El valor del mercado global de pilas de combustible fue de 11.070 millones de dólares en 2022 y se prevé que alcance los 108.100 millones de dólares en 2031. Además, el mercado global de pilas de combustible crecerá a una tasa de crecimiento anual compuesta (CAGR) del 27,4 % durante el período de pronóstico de 2023 a 2031.  

Una pila de combustible electroquímica consta de un combustible (generalmente hidrógeno) y un agente oxidante (normalmente oxígeno) que se combinan para generar electricidad mediante un par de reacciones redox. La reacción química en las pilas de combustible requiere un suministro continuo de combustible y oxígeno (generalmente de aire fresco). Sin embargo, en una batería, la energía química proviene de metales y sus iones u óxidos, que ya están presentes en la pila, excepto en las baterías de flujo. El uso de combustible y oxígeno permite que las pilas de combustible produzcan electricidad de forma continua.

Tipos de pilas de combustible 

Existen varios tipos de pilas de combustible. Las principales clasificaciones son las siguientes:

Pilas de Combustible de Óxido Sólido: El electrolito de las pilas de combustible de óxido sólido (SOFC) es un compuesto cerámico resistente y no poroso. Las SOFC tienen una eficiencia de conversión de combustible en electricidad de aproximadamente el 60 %. La eficiencia total del combustible puede superar el 85 % cuando se captura y utiliza el calor residual (cogeneración).

Una SOFC puede operar a temperaturas de hasta 1830 °F (1830 °C). Dado que no se requiere un catalizador de metal precioso para el proceso de alta temperatura, el costo del proceso es menor. 

Pila de combustible de ácido fosfórico: Las pilas de combustible de ácido fosfórico (PAC, por sus siglas en inglés) utilizan ácido fosfórico líquido como electrolito (los residuos ácidos dentro de una matriz de carburo de silicio unida con teflón) y electrodos de carbono poroso que contienen catalizadores de platino. 

La pila de combustible PAFC utiliza pilas de combustible para generar energía para aplicaciones estacionarias, pero algunas pilas de combustible pueden proporcionar energía para vehículos grandes como los autobuses urbanos.

Pila de combustible alcalina: Las pilas de combustible alcalinas (AFC) fueron el primer tipo de pila de combustible y las primeras capaces de generar energía eléctrica y agua para naves espaciales. Sus electrodos y cátodo están fabricados con metales no preciosos y no utilizan una solución de metal precioso como electrolito. En los últimos años, el uso de membranas poliméricas como electrolitos en las AFC ha aumentado. Estas pilas de combustible son similares a las pilas de combustible PEM convencionales, con la diferencia de que utilizan una membrana alcalina en lugar de una ácida.

Pila de combustible de membrana de intercambio de protones:

La celda de combustible de membrana de intercambio de protones también se conoce como membrana electrolítica polimérica. Estas celdas de combustible presentan una alta densidad de potencia y son ligeras y volumétricas en comparación con otros tipos. El electrolito consiste en un polímero sólido y los electrodos contienen carbono poroso con un catalizador de platino. Funcionan únicamente con hidrógeno, oxígeno del aire y agua. Normalmente, producen hidrógeno a partir de tanques de almacenamiento o reformadores.

Dinámica del mercado mundial de pilas de combustible

Factores clave:  El creciente mercado de dispositivos portátiles, las regulaciones gubernamentales para reducir la contaminación y la mayor eficiencia de las pilas de combustible son los principales impulsores de este mercado. En los próximos años, aumentará la concienciación sobre las pilas de combustible, lo que tendrá un mayor impacto en su desarrollo. 

Limitaciones: Los mercados e industrias de pilas de combustible se enfrentan a diversos obstáculos, como el alto coste del catalizador, que se traduce en un mayor precio de las pilas de combustible, y la falta de infraestructura para este tipo de pilas. Se prevé que el coste de una pila de combustible disminuya en los próximos años gracias a los avances tecnológicos.

Desafíos: Es probable que la integración de tecnologías inalámbricas de alta eficiencia en las innovaciones recientes llegue a un público más amplio. Diversas empresas ofrecen productos innovadores en el mercado. En el futuro, la competencia se intensificará gracias a tecnologías como los nuevos tipos de pilas de combustible.

Crecimiento: Las pilas de combustible tienen un potencial de desarrollo considerable a escala global. A pesar de su madurez, es probable que el mercado contribuya significativamente a la economía mundial en los próximos seis años. 

Impacto del Covid-19 en el mercado mundial de combustibles

La Agencia Internacional de la Energía informa que la crisis de la COVID-19 ha afectado significativamente la incorporación de capacidad de energía renovable. La combinación de la recesión mundial provocada por la COVID-19 y las investigaciones de la AIE pronostica una disminución de las nuevas instalaciones de energía renovable a nivel mundial en 2020 debido a la disminución prevista de las mismas. 

Este brote afectará las cadenas de suministro globales de tecnologías basadas en hidrógeno, para las cuales es necesaria una cadena de suministro coordinada y una cantidad significativa de capital. 

La AIE señala que la demanda actual de hidrógeno de las refinerías de petróleo, las siderúrgicas y las empresas químicas se verá afectada por el brote de COVID-19. Un informe de la AIE proyecta reducciones del 9 % en el consumo de gasolina, del 6 % en el de diésel y del 26 % en el de combustible para aviones para 2020, así como disminuciones del 7 % en la demanda de productos químicos clave producidos a partir del hidrógeno (como el metanol). 

Análisis regional del mercado mundial de pilas de combustible

Durante el período de pronóstico 2021-2028, Asia-Pacífico será el mercado más grande, ya que habrá una gran demanda de nuevos vehículos propulsados ​​por pilas de combustible en la región. Además, el aumento de la producción de energía a partir de fuentes más limpias probablemente impulsará los avances en el mercado de la tecnología de pilas de combustible en la zona. 

Actores clave en el mercado mundial de pilas de combustible

Varios competidores destacados en el mercado mundial de pilas de combustible son:

• Sfc Energía
• Plug Power Inc.
• Sistemas de energía de protones Plc
• Tecnologías unidas
• Itm Power Plc
• Afc Energía Plc
• Sistemas de energía Ballard Inc.
• Energía de celdas de combustible Inc.
• Hidrogenia
• Fuji Electric India Pvt Ltd.
• Otros

Desarrollos clave en el campo del mercado global de pilas de combustible

• En 2021, FC move-HD+ es el último módulo de potencia de servicio pesado de Ballard, diseñado para autobuses y camiones medianos y pesados, y representa la octava generación del producto de la compañía.
• En octubre de 2019, Ballard Power firmó un contrato con BEHALA, empresa berlinesa, para el suministro de tres módulos de pilas de combustible FCveloCity de 100 kilovatios (kW). Las pilas de combustible se utilizarán en Elektra para producir embarcaciones de empuje de cero emisiones. Además de transportar mercancías entre Berlín y Hamburgo, la embarcación también transportará personas.
• En octubre de 2019, SFC Energy cerró un acuerdo con Aurorahut, una empresa energética finlandesa. AuroraHut utilizará la pila de combustible EFOY en sus nuevas casas flotantes iglú para todo tipo de clima, para ofrecer vacaciones altamente personalizadas. Las pilas de combustible proporcionan una fuente de energía silenciosa, ecológica y totalmente automática para cada iglú.
• En marzo de 2019, The Plug Power introdujo una pila de combustible de hidrógeno en su gama de productos. El motor ProGen de 30 kW es una solución rentable para los vehículos eléctricos (VE) actuales, que ofrece alta utilización, autonomía prolongada, rendimiento fiable en entornos hostiles, repostaje rápido y cero emisiones. Los productos líderes de ProGen facilitan a los fabricantes de equipos originales (OEM) la adopción de la energía sostenible de las pilas de combustible.

Análisis de segmentos del mercado de pilas de combustible

La segmentación del mercado global de pilas de combustible consta de tipo, aplicación y región.

Segmentación basada en tipo

• Pila de combustible de óxido sólido
• Celda de combustible de membrana de intercambio de protones
• Pilas de combustible de carbonato fundido (Mcfc)
• Pila de combustible de ácido fosfórico (Pafc)
• Otros
  • Pilas de combustible de metanol directo (Dmfc)
  • Pilas de combustible alcalinas (Afc)
  • Pilas de combustible de carbono directo (Dcfc)

Segmentación basada en la aplicación

• Portátil
• Estacionario
• Transporte

Segmentación basada en región

América del norte

• Estados Unidos.
• Canadá
• México

Europa

• Europa Occidental
  • El Reino Unido
  • Alemania
  • Francia
  • Italia
  • España
  • Resto de Europa Occidental
• Europa Oriental
  • Polonia
  • Rusia
  • Resto de Europa del Este

Asia Pacífico

• Porcelana
• India
• Japón
• Australia y Nueva Zelanda
• ASEAN
• Resto de Asia Pacífico

Oriente Medio y África (MEA)

• Emiratos Árabes Unidos
• Arabia Saudita
• Sudáfrica
• Resto de MEA

Sudamerica

• Brasil
• Argentina
• Resto de Sudamérica