Informe de análisis del tamaño, la cuota de mercado y las tendencias del mercado de baterías avanzadas de próxima generación por tecnología (batería de electrolito sólido, batería de iones de magnesio, batería de flujo de próxima generación, batería de metal-aire, batería de litio-azufre, otras tecnologías), por usuario final (electrónica de consumo, transporte, industria, almacenamiento de energía, otros usuarios finales) 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 baterías avanzadas de próxima generación

Creciente adopción de vehículos eléctricos

La tecnología de baterías ha demostrado ser fundamental para que los fabricantes de automóviles satisfagan la creciente demanda mundial de vehículos eléctricos. Los fabricantes de vehículos eléctricos están invirtiendo fuertemente en la construcción de baterías eficientes, más baratas, más ligeras y de mayor densidad para mejorar el rendimiento de sus vehículos y aumentar las ganancias.batería de estado sólidoEs una batería recargable, similar a las de iones de litio, y funciona de manera parecida. Sin embargo, al ser de estado sólido en lugar de líquido, es más densa, ofrece mayor autonomía y se carga más rápido.

Además, una batería de estado sólido tiene un menor riesgo de incendios que una batería de estado sólido.batería de iones de litioEsta ventaja probablemente impulsará la demanda de baterías de estado sólido en vehículos eléctricos. En 2022, Toyota Motors lanzó su primera batería de estado sólido al mercado y está desarrollando vehículos híbridos basados ​​en este tipo de baterías. Según la Agencia Internacional de Energía, los vehículos eléctricos enchufables aumentaron rápidamente de 0,58 millones de unidades en 2015 a aproximadamente 6,70 millones en 2021, lo que se espera que beneficie directamente al mercado de baterías avanzadas de próxima generación.

Mayor adopción de sistemas de energía renovable y sistemas de almacenamiento de energía asociados.

Gracias a sus ventajas sobre las baterías convencionales, como las de iones de litio y las de plomo-ácido, se espera que las baterías de nueva generación desempeñen un papel fundamental en los sistemas de almacenamiento de energía renovable durante los próximos años. Según la Agencia Internacional de Energías Renovables, la capacidad de energía renovable aumentó rápidamente de 1444 gigavatios (GW) en 2012 a aproximadamente 3064 GW en 2021, siendo la energía solar y la eólica las que representaron la mayor parte de dicha capacidad.

Según la Agencia Internacional de Energía (AIE), en los próximos años, la adopción de energías renovables probablemente aumentará debido al Objetivo Global de Emisiones Netas para 2050. Además, según la AIE, la generación de energía renovable representará casi el 30 % de la generación eléctrica mundial para 2030. Este escenario requeriría un alto porcentaje de proyectos de energía renovable, lo que incrementaría la posibilidad de adoptar sistemas de almacenamiento de energía en baterías de alta capacidad, como las baterías de estado sólido, durante el período previsto. Esto, a su vez, impulsaría el crecimiento del mercado de baterías avanzadas de próxima generación.

Restricción del mercado

Altos costos de fabricación e I+D

La mayoría de las baterías avanzadas de última generación aún se encuentran en las primeras etapas de desarrollo, ya que su fabricación a gran escala no ha sido viable debido a los elevados costos de producción en masa. Diversas baterías de flujo de última generación han sido objeto de investigación y desarrollo durante las últimas décadas. Sin embargo, hasta 2022, solo las baterías de flujo redox de vanadio y las de zinc-bromo eran viables. La comercialización de las baterías de flujo redox de vanadio se ve afectada por el alto costo de la extracción de vanadio y la fluctuación de su precio. En general, los elevados costos de fabricación y los altos gastos derivados de la investigación y el desarrollo en el mercado de baterías avanzadas de última generación representan importantes limitaciones.

Oportunidad de mercado

Incrementar la investigación y el desarrollo.

La creciente investigación para el desarrollo de nuevas tecnologías de baterías en diversos institutos y centros de investigación está impulsando el crecimiento del mercado. Por ejemplo, en mayo de 2022, el Centro Conjunto de Investigación sobre Almacenamiento de Energía (JCESR), un centro de innovación del Departamento de Energía de los Estados Unidos (DOE) dirigido por el Laboratorio Nacional Argonne, lidera el desarrollo de nuevas tecnologías de baterías necesarias para habilitar una red eléctrica renovable y descarbonizar el transporte pesado, como el transporte por carretera de larga distancia, el transporte marítimo y la aviación. Los investigadores del JCESR han desarrollado más de 30 patentes en el ámbito de las baterías que van más allá del ion litio, centrándose principalmente en baterías de flujo, de litio-azufre, multivalentes y de estado sólido.

De manera similar, en marzo de 2022, investigadores de la Universidad de Monash, en Australia, crearon una nueva capa intermedia para baterías de litio-azufre que facilita una transferencia de litio excepcionalmente rápida, mejorando el rendimiento y la vida útil de las baterías. Las baterías de litio-azufre, más económicas, ecológicas y rápidas, permiten una carga y descarga más veloz que las baterías anteriores. Es probable que estos avances generen oportunidades para las empresas que operan en el mercado.

Análisis segmentario

Mediante la tecnología

El segmento de baterías de metal-aire posee la mayor cuota de mercado y se espera que se expanda sustancialmente durante el período previsto. Las baterías metal-aire forman parte de las pilas primarias y secundarias. En estas baterías, el electrodo positivo suele ser de carbono con algunos metales preciosos que reaccionan con el oxígeno y otros gases. El otro electrodo está hecho de un metal como zinc, aluminio, magnesio o litio. A estas baterías se las denomina ocasionalmente pilas de combustible debido al flujo de aire dentro de la celda. Un tipo particular de batería metal-aire es la de hierro-aire.batería secundaria, que se ha investigado como posible fuente de energía para vehículos eléctricos (VE). Además, proveedores de baterías como Matsushita, Westinghouse y Swedish National Development fabricaron celdas piloto a gran escala durante la década de 1980. La energía específica de la celda alcanzó los 75 Wh/kg, un valor demasiado bajo para su uso en celdas prácticas. Esto implica un catalizador de electrodo positivo y un electrolito, elementos que no se consideran en un sistema teórico.

Las baterías de flujo, que utilizan tanques de electrolito capaces de almacenar energía suficiente para abastecer a decenas de miles de hogares durante varias horas, podrían ser la solución para acelerar la expansión del mercado de las energías renovables. Sin embargo, la mayoría de las baterías de flujo dependen del vanadio, un metal escaso y costoso, y sus alternativas suelen ser efímeras y tóxicas. Se espera que la próxima generación de baterías de flujo aborde estos problemas. Estas baterías almacenan carga eléctrica en tanques de electrolitos líquidos que se bombean a través de electrodos para extraer los electrones; el electrolito usado se devuelve al tanque. El electrolito se recicla a través de los electrodos y regresa al tanque de almacenamiento mediante bombas cada vez que se suministra electricidad. Sin embargo, este proceso requeriría aumentar la capacidad de las baterías para almacenar más energía, lo que implicaría tanques de electrolito de mayor tamaño.

Por el usuario final

El segmento del transporte domina el mercado global y se prevé que presente una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 8,44% durante el período de pronóstico. La electrificación del sistema de transporte está ganando popularidad, y numerosas normativas gubernamentales han impulsado la adopción de vehículos eléctricos, lo que contribuye directamente a la expansión de las baterías avanzadas de última generación en el sector del transporte. Nissan Motor Company tenía previsto introducir baterías laminadas de estado sólido en el mercado para 2028, comenzando con la construcción de una planta de fabricación de prototipos en abril de 2022. Esto forma parte de la estrategia Ambición 2030 de Nissan e incluye una inversión de 17.000 millones de dólares para cuatro nuevos conceptos de vehículos eléctricos. Por lo tanto, los fabricantes de automóviles están invirtiendo fuertemente en el desarrollo de baterías de estado sólido y de metal-aire, lo que convierte al sector automotriz en uno de los más importantes del mercado de baterías avanzadas de última generación.

Según la Unión Internacional de Telecomunicaciones (UIT), el número de suscripciones móviles aumentó rápidamente de 5290 millones en 2010 a 8650 millones en 2021, lo que impulsa directamente la demanda y el desarrollo del mercado de baterías avanzadas de próxima generación, ya que las empresas están desarrollando baterías de alta densidad energética para satisfacer el elevado consumo de energía de los teléfonos inteligentes. Por ejemplo, en 2021, Samsung Electronics Co. Ltd. desarrolló prototipos de baterías de estado sólido para sus dispositivos electrónicos de consumo, que ofrecen alta densidad energética y baja inflamabilidad. Asimismo, en 2020, la Universidad de Monash en Australia afirmó haber desarrollado una batería de litio-azufre eficiente para teléfonos inteligentes. Esta batería podía alimentar un teléfono inteligente durante cinco días con una sola carga. Las baterías de litio-azufre son económicas de fabricar debido a la amplia disponibilidad de azufre.

Análisis regional

Asia-Pacífico: Región dominante

La región de Asia-Pacífico es el principal actor en el mercado mundial de baterías avanzadas de próxima generación y se espera que experimente una expansión sustancial durante el período previsto. China, India y Japón representan mercados potenciales en la región de Asia-Pacífico para la próxima generación de tecnología avanzada de baterías. La capacidad de almacenamiento de energía en baterías de China alcanzó los 3 GW en marzo de 2022, lo que supone un aumento del 76,5 % con respecto a los 1,7 GW de 2019. Se prevé que para 2030, el gobierno chino incremente su capacidad de almacenamiento a 100 GW. Estas circunstancias generan grandes oportunidades para el desarrollo de baterías avanzadas de última generación en la región.

Además, en marzo de 2022, India autorizó a cuatro empresas a recibir incentivos para la fabricación de baterías de celdas de química avanzada (ACC) en el marco del programa PLI. Reliance New Energy Solar Limited, Hyundai Global Motors Company Limited, Ola Electric Mobility Private Limited y Rajesh Exports Limited recibieron subvenciones para el programa indio de 181 mil millones de rupias destinado a aumentar la producción local de celdas de batería. En un plazo de dos años, los fabricantes seleccionados de baterías ACC debían establecer una planta de producción en el marco de este programa. Se prevé que estos incentivos gubernamentales impulsen el desarrollo del mercado de baterías avanzadas de próxima generación.

América del Norte: Región en crecimiento

América del Norte es una de las regiones más importantes en la adopción de las últimas tecnologías y desarrollos en baterías avanzadas de última generación. En los últimos años, los sistemas de baterías en la región han experimentado un crecimiento significativo debido al aumento de las inversiones en infraestructura de energías renovables, la creciente demanda de tecnologías de baterías eficientes y seguras, y la creciente adopción de vehículos eléctricos (VE), entre otros factores. Por ejemplo, en Estados Unidos, el parque automovilístico eléctrico alcanzó aproximadamente 2,06 millones en 2021, lo que representa un aumento de alrededor del 16 % con respecto a los 1,77 millones de 2020, y además, experimentó un crecimiento masivo durante la última década.

De manera similar, Canadá experimentó un crecimiento significativo en las instalaciones de energía eólica en los últimos años, lo que se espera que complemente la demanda de almacenamiento de energía en el país para mantener la estabilidad de la red y garantizar su confiabilidad. En el marco de la Visión Eólica 2025 del país, el gobierno se propone aumentar la capacidad de energía eólica a 55 GW para 2025, con el fin de cubrir el 20 % de sus necesidades energéticas. Sin embargo, el país debe añadir más de 42 GW de nueva capacidad para alcanzar los objetivos. Se espera que esto genere oportunidades de inversión para los desarrolladores de baterías avanzadas de próxima generación.

Europa siempre ha sido la región que más rápido ha adoptado nuevas tecnologías durante el último siglo. La región también es conocida por ser pionera en la investigación y el desarrollo de baterías durante las últimas décadas. La Comisión Europea es una de las principales organizaciones de la región que financia varios proyectos de I+D para nuevas tecnologías y su comercialización. Por ejemplo, en 2020, la Comisión Europea concedió 11,8 millones de euros para el proyecto COBRA (Baterías sin cobalto de próxima generación para futuras aplicaciones automotrices). COBRA es un proyecto colaborativo de investigación e invención sobre baterías sin cobalto de próxima generación y está cofinanciado por el programa Horizonte 2020 de la Comisión Europea. Su objetivo es desarrollar una nueva tecnología de baterías de iones de litio sin cobalto, manteniendo la alta densidad de energía/potencia y el rendimiento de vida útil característicos de las baterías de iones de litio basadas en cobalto. Se espera que el proyecto dé resultados en 2024. Se prevé que este tipo de proyectos impulsen el crecimiento del mercado regional.

Oriente Medio y África poseen un gran potencial en la generación de energía renovable. Se prevé que el aumento de la inversión en tecnología de redes inteligentes y el crecimiento de la generación de energía impulsen la demanda de sistemas de almacenamiento de baterías. Se ha observado un incremento significativo en los proyectos de energía renovable, lo cual se atribuye a las diversas iniciativas emprendidas por los gobiernos de la región. Además, los gobiernos están invirtiendo y promoviendo principalmente proyectos de energía solar, dado que la región cuenta con la mayor disponibilidad de luz solar durante el año. Por ejemplo, los Emiratos Árabes Unidos planean invertir alrededor de 160 mil millones de dólares en energía renovable para 2030 con el fin de alcanzar su objetivo de cero emisiones netas para 2050. Se espera que estas inversiones aceleren la expansión del mercado regional.