Mercado de almacenamiento de energía por gravedad: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por tipo (almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, almacenamiento de energía potencial gravitacional, almacenamiento de energía cinética, sistemas híbridos), por componente (mecánico, eléctrico, sistema de conversión de energía), por aplicación (cambi

Descripción general del mercado

El mercado global de almacenamiento de energía por gravedad se valoró en USD 303,27 millones en 2023 y se prevé que proyecte un crecimiento sólido en el período de pronóstico con una CAGR del 32,22 % hasta 2029.

El mercado de almacenamiento de energía por gravedad involucra tecnologías que almacenan y liberan energía utilizando energía potencial gravitacional. Este enfoque generalmente emplea grandes masas, como bloques de hormigón o pesas de acero, que se elevan a una mayor altura para almacenar energía y luego se dejan descender para liberar la energía almacenada cuando sea necesario. El mercado abarca varios sistemas, incluido el almacenamiento hidroeléctrico bombeado, donde se bombea agua a un depósito elevado y se libera para generar electricidad, y sistemas más nuevos e innovadores que utilizan grúas o cabrestantes para levantar y bajar pesos.

Las principales ventajas del almacenamiento de energía por gravedad incluyen una larga vida útil, un bajo impacto ambiental y la capacidad de proporcionar soluciones de almacenamiento confiables y escalables. Estos sistemas son particularmente adecuados para equilibrar las fluctuaciones de la red, integrar fuentes de energía renovables y respaldar los períodos de máxima demanda. El mercado está impulsado por el aumento de las inversiones en energía renovable, la necesidad de soluciones de almacenamiento de energía eficientes y los avances en la tecnología que mejoran la eficiencia y la escalabilidad de los sistemas basados en la gravedad. A medida que crece la demanda de soluciones de almacenamiento de energía sostenibles y resilientes, se espera que el mercado de almacenamiento de energía por gravedad se expanda, ofreciendo oportunidades prometedoras para la innovación y el desarrollo en la gestión de la energía.

Impulsores clave del mercado

Crecimiento de la demanda de integración de energía renovable

El impulso global hacia las fuentes de energía renovables, como la energía eólica y solar, es un impulsor significativo del mercado de almacenamiento de energía por gravedad. Las fuentes de energía renovable son inherentemente intermitentes, lo que significa que su producción puede fluctuar en función de las condiciones climáticas y la hora del día. Para garantizar un suministro de energía estable y confiable, los sistemas de almacenamiento de energía son esenciales. El almacenamiento de energía por gravedad proporciona una solución viable a este desafío al almacenar el exceso de energía generada durante los períodos de máxima producción y liberarla cuando la producción de energía renovable es baja.

Una de las principales ventajas del almacenamiento de energía por gravedad es su capacidad para almacenar de manera eficiente grandes cantidades de energía durante períodos prolongados. A diferencia de los sistemas de baterías tradicionales, que pueden degradarse con el tiempo y requerir un reemplazo frecuente, los sistemas basados en la gravedad generalmente ofrecen un ciclo de vida más largo y menores costos de mantenimiento. Esto los convierte en una opción rentable y sostenible para integrar la energía renovable en la red.

La disminución de los costos de las tecnologías de energía renovable ha llevado a un aumento de las inversiones en proyectos de energía verde. A medida que se agrega más capacidad de energía renovable a la red, aumenta la necesidad de soluciones de almacenamiento de energía confiables. Los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad, con su escalabilidad y durabilidad, están bien posicionados para satisfacer esta demanda. Los gobiernos y las empresas energéticas reconocen cada vez más el papel del almacenamiento por gravedad en la mejora de la estabilidad de la red y el apoyo a la transición hacia un futuro energético con bajas emisiones de carbono, lo que impulsa aún más el crecimiento del mercado.

Avances e innovaciones tecnológicas

Los avances tecnológicos y las innovaciones en los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad son un factor clave del mercado. Los desarrollos recientes han mejorado la eficiencia, la escalabilidad y la rentabilidad de estos sistemas, haciéndolos más atractivos para los inversores y los proveedores de energía.

Las innovaciones en materiales y diseño han dado lugar a soluciones de almacenamiento de energía por gravedad más robustas y eficientes. Por ejemplo, los avances en los materiales de construcción y las técnicas de ingeniería han mejorado el rendimiento de los sistemas que utilizan pesos de hormigón o acero. Los nuevos diseños, como los sistemas modulares y los mecanismos de elevación avanzados, también han aumentado la flexibilidad y la escalabilidad de las soluciones de almacenamiento de energía por gravedad.

Los esfuerzos de investigación y desarrollo se centran en la integración del almacenamiento de energía por gravedad con otros sistemas y tecnologías energéticas. Por ejemplo, los sistemas híbridos que combinan el almacenamiento por gravedad con otras formas de almacenamiento de energía, como las baterías o el almacenamiento hidroeléctrico bombeado, pueden proporcionar una solución más integral a los desafíos de la gestión energética. Estas innovaciones no solo mejoran la eficiencia del almacenamiento de energía por gravedad, sino que también amplían sus aplicaciones y su potencial de mercado.

A medida que la tecnología continúa avanzando, se espera que el costo de implementación de sistemas de almacenamiento de energía por gravedad disminuya, lo que impulsará aún más el crecimiento del mercado. El desarrollo continuo de nuevos materiales, técnicas de ingeniería y estrategias de integración continuará mejorando el rendimiento y el atractivo del almacenamiento de energía por gravedad, lo que lo convierte en una opción viable para una amplia gama de necesidades de almacenamiento de energía.

Aumento de los requisitos de almacenamiento de energía para la estabilidad de la red

La necesidad de soluciones de almacenamiento de energía para mantener la estabilidad de la red es un factor crítico del mercado de almacenamiento de energía por gravedad. A medida que las redes eléctricas se vuelven más complejas e integran diversas fuentes de energía, la capacidad de gestionar fluctuaciones y garantizar un suministro de energía constante se vuelve cada vez más importante.

Los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad ofrecen una solución a este desafío al proporcionar un medio confiable para equilibrar la oferta y la demanda. Estos sistemas pueden almacenar el exceso de energía durante períodos de baja demanda o alta producción y liberarla durante los períodos de demanda máxima o baja producción. Esta capacidad ayuda a estabilizar la red y evitar cortes o fluctuaciones de energía.

Los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad pueden proporcionar servicios auxiliares a la red, como regulación de frecuencia y soporte de voltaje. Al responder rápidamente a los cambios en las condiciones de la red, estos sistemas ayudan a mantener la estabilidad y confiabilidad del suministro de energía.

La creciente complejidad de las redes eléctricas modernas, junto con la creciente penetración de fuentes de energía renovables, ha aumentado la necesidad de soluciones efectivas de almacenamiento de energía. Los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad, con su larga vida útil, bajo impacto ambiental y capacidad para manejar el almacenamiento de energía a gran escala, son adecuados para cumplir con estos requisitos. A medida que los operadores de la red y los proveedores de energía buscan mejorar la estabilidad y la confiabilidad de la red, se espera que aumente la demanda de soluciones de almacenamiento de energía por gravedad.

Principales desafíos del mercado

Altos costos iniciales de capital

Uno de los principales desafíos que enfrenta el mercado global de almacenamiento de energía por gravedad son los altos costos iniciales de capital asociados con el desarrollo y la implementación de sistemas de almacenamiento de energía basados en la gravedad. Si bien los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad ofrecen beneficios a largo plazo, incluidos bajos costos operativos y de mantenimiento, la inversión inicial requerida para infraestructura y construcción puede ser sustancial.

Los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad a menudo implican proyectos a gran escala que requieren una inversión significativa en materiales, ingeniería y construcción. Por ejemplo, los sistemas que utilizan pesos pesados o bloques de hormigón generalmente necesitan extensas obras civiles e ingeniería estructural para construir la infraestructura necesaria. Además, se deben diseñar e instalar mecanismos de elevación avanzados, como grúas o cabrestantes, lo que aumenta el costo general.

Los altos costos iniciales pueden ser una barrera para muchos adoptantes potenciales, particularmente en regiones o mercados con recursos financieros limitados o donde las soluciones de almacenamiento de energía alternativa son económicamente más viables. Esto es especialmente cierto para los mercados emergentes o los países en desarrollo que pueden tener dificultades para asignar los fondos necesarios para proyectos de almacenamiento de energía a gran escala.

Para superar este desafío, es esencial que las partes interesadas exploren opciones de financiamiento, como asociaciones público-privadas, subsidios gubernamentales y modelos de financiamiento innovadores. Además, los avances tecnológicos y las economías de escala pueden ayudar a reducir los costos de los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad con el tiempo. Sin embargo, abordar los altos costos iniciales de capital sigue siendo un desafío crítico para la adopción generalizada y el crecimiento del mercado de almacenamiento de energía por gravedad.

Limitaciones específicas del sitio

Otro desafío significativo para el mercado de almacenamiento de energía por gravedad es la naturaleza específica del sitio de estos sistemas. Las soluciones de almacenamiento de energía por gravedad a menudo requieren condiciones geográficas y ambientales específicas para ser efectivas y económicamente viables. Esta dependencia del sitio puede limitar las ubicaciones donde se pueden implementar estos sistemas y puede afectar su escalabilidad y flexibilidad generales.

Los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad generalmente necesitan una diferencia de elevación adecuada para funcionar de manera efectiva. Por ejemplo, los sistemas de almacenamiento hidroeléctrico bombeado requieren acceso a un depósito superior e inferior con cambios de elevación significativos. De manera similar, otros sistemas de almacenamiento por gravedad, como los que implican pesos pesados o bloques de hormigón, necesitan ubicaciones apropiadas con suficiente espacio y la topografía adecuada para instalar y operar el sistema. Este requisito específico del sitio puede limitar la implementación de sistemas de almacenamiento por gravedad a regiones que cumplan con estos criterios, lo que podría excluir áreas que carezcan de condiciones geográficas adecuadas.

El impacto ambiental de la construcción de estos sistemas también puede ser un problema. La construcción de infraestructura a gran escala para el almacenamiento de energía por gravedad puede tener implicaciones para los ecosistemas locales, el uso de la tierra y la aceptación de la comunidad. Por ejemplo, la construcción de grandes reservorios o plataformas elevadas puede alterar los hábitats naturales o afectar a las comunidades locales.

Abordar estas limitaciones específicas del sitio implica una cuidadosa selección del sitio, evaluaciones ambientales y, potencialmente, la modificación de los diseños para adaptarse a diferentes condiciones. Además, los avances en tecnología e ingeniería pueden ayudar a mitigar algunas de estas limitaciones, pero la naturaleza inherente específica del sitio de los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad sigue siendo un desafío para su adopción e implementación generalizadas.

Tendencias clave del mercado

Desarrollo de tecnologías avanzadas

El mercado global de almacenamiento de energía por gravedad está experimentando una tendencia hacia el desarrollo y la adopción de tecnologías avanzadas que mejoran la eficiencia y las capacidades de estos sistemas. Las innovaciones tecnológicas están desempeñando un papel crucial a la hora de abordar algunas de las limitaciones y desafíos asociados con el almacenamiento de energía por gravedad, lo que hace que estos sistemas sean más viables y atractivos para diversas aplicaciones.

Los avances recientes incluyen mejoras en materiales, diseño y técnicas de ingeniería. Por ejemplo, se están utilizando nuevos materiales de alta resistencia y métodos de construcción para construir sistemas de almacenamiento por gravedad más robustos y eficientes. Las innovaciones en mecanismos de elevación, como grúas y cabrestantes avanzados, también están mejorando el rendimiento y la escalabilidad de estos sistemas.

Existe un creciente interés en los diseños modulares y escalables que permiten una mayor flexibilidad en la implementación de soluciones de almacenamiento de energía por gravedad. Los sistemas modulares se pueden adaptar a diferentes necesidades de almacenamiento de energía y condiciones del sitio, lo que los hace adecuados para una gama más amplia de aplicaciones. Estos diseños también facilitan una expansión más fácil y rentable a medida que aumentan los requisitos de almacenamiento de energía.

La integración con tecnologías digitales es otra tendencia clave. Los avances en sistemas de control, sensores y análisis de datos están permitiendo un monitoreo y una gestión más precisos de los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad. Estas tecnologías ayudan a optimizar el rendimiento, mejorar la eficiencia y proporcionar información en tiempo real sobre las operaciones del sistema.

Se espera que el desarrollo continuo de tecnologías avanzadas impulse la innovación y el crecimiento en el mercado de almacenamiento de energía por gravedad. A medida que surjan nuevas soluciones, mejorarán las capacidades y el atractivo de los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad, ampliando sus aplicaciones y contribuyendo al avance general de las tecnologías de almacenamiento de energía.

Mayor enfoque en la sostenibilidad y el impacto ambiental

El mercado mundial de almacenamiento de energía por gravedad está siendo testigo de un enfoque creciente en la sostenibilidad y el impacto ambiental. A medida que las preocupaciones sobre el cambio climático y la degradación ambiental se vuelven más apremiantes, existe un énfasis cada vez mayor en la adopción de soluciones de almacenamiento de energía que se alineen con los objetivos de sostenibilidad y tengan una huella ambiental mínima.

Los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad son inherentemente más respetuosos con el medio ambiente en comparación con otras tecnologías de almacenamiento. No involucran productos químicos o materiales dañinos, y su funcionamiento se basa en procesos mecánicos en lugar de reacciones químicas. Esto los convierte en una opción más sostenible para el almacenamiento de energía a gran escala.

El uso de almacenamiento de energía por gravedad puede contribuir a reducir la dependencia de los combustibles fósiles y disminuir las emisiones de gases de efecto invernadero. Al proporcionar un medio para almacenar el exceso de energía renovable y liberarla cuando sea necesario, el almacenamiento por gravedad ayuda a integrar más energía renovable en la red y respalda la transición a un sistema energético con bajas emisiones de carbono.

En respuesta a las crecientes preocupaciones ambientales, muchas partes interesadas en el sector energético están priorizando la sostenibilidad en sus estrategias de almacenamiento de energía. Esto incluye evaluar el impacto ambiental de las tecnologías de almacenamiento de energía, adoptar las mejores prácticas para la selección y construcción del sitio y explorar formas de minimizar la huella ecológica de los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad.

Existe una tendencia a incorporar principios de economía circular en el diseño y funcionamiento de los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad. Esto implica utilizar materiales sostenibles, reducir los desechos y diseñar sistemas para la longevidad y la reciclabilidad. Estos enfoques se alinean con objetivos de sostenibilidad más amplios y ayudan a mejorar las credenciales ambientales del almacenamiento de energía por gravedad.

Se espera que el mayor enfoque en la sostenibilidad y el impacto ambiental impulse la adopción de sistemas de almacenamiento de energía por gravedad y dé forma al futuro del mercado. A medida que crece la demanda de soluciones energéticas ecológicas, el almacenamiento de energía por gravedad seguirá siendo un actor clave en el camino hacia un futuro energético más sostenible.

Información segmentaria

Información por tipo

El segmento de almacenamiento hidroeléctrico por bombeo tuvo la mayor participación de mercado en 2023. El almacenamiento hidroeléctrico por bombeo es la forma más madura y ampliamente implementada de almacenamiento de energía por gravedad. La tecnología se utiliza desde la década de 1920 y ofrece un historial probado de almacenamiento de energía a gran escala. Su fiabilidad y eficiencia operativas han quedado bien documentadas durante décadas de uso.

Los sistemas de almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo se pueden ampliar para satisfacer necesidades sustanciales de almacenamiento de energía. Las instalaciones a gran escala, como aquellas con capacidades superiores a los 1000 megavatios, demuestran la capacidad de la tecnología para manejar demandas energéticas significativas. Esta escalabilidad hace que la energía hidroeléctrica por bombeo sea una opción atractiva para los operadores de la red que necesitan equilibrar grandes volúmenes de energía.

La tecnología se destaca por brindar estabilidad y flexibilidad a la red. Al almacenar el exceso de energía durante períodos de baja demanda y liberarla durante la demanda máxima, el almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo ayuda a suavizar las fluctuaciones y mantener un suministro de energía constante. Su capacidad para responder rápidamente a los cambios en la demanda de electricidad lo hace invaluable para la gestión de la red.

Los sistemas de almacenamiento de energía hidroeléctrica por bombeo tienen una vida útil operativa prolongada, que a menudo supera los 50 años. También se benefician de costos de operación y mantenimiento relativamente bajos en comparación con otras tecnologías de almacenamiento de energía. La degradación mínima a lo largo del tiempo y los menores gastos continuos contribuyen a su viabilidad económica.

La infraestructura para el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo está bien establecida, con numerosas instalaciones en todo el mundo. Esta infraestructura existente respalda las inversiones y expansiones en curso, lo que refuerza su dominio del mercado.

Perspectivas regionales

La región de América del Norte tuvo la mayor participación de mercado en 2023. América del Norte, en particular Estados Unidos y Canadá, se beneficia de una infraestructura bien establecida y capacidades tecnológicas avanzadas. La región tiene un historial de inversión e implementación de sistemas de almacenamiento de energía a gran escala, incluido el almacenamiento hidroeléctrico por bombeo, que sigue siendo un componente importante del almacenamiento de energía por gravedad. La infraestructura existente para estos sistemas proporciona una base sólida para integrar tecnologías más nuevas basadas en la gravedad y expandir su implementación.

La región es líder en investigación y desarrollo energético, con importantes inversiones de los sectores público y privado. Esto incluye financiamiento para soluciones y tecnologías innovadoras de almacenamiento de energía. Las empresas e instituciones de investigación de América del Norte están a la vanguardia del desarrollo y la comercialización de sistemas avanzados de almacenamiento de energía por gravedad, lo que contribuye al dominio del mercado de la región. Además, la presencia de importantes empresas energéticas y empresas emergentes centradas en tecnologías de almacenamiento de energía impulsa aún más la innovación y el crecimiento del mercado.

América del Norte se beneficia de marcos regulatorios y políticas de apoyo que promueven el desarrollo y la integración de tecnologías de almacenamiento de energía. Los incentivos gubernamentales, los subsidios y los mandatos de energía renovable crean un entorno favorable para los proyectos de almacenamiento de energía por gravedad. El énfasis en la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero y la mejora de la estabilidad de la red se alinea con las capacidades de los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad, lo que los convierte en una solución atractiva para cumplir con los objetivos energéticos regionales.

A medida que América del Norte aumenta su capacidad de energía renovable, existe una mayor demanda de soluciones de almacenamiento de energía confiables y escalables para gestionar la intermitencia de las energías renovables. Los sistemas de almacenamiento de energía por gravedad ofrecen una solución viable para equilibrar la oferta y la demanda, lo que contribuye a su adopción generalizada en la región.

Acontecimientos recientes

• En junio de 2024, la India Energy Storage Alliance (IESA) organizó su conferencia y exposición internacional anual, India Energy Storage Week (IESW), en Nueva Delhi. El evento atrajo la participación de más de 150 socios y expositores clave, junto con la representación de más de 1000 empresas. En la IESW 2024, VFlowTech, con sede en Singapur, presentó su mayor planta de fabricación de baterías sin litio en Palwal, Haryana. Esta nueva instalación está dedicada a producir los avanzados sistemas de baterías de flujo redox de vanadio (VRFB) de VFlowTech, que atienden aplicaciones tanto de kWh como de MWh. Este desarrollo representa un avance significativo en la estrategia de crecimiento de VFlowTech y su compromiso con las soluciones de almacenamiento de energía de larga duración.
• En abril de 2024, en la 12.ª Conferencia y exposición internacional de almacenamiento de energía (ESIE), Sineng Electric presentó su última innovación en almacenamiento de energíael PCS central de 1250 kW de próxima generación. Este lanzamiento representa un avance notable en la tecnología de almacenamiento de energía y destaca la dedicación continua de Sineng Electric a la innovación y la excelencia en la fabricación.
• En julio de 2024, Peak Energy, un líder con sede en EE. UU. en soluciones de almacenamiento de energía a escala giga para la red, lanzó la producción a gran escala de su tecnología de baterías de iones de sodio luego de una exitosa ronda de financiación de Serie A de USD 55 millones. La financiación fue encabezada por Xora Innovation y apoyada por Eclipse, TDK Ventures, Lachy Groom, Tishman Speyer, TechEnergy Ventures, Doral Energy-Tech Ventures y DETV-Scania Invest.

Actores clave del mercado

• Energy Vault Holdings, Inc.
• Highview Enterprises Ltd
• Egan Legacy Partners
• VFlowTech Pte Ltd
• PowerVault
• ThorCon DMCC
• Epsilon Energy Ltd
• Energía marina orbital