralizadas en la red de manera eficiente. Las estaciones convertidoras HVDC de baja potencia permiten la integración de la generación distribuida al facilitar el intercambio de energía entre las unidades de generación locales y la red principal.

PERSPECTIVAS REGIONALES

El mercado global ha sido analizado en cinco regiones clave, incluidas América del Norte, Europa, Asia Pacífico, América Latina y Oriente Medio y África.

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Asia Pacífico dominó la cuota de mercado de las estaciones convertidoras HVDC. La región de Asia Pacífico, que incluye países como China, India, Japón, Corea del Sur y las naciones del sudeste asiático, ha estado experimentando un rápido crecimiento económico e industrialización. Este crecimiento ha llevado a una mayor demanda de electricidad para alimentar industrias, infraestructura y proyectos de urbanización, impulsando la necesidad de una infraestructura de transmisión eficiente y confiable, como estaciones convertidoras HVDC.

Europa es la segunda región dominante en el mercado. Europa está haciendo una transición agresiva hacia fuentes de energía renovables para cumplir sus objetivos climáticos. Las estaciones convertidoras HVDC desempeñan un papel crucial en la integración en la red de proyectos de energía renovable a gran escala, como parques eólicos marinos en el Mar del Norte y parques solares en el sur de Europa. Estas estaciones convertidoras permiten la transmisión eficiente de energía renovable a largas distancias hasta centros de población.

Lo más probable es que América del Norte domine el mercado de estaciones convertidoras HVDC en los próximos años, impulsada por los crecientes proyectos de líneas de transmisión en Estados Unidos y Canadá. Varios estados y ciudades en desarrollo también están mejorando sus fuentes de distribución de energía integrándolas con fuentes renovables.                                

JUGADORES CLAVE DE LA INDUSTRIA

Los principales actores del mercado están adoptando la innovación tecnológica para mejorar la eficiencia y la confiabilidad.

Hitachi Energy, General Electric, Siemens, Mitsubishi y otras son algunas de las empresas líderes en el mercado de estaciones convertidoras HVDC. Estas empresas se han permitido la innovación tecnológica para mejorar la eficiencia y la confiabilidad del producto, asociaciones estratégicas para ampliar el alcance del mercado y un enfoque en la integración de energías renovables para satisfacer la creciente demanda de soluciones energéticas sostenibles. Estas empresas también participan en proyectos de infraestructura a gran escala y redes globales para ofrecer soluciones HVDC integrales para la transmisión transfronteriza y la estabilidad de la red.

Hitachi Energy es uno de los principales actores activos en el mercado. Fue pionera en la tecnología HVDC comercial hace unos 70 años y ha atendido a la mitad de los proyectos HVDC del mundo. Algunos de los desarrollos recientes de Hitachi Energy son los siguientes: El 9 de noviembre de 2023, Hitachi Energy, líder tecnológico mundial, anunció que ganó un proyecto para proporcionar a Taesa, uno de los grupos privados de transmisión de energía eléctrica más grandes de Brasil, una amplia actualización de la estación convertidora de corriente continua de alto voltaje (HVDC) de Garabi en Brasil. El enlace del proyecto puede transmitir hasta 2200 megavatios de electricidad, lo que lo convierte en el sistema HVDC "espalda con espalda" más potente del mundo.

Además, otros participantes clave que operan en la industria incluyen Siemens, Toshiba y General Electric, entre otros.

Lista de las principales empresas de estaciones convertidoras HVDC:

• General Electric (EE.UU.)


• Siemens (Alemania)


• Corporación Mitsubishi Electric (Japón)


• NR Electric Co. (Porcelana)


• Corporación Toshiba (Japón)


• Corporación Hyosung Heavy Industries (Corea del Sur)


• Hitachi Energía Ltd. (Suiza)


• CEPRI- Instituto de Investigación de Energía Eléctrica de China (China)


• BHEL (India)


• LS Electric Co., Ltd. (Corea del Sur)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA:

• En diciembre de 2023, GE Vernova y MYTILINEOS, una empresa industrial con sede en Grecia, proporcionarán los trabajos de ingeniería y la tecnología para las dos estaciones convertidoras VSC HVDC, que forman los terminales del cable HVDC y convierten la corriente continua en corriente alterna, permitiendo la transmisión de electricidad en la red de transmisión terrestre.


• En noviembre de 2023, Hitachi Energy, líder mundial en tecnología, anunció que ganó un proyecto para proporcionar a Taesa, uno de los grupos privados de transmisión de energía eléctrica más grandes de Brasil, una amplia mejora de la estación convertidora de corriente continua de alto voltaje (HVDC) de Garabi en Brasil. El enlace del proyecto puede transmitir hasta 2200 megavatios de electricidad, lo que lo convierte en el sistema HVDC "espalda con espalda" más potente del mundo.


• En octubre de 2023 - J-Power Transmission Network Co., Ltd. otorgó a Mitsubishi Electric Corporation un contrato para obtener un convertidor de fuente de voltaje (VSC) de 300 MW y una transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC) para la estación convertidora de frecuencia Shin-Sakuma en la isla principal de Japón. Se prevé que el sistema esté en servicio a finales de marzo de 2028.


• En julio de 2023, McDermott, un proveedor de servicios de ingeniería para la industria energética, comenzó los trabajos de construcción del proyecto de transmisión de corriente continua de alto voltaje (HVDC) de 980 MW de TenneT, BorWin6, en el Mar del Norte alemán. La electricidad generada en el mar se puede alimentar a la plataforma convertidora de TenneT, donde la corriente alterna (CA) se convierte en corriente continua (CC) en la estación convertidora. McDermott obtuvo el contrato como parte de un consorcio que también incluye el Instituto de Investigación de Interconexión de Energía Global y C-EPRI Electric Power Engineering.


• En enero de 2023, Invenergy seleccionó la tecnología HVDC de Siemens para el proyecto de transmisión eólica más grande de EE. UU. El acuerdo da impulso a la fase inicial del Grain Belt Express de 5 GW y 7 mil millones de dólares, que entregará energía limpia desde Kansas, país rico en energía eólica, hasta Missouri. Siemens Energy apoyará el diseño integrado final de la estación convertidora HVDC situada en el condado de Ford, Monroe, EE. UU.

COBERTURA DEL INFORME

El informe proporciona un análisis detallado del mercado y se centra en aspectos clave, como las empresas líderes, el tipo, la tecnología y la potencia nominal del producto. Además, el informe ofrece información sobre las últimas tendencias del mercado y destaca desarrollos clave de la industria. Además de los factores mencionados anteriormente, el informe abarca varios factores que han contribuido al crecimiento del mercado en los últimos años.

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