Estima-se que o mercado de geração de hidrogênio seja avaliado USD 156.6 Bn em 2024 e é esperado alcançar USD 232.6 Bn por 2031. Ele é projetado para crescer em uma taxa de crescimento anual composta (CAGR) de 5,8% de 2024 a 2031. O mercado de geração de hidrogênio está definido para crescer consideravelmente durante o período de previsão devido à crescente demanda por alternativas de combustível de baixo carbono para reduzir a poluição ambiental.

Driver de mercado - Foco crescente na geração de hidrogênio limpo impulsionado por preocupações ambientais

O mercado de geração de hidrogênio está testemunhando um crescente foco em métodos de produção mais limpos de hidrogênio impulsionados pela crescente preocupação ambiental em todo o mundo. O hidrogênio tem potencial para atuar como um combustível importante para realizar um futuro de baixo carbono se for gerado através de recursos renováveis.

Há aumento na demanda de indústrias de uso final, como refinarias de petróleo, produtos químicos e fertilizantes produtores que são os principais consumidores de hidrogênio, para obter suprimentos de rotas de produção mais limpas. Isso impulsiona empresas relacionadas a investir em tecnologias inovadoras de electrólise que usam eletricidade renovável para dividir água em hidrogênio e oxigênio.

Mesmo o setor automóvel está mostrando disposição para adotar veículos de célula de combustível de hidrogênio desde que o combustível seja gerado de forma sustentável sem pegada de carbono. Isso requer escalar a economia de hidrogênio renovável. Os investimentos estão fluindo em pesquisas destinadas a reduzir os custos de electrólise e tecnologias de hidrogênio renováveis. Os fabricantes no mercado de geração de hidrogênio têm como objetivo competir efetivamente com os meios tradicionais de produção. Os esforços concertados estão em curso globalmente para acelerar a comercialização de hidrogênio limpo.

Driver de mercado - Regulamentos do governo para emissões de gases de estufa e desulfurização de combustível

Regulamentações rigorosas introduzidas por vários governos em todo o mundo para reduzir as emissões de gases de efeito estufa. Eles também visam reduzir o conteúdo de enxofre nos combustíveis de transporte estão funcionando como um driver chave para o mercado de geração de hidrogênio. Muitas nações implementaram políticas e impuseram limites às instalações industriais, bem como ao setor de transporte em relação aos níveis permissíveis de emissões poluentes.

A crescente regulamentação de enxofre, especialmente nos mercados desenvolvidos, também está aumentando a demanda de hidrogênio de refinarias de petróleo significativamente. Mesmo os regulamentos do setor marítimo estão empurrando a adoção de combustíveis de bunker de enxofre baixo que mais uma vez precisa de consumo de hidrogênio em grande escala em refinarias para a dessulfurização profunda de óleos pesados de combustível.

A implementação de padrões de desempenho de emissões mais rigorosos para fábricas, usinas e outras instalações fixas levaram a um uso muito maior das tecnologias de captura, utilização e armazenamento de carbono. Aumentar a conformidade com as normas de emissão é impulsionar indústrias de processo para fazer modificações e retrofits em suas plantas que estão alimentando o consumo de hidrogênio. Tais fatores impulsionados pela política estão contribuindo significativamente para o crescimento do mercado global de geração de hidrogênio.

Desafio de Mercado - Alto custo de capital de armazenamento de energia de hidrogênio

Um dos principais desafios enfrentados pelo mercado de geração de hidrogênio é o alto custo de capital associado ao armazenamento de energia de hidrogênio. Armazenar hidrogênio requer tanques de gás de hidrogênio comprimido ou tanques de armazenamento de hidrogênio líquidos criogenicamente resfriados, ambos os quais exigem equipamentos caros e infraestrutura.

Os tanques de armazenamento de gás comprimido precisam suportar a pressão extremamente alta de até 700 barras, tornando-os caros para fabricar. O armazenamento de hidrogênio líquido também requer resfriamento de hidrogênio para -253°C, que é um processo intensivo de energia.

Além disso, o hidrogênio tem uma densidade de energia muito baixa por volume em comparação com combustíveis fósseis, exigindo grandes espaços de armazenamento. Os altos investimentos iniciais de capital necessários para a produção, armazenamento, transporte e distribuição de hidrogênio são um arrasto para o crescimento da economia de hidrogênio.

Embora os custos possam reduzir com melhorias tecnológicas esperadas e economias de escala na produção, os altos custos de capital continuam a ser um grande bloqueio para a comercialização generalizada de tecnologias de hidrogênio atualmente.

Oportunidade de mercado - Desenvolvimento de tecnologias de produção de hidrogênio verde, tais como electrólise

Uma oportunidade significativa para o mercado de geração de hidrogênio reside no desenvolvimento de tecnologias de produção de hidrogênio verde, como a electrólise. A electrólise envolve o uso de eletricidade renovável para dividir a água em hidrogênio e gás de oxigênio, proporcionando assim um método limpo de produzir hidrogênio sem emissões de gases de efeito estufa.

Pesquisas consideráveis estão em andamento para melhorar a eficiência e reduzir os custos das tecnologias de electrólise. Os avanços em áreas como catalisadores melhorados, materiais de membrana e design de sistema oferecem potencial para reduzir os custos para níveis comercialmente competitivos em comparação com a geração de hidrogênio baseada em combustível fósseis. O foco crescente no desenvolvimento de capacidades de energia renovável também fornece uma ampla entrada de eletricidade de baixo custo para usinas de electrólise.

O aumento dos investimentos em electrólise e outros métodos de produção de hidrogênio verde podem ajudar a resolver os objetivos de sustentabilidade e acelerar a transição de energia, criando perspectivas de crescimento para o mercado de geração de hidrogênio. Isso apresenta uma grande oportunidade para os fornecedores se estabelecerem neste espaço de tecnologia limpa emergente.

Uma das estratégias mais bem sucedidas adotadas pelos principais jogadores foi parcerias estratégicas e colaborações. Por exemplo, em 2020, a Air Products fez parceria com a ACWA Power e a Saudi Aramco para desenvolver um complexo industrial baseado em hidrogênio de US$ 5 bilhões em Neom, Arábia Saudita. O projeto ajudará os Produtos Aéreos a ganhar uma posição no mercado de geração de hidrogênio saudita em rápido crescimento.

Outra estratégia vista é investimentos pesados em pesquisa e desenvolvimento para produzir hidrogênio em escala usando recursos renováveis. Por exemplo, a Cummins investiu US$ 60 milhões em 2020 para desenvolver eletrolisadores de membrana de troca de prótons para produzir hidrogênio sem carbono.

As empresas também aquisição de startups trabalhando em tecnologias inovadoras de hidrogênio. Por exemplo, a Linde adquiriu a Praxair em 2018, obtendo acesso à sua tecnologia de separação de membrana. Também adquiriu adsorção de balanço de pressão avançada e tecnologia criogênica do negócio Lurgi da Air Liquide em 2021.

Expansão geográfica em mercados esperados para impulsionar a futura demanda de hidrogênio também foi uma estratégia chave. Por exemplo, a Engie expandiu-se para a Bélgica, Holanda, Alemanha, etc., para estar mais perto dos principais centros de hidrogênio e projetos anunciados pela União Europeia.

Insights, By Technology: Transição de Metano Steam (SMR) para tecnologias de baixo carbono

Em termos de tecnologia, a reforma do metano a vapor (SMR) contribui com 47,6% de participação do mercado de geração de hidrogênio em 2024, possuindo sua viabilidade comercial e rentabilidade. Sendo a tecnologia mais madura e estabelecida disponível em escala industrial, o SMR permite a produção de hidrogênio em larga escala que atende a maior parte da demanda de indústrias de aplicações principais.

No entanto, as emissões de carbono decorrentes da SMR levaram governos e empresas a se concentrarem na redução da dependência de combustíveis fósseis. Vários incentivos e subsídios estão incentivando a transição para rotas de geração de hidrogênio mais verdes como a electrólise para orientar os esforços de descarbonização. Prevê-se que os impulsos de políticas sustentados e as melhorias tecnológicas aumentem a penetração do mercado de geração de hidrogênio. As empresas SMR também estão trabalhando em soluções de captura de carbono para tornar o processo mais favorável ao meio ambiente e estender a vida útil da tecnologia.

Insights, por aplicação: Preocupações de segurança energética crescente em refinarias de petróleo

Em termos de aplicação, a refinaria de petróleo contribui com 40,1% de participação do mercado de geração de hidrogênio em 2024, devido à demanda substancial de hidrogênio por refinarias de petróleo. O hidrogênio atua como uma matéria-prima para remover o enxofre da gasolina e do diesel para atender aos regulamentos ambientais rigorosos. Também é utilizado em várias atividades de hidrotratamento dentro de refinarias. Crescimento estável do consumo de combustível, apertando as normas de emissão, bem como a necessidade de produzir combustíveis mais limpos têm amplificado a demanda de hidrogênio de refinarias de petróleo globalmente.

Além disso, a confiança nas importações para processamento de petróleo bruto aumentou as preocupações de segurança energética para muitos países. Isso levou os refinadores a investir em usinas de hidrogênio em uso dentro de instalações de refinaria para garantir o fornecimento seguro e evitar desafios logísticos com o transporte de hidrogênio. A geração cativa de hidrogênio visa abordar tal segurança das prioridades de fornecimento para refinarias em longo prazo.

Insights, Por Sistema: Sistemas Captivos Foco na otimização de custos

Em termos de sistema, os sistemas cativos contribuem para a maior parte do mercado de geração de hidrogênio devido à necessidade de fornecimento contínuo e geração de hidrogênio localizada. A instalação de usinas de hidrogênio internas permite refinarias, produtores de amônia/metanol para garantir a disponibilidade de alimentos e mitigar os riscos da cadeia de suprimentos. Também ajuda a minimizar os custos de transporte e logística associados à entrega de hidrogênio.

No entanto, as altas despesas de capital para esses projetos continuam a desafiar as perspectivas de crescimento para sistemas cativos. Iniciativas em curso para melhorar a eficiência energética, utilizando gases subprodutos e desbottlenecking capacidade visam reduzir o custo global da geração de hidrogênio de instalações cativas.

Adoção de projetos de produção modulares, digitalização e uso de energia renovável ajuda adicional para melhorar a competitividade de custos de sistemas cativos. Enquanto isso, o segmento comercial está ganhando tração em regiões com infraestrutura de pipeline bem desenvolvida e abundância de reservas de gás natural.

• Hidrogênio em produção de aço: As empresas estão pilotando o uso de hidrogênio para substituir coque na fabricação de aço, reduzindo potencialmente as emissões de CO2 em até 90%.
• Veículos de célula de combustível de hidrogênio: Os fabricantes automotivos estão investindo em tecnologia de células de combustível de hidrogênio como uma alternativa para veículos elétricos de bateria, oferecendo faixas mais longas e reabastecimento mais rápido.
• Hidrogênio projetado Demanda: A demanda global de hidrogênio deverá atingir 800 milhões de toneladas até 2050, impulsionada por aplicações industriais e de mobilidade.
• Investimento Evolução: Mais de US$ 70 bilhões foram investidos globalmente em projetos e tecnologias de hidrogênio desde 2020, indicando forte impulso no mercado de geração de hidrogênio.
• Ásia Pacific continua sendo a principal região do consumo de hidrogênio no mundo. O mercado de geração de hidrogênio na Ásia-Pacífico deverá atingir US$ 136,99 bilhões em 2033 com um CAGR de 6,94%. A América do Norte está preparada para um crescimento significativo no mercado global de geração de hidrogênio, particularmente na adoção de veículos de células de combustível de hidrogênio.

Os principais jogadores que operam no mercado de geração de hidrogênio incluem Air Products and Chemicals, Inc., Air Liquide International S.A., Linde plc, Messer Group GmbH, Praxair, Inc., Hydrogenics, Inoxcva, Weldstar, Inc., McPhy Energy SA e LNI Swissgas.