Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de pilas de combustible en el sector aeroespacial y de defensa por producto (PEMFC, SOFC), por aplicaciones (aeroespacial {aeronaves comerciales, helicópteros}, defensa {drones militares/UAV, vehículos militares}) y por región (América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, Oriente Medio y África, Latinoamérica). Previsiones para el periodo 2025-2033.

Dinámica del mercado

Factores que impulsan el mercado global de pilas de combustible en el sector aeroespacial y de defensa.

Mayor énfasis en la descarbonización en la industria aeroespacial.

Según el Grupo de Acción del Transporte Aéreo, el sector aeroespacial fue responsable del 2,0 % de las emisiones globales de CO2 en 2020. Ese mismo año, la Asociación Internacional de Transporte Aéreo (IATA) observó un notable descenso del tráfico aéreo, atribuido principalmente al impacto de la pandemia de COVID-19. En consecuencia, los actores clave de la industria de la aviación impulsaron activamente iniciativas para reducir las emisiones de carbono y lograr la descarbonización del sector. Países como Alemania, el Reino Unido, Estados Unidos y Francia formularon sus Estrategias Nacionales de Hidrógeno, centradas en la descarbonización de los sectores del transporte y la aviación. Por ejemplo, Airbus se enfoca principalmente en el uso de pilas de combustible de hidrógeno y combustibles aeronáuticos sostenibles (SAF) para descarbonizar su negocio en la aviación comercial.

Además, la combustión directa de hidrógeno en motores turbofán o turbohélice se utiliza como una de las tecnologías para descarbonizar la industria aeronáutica. Empresas de todo el mundo colaboran entre sí para acelerar este proceso. Por ejemplo, TotalEnergies y Safran firmaron un acuerdo de alianza estratégica en septiembre de 2021 para desarrollar conjuntamente soluciones comerciales y técnicas para la descarbonización del sector. Se prevé que estos factores impulsen el crecimiento de la descarbonización en la industria aeroespacial durante el periodo de pronóstico.

Aumento del gasto en drones/vehículos aéreos no tripulados militares

Los drones militares se han convertido en el arma predilecta de la guerra moderna, desplegados tanto por entidades gubernamentales como no gubernamentales. Factores como su alta efectividad, la creciente demanda de inteligencia, vigilancia y reconocimiento, la bajada de precios de los vehículos aéreos no tripulados (UAV) y su capacidad de negación de acceso en el campo de batalla impulsarán el crecimiento del mercado. Según Teal Group, se prevé que el gasto en I+D y adquisición de drones militares aumente de 11.100 millones de dólares en 2020 a 14.300 millones de dólares en 2029.

Además, los proveedores están trabajando en el lanzamiento de drones militares con pilas de combustible para penetrar en el mercado. Por ejemplo, en mayo de 2021, LIG ​​Nex1, contratista de defensa, fue seleccionado para un proyecto estatal de Corea del Sur para proporcionar un dron de carga pesada propulsado por pilas de combustible de hidrógeno para aplicaciones militares y civiles. Se invirtieron aproximadamente 39,3 millones de dólares para desarrollar el dron hasta 2025. El dron puede volar durante más tiempo que los drones de batería actuales gracias a la alta densidad energética de las pilas de combustible y otras ventajas, como el bajo nivel de ruido y vibración en comparación con los drones de gasolina. Se espera que estos factores impulsen el mercado durante el período previsto.

Restricciones del mercado global de pilas de combustible en el sector aeroespacial y de defensa

El elevado coste de los sistemas de pilas de combustible conlleva un elevado coste de los vehículos militares.

El elevado coste de los sistemas de pilas de combustible repercute negativamente en el coste total del vehículo. Por ello, uno de los principales retos del mercado es el desarrollo de tecnologías o sistemas que permitan gestionar eficazmente los gastos de las pilas de combustible y los componentes auxiliares, a la vez que se prolonga la vida útil de estos componentes. Se prevé que la implementación de políticas adecuadas que ayuden a los fabricantes a lograr economías de escala desempeñe un papel fundamental para que esta tecnología sea económicamente viable.

Además, la electrólisis es un proceso extremadamente ineficiente para la producción de hidrógeno y consume mucha energía. Por lo tanto, el hidrógeno producido debe comprimirse y luego almacenarse en el tanque de un vehículo. Este proceso hace que los vehículos eléctricos de pila de combustible (FCEV) no sean rentables, lo que limita el crecimiento del mercado.

Oportunidades de mercado globales para pilas de combustible en el sector aeroespacial y de defensa

Aumento del gasto en el sector aeroespacial y de defensa

El gasto en el sector aeroespacial y de defensa continúa en aumento a pesar de la pandemia de COVID-19, que provocó una caída del 66 % en el tráfico aéreo de pasajeros en 2020. Se prevé que el gasto mundial en defensa crezca un 2,8 % en 2021, ya que los países siguen reforzando sus fuerzas armadas debido a la intensificación de las tensiones geopolíticas a raíz de la pandemia. Los principales países han anunciado un incremento en su gasto militar a pesar del impacto económico de la pandemia de COVID-19 en sus déficits fiscales.

Además, China anunció un presupuesto militar de 178.200 millones de dólares en mayo de 2020, un 6,6% más que el año anterior. Japón también anunció un presupuesto de 51.600 millones de dólares, nueve veces más que el año anterior. De manera similar, las pilas de combustible de cero emisiones ofrecen una alta eficiencia y son más fiables para vuelos de larga distancia y vigilancia militar. Por lo tanto, el aumento del gasto aeroespacial y de defensa permitetecnología de pilas de combustibleevolucionar y penetrar en el mercado.

Análisis segmentario

El mercado global de pilas de combustible en el sector aeroespacial y de defensa está segmentado por producto y aplicación.

Según el producto,El mercado global se divide en pilas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) y pilas de combustible de óxido sólido (SOFC).

El segmento de celdas de combustible de membrana de intercambio protónico (PEMFC) domina el mercado global y se espera que crezca significativamente durante el período de pronóstico. Las PEMFC requieren hidrógeno puro, oxígeno y agua para su funcionamiento. Operan a una temperatura relativamente baja, alrededor de 80 °C, lo que permite un arranque rápido y reduce la probabilidad de desgaste de los componentes del sistema. Como resultado, las PEMFC son más duraderas que otros tipos de productos. También ofrecen ventajas como un menor peso y volumen en comparación con otros tipos de celdas de combustible. Además, las PEMFC se utilizan ampliamente en aplicaciones de transporte en la industria aeroespacial debido a su eficiencia, compacidad, rango de temperatura y durabilidad. Según Honeywell Aerospace, las PEMFC refrigeradas por aire son óptimas para aplicaciones aeroespaciales debido a su gestión térmica superior, un sistema auxiliar más ligero, una vida útil reducida de la pila y una flexibilidad de integración limitada.

Las pilas de combustible PEMFC también se utilizan en diversas aplicaciones de defensa, incluidos vehículos militares y drones. El segmento de productos PEMFC ha experimentado un crecimiento y reconocimiento significativos debido a la creciente demanda de pilas de combustible en vehículos aéreos no tripulados (UAV), lo que ha resultado en un aumento de las ventas y una mayor visibilidad.

Las pilas de combustible de óxido sólido generan electricidad a partir de hidrógeno, gas natural y otros combustibles renovables. Por lo tanto, en la mayoría de los casos, la energía generada no produce emisiones contaminantes. Estas pilas producen energía mediante una reacción química, generando poco o ningún ruido. Además, la integración de pilas de combustible en vehículos u otras aplicaciones móviles puede reducir los niveles de ruido durante la conducción.pilas de combustible de óxido sólidoExisten importantes oportunidades de crecimiento en aplicaciones estacionarias en los sectores residencial y comercial. Bloom Energy se ha consolidado como una empresa líder en el uso de SOFC para la generación de energía mediante pilas de combustible.

Según la aplicación,El mercado global se segmenta en aeroespacial (aeronaves comerciales y helicópteros) y defensa (drones militares/UAV y vehículos militares).

El segmento de aeronaves comerciales posee la mayor cuota de mercado de pilas de combustible en el sector aeroespacial y de defensa. Las pilas de combustible de hidrógeno se instalan en aeronaves con capacidad para hasta 20 pasajeros. No obstante, los fabricantes de aeronaves están realizando estudios de viabilidad para aeronaves comerciales de mayor tamaño. Por ejemplo, en enero de 2021, Airbus lanzó el programa ZEROe, que consiste en seis módulos de ocho palas alimentados por pilas de combustible de hidrógeno, instalados bajo el ala de una aeronave comercial de gran tamaño. El sistema comprende una hélice, motores eléctricos, pilas de combustible, un tanque de hidrógeno líquido (LH2), un sistema de refrigeración y equipos auxiliares.

Además, en septiembre de 2020, el fabricante de motores de hidrógeno-eléctricos ZeroAvia completó el primer vuelo comercial del mundo propulsado por pilas de combustible. La eficiencia de las pilas de combustible de hidrógeno en aeronaves comerciales alcanzó hasta el 60%, en comparación con el 25% de un motor de combustión estándar. En febrero de 2021, la empresa eslovena Pipistrel Aircraft anunció sus planes para lanzar una aeronave híbrida ligera de 19 plazas propulsada por pilas de combustible de hidrógeno, con el objetivo de revolucionar el segmento de vuelos regionales. Se prevé que estos factores impulsen la demanda de pilas de combustible en el sector de la aviación comercial durante el período de pronóstico.

El segmento de vehículos militares representó una cuota de mercado dominante en el sector de defensa. Los drones militares son sistemas de vanguardia en la industria de defensa que han ganado gran popularidad en aplicaciones como la vigilancia y el monitoreo. Se espera que la adopción de pilas de combustible y vehículos aéreos no tripulados militares para reducir la dependencia del petróleo importado se convierta en una tendencia clave del mercado. A pesar de los crecientes avances tecnológicos, el desarrollo de UAV ligeros representa un desafío para el mercado. Se ha observado que la fuente de energía y el combustible de un UAV típico suelen representar entre el 35 % y el 65 % de su peso, mientras que para los UAV pequeños, este porcentaje se sitúa entre el 38 % y el 40 %. Sin embargo, los fabricantes están elaborando estrategias para afrontar los desafíos del mercado. Por ejemplo, en mayo de 2021, la Fuerza Aérea de Corea del Sur colaboró ​​con Doosan Mobility Innovation, Inc. para adquirir drones con pilas de combustible de hidrógeno y así potenciar su capacidad de vigilancia.

Análisis regional

Según la región, el mercado mundial de pilas de combustible en el sector aeroespacial y de defensa se divide en América del Norte, Europa, Asia-Pacífico, América Central y del Sur, y Oriente Medio y África.

América del Norte domina el mercado global.

América del Norte es el principal accionista y se espera que experimente un crecimiento significativo durante el período previsto. Esto se debe a la implementación de políticas destinadas a mitigar la huella de carbono en la región, junto con la asignación de recursos financieros para el avance de la investigación y el desarrollo de pilas de combustible. Proveedores como Bloom Energy han impulsado la instalación de pilas de combustible en sectores como la defensa, la industria aeroespacial, los centros de datos, los estadios deportivos y los edificios comerciales en Estados Unidos. El mercado norteamericano de pilas de combustible ofrece grandes ventajas para la inversión en diversos proyectos de investigación comercial.

Además, Estados Unidos se ha consolidado como un mercado importante para las pilas de combustible y ha demostrado un espíritu pionero en innovación, con un apoyo sustancial del Departamento de Energía de EE. UU. (DOE). El Ejército y la Armada de EE. UU. utilizan pilas de combustible en Norteamérica. Los proveedores, con una presencia activa en el mercado, desarrollan continuamente componentes para pilas de combustible en helicópteros. Todos estos factores contribuyen al crecimiento del mercado.

Se prevé que Europa experimente un crecimiento significativo durante el período de pronóstico. Los objetivos y proyectos de la Comisión Europea para vehículos de pila de combustible en los principales países europeos han impulsado el crecimiento y la implementación de sistemas de pila de combustible en Europa. Diversas organizaciones contribuyen a la investigación y brindan el apoyo necesario para el desarrollo y la implementación de proyectos de pila de combustible. Algunas de las principales organizaciones europeas son Fuel Cells and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) e Hydrogen Europe. Además, el gobierno europeo tiene previsto reducir considerablemente las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI). Por lo tanto, varios países europeos se han propuesto implementar tecnologías innovadoras, como las pilas de combustible (principalmente PEMFC), para alcanzar estos objetivos. Se prevé que esto genere una importante oportunidad para los fabricantes de pilas de combustible durante el período de pronóstico.

En Asia-Pacífico, el mercado se ve impulsado principalmente por la creciente demanda del producto en diversas aplicaciones de defensa y aeroespaciales, incluyendo aeronaves comerciales, helicópteros, drones/UAV militares y vehículos militares. Se prevé que el aumento del gasto en defensa en países como China, India, Japón y Corea del Sur, junto con el creciente número de pasajeros aéreos, impulse el crecimiento de las aplicaciones de defensa y aeroespaciales, generando así demanda de pilas de combustible. China lideró el mercado de Asia-Pacífico en términos de ingresos. Según el Instituto Internacional de Investigación para la Paz de Estocolmo (SIPRI), China representó aproximadamente el 13% del gasto militar mundial en 2020. Por lo tanto, el aumento del gasto en el sector militar y de defensa está impulsando la demanda de drones/UAV militares y vehículos militares, lo que se prevé que genere importantes oportunidades para las pilas de combustible.

Se prevé que el despliegue de pilas de combustible aumente debido a la creciente necesidad de fuentes de energía alternativas en las economías emergentes de Centroamérica y Sudamérica, impulsada por la creciente preocupación por el medio ambiente. Esto está allanando el camino para el crecimiento del mercado de pilas de combustible en la región. La participación de organizaciones tanto gubernamentales como privadas en la investigación, el desarrollo y la implementación de pilas de combustible en numerosos sectores industriales de Centroamérica y Sudamérica evidencia el desarrollo y la adopción de esta tecnología en la región.

En Oriente Medio y África, las compañías petroleras están centrando sus esfuerzos en fuentes de energía limpia debido a la creciente preocupación ambiental relacionada con los combustibles fósiles. Además, muchos países de la OPEP implementaron recortes en la producción para mitigar la menor demanda de petróleo tras la pandemia de coronavirus. Numerosos productores de petróleo en Oriente Medio han recurrido al hidrógeno como combustible limpio en respuesta a la caída de la demanda de petróleo provocada por la pandemia de COVID-19, lo que se espera impulse el mercado de pilas de combustible en la industria aeroespacial.