Tamaño del mercado de pilas de combustible de cerámica protónica, participación y análisis de impacto de COVID-19, por aplicación (transporte y energía fuera de la red) y pronóstico regional, 2023-2030

El tamaño del mercado mundial de pilas de combustible de cerámica protónica se valoró en 60,21 millones de dólares en 2022. Se prevé que el mercado crezca de 79,05 millones de dólares en 2023 a 553,55 millones de dólares en 2030, exhibiendo una tasa compuesta anual del 32,05% durante el período de pronóstico.

Una pila de combustible cerámica protónica funciona a altas temperaturas utilizando un electrolito cerámico conductor de protones. Es un tipo de pila de combustible de óxido sólido, que forma parte de una gama más amplia de pilas de combustible. Esta tecnología se basa en materiales cerámicos para el electrolito y encuentra aplicaciones inmediatas en diversos escenarios, especialmente en países en desarrollo. Proporciona soluciones descentralizadas para sistemas críticos, alimenta equipos durante emergencias y mejora el acceso a la energía en áreas remotas. Hidrógeno y pila de combustible Las tecnologías han logrado avances significativos en términos de eficiencia, durabilidad, confiabilidad y reducción de costos. Las pilas de combustible cerámicas protónicas pueden funcionar de forma reversible y almacenar energía renovable mediante el empleo de electrólisis del agua para producir hidrógeno, que luego puede volver a convertirse en electricidad. El mercado está experimentando un crecimiento debido al mayor interés en soluciones energéticas limpias y sostenibles.

IMPACTO DEL COVID-19

La rápida propagación del COVID-19 llevó al mercado a una desaceleración sustancial

La propagación mundial de la COVID-19 afectó a casi todos los países en distintas etapas. Las medidas adoptadas durante la pandemia redujeron considerablemente la demanda de electricidad en diversas industrias, lo que provocó cambios en la combinación energética. Las medidas de bloqueo han reducido significativamente la demanda de electricidad en la industria, afectando a su vez a la combinación energética. La disminución de la demanda de electricidad ha aumentado la participación de las energías renovables en el suministro de electricidad, ya que su producción no se ve afectada en gran medida por la demanda.  La demanda cayó para todas las demás fuentes de otras fuentes de electricidad, incluido el carbón, el gas y energía nuclear también disminuyó durante la pandemia.

Muchas instituciones de investigación y empresas involucradas en el desarrollo de pilas de combustible cerámicas protónicas tuvieron que detener o limitar sus actividades de investigación y desarrollo durante la pandemia. Esta interrupción de los esfuerzos de I+D podría haber ralentizado el ritmo de la innovación y la introducción de tecnologías PCFC nuevas y mejoradas. A nivel mundial, numerosos establecimientos de diversos sectores, incluido el sector energético, cesaron o redujeron los gastos de capital. Además, las interrupciones en las cadenas de suministro del sector eléctrico provocaron una desaceleración en la fabricación de diversos equipos del sector energético.

Tendencias del mercado de pilas de combustible de cerámica protónica

El aumento de las actividades de investigación y desarrollo para mejorar la capacidad del producto impulsa el crecimiento del mercado

Las pilas de combustible cerámicas protónicas (PCFC) tienen un gran potencial para lograr una mayor eficiencia de conversión de energía que los dispositivos convencionales. Expertos de la Universidad Tecnológica de Hong Kong han producido un innovador a base de hierro material del cátodo para lograr un rendimiento récord para los PCFC. Esto representa un avance significativo en el crecimiento y la comercialización de esta capaz tecnología de energía renovable.

Las pilas de combustible, diseñadas para aprovechar la energía química del hidrógeno o de combustibles complementarios para generar electricidad a partir de una fuente de energía limpia y eficiente, se han desarrollado intensamente en todo el mundo para hacer frente a la escasez de energía y al cambio climático. En este campo se ha desarrollado una nueva tecnología conocida como PCFC basada en electrolitos cerámicos conductores de protones. Además, estas celdas ofrecen ventajas como alta eficiencia, bajas emisiones contaminantes y adaptabilidad a diversos gases como metano, biogás y amoniaco.

Generalmente se utilizan para la generación de energía descentralizada, como la generación de energía fuera de la red. Los PCFC se activan a altas temperaturas, normalmente por encima de 500 °C, lo que permite una mejor eficiencia termodinámica que las pilas de combustible de menor temperatura. Debido a su alta eficiencia, los PCFC son adecuados para la generación de energía en sistemas combinados de calor y energía, donde el calor residual y los sistemas de cogeneración pueden contribuir a calentar otros procesos industriales.

Solicite una muestra gratis para obtener más información sobre este informe.

Factores de crecimiento del mercado de pilas de combustible de cerámica protónica

Mejor eficiencia y menor dependencia de los combustibles fósiles para impulsar el crecimiento del mercado

La dependencia de la sociedad de la quema de combustibles fósiles para obtener energía plantea un desafío urgente para mitigar el cambio climático y hacer la transición hacia una economía energética sostenible y neutra en carbono. Se espera que el suministro de energía de hidrógeno desempeñe un papel importante como portador de energía en una economía futura limpia y sostenible, convirtiendo su energía química en energía eléctrica a través de pilas de combustible.

En la industria de las pilas de combustible, las pilas de combustible cerámicas protónicas tienen el potencial y son más eficientes para mejorar las pilas de combustible convencionales como las Pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) . Esto se debe principalmente a su capacidad para operar eficientemente a temperaturas bajas e intermedias y a su calidad de dilución sin combustible en el ánodo durante la operación. Se espera que la mejora de la eficiencia y la inclinación hacia la adopción de energía limpia aumenten la demanda de pilas de combustible protónicas a base de cerámica durante el período previsto.

Importantes inversiones e iniciativas en curso por parte de importantes empresas han aumentado sustancialmente el tamaño del mercado. Por ejemplo, Adaptive Energy (AE), un desarrollador y fabricante de pilas de combustible de óxido sólido (SOFC), se centra en ofrecer productos SOFC fiables, robustos y rentables en el rango de potencia de salida de 100-350 W. La empresa pretende aprovechar la tecnología de pilas de combustible cerámicas tubulares de grado militar, combinándola con avances recientes en estos materiales y fabricación de pilas de combustible de la Escuela de Minas de Colorado. Este esfuerzo tiene como objetivo crear una pila de celda de combustible portátil, alimentada por propano, de temperatura intermedia y de más de 300We para aplicaciones de energía remota o fuera de la red.

Flexibilidad de la pila de combustible cerámica protónica para impulsar el crecimiento del mercado

Los PCFC pueden generar energía limpia y eficiente para alimentar diversas aplicaciones. Las pilas de combustible utilizan la energía química del hidrógeno u otros combustibles para generar electricidad de forma limpia y eficiente, lo que impulsa su aceptación como fuente de energía limpia. Los PCFC generalmente operan en un rango de temperatura intermedio entre 400 y 800 ⁰C, lo que les otorga la ventaja de una mayor movilidad y una menor energía de activación de los protones. El funcionamiento en el nivel intermedio da como resultado flexibilidad de combustible. Además, a menudo se prefiere su capacidad para operar con hidrocarburos sencillos, lo que proporciona un uso generalizado del hidrógeno como combustible.

Además, los PCFC también se pueden utilizar en diferentes fuentes de combustible, lo que actúa como uno de los parámetros críticos para mejorar el rendimiento de las pilas de combustible protónicas de base cerámica.

La Escuela de Minas de Colorado demostró una clase relativamente nueva de pilas de combustible que tiene la durabilidad y flexibilidad a largo plazo necesarias para convertirse en una alternativa comercial viable a las tecnologías de pilas de combustible existentes. Los investigadores probaron 11 combustibles diferentes: hidrógeno, metano, GNC (con y sin sulfuro de hidrógeno), propano, n-butano, i-butano, isooctano, metanol, etanol y amoníaco. Las pruebas demostraron un rendimiento excelente y una durabilidad excepcional en todos los tipos de combustible durante miles de horas de funcionamiento. Este avance posiciona a los PCFC como componentes críticos con alta durabilidad y flexibilidad. Es probable que esto impulse una mayor adopción de celdas de combustible protónicas a base de cerámica en ubicaciones fuera de la red, incluidas ubicaciones y áreas remotas y generadores de energía de emergencia en desastres naturales y más.

FACTORES RESTRICTIVOS

Disponibilidad de pilas de combustible alternativas eficientes para limitar el crecimiento del mercado

Tecnologías alternativas de pilas de combustible como pilas de combustible de membrana de intercambio de protones y las pilas de combustible de óxido sólido se han investigado, desarrollado y comercializado exhaustivamente durante un período prolongado en comparación con las pilas de combustible cerámicas protónicas. Estas tecnologías alternativas tienen un historial de aplicaciones exitosas y una amplia aceptación en el mercado en diversas industrias de uso final. La disponibilidad de tecnologías de pilas de combustible disponibles a menudo corresponde a la infraestructura de apoyo. Por ejemplo, en algunas regiones, la infraestructura de hidrógeno necesaria para los PCFC está más desarrollada que la necesaria para los PCFC que implican el procesamiento de combustible a alta temperatura.

La falta de la infraestructura necesaria puede plantear desafíos para que PCFC pueda competir eficazmente y limitar su crecimiento en el mercado. La disponibilidad de la infraestructura y su compatibilidad con los sistemas existentes desempeñan un papel crucial a la hora de limitar la absorción de pilas de combustible de tipo cerámico protónico. El PCFC, con sus requisitos de inversiones adicionales en infraestructura y modificaciones de los sistemas existentes, puede disuadir a los usuarios potenciales. Además, el PCFC requiere una temperatura más alta para funcionar, lo que limita su idoneidad para aplicaciones específicas o requiere sistemas de gestión térmica adicionales. La disponibilidad de tecnologías de pilas de combustible alternativas que se adapten mejor a los requisitos de aplicaciones específicas puede limitar las oportunidades de crecimiento del mercado.

Análisis de segmentación del mercado de pilas de combustible de cerámica protónica

Por análisis de aplicaciones

Para saber cómo nuestro informe puede ayudarle a optimizar su negocio, Hablar con la analista

La energía fuera de la red domina el mercado debido a la alta durabilidad y eficiencia de los PCFC

Según la aplicación, el mercado global se segmenta en transporte y energía fuera de la red. El segmento de energía fuera de la red domina el mercado de combustibles cerámicos protónicos. Existen varios despliegues fuera de la red, incluida la distribución y el suministro de energía que sustituyen a los combustibles fósiles, lo que da como resultado cero emisiones de carbono, lo que impacta positivamente en el segmento de energía fuera de la red.

La energía fuera de la red se refiere a la generación y uso de energía en áreas no conectadas a la red eléctrica tradicional, incluidas ubicaciones remotas, áreas rurales o aplicaciones de acceso a la red. La eficiencia es fundamental en aplicaciones fuera de la red donde los recursos pueden ser limitados o costosos.

PERSPECTIVAS REGIONALES

Este mercado está segmentado en América del Norte, Europa, Asia Pacífico y el resto del mundo.

Para obtener más información sobre el análisis regional de este mercado, Solicite una muestra gratis

América del Norte tiene la mayor cuota de mercado a nivel mundial y, al ser una región desarrollada, cuenta con varios institutos de investigación. La Asociación de Hidrógeno del Departamento de Energía de EE. UU. ha invertido en investigación y desarrollo de pilas de combustible para mejorar su eficiencia, durabilidad y asequibilidad. Estas inversiones se realizan a través de agencias federales como el Departamento de Energía. General Motors aprovecha el momento de la pila de combustible con hidrógeno verde. El Departamento de Energía describe su programa de hidrógeno como parte de su cartera de energía limpia.

Europa tiene la segunda mayor cuota de mercado de pilas de combustible cerámicas protónicas, ya que las regiones europeas están desarrollando el hidrógeno como fuente de energía y pilas de combustible, ofreciendo una excelente alternativa al agotamiento de los recursos de gas natural y petróleo. Los combustibles fósiles son cada vez más escasos y más caros y también contribuyen a los efectos perjudiciales para el clima. CO2 emisiones. El hidrógeno se puede almacenar en forma líquida y gaseosa, lo que permite una liberación controlada de energía. A diferencia de los combustibles fósiles, el hidrógeno es una solución de energía limpia que no genera contaminantes ni emisiones perjudiciales para el clima.

Lista de empresas clave del mercado de pilas de combustible cerámicas protónicas

Enormes beneficios y aplicaciones asociados con las pilas de combustible cerámicas protónicas para impulsar el crecimiento del mercado

Actualmente, las empresas están desarrollando nuevas pilas de combustible cerámicas protónicas. El gobierno ha apoyado el desarrollo de la investigación sobre pilas de combustible a través de varios programas de financiación, subvenciones e iniciativas. La oficina de tecnologías de hidrógeno y pilas de combustible está abordando el desarrollo de aplicaciones que utilicen hidrógeno en lugar de los combustibles y tecnologías actuales que brindan servicios energéticos modernos. La energía de la pila de combustible convierte directamente la energía química en electricidad, con agua pura y calor potencialmente útil como subproductos. Varios actores del mercado se están centrando en reducir las emisiones de CO2 mediante la introducción de vehículos con pila de combustible. Por ejemplo, en 2021, G.M. lanzó una colaboración de vuelo propulsada por hidrógeno con Hydrotec y la empresa aeroespacial Liebnerr. GM También trabaja con Navistar en pilas de combustible para camiones y con Wabtec en locomotoras. Además, utiliza módulos Hydrotec como estaciones de carga móviles para vehículos eléctricos de batería. El hidrógeno producido se consume y utiliza en diversas industrias para refinar petróleo, tratar metales, producir fertilizantes y procesar alimentos.

Lista de empresas clave perfiladas:

• Bosco (Alemania)


• Autonomía perimetral (EE. UU.)


• Grupo SolydEra (Italia)


• Tecnología de polvo cerámico AS (Noruega)


• Cerámica Técnica Superior (EE.UU.)


• Nexceris, LLC (A NOSOTROS.)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA:

• Julio de 2023: Bosch anunció el inicio de la producción en volumen de su módulo de energía de pila de combustible, que abarca toda la cadena de valor del hidrógeno. Esta tecnología emergente estaba preparada para su fabricación y aplicación. Con el objetivo de generar aproximadamente 7.850 millones de dólares en ventas hasta 2030 a través de la tecnología del hidrógeno, Bosch tomó la iniciativa como la primera empresa en producir estos sistemas en China y Alemania.


• Diciembre de 2022: Solid Power anunció que había fortalecido su asociación con BMW Group, ampliando su acuerdo de desarrollo conjunto. Solid Power otorgó al Grupo BMW una licencia de investigación y desarrollo para la experiencia en diseño y fabricación de Solid Power en celdas de estado sólido.


• Noviembre de 2022: Nexceris, LLC proporcionó una actualización sobre la fabricación rentable de pilas de electrólisis de alta temperatura en el evento DOE Hydrogen durante la Reunión Anual de Revisión de Méritos y Evaluación por Pares de 2022. El objetivo era permitir la fabricación de pilas electrolíticas de alta temperatura por 100 dólares por kW, un requisito crucial para cumplir el objetivo Earth Shot del DOE de producir hidrógeno por 1 dólar por kilogramo.


• Octubre de 2022: Bosch inició un proyecto piloto con HUB Security para integrar la tecnología SOFC en soluciones integrales de centros de datos, especializándose en ciberseguridad, hardware de TI seguro y soluciones seguras de centros de datos. Bosch podría suministrar la tecnología SOFC como un sistema listo para usar, plug-and-play, con una potencia de 100 kW, que se ampliaba de manera flexible hasta el rango de megavatios.


• Agosto de 2022: Edge Autonomy adquirió Adaptive Energy, un fabricante líder de tecnología de pilas de combustible de óxido sólido. Adaptive Energy es el principal proveedor de SOFC para energía de baja potencia, y agencias federales y clientes comerciales implementan sus soluciones innovadoras en los mercados finales militares, de infraestructura crítica y de transporte. Las SOFC livianas y densas en energía de Adaptive Energy se integraron perfectamente en las plataformas UAV de Edge Autonomy como tecnología clave durante más de una década.

COBERTURA DEL INFORME

El informe proporciona un análisis detallado del mercado y se centra en aspectos clave como empresas, productos/servicios y aplicaciones líderes. Además, el informe ofrece información sobre las tendencias del mercado y destaca desarrollos y análisis clave de la industria de la pila de combustible protónica. Además de los factores anteriores, el informe abarca varios factores que contribuyeron al crecimiento del mercado en los últimos años.

Una representación infográfica de Protonic Ceramic Fuel Cell Market

View Full Infographic

Para obtener información sobre varios segmentos, Comparte tus consultas con nosotros

Alcance y segmentación del informe