Mercado de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) Mercado para el tamaño de la aplicación estacionaria, el análisis de acciones e industria, por usuario final (plantas de energía, centros de datos, industria del acero, atención médica, puerto marino, industria química, comercial e industrial y otros), y pronóstico regional, 2024-2032

El mercado global de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) para el tamaño de la aplicación estacionaria se valoró en USD 323.52 millones en 2023 y se prevé que crecerá de USD 558.05 millones en 2024 a USD 2,873.19 millones por 2032, exhibiendo un CAGR de 22.73% durante el período de pronóstico. América del Norte dominó el mercado de la celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC), con una participación del 45.28% en 2023. 

La celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) es un tipo de celda de combustible que genera electricidad al combinar hidrógeno y oxígeno a través de una reacción electroquímica. El hidrógeno se suministra a través del ánodo, y el oxígeno entra a través del cátodo. En el ánodo, las moléculas de hidrógeno se dividen en protones y electrones, donde los protones se mueven a través de una membrana mientras los electrones crean una corriente eléctrica. La membrana solo permite que pasen protones, forzando electrones a través de un circuito externo y generando electricidad.

Los PEMFC son conocidos por su alta densidad de potencia, inicio rápido e idoneidad para diversas aplicaciones, incluida la generación de transporte y energía estacionaria. Esto se debe a su eficiencia, bajas emisiones y potencial para usar hidrógeno como fuente de energía limpia.

La pandemia Covid-19 creó numerosos desafíos en el desarrollo de la celda de combustible de membrana de intercambio de protones global (PEMFC) para el mercado de aplicaciones estacionarias. PEMFC se utiliza principalmente para proporcionar soluciones de almacenamiento de energía y energía de respaldo a aplicaciones residenciales, comerciales e industriales. La demanda de PEMFC se vio afectada negativamente debido al cierre de varios negocios de usuario final, específicamente en los sectores comerciales e industriales. Además, las interrupciones en la cadena de suministro obstaculizaron la fabricación y distribución de los componentes y sistemas de PEMFC, causando retrasos y mayores costos.

Mercado de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) para la aplicación estacionaria Tendencias

Un crecimiento robusto en centros de datos para aumentar la demanda de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEM)

Durante los años históricos, ha habido un gran aumento en el número de establecimientos para centros de datos en todo el mundo debido a la expansión de las industrias de TI y telecomunicaciones. El crecimiento de estas industrias, apoyado por el aumentoInternet de las cosas (IoT)Los dispositivos exigen el requisito de los centros de datos para procesar, almacenar y analizar los datos generados por estos dispositivos e industrias.

Se espera que el despliegue de las redes 5G genere más datos en comparación con las redes 4G y 3G debido a su alta velocidad. Por lo tanto, el enorme mercado potencial para el crecimiento de los centros de datos requeriría un suministro continuo de electricidad, brindando aún más una oportunidad para la expansión del mercado de celdas de combustible PEM. Por ejemplo, en julio de 2022, Microsoft anunció la instalación de una planta de energía de respaldo de celdas de combustible de hidrógeno de 3MW para su centro de datos ubicado en Nueva York, Estados Unidos

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Mercado de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) para factores de crecimiento de aplicaciones estacionarias

Creciente necesidad de energía limpia en la generación de energía para aumentar la demanda del producto

La creciente necesidad de soluciones de energía limpia en todo el mundo para controlar las emisiones de invernadero y promover la sostenibilidad está impulsando la demanda de la membrana de intercambio de protonesceldas de combustibleen aplicaciones estacionarias. La emisión global de gases de efecto invernadero ha aumentado continuamente debido a la creciente población, actividades industriales y la producción de electricidad en todo el mundo. Según la Agencia de Protección Ambiental de EE. UU. (EPA), las emisiones de invernadero total en 2021 han sido de 6,340 millones de toneladas métricas de Co₂ equivalente, por las cuales la producción de electricidad ha sido responsable de alrededor del 25% de las emisiones. Las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones ofrecen una solución de energía de emisión cero, produciendo electricidad con solo agua y calor como subproductos, lo que respalda directamente el objetivo global de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mitigar los efectos del cambio climático.

Alciamiento de iniciativas gubernamentales para expandir la capacidad de generación de energía para alimentar el crecimiento del mercado

El requisito de energía y electricidad está creciendo continuamente en todo el mundo debido a la creciente población y la expansión de los sectores residenciales, comerciales e industriales. Según la Agencia Internacional de Energía (IEA), el consumo total de energía en todo el mundo aumentó a aproximadamente el 2% en 2023 y se espera que aumente aún más a alrededor del 3,3% en 2024. Para atender a esta creciente demanda de energía, los gobiernos de varios países como India, Arabia Saudita, China, Brasil y otros realizan diversas iniciativas e inversiones para expandir sus capacidades de generación de energía.

Además, para la expansión de las capacidades de generación de energía, los gobiernos de los países se centran principalmente enenergía renovableFuentes para lograr emisiones netas de carbono cero para 2050, como se discutió en el Acuerdo de París. Por ejemplo, en 2023, Ballard Power Systems acordó entregar celdas de combustible PEM a Crosswind, una empresa conjunta entre Shell y Eneco, para su instalación en el Proyecto de viento Offshore Hollandse Kust Noord Offshore.

Por lo tanto, el aumento de las iniciativas gubernamentales para expandir la capacidad de generación de energía puede servir como un impulsor significativo del mercado de la celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) para el crecimiento estacionario de la aplicación.

Factores de restricción

Alto costo asociado con la fabricación de PEMFC para restringir el crecimiento del mercado

El alto costo incurrido para el desarrollo de membranas de intercambio de protones (PEM) ha sido un factor de restricción cuando se trata de su adopción en aplicaciones estacionarias. Las celdas de combustible PEM usan metales preciosos como el platino como catalizadores en las capas de electrodos, que juegan un papel clave en las reacciones electroquímicas que ocurren dentro de la celda de combustible. Los metales preciosos son caros y el alto costo de material aumenta el costo general de desarrollo. El costo del catalizador utilizado en la fabricación de 80kW PEMFC es de alrededor de USD 160, lo que convierte el costo general de desarrollo del PEMFC de 80kW a USD 1700.

Además, la membrana de intercambio de protones en sí está hecha de materiales especializados (membranas de polímeros) que también pueden ser costosas. La membrana debe mantener una alta conductividad de protones al tiempo que garantiza la estabilidad química y mecánica.

Mercado de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) Mercado para análisis de segmentación de aplicaciones estacionarias

Por análisis del usuario final

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El segmento de la planta de energía dominó el mercado debido a la creciente instalación de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) para la energía de respaldo

Basado en el usuario final, el mercado está segmentado en centrales eléctricas, centros de datos, industria del acero, atención médica, puerto marino, industria química, comercial y residencial, y otros.

El segmento de la planta de energía mantuvo la mayor participación en 2023 debido al creciente requisito de soluciones de energía de respaldo durante las emergencias. Además, la demanda de energía continua e ininterrumpida está aumentando rápidamente en todo el mundo. Según la Asociación Internacional de Energía (AIE), la demanda de energía global aumentó en un 6% en 2021. Con esta creciente demanda, las interrupciones y las fluctuaciones también están aumentando en el suministro de energía, alimentando aún más la demanda de PEMFC.

Ideas regionales

Geográficamente, el mercado se estudia en América del Norte, Europa, Asia Pacífico y el resto del mundo.

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Norteamérica representa la mayoría del mercado global de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) para participación estacionaria de aplicaciones. La región consiste en algunos de los países principales en el mercado de PEMFC (EE. UU. Y Canadá), lo que la ha convertido en una región dominante en este mercado. Estos países exhiben la presencia de fabricantes líderes como Ballard Power, Nuvera Fuel Celella, Plug Power y otros. Además, la aplicación de PEMFC se ha presenciado principalmente en sectores estacionarios, como los centros de datos para proporcionar energía de respaldo. Su aplicación también ha sido presenciada en centrales eléctricas para proporcionar energía de respaldo durante los cortes de energía y la intermitencia.

Se estima que Asia Pacífico crece significativamente durante el período de pronóstico. El crecimiento en el despliegue de PEMFC se ve afectado positivamente en la región debido a la alta adopción de actividades de investigación y desarrollo en países como China, Japón y Corea del Sur. Estas regiones también han sido testigos de algunos de los principales proyectos de hidrógeno a gran escala, lo que también apoyaría la integración de PEMFC. Además, Japón y Corea del Sur comprenden más de la mitad de los 11 GW de capacidad de fabricación global de celdas de combustible, lo que posteriormente impulsó el crecimiento del mercado.

El mercado de Europa para las celdas de combustible de membrana de intercambio de protones está presenciando un crecimiento constante debido a las estrictas reglas y regulaciones enmarcadas por la Unión Europea y los gobiernos de otros países para limitar las emisiones de carbono y promover soluciones de energía limpia, lo que impulsaría la adopción de PEMFC en aplicaciones estacionarias en los próximos años. La Comisión Europea ha considerado a las celdas de combustible una industria estratégica neta cero y ha lanzado un marco de políticas para promover la fabricación avanzada de celdas de combustible basada en la UE.

Se espera que las regiones en el resto del mundo sean testigos de un crecimiento gradual durante el período de pronóstico. La investigación y el desarrollo se han restringido a algunos países debido a la disponibilidad limitada de recursos, fondos, inversiones y otros factores. La investigación y el desarrollo relacionado con la infraestructura de hidrógeno y las celdas de combustible se han limitado a países como México, Brasil y el CCG. Se estima que las iniciativas gubernamentales centradas en aumentar la producción de hidrógeno renovable para su utilización como combustible más limpio en el transporte, estacionarios y otros sectores impulsan la expansión del mercado.

Lista de empresas clave En el mercado de la celda de combustible de membrana de intercambio de protones (PEMFC) para la aplicación estacionaria

Los jugadores líderes avanzan y desarrollan continuamente los sistemas PEMFC para fortalecer sus posiciones de mercado

Plug Power, uno de los principales actores en el mercado de tecnología de celdas de combustible (PEM) de Proton Exchange, tiene una presencia mundial, con asociaciones y proyectos en Europa, América del Norte y Asia. La compañía ha estado ofreciendo y desarrollando su tecnología de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones para varias aplicaciones, como el transporte, la generación de energía estacionaria y otras. Otros jugadores también ofrecen su tecnología de celdas de combustible de membrana de intercambio de protones para varias aplicaciones como el transporte, la generación de energía estacionaria y muchos más.

Algunos de otros jugadores activos en el mercado Doosan, Nedstack Fuel Cell Technology BV, TW Horizon Fuel Cell Technologies, etc. debido a la alta producción en varias aplicaciones, los jugadores fortalecerán su posición de la industria.

• En junio de 2023, Plug Power anunció el suministro de 8 MW de potencia estacionaria de celdas de combustible de hidrógeno a Energy Vault Holdings, Inc., para entregar energía limpia a la ciudad de Calistoga, ubicada en el país vinícola de California, en tiempos de incendios forestales y otras emergencias. Sería la instalación de celdas de combustible de hidrógeno más grande en los EE. UU.

Lista de empresas clave perfiladas:

• Plug Power Inc. (EE. UU.)
• Cummins Inc. (EE. UU.)
• Toshiba Corporation (Japón)
• TWO TECNOLOGÍAS DE CELILLES DE COMBUSTIBLE TW HORIZON (Singapur)
• Nedstack Tecnología de celdas de combustible BV(Países Bajos)
• Elringklinger AG (Alemania)
• Inteligent Energy Limited (Reino Unido)
• Ballard Power Systems (Canadá)
• Nuvera Fuel Cells, LLC (EE. UU.)
• Johnson Matthey(Reino Unido)

Desarrollos clave de la industria:

• Octubre de 2023 -TW Horizon lanzó un sistema de celdas de combustible PEM de 2MW en contenedores "Combinados de calor y energía" (CHP) y se dirige a la instalación de centrales eléctricas estacionarias de hasta 100MW en todo el mundo.
• Julio de 2023 -Nedstack participó en una asociación con AVL para los servicios de muestreo, fabricación de pruebas y pruebas de la celda PEMFC de tercera generación de Nedstack, que ha estado en desarrollo desde 2017. La plataforma de tercera generación mejorará el desarrollo de la tecnología PEM Fuel Cell Technology, que ofrece potencia y durabilidad sin igual en los entornos estacionarios y marados.
• Julio de 2023 -Cummins Inc. anunció la compra del 19% de interés de Air Liquide en Hydrogenics Corporation. Hydrogenics Corp. fue adquirido anteriormente por Cummins en 2019, que agregó tecnologías clave de celdas de combustible y electrolizos a la cartera de Cummins. 
• Mayo de 2023 -Potencia de enchufe lanzó un nuevo sistema de celdas de combustible estacionaria de alta potencia para cargar comercialVehículo eléctrico (EV)flotas. El tanque de hidrógeno líquido de 18,000 galones combinado con una solución de celda de combustible PEM a escala de megavatios proporcionaría más de 60 megavatios (MWH) de energía, que puede cargar más de 600 eVS.
• Enero de 2023 -Ballard Power Systems acordó entregar celdas de combustible PEM a Crosswind, una empresa conjunta entre Shell y Eneco, para su instalación en el Proyecto de viento Offshore Hollandse Kust Noord Offshore.

Cobertura de informes

El informe proporciona un análisis detallado del mercado y se centra en aspectos clave como las empresas líderes y los principales usuarios finales del producto. Además, el informe ofrece información sobre las tendencias del mercado y destaca los desarrollos clave de la industria. Además de los factores anteriores, el informe abarca varios factores que contribuyeron al crecimiento del mercado en los últimos años.

An Infographic Representation of Proton Exchange Membrane Fuel Cell (PEMFC) Market for Stationary Application

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