Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de sistemas de pilas de combustible para automóviles por tipo de electrolito (pila de combustible de membrana electrónica polimérica, pila de combustible de metanol directo, pila de combustible alcalina, pila de combustible de ácido fosfórico), por tipo de vehículo (automóviles de pasajeros, vehículos comerciales, tipo de combustible, hidrógeno, metanol), por potencia de salida (menos de 100 kW, de 100 a 200 kW, más de 200 kW) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2025-2033.

Factor de crecimiento del mercado de sistemas de pilas de combustible para automóviles

Creciente adopción de sistemas de pilas de combustible en vehículos comerciales

Los gobiernos y las agencias ambientales están aprobando normas y leyes estrictas sobre emisiones en respuesta a la creciente preocupación por el medio ambiente, lo que se prevé que eleve el costo de producción de motores diésel de bajo consumo en el futuro. Como resultado, se espera que el segmento de motores diésel para vehículos comerciales experimente un crecimiento lento próximamente. Además, los vehículos comerciales tradicionales que funcionan con combustibles fósiles, como camiones y autobuses, son responsables del aumento de las emisiones del transporte. Se espera que las emisiones de los vehículos comerciales pesados ​​disminuyan con los vehículos comerciales de pila de combustible, considerados vehículos de cero o bajas emisiones. Un factor importante que se prevé impulsará el mercado de vehículos comerciales de pila de combustible son las iniciativas de los organismos gubernamentales de todo el mundo para optar por la movilidad con energía verde y así reducir la contaminación del transporte.

Restricción del mercado

Falta de estaciones de repostaje de hidrógeno

La ausencia de una infraestructura de hidrógeno es la principal barrera que impide la introducción de diversosvehículos de pila de combustibleen el mercado internacional. Una de las razones por las que no hay tantas estaciones de repostaje de hidrógeno en todo el mundo es que producir hidrógeno mediante métodos tradicionales requiere mucho dinero y genera muchas emisiones, lo que dificulta el cumplimiento de los estrictos requisitos de la Ley de Política Energética. Construir una nueva infraestructura de repostaje de hidrógeno es costoso (pero no más que establecer una infraestructura de metanol o etanol). El gas natural puede producir hidrógeno, que puede ser más asequible que la gasolina. A menos que se utilice electricidad de bajo costo en horas valle o paneles solares, el costo de producir hidrógeno a partir de agua y electricidad mediante hidrólisis es mayor que el costo de producir gasolina utilizando métodos convencionales.

Oportunidad de mercado

Avances en el módulo de pila de combustible

Para muchos fabricantes de vehículos, la necesidad de un sistema de pila de combustible ideal y eficaz siempre ha sido una consideración fundamental. En consecuencia, la industria automotriz ha actualizado continuamente los módulos de pila de combustible actuales con tecnologías más avanzadas para compensar las deficiencias de los modelos anteriores. En los últimos cinco años, numerosos actores, desde fabricantes de automóviles hasta proveedores de sistemas y componentes de pila de combustible, han trabajado arduamente e invertido en actividades de I+D para mejorar sus módulos y alinear sus negocios con la creciente tendencia mundial de vehículos de cero emisiones. Tanto los fabricantes de automóviles como los proveedores de componentes de pila de combustible han estado formando activamente empresas conjuntas y expandiendo sus negocios en el sector automotriz a nivel global.

Información sobre el tipo de electrolito

El segmento de celdas de combustible de membrana electrónica polimérica es el que más contribuye al mercado y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 40,75 % durante el período de pronóstico. Las celdas de combustible ofrecen altas tasas de conversión de energía y agua limpia. Las celdas de combustible de membrana de intercambio aniónico (AEMFC) son más asequibles y respetuosas con el medio ambiente que sus competidoras. Sin embargo, las AEMFC presentan baja conductividad iónica, estabilidad química y rendimiento. En los últimos años, muchas grandes empresas han mostrado interés en estas tecnologías. Los autobuses son la aplicación más común de la tecnología de celdas de combustible.

El ánodo y el cátodo de las pilas de combustible de ácido fosfórico (PAFC) están compuestos de un catalizador de platino finamente disperso sobre una estructura de carbono y carburo de silicio. El ácido fosfórico se utiliza como electrolito en las PAFC. En los mercados desarrollados, estas pilas se emplean habitualmente para la generación de energía estacionaria en edificios, hoteles, hospitales y centrales eléctricas. Las unidades cuentan con decenas de miles de horas de funcionamiento y han demostrado ser altamente fiables y técnicamente exitosas. Estas pilas de combustible gestionan el agua con mayor rapidez que otras pilas de combustible, como las PEM, y son más tolerantes a las impurezas de hidrógeno. La desventaja reside en la emisión de vapor de ácido fosfórico, lo que requiere una buena ventilación. Las PAFC son menos potentes que otras pilas de combustible para el mismo peso y volumen, y debido a que utilizan mucho más platino, son más caras.

Información sobre los tipos de vehículos

El segmento de turismos posee la mayor cuota de mercado y se espera que crezca a una CAGR del 40,71% durante el período de pronóstico. No ha habido muchos avances en el mercado de vehículos comerciales para turismos. Sin embargo, en los últimos años, los fabricantes de automóviles de varias regiones han comenzado a poner más énfasis en los turismos de pila de combustible. Toyota Europa presentó la nueva generación del Mirai en marzo de 2021, con una extensión de autonomía de aproximadamente 650 km. La plataforma GA-L se ha utilizado específicamente en el desarrollo de la nueva pila de combustible FC y FCPC de Toyota. Incluso con el impulso de gobiernos y empresas, todavía queda un largo camino por recorrer antes de que los turismos de pila de combustible sean ampliamente aceptados, ya que solo 535 estaban registrados en la Unión Europea en 2019. Se prevé que la penetración de los coches de pila de combustible aumente en los próximos años a medida que los vehículos eléctricos, que alguna vez representaron entre el 2% y el 50% de las ventas de coches nuevos en algunos países, continúen creciendo.

Los autobuses son esenciales para el transporte diario urbano y rural, ya que sus emisiones de gases contribuyen al calentamiento global. Gracias a las estrictas normas de emisiones y los incentivos, los vehículos de nueva energía y libres de emisiones han experimentado un crecimiento en el mercado. El repostaje rápido y la mayor autonomía son ventajas de los autobuses de pila de combustible frente a los autobuses eléctricos. Es probable que esto impulse el crecimiento futuro del mercado. La disponibilidad de hidrógeno también favorece el crecimiento del mercado. Las extensas instalaciones de producción generan hidrógeno combustible antes de transportarlo a depósitos y estaciones de repostaje. Los electrolizadores y los reformadores de gas natural pueden producir hidrógeno. Se espera que numerosos métodos de producción de hidrógeno impulsen el desarrollo de los autobuses de pila de combustible. Los gobiernos nacionales y regionales de las economías en desarrollo adoptan autobuses de pila de combustible para combatir la contaminación.

El segmento del metanol es el que más contribuye al mercado y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 40,95 % durante el período de pronóstico. Las pilas de combustible son cada vez más cruciales para los esfuerzos de la industria automotriz por reducir las emisiones de carbono. Las pilas de combustible de metanol son adecuadas para automóviles y otra maquinaria especializada. El electrodo de vidrio metálico desarrollado oxida el metanol un 85 % más eficazmente que los electrodos a base de platino. Los científicos están buscando las composiciones de vidrio metálico ideales para mejorar el rendimiento y la estabilidad de las pilas de combustible de oxidación de metanol. El ritmo de desarrollo del segmento se está acelerando gradualmente. Además, el metanol seguirá la misma trayectoria durante el período de pronóstico que las pilas de combustible de hidrógeno, aumentando su cuota de mercado en el segmento de combustibles.

Para lograr una sociedad neutra en carbono, las empresas están desarrollando tecnología para vehículos comerciales. Camionetas y automóviles podrían incorporarse al mercado de vehículos con pila de combustible de hidrógeno. Numerosas compañías están desarrollando tecnología para automóviles de hidrógeno.

• Por ejemplo, la startup francesa Hopium presentó su plataforma tecnológica en enero de 2021, diseñada para vehículos de hidrógeno de alta gama. Los tanques pueden almacenar 6 kg de hidrógeno en 3 minutos. Esta plataforma alcanza una potencia de 500 CV, una velocidad máxima de 230 km/h y una autonomía de 1000 km.

Tras los autobuses eléctricos, las agencias de transporte público se decantan por los autobuses de pila de combustible de hidrógeno. Las futuras tecnologías reducirán el tiempo de repostaje, mejorando así la accesibilidad al transporte público.

Información sobre la potencia de salida

El segmento de 100 a 200 kW posee la mayor cuota de mercado y se espera que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 40,74 % durante el período de pronóstico. La infraestructura determinará la amplitud del uso de vehículos de pila de combustible de hidrógeno, y dado que dicha infraestructura aún está en construcción, la mayoría de los fabricantes de automóviles aún no han entrado en el mercado. Los tanques de alta presión también ocupan mucho espacio para almacenar suficiente hidrógeno para los vehículos de pila de combustible. Por lo tanto, en comparación con los autobuses y camiones, ha habido menos desarrollo en automóviles pequeños y vehículos comerciales ligeros (VCL). Sin embargo, muchos fabricantes de automóviles se han fijado objetivos extremadamente ambiciosos para los vehículos de pila de combustible. Se han presentado nuevos modelos en los últimos años, y posteriormente se han anunciado más vehículos. Debido a la creciente demanda de aplicaciones de entrega de última milla, que solo pueden tener éxito si existe una red de centros de repostaje, las empresas y los fabricantes de automóviles están trabajando para introducir vehículos comerciales ligeros (VCL) en el mercado.

Análisis regional

La región de Asia-Pacífico es el principal actor en el mercado global de sistemas de pilas de combustible para automóviles y se prevé que crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 33,15 % durante el período de pronóstico. Corea del Sur es un mercado automotriz importante en la región. Al igual que otras naciones asiáticas, el país invierte fuertemente en tecnología de hidrógeno, lo que impulsa la demanda de sistemas de pilas de combustible para automóviles.

• Por ejemplo, Se'A Mechanics Co. Ltd. (Se'A Mechanics) anunció en marzo de 2021 que invertiría 25 mil millones de wones coreanos en la construcción de una nueva planta en Gumi, Gyeongsangbuk, y la inversión expirará en 2027. La empresa produce piezas paramotor de combustión interna (MCI)vehículos y piezas fundidas a presión para pilas de combustible y vehículos eléctricos. Además de los detalles, es probable que el mercado en estudio se beneficie de la participación activa del Ministerio de Comercio, Industria y Energía de Corea del Sur en este sector.

Tendencias del mercado norteamericano

Se prevé que Norteamérica crezca a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 52,56 %, generando 14.645 millones de dólares durante el período de pronóstico. Estados Unidos posee una de las mayores flotas de vehículos con motor de combustión interna, lo que lo convierte en uno de los principales emisores. Gracias a las estrictas regulaciones sobre emisiones, los fabricantes de tecnología y los incentivos fiscales, el mercado de pilas de combustible del país está en auge. Se espera que los principales fabricantes de automóviles y fabricantes de equipos originales (OEM) de EE. UU. impulsen la adopción de vehículos comerciales con pila de combustible. Por ejemplo, Hyundai planea construir una fábrica de 6.400 millones de dólares para 2030, con capacidad para producir 500.000 sistemas de pila de combustible para vehículos comerciales y de pasajeros. Debido al uso generalizado de autobuses con pila de combustible en el transporte público, se prevé un crecimiento del mercado de sistemas de pila de combustible para automóviles.

Se prevé que Europa experimente un crecimiento constante durante el período de pronóstico. Se espera que el programa JIVE incremente el número de autobuses eléctricos con pila de combustible, que constituyen la principal aplicación de estos sistemas tanto en el mercado nacional como en el internacional. En Alemania, varias grandes corporaciones dominan el mercado de sistemas de pila de combustible para automóviles.

• Por ejemplo, Robert Bosch GmbH declaró en marzo de 2021 su intención de desarrollar componentes para sistemas de pilas de combustible (FC) para automóviles y ponerlos a la venta en 2022. La empresa creará sistemas integrados que combinen piezas clave para vehículos con pila de combustible (FCV), como inyectores de hidrógeno, válvulas de aire y las pilas de combustible que actualmente se encuentran en desarrollo.

El mercado del país es el más grande de Europa, y se prevé que continúe dominando a nivel internacional y en la región durante el período de pronóstico.

Brasil está transitando gradualmente hacia el transporte sostenible, principalmente mediante vehículos eléctricos de batería, lo que ha generado un mercado limitado para el país debido a la abundancia de otros combustibles. Además, algunos fabricantes de automóviles han manifestado su interés en utilizar la tecnología de celdas de combustible en Brasil, lo que representa un avance significativo para su comercialización. Se prevé que Brasil lidere esta tecnología en los próximos años gracias al uso de bioetanol en celdas de combustible por parte de algunas empresas; esto, en última instancia, impulsará el mercado de sistemas de celdas de combustible durante el período de pronóstico.

La Autoridad de los Emiratos Árabes Unidos ha desarrollado regulaciones técnicas para vehículos de pila de combustible para la Normalización y Metrología (ESMA), lo que se prevé que impulse el crecimiento del mercado. Los EAU están implementando políticas para fomentar el uso de vehículos eléctricos (VE), vehículos ecológicos y, ahora, vehículos de hidrógeno. Antes de redactar la ley que regula los vehículos de hidrógeno, el organismo regulador realizó pruebas de cilindros, examinó los tanques de almacenamiento y los metales utilizados, y supervisó la seguridad de las válvulas. Estos programas forman parte de la estrategia Dubai Clean Energy 2050, que tiene como objetivo generar el 75 % de la producción total de energía del emirato de los EAU a partir de fuentes de energía limpia durante las próximas tres décadas. Importantes empresas también están mostrando interés en este país por su tecnología del hidrógeno.