Mercado de turbinas de gas aeroderivadas: tamaño de la industria global, participación, tendencias, oportunidades y pronóstico, segmentado por capacidad (hasta 500 kW, 500 kW a 1 MW, 1 MW a 30 MW, más de 30 M), por tecnología (ciclo abierto, ciclo combinado), por aplicación (plantas de energía, plantas de proceso, aviación, marina), por región y por competencia 2018-2028

Descripción general del mercado

El mercado global de turbinas de gas aeroderivadas es un componente dinámico y vital de los sectores más amplios de la energía y la aviación. Las turbinas de gas aeroderivadas son un tipo versátil de motor de turbina de gas conocido por su adaptabilidad, altas relaciones potencia-peso y capacidades de respuesta rápida. Encuentran aplicación en una amplia gama de industrias, incluida la generación de energía, la aviación, los procesos industriales y la propulsión marina.

Uno de los factores impulsores clave detrás del dominio de las turbinas de gas aeroderivadas es su papel fundamental en el sector de generación de energía. Estas turbinas se implementan en plantas de energía en todo el mundo, tanto en configuraciones de ciclo abierto como de ciclo combinado. Las turbinas de ciclo abierto son las preferidas para las plantas de energía de pico, ofreciendo una respuesta rápida a la demanda fluctuante de electricidad. Las plantas de energía de ciclo combinado, por otro lado, operan de manera continua y eficiente, satisfaciendo las necesidades de generación de energía de carga base. Su eficiencia y menor impacto ambiental las han hecho cada vez más atractivas a medida que los mercados energéticos globales hacen la transición hacia soluciones más limpias y sostenibles.

Además del sector de generación de energía, las turbinas de gas aeroderivadas desempeñan un papel esencial en la aviación. Impulsan varios tipos de aeronaves, incluidos jets regionales, jets comerciales, aviones de transporte militar y helicópteros. La industria de la aviación depende de estas turbinas por su diseño liviano, alto rendimiento de empuje y capacidad para funcionar de manera confiable en condiciones variables.

Además, el sector marino se beneficia del tamaño compacto y la eficiencia de las turbinas de gas aeroderivadas, utilizándolas para buques de guerra, buques de pasajeros rápidos y transbordadores. Su rápida aceleración y adaptabilidad a los requisitos operativos cambiantes las convierten en una opción preferida para los sistemas de propulsión marina.

Impulsores clave del mercado

Esfuerzos de transición energética y descarbonización

Uno de los principales impulsores del mercado de turbinas de gas aeroderivadas es el impulso global por la transición energética y la descarbonización. Los gobiernos y las industrias de todo el mundo se centran cada vez más en reducir las emisiones de carbono y en realizar la transición a fuentes de energía más limpias. Las turbinas de gas aeroderivadas desempeñan un papel fundamental en esta transición al proporcionar soluciones de generación de energía eficientes y flexibles. Su capacidad para aumentar o disminuir rápidamente su producción las hace ideales para integrar fuentes de energía renovables como la eólica y la solar en la red y garantizar su estabilidad.

Creciente demanda de energía distribuida

La demanda de generación de energía distribuida está en aumento, impulsada por factores como la confiabilidad de la red, la seguridad energética y la necesidad de un suministro de energía ininterrumpido en áreas remotas. Las turbinas de gas aeroderivadas son adecuadas para aplicaciones de energía distribuida debido a su tamaño compacto, movilidad y capacidades de arranque rápido. Se utilizan comúnmente en sistemas de cogeneración (CHP), microrredes e instalaciones industriales, satisfaciendo la necesidad de generación de energía localizada y confiable.

Expansión de los sectores industrial y manufacturero

Los sectores industrial y manufacturero son los principales consumidores de turbinas de gas aeroderivadas. A medida que estos sectores continúan expandiéndose globalmente, la demanda de soluciones de generación de energía confiables y eficientes crece a la par. Las turbinas de gas aeroderivadas se utilizan en varios procesos industriales, incluida la producción de acero, la fabricación de productos químicos y el procesamiento de alimentos. Su capacidad para proporcionar tanto electricidad como calor de proceso las convierte en componentes esenciales en estas industrias de uso intensivo de energía.

Flexibilidad y estabilidad de la red

La flexibilidad y la estabilidad de la red que brindan las turbinas de gas aeroderivadas son impulsores cruciales para su crecimiento en el mercado. Con la creciente integración de fuentes de energía renovables intermitentes como la eólica y la solar, la capacidad de equilibrar la oferta y la demanda de energía se vuelve primordial. Las turbinas de gas aeroderivadas pueden responder rápidamente a las fluctuaciones en la demanda de electricidad, lo que ayuda a mantener la estabilidad de la red. A menudo se utilizan para aplicaciones de potencia máxima y de seguimiento de carga, lo que garantiza un suministro de electricidad confiable incluso durante períodos de alta demanda.

Avances tecnológicos

Los avances tecnológicos en curso están impulsando la adopción de turbinas de gas aeroderivadas. Los fabricantes de turbinas están invirtiendo en investigación y desarrollo para mejorar la eficiencia, la confiabilidad y el desempeño ambiental de sus productos. Los avances en materiales, tecnología de combustión y sistemas de control han dado como resultado turbinas más eficientes y de combustión más limpia. Además, la integración de tecnologías digitales, como el análisis de datos y el mantenimiento predictivo, mejora el rendimiento de las turbinas y reduce el tiempo de inactividad, lo que aumenta aún más su atractivo para los usuarios finales.

Disponibilidad e infraestructura de gas natural

La disponibilidad de gas natural, una fuente de combustible principal para las turbinas de gas aeroderivadas, es un impulsor crítico para el crecimiento del mercado. Las regiones con abundantes reservas de gas natural, como Estados Unidos, han experimentado una importante expansión de las instalaciones de turbinas de gas. Además, el desarrollo de la infraestructura de gas natural, incluidos los gasoductos y las terminales de gas natural licuado (GNL), facilita el transporte y el suministro de esta fuente de combustible a las instalaciones de generación de energía.

Principales desafíos del mercado

Regulaciones ambientales y cumplimiento de las emisiones

Uno de los principales desafíos que enfrenta el mercado de turbinas de gas aeroderivadas es el panorama en constante evolución de las regulaciones ambientales y el cumplimiento de las emisiones. Los gobiernos de todo el mundo están imponiendo estándares de emisiones cada vez más estrictos para combatir el cambio climático y reducir la contaminación del aire. Las turbinas de gas aeroderivadas deben cumplir con estrictos límites de emisiones de óxidos de nitrógeno (NOx), monóxido de carbono (CO) y material particulado (PM). Para alcanzar estos estándares se requieren importantes inversiones en investigación y desarrollo de tecnologías de reducción de emisiones, como sistemas de combustión pobre y convertidores catalíticos avanzados.

Integración de energía renovable intermitente

La creciente adopción de fuentes de energía renovable intermitentes, como la energía eólica y solar, presenta un desafío para las turbinas de gas aeroderivadas. Estas turbinas a menudo sirven como fuentes de energía de respaldo o de pico, proporcionando electricidad cuando la generación de energía renovable es insuficiente. Sin embargo, la gestión de la naturaleza intermitente de las energías renovables y la transición sin problemas entre fuentes de energía manteniendo la estabilidad de la red puede ser compleja. Los fabricantes de turbinas deben desarrollar sistemas de control avanzados y soluciones de integración en la red para abordar estos desafíos de manera efectiva.

Competencia de otras fuentes de energía

Las turbinas de gas aeroderivadas se enfrentan a la competencia de varias otras fuentes de energía, incluidas las centrales eléctricas tradicionales de carbón y nucleares, así como tecnologías emergentes como los sistemas de almacenamiento de energía y las celdas de combustible. Los costos decrecientes de la energía renovable y las soluciones de almacenamiento de energía, junto con los incentivos gubernamentales, están impulsando la adopción de métodos alternativos de generación de energía. Los fabricantes de turbinas deben innovar continuamente y mejorar la eficiencia y la rentabilidad de sus productos para seguir siendo competitivos en este panorama en evolución.

Volatilidad de los precios del gas natural

El mercado de turbinas de gas aeroderivadas depende en gran medida de la disponibilidad y el precio del gas natural, una fuente de combustible primaria. La volatilidad de los precios del gas natural puede plantear desafíos importantes tanto para los fabricantes como para los usuarios finales. Los operadores de turbinas deben lidiar con fluctuaciones en los costos operativos, lo que afecta la rentabilidad de la generación de energía con turbinas de gas. Para mitigar este desafío, los fabricantes están desarrollando turbinas con mayor flexibilidad de combustible, lo que permite el uso de combustibles alternativos y reduce la dependencia del gas natural.

Infraestructura envejecida y costos de mantenimiento

Muchas turbinas de gas aeroderivadas han estado en funcionamiento durante décadas, lo que genera infraestructura envejecida y desafíos de mantenimiento. A medida que las turbinas envejecen, requieren un mantenimiento más frecuente, que puede ser costoso y generar tiempo de inactividad. Los fabricantes y operadores deben invertir en programas de modernización y renovación para extender la vida útil de las turbinas existentes y mejorar su eficiencia. Además, encontrar personal calificado para realizar tareas de mantenimiento y reparaciones puede ser un desafío en algunas regiones.

Tendencias clave del mercado

Transición a fuentes de energía más limpias

El mercado mundial de turbinas de gas aeroderivadas está siendo testigo de una notable tendencia hacia la adopción de fuentes de energía más limpias. A medida que los países y las industrias se esfuerzan por reducir su huella de carbono y cumplir con las estrictas regulaciones ambientales, las turbinas de gas aeroderivadas se utilizan cada vez más en plantas de energía de ciclo combinado y sistemas de cogeneración. Estas turbinas son adecuadas para aplicaciones que requieren alta eficiencia y capacidades rápidas de seguimiento de carga, lo que permite una transición más suave de los combustibles fósiles a gas natural más limpio y fuentes de energía renovables como el biogás y el hidrógeno.

Generación de energía descentralizada

Una tendencia creciente en el mercado de turbinas de gas aeroderivadas es el cambio hacia la generación de energía descentralizada. Las turbinas aeroderivadas son las preferidas para proyectos de energía distribuida debido a su tamaño compacto, movilidad y capacidades de arranque rápido. Se utilizan comúnmente en ubicaciones remotas, instalaciones industriales y configuraciones de microrredes. Esta tendencia se alinea con la creciente necesidad de un suministro de energía confiable en áreas con conectividad de red limitada, asegurando operaciones ininterrumpidas y reduciendo la dependencia de plantas de energía centralizadas.

Digitalización e integración de IoT

La integración de tecnologías digitales e Internet de las cosas (IoT) está transformando el mercado de turbinas de gas aeroderivadas. Los fabricantes de turbinas están incorporando sensores avanzados y herramientas de análisis de datos en sus productos para mejorar el monitoreo del rendimiento, el mantenimiento predictivo y la eficiencia operativa general. Los datos en tiempo real de las turbinas de gas se recopilan y analizan para optimizar los procesos de combustión, reducir el tiempo de inactividad y extender la vida útil de estos activos críticos. Esta tendencia no solo mejora el rendimiento de la turbina, sino que también reduce los costos operativos.

Compatibilidad del hidrógeno

El hidrógeno está ganando prominencia como portador de energía limpia, y el mercado de turbinas de gas aeroderivadas se está adaptando para dar cabida a esta tendencia. Los fabricantes de turbinas están desarrollando modelos compatibles con hidrógeno que pueden funcionar con una mezcla de gas natural e hidrógeno, o incluso hidrógeno puro, sin comprometer la eficiencia ni los estándares de emisiones. Esto hace que las turbinas de gas aeroderivadas sean un componente vital en la transición a una economía energética basada en el hidrógeno, especialmente en industrias como la fabricación de productos químicos y la generación de energía.

Expansión global y entrada al mercado

La expansión del mercado y la entrada en las economías emergentes son tendencias clave en el mercado de turbinas de gas aeroderivadas. A medida que los países en desarrollo buscan reforzar sus capacidades de generación de energía y sus capacidades industriales, existe una creciente demanda de soluciones energéticas flexibles y eficientes. Las turbinas de gas aeroderivadas son adecuadas para tales escenarios, lo que lleva a un aumento de las asociaciones y colaboraciones internacionales. Los fabricantes de turbinas están estableciendo una presencia global más fuerte, ofreciendo soporte y servicios localizados para satisfacer las necesidades específicas de diversos mercados.

Información segmentaria

Información sobre capacidad

Segmento de hasta 500 kW

El segmento de capacidad de 500 kW a 1 MW representa una parte significativa del mercado de turbinas de gas aeroderivadas. Las turbinas en este rango se utilizan a menudo para instalaciones comerciales e industriales más grandes, incluidos hospitales, universidades y plantas de fabricación. Se valoran por su capacidad de proporcionar tanto electricidad como energía térmica, lo que las hace eficientes para aplicaciones de calor y energía combinados (CHP). Además, desempeñan un papel crucial en el soporte de la red, particularmente en regiones con fuentes de energía renovables intermitentes. Su capacidad media las hace adecuadas para el seguimiento de la carga y la generación de energía en picos, lo que contribuye a la estabilidad de la red.

Información tecnológica

Segmento de ciclo abierto

La tecnología de ciclo abierto se favorece en aplicaciones que requieren una respuesta rápida y flexibilidad, como las plantas de energía en picos y el soporte de la red. Por otro lado, la tecnología de ciclo combinado se destaca en aplicaciones que exigen una alta eficiencia energética y un funcionamiento continuo, como la generación de energía a gran escala y los procesos industriales.

La tecnología de ciclo combinado es generalmente más eficiente energéticamente debido a su utilización del calor residual. Esta ventaja de eficiencia la hace atractiva para las centrales eléctricas que se esfuerzan por reducir los costos operativos y los impactos ambientales.

Perspectivas regionales

América del Norte domina el mercado mundial de turbinas de gas aeroderivadas en 2022. América del Norte, en particular Estados Unidos, ha estado a la vanguardia de la innovación tecnológica y los esfuerzos de investigación y desarrollo (I+D) en la industria de las turbinas de gas. Los principales fabricantes de turbinas y las empresas aeroespaciales con sede en la región han invertido constantemente en el desarrollo de tecnologías de turbinas de gas aeroderivadas de vanguardia. Este compromiso con la innovación ha dado como resultado la producción de turbinas de gas de alta eficiencia, respetuosas con el medio ambiente y confiables que atienden una amplia gama de aplicaciones.

América del Norte cuenta con una infraestructura energética sólida y extensa, que incluye una red de suministro de gas natural bien desarrollada. Esta infraestructura facilita la disponibilidad y el transporte de gas natural, una fuente de combustible primaria para turbinas de gas aeroderivadas. Las abundantes reservas de gas natural de la región, junto con una cadena de suministro bien establecida, han hecho de las turbinas de gas una opción atractiva para la generación de energía.

El entorno regulatorio en América del Norte ha sido propicio para el crecimiento del mercado de turbinas de gas aeroderivadas. Las políticas e incentivos que promueven la energía limpia, la estabilidad de la red y la integración de fuentes de energía renovables han alentado el despliegue de turbinas de gas, que pueden responder rápidamente a los cambios en la demanda de electricidad. Incentivos como los créditos fiscales para proyectos de cogeneración (CHP) también han impulsado la adopción en los sectores industrial y comercial.

América del Norte experimenta una demanda de energía constantemente alta en varios sectores, incluidos la fabricación, el comercio y el residencial. Esta diversidad de la demanda ha dado lugar a aplicaciones generalizadas de turbinas de gas aeroderivadas, desde plantas de energía de pico hasta generación de energía distribuida en industrias como el petróleo y el gas, la aviación y la atención médica.

Desarrollos recientes

• En mayo de 2022, Capstone Green Energy Corporation anunció a Cal Microturbine como su distribuidor oficial para California, Hawái, Oregón, Washington y Nevada, y que ha conseguido seis pedidos de microturbinas C65 en todo el estado de California. Estas 16 unidades de microturbinas se instalarán para clientes de las industrias del petróleo y el gas, la hostelería y la agricultura. Se prevé que los sistemas entren en funcionamiento a principios de 2030.
• En abril de 2022, General Electric consiguió un pedido de un grupo de seis soluciones de energía LM2500XPRESS de Taiwan Power Company para el proyecto de renovación de la central eléctrica de Tung Hsiao de la empresa. Esta solución de paquete de energía se construye utilizando la tecnología probada de la empresa, la turbina de gas aeroderivada LM2500, que se ensambla en un 95 % en fábrica con módulos simplificados para una instalación en el sitio más fácil y rápida. Esta planta, con una capacidad de 175 MW, atenderá la escasez de energía, apoyará el crecimiento renovable y estabilizará la red en Taiwán.

Actores clave del mercado

• General Electric 
• Siemens Energy AG
• Mitsubishi Hitachi Power Systems, Ltd.
• Ansaldo Energia SpA
• Rolls-Royce plc
• Raytheon Technologies Corporation
• Solar Turbines Incorporated (Caterpillar Inc.)
• Baker Hughes Company 
• Nanjing Turbine & Electric Machinery (Group) Co., Ltd.
• Kawasaki Heavy Industries, Ltd.