Tamaño del mercado de células de electrólisis de óxido sólido (SOEC), participación, crecimiento y análisis de la industria, por tipo (planar y tubular), por aplicación (almacenamiento industrial y de energía) y pronóstico regional hasta 2035

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DESCRIPCIÓN GENERAL DEL MERCADO DE CÉLULAS DE ELECTRÓLISIS DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

El mercado mundial de celdas de electrólisis de óxido sólido (soec) está valorado en 1,31 mil millones de dólares en 2026 y progresa constantemente hasta 2,26 mil millones de dólares en 2035 con una tasa compuesta anual del 7% de 2026 a 2035.

En los últimos años, el mercado de SOEC ha experimentado un enorme crecimiento. El énfasis a nivel mundial en soluciones energéticas sostenibles y la transición hacia la producción de hidrógeno verde está creando el impulso para el crecimiento en este mercado. SOEC opera a altas temperaturas y emplea capas de electrolitos de óxido cerámico que dividen eficientemente el agua en hidrógeno y oxígeno. Los principales beneficios de la operación a alta temperatura para este método sobre otros, incluidos los electrolizadores de membrana de intercambio de protones (PEM) y membrana de intercambio alcalino (AEM), radican en el empleo de Materiales distintos del grupo del platino como catalizadores y en la producción de hidrógeno de alta pureza.

CRISIS GLOBALES QUE IMPACTAN EL MERCADO DE CÉLULAS DE ELECTRÓLISIS DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

La industria de células de electrólisis de óxido sólido (SOEC) tuvo un efecto positivo debido a la interrupción de la cadena de suministro durante la pandemia de COVID-19

La pandemia hizo muy evidente la urgente necesidad de sistemas energéticos resilientes y sostenibles y aceleró las inversiones en tecnologías de energía limpia.  Esta decisión estratégica no solo desarrolló la infraestructura del hidrógeno sino que también intensificó la competencia mundial en el sector del hidrógeno. Esto convirtió a la pandemia en un facilitador que impulsó la aceptación y el desarrollo de tecnologías SOEC por parte de los países que buscaban sistemas energéticos más ecológicos y fuertes después del desastre. 

ÚLTIMAS TENDENCIAS

Innovación creciente para impulsar el crecimiento del mercado

Las innovaciones hacen que las SOEC funcionen mejor, reducen los costos de producción y reducen el plazo para la producción con mayor viabilidad comercial. En segundo lugar, se ha prestado más atención a la integración de las SOEC con fuentes renovables para producir energía verde.hidrógeno, que está en línea con objetivos de descarbonización globales más amplios. La más importante es la creciente demanda de hidrógeno verde como portador de energía limpia, impulsada por los esfuerzos globales de descarbonización y la transición a vehículos de cero emisiones.

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SEGMENTACIÓN DEL MERCADO DE CÉLULAS DE ELECTRÓLISIS DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

Por tipo

Según el tipo, el mercado global se puede clasificar en plano y tubular.

• Planar: los SOEC planos son el tipo más investigado e implementado debido a su diseño simple, facilidad de fabricación y alta eficiencia en los procesos de electrólisis. Estos SOEC consisten en finas capas de electrolitos intercaladas entre electrodos, formando una estructura compacta y eficiente. Su ventaja clave radica en su capacidad para operar a altas densidades de corriente, lo que los hace adecuados para la producción de hidrógeno a gran escala y la integración con aplicaciones industriales.
   
• Tubular: Los SOEC tubulares se diferencian de sus homólogos planos en términos de diseño estructural, presentando una configuración cilíndrica que mejora la estabilidad mecánica y la resistencia al choque térmico. Estos SOEC exhiben una durabilidad y longevidad superiores, lo que los hace particularmente atractivos para aplicaciones que requieren un funcionamiento continuo a largo plazo. Su estructura robusta minimiza los problemas relacionados con el sellado y la expansión térmica, que son preocupaciones comunes en las SOEC planas.

Por aplicación

Según la aplicación, el mercado global se puede clasificar en almacenamiento industrial y de energía.

• Industrial: una de las principales aplicaciones de la tecnología SOEC es la producción de hidrógeno a gran escala para procesos industriales. Industrias como la producción de amoníaco, la refinación petroquímica y la fabricación de acero requieren grandes cantidades de hidrógeno, que tradicionalmente se obtiene de combustibles fósiles.

• Almacenamiento de energía: la tecnología SOEC desempeña un papel crucial en el almacenamiento de energía y la estabilidad de la red al permitir la conversión del excedente de electricidad en hidrógeno. Las fuentes de energía renovables, como la eólica y la solar, a menudo generan un exceso de electricidad durante los períodos de máxima producción, que puede almacenarse como hidrógeno mediante electrólisis SOEC. Este hidrógeno almacenado se puede utilizar posteriormente en pilas de combustible u otras aplicaciones para generar electricidad cuando sea necesario, abordando eficazmente los problemas de intermitencia en los sistemas de energía renovable.

DINÁMICA DEL MERCADO

La dinámica del mercado incluye factores impulsores y restrictivos, oportunidades y desafíos que indican las condiciones del mercado. 

Factores impulsores

Incrementar la eficiencia para impulsar el mercado

El hidrógeno producido a través de las SOEC se considera cada vez más una alternativa sostenible a los combustibles fósiles, particularmente en sectores difíciles de descarbonizar, como la industria pesada y el transporte. Además de la alta eficiencia eléctrica que supone convertir la electricidad en hidrógeno, las SOEC pueden funcionar con calor industrial residual, lo que les da ventaja. Se mejora el crecimiento del mercado al operar con calor industrial residual, lo que le da ventaja. El crecimiento del mercado se ve reforzado por políticas gubernamentales e incentivos dirigidos a tecnologías de energía limpia, lo que impulsa la inversión en investigación, desarrollo e implementación de SOEC.

Factor de restricción

Las altas temperaturas de funcionamiento podrían impedir el crecimiento del mercado

El mercado de SOEC tiene múltiples factores que amenazan con obstaculizar el crecimiento a pesar de las atractivas perspectivas. Las altas temperaturas de funcionamiento exigen el uso de materiales específicos, que son más caros de producir y tal vez menos duraderos. La tecnología de SOEC aún se encuentra en las primeras etapas y la fabricación a gran escala aún se encuentra en su fase de desarrollo. Esto limita las economías de escala y hace que los costos unitarios sean relativamente más altos.

Oportunidad

Colaboraciones para crear oportunidades para el producto en el mercado.

El cambiante panorama energético ofrece muchas oportunidades para el mercado de SOEC. Con el creciente énfasis en el hidrógeno como componente principal de los futuros sistemas energéticos, se están abriendo oportunidades para aplicaciones SOEC en los sectores de generación de energía, transporte y procesos industriales. Se están fomentando las innovaciones a través de colaboraciones entre instituciones de investigación y actores de la industria, que están generando avances en la tecnología SOEC y reducciones en los costos de producción. Por ejemplo, las asociaciones destinadas a mejorar los procesos de fabricación y ampliar la capacidad de producción están allanando el camino para una adopción más amplia de las SOEC. Las políticas gubernamentales de apoyo y la financiación de proyectos de energía limpia también crean un entorno propicio para el crecimiento del mercado de SOEC.

Desafío

La durabilidad podría ser un desafío potencial para los consumidores

Hay varios desafíos que el mercado de SOEC debe enfrentar antes de alcanzar su verdadero potencial. Se deben abordar los desafíos técnicos relacionados con la durabilidad del material y la integración del sistema para lograr una mayor confiabilidad y longevidad de los sistemas SOEC. El alto gasto de capital inicial asociado con el despliegue de SOEC será un obstáculo para la mayoría de las organizaciones en ausencia de incentivos o subsidios financieros bien establecidos.

Además, el panorama competitivo, con tecnologías alternativas de producción de hidrógeno como los electrolizadores PEM y AEM, requiere innovación continua y esfuerzos de reducción de costos dentro del sector SOEC. El desafío se afrontará mediante los esfuerzos colaborativos de las partes interesadas a lo largo de la cadena de valor, desde investigadores hasta fabricantes, formuladores de políticas y usuarios finales.

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PERSPECTIVAS REGIONALES DEL MERCADO DE CÉLULAS DE ELECTRÓLISIS DE ÓXIDO SÓLIDO (SOEC)

• América del norte

El mercado de las SOEC está en auge en América del Norte, particularmente en el mercado de las SOEC de los Estados Unidos, debido a las fuertes inversiones en tecnologías de energía limpia y a los importantes esfuerzos en materia de emisiones de gases de efecto invernadero. Las iniciativas emprendidas por el gobierno, junto con los programas de financiación sobre producción y utilización de hidrógeno, promueven la adopción de SOEC. Las colaboraciones entre instituciones de investigación y actores de la industria también están contribuyendo a los avances tecnológicos y al establecimiento de proyectos piloto, posicionando a la región como un actor importante en el mercado de SOEC.

• Europa

Europa actualmente lidera el mercado de SOEC y representará aproximadamente el 39,89 % de la cuota de mercado global en 2023. Las estrictas regulaciones ambientales de la región y los ambiciosos objetivos de descarbonización han acelerado la adopción de tecnologías de hidrógeno verde, incluidas las SOEC.
Alemania y el Reino Unido están a la cabeza con un buen número de mercados e inversiones destinadas a ampliar el despliegue de las SOEC.

Para ello es fundamental el entorno político propicio dentro de la Unión Europea, junto con mecanismos de financiación, que impulsen la innovación y la comercialización de las tecnologías SOEC. 

• Asia

El mercado de Celdas de Electrólisis de Óxido Sólido (SOEC) está creciendo constantemente en Aisa, especialmente en países como China, India y Japón. Dado que se trata de países en desarrollo, plantean muchas oportunidades para el mercado. Estos países también tienen una importante participación de mercado de celdas de electrólisis de óxido sólido (SOEC) en la región.

JUGADORES CLAVE DE LA INDUSTRIA

Actores clave de la industria que dan forma al mercado a través de la innovación y la expansión del mercado

El mercado de celdas de electrólisis de óxido sólido está creciendo a un ritmo rápido. Esto se debe en gran medida a la participación activa de importantes actores de la industria para impulsar la innovación y al mismo tiempo ampliar la expansión en el mercado. Están empleando agresivamente tecnologías para acelerar la comercialización de tecnología SOEC a través de alianzas estratégicas y ayuda gubernamental para impulsar la expansión en el mercado.
Están empleando agresivamente tecnologías para acelerar la comercialización de la tecnología SOEC a través de alianzas estratégicas y ayuda gubernamental. Sunfire, por ejemplo, ha desarrollado SOEC de alta temperatura de próxima generación capaces de lograr eficiencias de conversión superiores al 85%, lo que las convierte en una de las tecnologías de electrólisis más eficientes disponibles. Al optimizar los materiales de los electrodos, las composiciones de electrolitos y las configuraciones de las pilas, estas empresas están superando los límites de lo que las SOEC pueden lograr en términos de capacidad de producción de hidrógeno y estabilidad operativa.

La innovación más importante a este respecto es la integración de capacidades de coelectrólisis, donde las SOEC no sólo dividen el agua en hidrógeno y oxígeno, sino que también procesan dióxido de carbono para producir gas de síntesis, una materia prima muy importante para los combustibles sintéticos. Esta innovación ha sido defendida por empresas como Solid Power de Italia y AVL de Austria. Tiene nuevas posibilidades para la producción de combustibles neutros en carbono como alternativa a los procesos industriales convencionales basados ​​en combustibles fósiles.
La empresa está utilizando la automatización y técnicas de fabricación avanzadas para reducir costos y mejorar la escalabilidad.


Colaboraciones estratégicas y apoyo gubernamental. Este creciente reconocimiento del papel del hidrógeno en el logro de la neutralidad de carbono ha generado una mayor financiación y apoyo político para el desarrollo de las SOEC. Los líderes de la industria están aprovechando esta tendencia formando alianzas estratégicas con gobiernos, instituciones de investigación y socios industriales. Sunfire, por ejemplo, ha estado cooperando activamente con el gobierno alemán en iniciativas nacionales de hidrógeno y ha conseguido financiación para seguir desarrollando y comercializando su tecnología SOEC. De manera similar, AVL (Austria) ha colaborado con grandes empresas industriales europeas para integrar las SOEC en proyectos de producción de hidrógeno a gran escala para garantizar la viabilidad de la tecnología a nivel industrial. La Estrategia de Hidrógeno de la Unión Europea ha sido crucial para facilitar estas colaboraciones, proporcionando incentivos financieros y marcos regulatorios que fomentan la inversión en infraestructura de SOEC. Solid Power (Italia) está desarrollando intensamente SOEC optimizados para aplicaciones CCU, brindando a las industrias la oportunidad de producir combustibles sintéticos a partir de las emisiones de CO₂ capturadas. Además, algunas empresas están pasando de la venta de hardware a modelos de negocio "SOEC como servicio", donde las industrias pueden alquilar sistemas SOEC y pagar la producción de hidrógeno como servicio en lugar de invertir por adelantado en costosas infraestructuras. Este modelo, del que fueron pioneros empresas como FuelCell Energy, reduce las barreras de entrada para las industrias que buscan hacer la transición al hidrógeno verde, acelerando aún más la adopción en el mercado.

Los actores clave de la industria están dando forma al mercado de SOEC a través de una innovación incesante, una expansión de la producción a gran escala y asociaciones estratégicas. Mejorar la eficiencia, reducir costos y colaborar con gobiernos y socios industriales acelerará la comercialización de la tecnología SOEC. A medida que la demanda de hidrógeno verde y soluciones de energía sostenible siga creciendo, estos líderes del mercado impulsarán el crecimiento y la adopción de SOEC en todo el mundo.

Se espera que en los próximos años se produzcan nuevas mejoras en la eficiencia, la escalabilidad y la integración con la energía renovable, para convertir a las SOEC en una tecnología clave de la transición global hacia la energía limpia.

Lista de las principales empresas de celdas de electrólisis de óxido sólido (Soec)

• Sunfire (Germany)
• Haldor Topsøe (Denmark)
• Bloom Energy (USA)
• FuelCell Energy (USA)
• AVL (Austria)
• Solid Power (Italy)
• Convion (Finland)
• Mitsubishi Power (Japan)
• Kyocera Corporation (Japan)
• Elcogen (Estonia)

DESARROLLOS CLAVE DE LA INDUSTRIA

Abril de 2024: Mitsubishi Heavy Industry inició las operaciones de su módulo de prueba SOEC de 400 kW en el Parque de Hidrógeno de Takasago. Esta iniciativa representa un paso significativo hacia las tecnologías de producción de hidrógeno de próxima generación, con el objetivo de avanzar en soluciones de hidrógeno para la generación de energía.

Marzo de 2024: Topsoe completó con éxito las pruebas de su módulo SOEC, que consta de 12 pilas en funcionamiento y 1200 celdas, que entregan una potencia total de 350 kW..

COBERTURA DEL INFORME

El estudio tiene en cuenta tanto las tendencias actuales como los puntos de inflexión históricos, proporcionando una comprensión holística de los componentes del mercado e identificando áreas potenciales de crecimiento. A pesar de todos estos desafíos, los avances en la ciencia de los materiales y el diseño de pilas están aumentando el rendimiento y la vida útil de las SOEC planas, lo que ayuda a difundirlas aún más en proyectos de producción de hidrógeno renovable.

SOEC tubulares Los SOEC tubulares se diferencian de los planos en términos de diseño estructural, ya que los tubulares poseen una configuración cilíndrica que mejora su estabilidad mecánica y su resistencia a los choques térmicos. En general, la durabilidad y la vida útil de los SOEC tubulares son mayores y, por lo tanto, son preferibles para usos que requieren operaciones continuas a largo plazo.

Su estructura gruesa reduce los problemas de sellado y expansión térmica, que son los principales inconvenientes de los SOEC planos. Sin embargo, tienen algunos inconvenientes en forma de bajas densidades de energía y mayores costos de fabricación, lo que ha limitado su comercialización a gran escala.