Mercado de electrólisis del agua: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por tipo (electrolizador alcalino, electrolizador de membrana de intercambio de protones (PEM), celda de electrolizador de óxido sólido (SOEC), electrolizadores de membrana de intercambio de aniones (AEM)), por aplicación (industria de refinación, almacenamiento de ene

Descripción general del mercado

El mercado mundial de electrólisis del agua se valoró en 4.42 mil millones de dólares en 2023 y se prevé que proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 4,31 % hasta 2029.

El creciente enfoque en la descarbonización y la transición a sistemas de energía con bajas emisiones de carbono está impulsando la demanda de hidrógeno verde generado a través de la electrólisis del agua. El hidrógeno verde, producido con electricidad renovable, ofrece una alternativa neutra en carbono a los métodos convencionales como el reformado de metano con vapor. Dado que los gobiernos y las industrias de todo el mundo se están fijando ambiciosos objetivos de reducción de carbono y abordando el cambio climático, se prevé que la demanda de hidrógeno verde aumente, impulsando la expansión del mercado mundial de la electrólisis del agua.

Los avances en las tecnologías de electrolizadores y la disminución de los costes de las energías renovables están impulsando la viabilidad comercial de los sistemas de electrólisis del agua. Los fabricantes están invirtiendo en investigación y desarrollo para mejorar la eficiencia, la fiabilidad y la escalabilidad de las tecnologías de electrólisis, haciéndolas más competitivas frente a los procesos tradicionales basados en combustibles fósiles. La disminución de los costes de las fuentes de energía renovables, como la solar y la eólica, está reduciendo los costes generales de producción de hidrógeno mediante electrólisis, lo que estimula aún más el crecimiento del mercado.

Las políticas gubernamentales de apoyo y los incentivos destinados a promover las tecnologías de hidrógeno y energía renovable también están contribuyendo al crecimiento del mercado mundial de la electrólisis del agua. Los gobiernos de todo el mundo están aplicando diversas medidas, como subvenciones, incentivos fiscales y marcos regulatorios, para facilitar el desarrollo y la implantación de sistemas de electrólisis e infraestructuras de hidrógeno verde. Estas políticas están fomentando las inversiones en proyectos de electrólisis y alentando la colaboración entre gobiernos, industrias e instituciones de investigación para acelerar la adopción de la tecnología de electrólisis del agua.

Principales impulsores del mercado

Crecimiento en la industria energética

La rápida expansión de fuentes de energía renovable como la energía eólica y solar es un catalizador principal que impulsa el mercado mundial de la electrólisis del agua. Con naciones de todo el mundo comprometiéndose a objetivos ambiciosos para reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y abordar el cambio climático, el despliegue de tecnologías de energía renovable ha aumentado. La energía eólica y solar, en particular, han experimentado un crecimiento exponencial, impulsado por la disminución de los costos, los avances tecnológicos y las políticas gubernamentales de apoyo.

La electrólisis del agua desempeña un papel fundamental para facilitar la integración de la energía renovable en la red eléctrica. Los electrolizadores pueden aprovechar el excedente de electricidad generada por parques eólicos y solares durante períodos de baja demanda para producir hidrógeno mediante electrólisis. Este hidrógeno verde puede luego almacenarse y utilizarse como un portador de energía limpia para diversas aplicaciones, que abarcan la generación de energía, el transporte y los procesos industriales. A medida que la proporción de energía renovable en la combinación energética sigue aumentando, la demanda de sistemas de electrólisis del agua para producir hidrógeno verde está a punto de dispararse, impulsando la expansión del mercado.

El floreciente sector energético está impulsando inversiones en proyectos de electrólisis y desarrollo de infraestructura. Las empresas eléctricas están invirtiendo cada vez más en instalaciones de electrólisis y plantas de producción de hidrógeno para aprovechar el excedente de energía renovable y facilitar la estabilización de la red. Las asociaciones entre entidades eléctricas, fabricantes de electrolizadores e instituciones de investigación están fomentando la innovación en tecnologías de electrólisis, impulsando la creación de sistemas de electrólisis más eficientes y económicamente viables.

La transición hacia la descarbonización del sector eléctrico está generando nuevas vías para la electrólisis del agua. A medida que las entidades eléctricas apuntan a reducir su huella de carbono y cumplir con estrictas regulaciones ambientales, el hidrógeno generado a través de la electrólisis surge como un sustituto limpio y sostenible para la generación de energía tradicional basada en combustibles fósiles. La creciente adopción del hidrógeno como combustible para la generación de energía, junto con los avances en las tecnologías de electrólisis, está impulsando la expansión del mercado mundial de la electrólisis del agua.

Aumento de los avances tecnológicos

El progreso tecnológico ha impulsado la aparición de tecnologías de electrólisis avanzadas, como la electrólisis con membrana de intercambio de protones (PEM) y las celdas de electrólisis de óxido sólido (SOEC). Estas innovaciones cuentan con una mayor eficiencia energética, tiempos de respuesta más rápidos y una mayor durabilidad en comparación con los métodos de electrólisis alcalina convencionales, lo que las hace más atractivas para el uso comercial. La electrólisis PEM está ganando impulso debido a su capacidad para operar a densidades de corriente elevadas y temperaturas más bajas, lo que resulta en un menor consumo de energía y mayores tasas de producción de hidrógeno.

Las innovaciones en la ciencia y la ingeniería de materiales han producido componentes de electrólisis más resistentes y duraderos, que abarcan catalizadores, membranas y electrodos. Estos avances han alargado la vida útil de los sistemas de electrólisis, reduciendo los gastos de mantenimiento y el tiempo de inactividad, al tiempo que mejoran la confiabilidad general del sistema. Una mayor durabilidad es indispensable para las aplicaciones de electrólisis comercial, donde el funcionamiento ininterrumpido y el mantenimiento mínimo son imperativos.

Los avances tecnológicos han facilitado la integración de los sistemas de electrólisis del agua con fuentes de energía renovables como la solar y la eólica. Estos sistemas ahora pueden adaptar dinámicamente sus operaciones para que coincidan con la producción fluctuante de fuentes de energía renovables, optimizando la utilización de la energía y reforzando la estabilidad de la red. La fusión de la electrólisis del agua con fuentes de energía renovables permite la generación de "hidrógeno verde", caracterizado por una huella de carbono mínima, que puede ayudar a descarbonizar diversos sectores como el transporte, la industria y la generación de energía.

Principales desafíos del mercado

Disponibilidad de energía renovable

Uno de los principales obstáculos relacionados con el uso de energía renovable para la electrólisis del agua radica en la naturaleza intermitente de las fuentes de energía renovable, como la solar y la eólica. A diferencia de las fuentes de energía convencionales, como el carbón o el gas natural, que ofrecen un suministro de electricidad constante y fiable, las fuentes de energía renovable están sujetas a factores externos, como las condiciones meteorológicas y la hora del día. Esta intermitencia puede dar lugar a fluctuaciones en la generación de energía, lo que plantea retos para mantener estables las operaciones de electrólisis y la producción de hidrógeno. Otro reto se deriva de la disparidad entre la disponibilidad de energía renovable y la demanda de hidrógeno. En numerosas regiones, la generación de energía renovable puede superar la demanda en determinados momentos, lo que conduce a una reducción o despilfarro de energía. Puede haber casos en los que el suministro de energía renovable no alcance a satisfacer la demanda, lo que limita la disponibilidad de electricidad limpia para la electrólisis del agua. Lograr un equilibrio entre el suministro de energía renovable y la demanda de hidrógeno para optimizar la utilización de los sistemas de electrólisis presenta un obstáculo logístico y técnico para las partes interesadas en toda la cadena de valor del hidrógeno. La integración de fuentes de energía renovable en las redes eléctricas y la infraestructura existentes introduce más complejidades para el mercado de la electrólisis del agua. La integración de la red requiere la implementación de tecnologías de red inteligente, soluciones de almacenamiento de energía y mecanismos de estabilización de la red para gestionar las fluctuaciones en la producción de energía renovable y garantizar la fiabilidad de la red. La disponibilidad de infraestructura para transportar energía renovable desde los sitios de generación hasta las instalaciones de electrólisis puede ser limitada, en particular en áreas remotas o desatendidas.

Tendencias clave del mercado

Enfoque creciente en el hidrógeno verde

El mercado de la tecnología de electrolizadores está experimentando una rápida evolución, caracterizada por los esfuerzos para aumentar la eficiencia, reducir los costos y mejorar la escalabilidad. Los diseños innovadores como la membrana de intercambio de protones (PEM) y los electrolizadores alcalinos están ganando terreno, en particular por su capacidad para operar de manera efectiva junto con fuentes de energía renovables.

El énfasis creciente en el hidrógeno verde como portador de energía sostenible está preparado para impulsar un crecimiento sustancial en el mercado global de electrólisis del agua en el futuro previsible. Se espera que factores críticos como los avances tecnológicos, las políticas gubernamentales de apoyo, los incentivos del mercado y las iniciativas de colaboración impulsen la expansión del mercado, acelerando el cambio hacia una economía centrada en el hidrógeno.

La fusión de la electrólisis con fuentes de energía renovables, junto con los avances en la infraestructura de almacenamiento y distribución de hidrógeno, reforzarán la viabilidad y la competitividad del hidrógeno verde como alternativa de energía limpia. A medida que el mundo se esfuerza por cumplir objetivos climáticos ambiciosos y hacer la transición a una trayectoria baja en carbono, la importancia del hidrógeno verde y la electrólisis del agua para facilitar la descarbonización y fomentar la sostenibilidad energética será cada vez más indispensable.

Información segmentaria

Información sobre el tipo

Según la categoría del tipo, el electrolizador alcalino surgió como el segmento de más rápido crecimiento en el mercado global de electrólisis del agua en 2023.

Al operar con eficiencias elevadas, los electrolizadores alcalinos se destacan en la conversión de energía eléctrica en hidrógeno mientras minimizan las pérdidas de energía. Esta mayor eficiencia es fundamental para optimizar la utilización de fuentes de energía renovables y facilitar la producción de hidrógeno rentable, lo que hace que los electrolizadores alcalinos sean especialmente atractivos para la generación de hidrógeno verde.

Información sobre la aplicación

Se proyecta que el segmento de energía y almacenamiento de energía experimente un rápido crecimiento durante el período de pronóstico.

En aplicaciones de energía y almacenamiento de energía, la electrólisis del agua ayuda a equilibrar la red y a reducir los picos al absorber el exceso de electricidad durante los períodos de baja demanda o alta generación de energía renovable, y liberarla durante los períodos de alta demanda o baja disponibilidad de energía renovable. La integración de electrolizadores en la infraestructura de la red eléctrica permite el almacenamiento de energía a escala de la red, lo que respalda la estabilidad de la red y mitiga problemas como la congestión de la red, las fluctuaciones de voltaje y la regulación de frecuencia.

Información regional

Europa emergió como el actor dominante en el mercado global de electrólisis del agua en 2023, con la mayor participación de mercado en términos de valor.

La integración de fuentes de energía renovables, como la eólica y la solar, en la cartera energética de Europa ha tenido un éxito notable. Esto ha dado lugar a una amplia disponibilidad de recursos de energía renovable para su utilización en la electrólisis del agua, lo que la convierte en una opción atractiva para la generación de hidrógeno.

Europa se beneficia de un sólido panorama de investigación e innovación centrado en tecnologías de energía limpia, incluida la electrólisis. Las instituciones de investigación, las universidades y las empresas tecnológicas de Europa lideran el desarrollo de tecnologías, materiales y procesos de fabricación de electrólisis de vanguardia. Sus esfuerzos impulsan la innovación y mejoran la competitividad global en el mercado.

Acontecimientos recientes

• En marzo de 2023, HIF Global y Siemens Energy ultimaron un acuerdo que permite a Siemens Energy ampliar su capacidad de fabricación de electrolizadores más allá de sus proyecciones iniciales. Este acuerdo es crucial para los planes de HIF Global de asegurar una amplia capacidad para la planta de combustibles electrónicos de HIF Matagorda. Se proyecta que los electrolizadores tendrán una capacidad combinada de alrededor de 1,8 gigavatios (GW), lo que facilitará la producción de aproximadamente 300.000 toneladas por año (tpy) de hidrógeno verde.

Principales actores del mercado

• Asahi Kasei Corporation          
• Nel ASA
• thyssenkrupp AG
• Cummins Inc.
• Toshiba Energy Systems & Solutions Corporation
• Teledyne Technologies Incorporated
• Suzhou Green Hydrogen Energy Co., Ltd.
• ITM Power PLC
• Clean Power Hydrogen plc
• Plug Power Inc.