Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de equipos de cogeneración por capacidad (menor o igual a 30 MW, de 31 MW a 60 MW, de 61 MW a 100 MW), por combustible (carbón, gas natural, biomasa), por tecnología (turbina de gas, motor alternativo, turbina de vapor, turbina de gas de ciclo combinado), por aplicación (comercial, residencial, industrial) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el período 2025-2033.

Factores de crecimiento del mercado de equipos de cogeneración

Aumento de los costes energéticos

A medida que aumentan los costos de la energía y se vuelven más volátiles los mercados, los equipos de cogeneración se presentan como una solución rentable para la generación de energía eléctrica y la producción de energía térmica in situ. Los sistemas de cogeneración, que generan electricidad al tiempo que capturan el calor residual para calefacción o refrigeración, pueden ayudar a empresas e instituciones a reducir su dependencia de la electricidad de la red y disminuir los costos totales de energía, impulsando así su competitividad y desempeño financiero. Según la Agencia de Protección Ambiental de los Estados Unidos (EPA), los sistemas de cogeneración pueden alcanzar una eficiencia energética general del 65-90%, en comparación con el 35-40% de la tecnología de generación de energía convencional. Esta mayor eficiencia se traduce en importantes ahorros para los usuarios. Según un estudio del Consejo Estadounidense para una Economía Energéticamente Eficiente (ACEEE), los sistemas de cogeneración industrial pueden reducir los gastos de energía entre un 20% y un 40% en comparación con la electricidad de la red y el calor comprado.

Además, los proyectos de cogeneración pueden ofrecer una atractiva rentabilidad de la inversión. En junio de 2023, Italia, Polonia y el Reino Unido registraron algunos de los precios de electricidad comercial más altos del mundo, superando los 0,40 USD por kilovatio-hora. Irlanda también tuvo los precios de electricidad doméstica más altos del mundo, aproximadamente 0,52 USD por kilovatio-hora, en comparación con los 0,44 USD por kilovatio del Reino Unido. Un estudio de caso realizado por la Agencia Internacional de Energía (AIE) reveló que las plantas de cogeneración europeas tenían periodos de recuperación de la inversión de entre 2 y 7 años, dependiendo del tamaño del sistema, los costes del combustible y el ahorro energético.

De manera similar, una investigación realizada por la Combined Heat and Power Alliance en Estados Unidos reveló que los proyectos de cogeneración comerciales e industriales suelen tener periodos de recuperación de la inversión de entre 3 y 5 años, lo que los convierte en inversiones atractivas para las empresas que buscan ahorros de costos a largo plazo. En consecuencia, gracias al potencial de importantes ahorros y a los cortos periodos de recuperación de la inversión, los sistemas de cogeneración representan una alternativa atractiva para compensar el impacto del aumento de los costos energéticos y mejorar el desempeño financiero a largo plazo de los usuarios finales en diversos sectores e industrias.

Restricción del mercado

Alto costo de inversión inicial

Uno de los principales obstáculos para la adopción generalizada de equipos de cogeneración es la importante inversión inicial necesaria para su instalación y puesta en marcha. Los sistemas de cogeneración conllevan elevados costes de infraestructura, incluyendo la adquisición de motores primarios (turbinas de gas o motores eléctricos), generadores, unidades de recuperación de calor y sistemas de control. Estos gastos iniciales pueden resultar demasiado elevados para algunos usuarios finales, en particular para las pequeñas y medianas empresas (PYME) u organizaciones con presupuestos de capital limitados, lo que restringe su adopción en el mercado.

Por ejemplo, el costo típico de un sistema de cogeneración varía según la marca, la eficiencia y la instalación. Por ejemplo, los generadores eléctricos Inoplex de 50 kW pueden costar 72 000 USD, y los de 67 kW, 97 000 USD. Una unidad completa, incluyendo la instalación, puede costar entre 15 000 USD y 20 000 USD.

Además, el período de recuperación de la inversión para proyectos de cogeneración, que es el tiempo que tarda el ahorro derivado de las mejoras en la eficiencia energética en cubrir los gastos de inversión iniciales, varía según la eficiencia del sistema, los precios del combustible, las tarifas eléctricas y los incentivos. Según un estudio del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), los períodos de recuperación de la inversión para proyectos de cogeneración suelen oscilar entre 3 y 7 años, aunque algunos proyectos alcanzan períodos significativamente más cortos en condiciones ideales. Sin embargo, los largos períodos de recuperación asociados a algunos proyectos de cogeneración pueden disuadir a los inversores potenciales, especialmente a aquellos con horizontes de inversión más cortos o limitaciones financieras más estrictas.

Oportunidad de mercado

Generación de energía descentralizada

La tendencia hacia la generación de energía descentralizada y los recursos energéticos distribuidos (RED) crea un gran potencial para los equipos de cogeneración. Los sistemas de cogeneración ofrecen generación de energía eléctrica y térmica in situ, lo que garantiza resiliencia, fiabilidad y seguridad frente a las interrupciones de la red eléctrica. A medida que las empresas y las comunidades se esfuerzan por mejorar la seguridad energética, reducir la dependencia de las redes eléctricas centralizadas y transitar hacia sistemas energéticos más resilientes, la cogeneración ofrece una alternativa escalable y rentable para la generación y el consumo de energía a nivel local.

Además, en 2023, las fuentes de energía renovable como la solar, la eólica, la hidroeléctrica, la biomasa y la geotérmica representaron el 22 % de la generación total de electricidad en Estados Unidos, es decir, 874 mil millones de kWh. Esta creciente tendencia hacia las energías renovables podría aumentar la demanda de sistemas de generación de energía descentralizados. Según un informe del Departamento de Energía de Estados Unidos (DOE), los sistemas de cogeneración mejoran la resiliencia energética al proporcionar capacidad de generación de energía in situ que puede funcionar de forma independiente de la red eléctrica durante cortes de suministro o emergencias. Las instalaciones de cogeneración con capacidad de respaldo, como el arranque en negro o el funcionamiento en isla, pueden seguir suministrando electricidad a cargas críticas incluso cuando la red eléctrica no está disponible, lo que garantiza la continuidad del negocio y reduce las interrupciones para los usuarios finales.

Además, la incorporación de sistemas de cogeneración a la red puede mejorar su estabilidad y fiabilidad al reducir la presión sobre las instalaciones centralizadas de generación y transmisión. Al descentralizar la generación de energía y utilizar recursos energéticos distribuidos (RED), como la cogeneración, las empresas de servicios públicos pueden optimizar el funcionamiento de la red, equilibrar la oferta y la demanda, y reducir las fluctuaciones de voltaje y la congestión. Según diversos estudios, las tecnologías de generación distribuida, como la cogeneración, pueden mejorar la resiliencia de la red y minimizar la probabilidad y la duración de los cortes de energía, lo que beneficia tanto a las empresas de servicios públicos como a los consumidores finales.

Información sobre capacidad

Este segmento incluye instalaciones de cogeneración a gran escala que pueden satisfacer las necesidades energéticas de grandes complejos industriales, áreas metropolitanas o empresas de servicios públicos. Las plantas de cogeneración de esta capacidad cuentan con una amplia capacidad de generación de energía, lo que les permite suministrar electricidad y energía térmica a diversos clientes finales, como operaciones industriales, redes de calefacción y refrigeración urbanas y redes eléctricas. Estos sistemas de cogeneración a gran escala ofrecen economías de escala, eficiencia operativa y servicios de apoyo a la red, lo que contribuye a mejorar la seguridad energética, la estabilidad de la red y la sostenibilidad ambiental a nivel regional y nacional.

Los sistemas de cogeneración de esta capacidad pueden satisfacer las necesidades energéticas de operaciones industriales medianas, grandes complejos comerciales y campus con múltiples edificios. Estos sistemas tienen una mayor capacidad de generación de energía que las instalaciones de menor escala, lo que permite una cobertura más completa de la demanda de energía eléctrica y térmica dentro de una misma instalación o en numerosos emplazamientos interconectados. Las instalaciones de cogeneración de esta capacidad ofrecen mayor fiabilidad, resiliencia y ahorro de costes energéticos, lo que las convierte en soluciones atractivas para las empresas medianas que buscan optimizar el uso de la energía y reducir los costes operativos.

Información sobre combustible

El gas natural es una de las fuentes de combustible más populares para sistemas de cogeneración debido a su amplia disponibilidad, bajo costo y combustión más limpia que el carbón. Las plantas de cogeneración alimentadas con gas natural utilizan turbinas de gas, motores alternativos o sistemas de ciclo combinado para transformar la energía química del gas natural en electricidad, recuperando el calor residual para uso térmico. La cogeneración con gas natural es una alternativa popular para aplicaciones comerciales, industriales y a gran escala que requieren generación de energía y producción de energía térmica in situ, confiables y rentables, gracias a su alta eficiencia, tiempos de arranque rápidos y flexibilidad para satisfacer las cambiantes demandas de energía.

Los sistemas de cogeneración basados ​​en biomasa generan energía eléctrica y térmica utilizando combustibles orgánicos como madera, residuos agrícolas, residuos sólidos urbanos o cultivos energéticos específicos. Los procesos de combustión, gasificación y digestión anaeróbica transforman la biomasa en biogás, gas de síntesis o vapor, que se utilizan para generar electricidad y recuperar energía térmica. Cuando la biomasa se obtiene de forma sostenible, puede generar energía renovable, reducir residuos y ser neutra en carbono. La cogeneración basada en biomasa es fundamental para impulsar la integración de energías renovables, reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y estimular el desarrollo rural en regiones agrícolas. Sin embargo, para aprovechar plenamente el potencial de la cogeneración de biomasa, es necesario resolver los problemas de disponibilidad de combustible, transporte y sostenibilidad ambiental.

Perspectivas tecnológicas

Los sistemas de cogeneración basados ​​en turbinas de vapor transforman la energía térmica del vapor en energía mecánica, que a su vez impulsa generadores para producir electricidad. Estos sistemas suelen emplear calderas o generadores de vapor de recuperación de calor (HRSG) para producir vapor a partir de una fuente de combustible (por ejemplo, gas natural, biomasa o calor residual) o de operaciones industriales. La cogeneración con turbinas de vapor es ideal para grandes instalaciones industriales, centrales eléctricas y sistemas de calefacción urbana debido a su alta eficiencia, fiabilidad y capacidad para utilizar diversas fuentes de combustible.

Los sistemas de cogeneración con turbina de gas de ciclo combinado (CCGT) combinan turbinas de gas y de vapor para aumentar la eficiencia energética y la potencia de salida. En un sistema CCGT, el calor residual de la turbina de gas se recupera para generar vapor, que luego se expande mediante una turbina de vapor para generar energía adicional. La cogeneración CCGT ofrece una mayor eficiencia general que los sistemas de turbina de gas independientes, lo que la convierte en una alternativa viable para aplicaciones de generación de energía a gran escala, proyectos a escala industrial y plantas de cogeneración (CHP) que abastecen a clientes industriales o municipales.

Los edificios de oficinas, centros comerciales, hoteles, escuelas, hospitales y otras instalaciones comerciales son ejemplos de establecimientos no industriales que pertenecen al sector comercial. En este sector, los sistemas de cogeneración se utilizan para satisfacer de manera eficiente las necesidades energéticas, de calefacción y refrigeración de estos edificios. Por ejemplo, los sistemas de cogeneración implementados en grandes complejos de oficinas pueden generar energía in situ para cubrir la demanda eléctrica, aprovechando al mismo tiempo el calor residual para la calefacción o refrigeración de espacios mediante enfriadoras de absorción o bombas de calor. La cogeneración en el sector comercial ofrece ventajas como la reducción de costes energéticos, la fiabilidad y la sostenibilidad ambiental, lo que la convierte en una alternativa atractiva para las empresas que buscan minimizar los costes operativos y su huella de carbono.

El sector residencial comprende hogares y edificios residenciales, como viviendas unifamiliares, apartamentos, condominios y proyectos de vivienda. Si bien son menos comunes que en aplicaciones comerciales e industriales, los sistemas de cogeneración pueden utilizarse en entornos residenciales para proporcionar soluciones combinadas de calor y electricidad (CHP) para viviendas individuales o complejos residenciales de varias unidades. Los sistemas de cogeneración residenciales suelen emplear pequeños motores primarios, como microturbinas o motores alternativos, para generar electricidad y energía térmica para calefacción, producción de agua caliente y otras necesidades del hogar. En comparación con las soluciones tradicionales de electricidad y calefacción suministradas por la red, estos sistemas permiten a los hogares ahorrar dinero en energía, promueven la independencia energética y tienen un menor impacto ambiental.

Análisis regional

Europa es el principal actor en el mercado mundial de equipos de cogeneración y se estima que crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (TCAC) del 9,3 % durante el período de pronóstico. Se prevé que Europa experimente el mayor crecimiento durante dicho período, gracias a la amplia disponibilidad de gas natural en economías como Rusia y Alemania. En las ciudades, las limitaciones de espacio y costos, junto con las estrictas restricciones ambientales, impulsarán la demanda de estos equipos durante el período de pronóstico. A pesar de la importante capacidad de producción de energía eléctrica de la región, ciertas economías representan la mayor parte de las importaciones mundiales de electricidad. El gas natural sigue siendo el principal proveedor de energía de la región, a pesar del uso de fuentes de energía alternativas para generar electricidad.

Además, diversas autoridades gubernamentales, incluida la Organización para la Cooperación y el Desarrollo Económicos (OCDE), ofrecen incentivos para aumentar el uso de fuentes de energía renovables en los países. Economías como las del Reino Unido y Alemania han implementado numerosos incentivos fiscales y reembolsos para fomentar la instalación de equipos de cogeneración. Varias empresas e industrias importantes de esta región cuentan con los recursos financieros necesarios para realizar grandes pedidos de estos equipos. Sin embargo, debido a que se trata de una economía madura, se prevé que el crecimiento en la zona sea moderado durante el período proyectado.

América del Norte: Región en crecimiento

Se prevé que Norteamérica presente una CAGR del 8,9% durante el período de pronóstico. Norteamérica es un importante productor y consumidor de electricidad en el mundo. Estados Unidos es el principal consumidor y productor de energía de la región. La Administración de Información Energética de EE. UU. (EIA) predice que la demanda de energía en Estados Unidos caerá a 4.010 mil millones de kilovatios-hora (kWh) en 2023, por debajo de un máximo histórico de 4.048 mil millones de kWh en 2022. Esto se debe a un menor crecimiento económico y a un clima más templado en 2023. La EIA predice que la demanda aumentará a 4.067 mil millones de kWh en 2024 a medida que se acelere el crecimiento económico. Según la Administración de Información Energética de EE. UU., se espera que el consumo de energía supere los 6 TWh para finales de 2050. Esto puede atribuirse al aumento de la demanda de electricidad en el sector industrial.

Además, las adversas condiciones invernales impulsaron la demanda de calefacción, lo que propició el desarrollo de la microcogeneración, que a su vez incrementó la demanda de equipos de cogeneración. La enorme demanda de energía eléctrica, derivada de los avances tecnológicos y la expansión de los espacios comerciales, impulsa la demanda de sistemas de climatización (HVAC), contribuyendo al crecimiento del mercado norteamericano de equipos de cogeneración.

La región de Asia-Pacífico posee un enorme potencial de crecimiento debido al rápido aumento de la población y la elevada demanda de energía. La rápida urbanización y el crecimiento industrial no solo incrementaron la demanda de electricidad, sino que también tuvieron un impacto significativo en el medio ambiente. Para combatir el creciente deterioro ambiental, los gobiernos y las empresas están invirtiendo en energías renovables, impulsando así el crecimiento del mercado de equipos de cogeneración.

Además, China es líder mundial en instalaciones de capacidad renovable, representando el 91% del crecimiento mundial en energía eólica y el 43% en generación solar en el primer semestre de 2023. Se prevé que la proporción de China en el consumo mundial de electricidad aumente a un tercio para 2025, desde un cuarto en 2015. Durante los próximos tres años, se espera que China, India y el sudeste asiático representen más del 70% del aumento de la demanda mundial de electricidad.