Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de sistemas de propulsión de aeronaves de próxima generación por tipo de propulsión (totalmente eléctrica, híbrida eléctrica, turboeléctrica, propulsión de hidrógeno, propulsión solar), por usuario final (militar, comercial y civil, gubernamental), por componente (generación de energía, distribución de energía, sistema de conversión de energía, motor eléctrico, sistema de almacenamiento y suministro de energía, otros) 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 sistemas de propulsión de aeronaves de próxima generación

Iniciativas para el desarrollo de sistemas de propulsión de alta velocidad

A lo largo de los años, tanto el sector militar como el comercial han mostrado gran interés en desarrollar motores ramjet y scramjet para aumentar la eficiencia operativa de forma rentable. Estos motores se han diseñado específicamente para que las aeronaves alcancen velocidades superiores a la del sonido. El ramjet permite velocidades supersónicas (> velocidad del sonido (Mach 1)), mientras que el scramjet permite velocidades hipersónicas (>Mach 5). Países como Estados Unidos, China y Rusia son pioneros en el desarrollo de estos sistemas de propulsión de alta velocidad.

Los aviones hipersónicos comerciales permiten viajar entre dos puntos cualesquiera del mundo en menos de una hora. Tras la retirada del Concorde (cuya velocidad máxima era Mach 2,04), varias empresas están desarrollando un avión hipersónico capaz de alcanzar velocidades cinco veces superiores a la del sonido. Además, estos aviones volarían a altitudes de entre 90.000 y 100.000 pies, mucho mayores que los aviones actuales, que vuelan a 35.000 pies. Gracias a las innovaciones en materiales avanzados, sistemas de guiado y control, se prevé que un avión hipersónico esté listo para su lanzamiento en 2030.

Además, el avión podría alternar entre ventanas virtuales y reales para mejorar la apariencia del fuselaje. Cámaras avanzadas de alta resolución instaladas en el exterior del avión enviarían vídeo a las ventanas virtuales, recreando el entorno exterior. Empresas como HyperMach Aerospace Industries, Lockheed Martin, Reaction Engines Limited, Airbus, Boeing y SpaceX tienen como objetivo desarrollar una aerolínea comercial hipersónica.

Los sistemas de propulsión eléctrica para aeronaves ayudan a reducir las emisiones de carbono.

Los vehículos son una fuente importante de contaminación atmosférica, que incluye partículas, ozono y otras emisiones que contribuyen a la formación de smog. Entre los principales responsables de esta elevada contaminación atmosférica en el sector del transporte se encuentran los vehículos ligeros, los vehículos medianos y pesados, las aeronaves, los barcos y el ferrocarril. Las aeronaves constituyen una fuente de emisiones en rápido aumento dentro del sector del transporte. En 2018, la contaminación atmosférica generada por las aeronaves representó aproximadamente el 3 % de las emisiones totales de CO₂ en Estados Unidos y casi el 9 % de las emisiones de gases de efecto invernadero del sector del transporte estadounidense. Las aeronaves comerciales fueron las que registraron la mayor parte de las emisiones de dióxido de carbono, mientras que la aviación general y militar representaron el resto.

Según la IATA, se estima que el número de pasajeros aéreos se duplicará hasta alcanzar los 8.200 millones en 2037. La hipermovilidad del transporte aéreo es accesible a más personas en todo el mundo, y se prevé un crecimiento significativo de la aviación en los países en desarrollo y un aumento sostenido en los mercados de aviación establecidos de los países desarrollados. Si bien el uso colectivo de automóviles, la producción de electricidad y los sectores agrícola e industrial superan el impacto del cambio climático de la aviación comercial, el transporte aéreo comercial está generando el mayor y más rápido crecimiento de las emisiones individuales, a pesar de la considerable mejora en la eficiencia de las operaciones aéreas durante los últimos 60 años. Para reducir la emisión de estos contaminantes peligrosos, las empresas están investigando sistemas eléctricos que pueden eliminar componentes peligrosos como el CO2, el NOX, el PM25 y el O3 del aire.

Restricción del mercado

Aumento de la capacidad de remolque (Mtow) gracias a baterías y motores de alta capacidad.

La adopción de sistemas de propulsión de aeronaves de próxima generación conlleva beneficios significativos, pero también existen algunos desafíos que enfrenta el mercado actual, principalmente para las aeronaves de propulsión eléctrica. Uno de los principales obstáculos para laaeronaves eléctricasLa relación potencia-peso de los motores y las baterías es fundamental para reemplazar un motor convencional de queroseno. Se están investigando diversas tecnologías de baterías, centrándose actualmente en las de litio-oxígeno (Li-O2). Sin embargo, un sistema totalmente eléctrico requiere baterías con una densidad energética mucho mayor que las disponibles actualmente para satisfacer las necesidades de potencia sin aumentar el peso de la aeronave.

Además, los motores eléctricos representan otro obstáculo en esta configuración. Los motores eléctricos de alta densidad de potencia son cruciales para transformar la energía eléctrica suministrada por las baterías en empuje para el despegue y el vuelo estacionario. Un avión comercial requiere motores eléctricos que puedan proporcionar una potencia de entre 2 y 50 MW, pero actualmente ningún motor eléctrico aeronáutico puede ofrecer dicha potencia. Utilizando un sistema de propulsión híbrido-eléctrico, Siemens está desarrollando un motor eléctrico de 50 kg que puede proporcionar una potencia continua de aproximadamente 260 kW. Por lo tanto, existe una importante brecha de innovación en la construcción de un sistema de propulsión totalmente eléctrico de próxima generación.

Oportunidad de mercado

Inversiones crecientes en fuentes de energía limpia

Los gobiernos de todo el mundo trabajan constantemente para reducir la contaminación mediante la implementación de nuevos programas y el lanzamiento de sistemas ecológicos. Dado que la aviación es una de las principales fuentes de contaminación, existen numerosas propuestas para modernizar los sistemas de propulsión de las aeronaves y así facilitar los viajes aéreos sostenibles. Una de las propuestas más populares es la sustitución de los sistemas de propulsión actuales por sistemas eléctricos. La propulsión eléctrica ofrece enormes ventajas en comparación con la propulsión convencional; sin embargo, la propulsión eléctrica tradicional utiliza baterías, que son pesadas y tienen una autonomía limitada, lo que dificulta su adopción en la aviación general y de gran tamaño. Por ello, las empresas han comenzado a investigar fuentes de energía alternativas, como el hidrógeno y la energía solar, para promover los viajes aéreos sostenibles.

Otra fuente de energía alternativa es la solar. Las aeronaves solares, equipadas con paneles solares en sus alas, captan la energía del sol para distribuirla a diversos sistemas, como el de propulsión y la electrónica de control. Además, cargan la batería con el excedente de energía solar. Por la noche, la energía almacenada en la batería se descarga lentamente hasta que comienza un nuevo ciclo. Gobiernos, compañías aéreas y proveedores de equipos solares trabajan constantemente en el desarrollo de aeronaves solares experimentales, capaces de reducir entre un 90 % y un 95 % las emisiones de carbono en comparación con las de las aeronaves convencionales. El Solar Impulse, fabricado por el Instituto Federal Suizo de Tecnología de Lausana, y la serie Pathfinder de la NASA, son ejemplos destacados de aeronaves solares actualmente en operación.

Perspectivas regionales

América del Norte dominó el mercado global de dispositivos de seguimiento de instrumental quirúrgico y se prevé que registre una CAGR del 18,7 % durante el período de pronóstico. América del Norte comprende los mercados regionales de Estados Unidos y Canadá. La demanda de sistemas de propulsión para aeronaves de nueva generación es relativamente nueva y evoluciona a un ritmo constante. La investigación y el desarrollo de aeronaves de nueva generación en la región están creciendo significativamente, lo que se espera que aumente la demanda de sistemas de propulsión para aeronaves de nueva generación en los próximos años. Por lo tanto, para alcanzar la máxima participación en esta región, muchos de los principales fabricantes de sistemas de propulsión para aeronaves de nueva generación invierten importantes recursos en el desarrollo de un sistema de propulsión altamente eficiente. La infraestructura bien desarrollada para las comunicaciones, la aviación y las tecnologías de la información y la comunicación (TIC), junto con la mayor demanda de aeronaves de nueva generación, proporcionan una plataforma sólida para el crecimiento del mercado de sistemas de propulsión para aeronaves de nueva generación. Las empresas en Estados Unidos y Canadá están aumentando significativamente su inversión en tecnologías de propulsión para aeronaves con el fin de reducir las emisiones contaminantes causadas por los motores convencionales.

Tendencias del mercado en Asia Pacífico

Asia-Pacífico es la segunda región más grande. Se estima que presentará una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 17,3 % durante el período de pronóstico. Asia-Pacífico comprende los mercados regionales de China, Japón, Australia, Singapur e India. La región de Asia-Pacífico contribuye significativamente al mercado global de sistemas de propulsión de aeronaves de próxima generación. Este mercado está dominado principalmente por los países del sur de Asia, que comprenden algunos de los mercados de aviación más grandes del mundo. Los países de Asia-Pacífico están interesados ​​en reducir las emisiones de carbono mediante la implementación de diversas políticas para promover tecnologías ecológicas. Además, varios países de Asia-Pacífico firmaron el Acuerdo de París sobre el Clima para reducir las emisiones de carbono.

Tendencias del mercado europeo

Europa es la tercera región más grande del mundo. Cuenta con centros de fabricación, investigación y desarrollo para diversos fabricantes de equipos originales (OEM), fabricantes de equipos y proveedores. Además, para reducir las emisiones nocivas provenientes de múltiples fuentes, incluido el transporte aéreo, la Unión Europea redactó el Acuerdo de París sobre el Clima para disminuir la contaminación global. Para garantizar un transporte aéreo ecológico, la Agencia Europea de Seguridad Aérea (EASA) ha preparado un conjunto inicial de requisitos de certificación para sistemas de propulsión eléctricos e híbridos para aeronaves de nueva generación. Sin embargo, la EASA también señala que cualquier arquitectura, incluido el uso de hidrógeno para alimentar pilas de combustible o motores de combustión, requiere más trabajo e investigación antes de definir los requisitos de certificación correspondientes. Asimismo, varios países europeos firmaron el Acuerdo de París sobre el Clima, cuyo objetivo es reducir las emisiones de carbono y favorecer el crecimiento del mercado de sistemas de propulsión para aeronaves de nueva generación.

Información sobre los usuarios finales

Se espera que el segmento comercial y civil lidere el mercado global de sistemas de propulsión de aeronaves de próxima generación y se estima que crecerá a una CAGR del 18,4% durante el período de pronóstico. La industria comercial y civil está experimentando un crecimiento significativo, debido al uso generalizado de aeronaves para diversas aplicaciones. Además, se espera que el creciente despliegue de UAV en aplicaciones como mapeo, topografía e inspección, por parte de varias empresas, impulse la demanda de sistemas de propulsión de aeronaves de próxima generación. Además, los rápidos desarrollos enmovilidad aérea urbanaEsto también propicia avances en los sistemas de propulsión de aeronaves de última generación. A medida que los gobiernos de todo el mundo implementan programas ecológicos para reducir la contaminación, los sistemas de propulsión de aeronaves de última generación, como los eléctricos, de hidrógeno y solares, pueden reducir significativamente las emisiones nocivas generadas por los viajes aéreos.

Información sobre sistemas de propulsión

El mercado global se puede segmentar en propulsión totalmente eléctrica, propulsión híbrida-eléctrica, propulsión turboeléctrica, estatorreactor y estatorreactor supersónico, propulsión de hidrógeno y propulsión solar.

El segmento de propulsión totalmente eléctrica posee la mayor cuota de mercado y se espera que crezca a la tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) más alta, del 18,5%, durante el período de pronóstico. El sistema de propulsión totalmente eléctrica utiliza baterías como única fuente de energía para la aeronave. Este sistema no emite componentes nocivos a la atmósfera, lo que reduce los niveles de contaminación generados por los viajes aéreos. Por ejemplo, la visión de la Ruta de Vuelo 2050 de Europa contempla un cielo limpio con niveles reducidos de contaminación. Los objetivos de la Ruta de Vuelo 2050 incluyen una reducción del 75% en las emisiones de CO2, una reducción del 90% en los NOx y una reducción del 65% en el ruido de las aeronaves. Además, el sistema de propulsión totalmente eléctrica es robusto y requiere menos mantenimiento. Adicionalmente, la gestión electrónica inteligente hace que las aeronaves sean más compatibles con las tecnologías digitales modernas, lo que permite recopilar y analizar datos para una automatización superior, un vuelo optimizado y una mejor predicción y control de fallas.

Información sobre componentes

El mercado global se puede segmentar en sistemas de almacenamiento eléctrico, generación de energía, distribución de energía, conversión de energía y otros.

Se espera que la generación de energía lidere el mercado global de sistemas de propulsión para aeronaves de próxima generación y se estima que crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 17,3 % durante el período de pronóstico. La generación de energía es el sistema principal que actualmente se está modificando para lograr viajes aéreos ecológicos y de alta velocidad. Una aeronave de propulsión híbrida-eléctrica utiliza un turbogenerador como sistema de generación de energía. Un turbogenerador consta de una turbina de gas y un generador, conectados mecánicamente. La turbina de gas impulsa un generador para producir energía eléctrica. Además, la propulsión por combustión de hidrógeno, la propulsión turboeléctrica y otros tipos utilizan una turbina de gas para generar energía.