Análisis de la cadena de suministro para pilas de combustible tipo PEM

i Equa ion Chap e 1 Sec ion 1 P oyec o Fin de Más e Más e en O ganización Indus ial y Ges ión de Emp esas Análisis de la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM Au o : Se gio And es Sil a Mo a P o eso sus i u o: Ch is ian Suá ez So ia Dp o. Ingenie ía Ene gé ica Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2022 Se illa, 2024 II iii P oyec o Fin de Más e Mas e en O ganización Indus ial y Ges ión de Emp esas Análisis de la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM Au o : Se gio And es Sil a Mo a Tu o : Ch is ian Suá ez So ia Sus i u o In e ino Dp o. Ingenie ía Ene gé ica Escuela Técnica Supe io de Ingenie ía Uni e sidad de Se illa Se illa, 2024 IV P oyec o Fin de Más e : Análisis de la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM Au o : Se gio And es Sil a Mo a Tu o : Ch is ian Suá ez So ia El ibunal nomb ado pa a juzga el P oyec o a iba indicado, compues o po los siguien es miemb os: P esiden e: Vocales: Sec e a io: Acue dan o o ga le la cali icación de: Se illa, 2024 VI El Sec e a io del T ibunal ii A mi amilia A mis maes os VIII ix Ag adecimien os A mi mad e y Abuela, po su colosal en ega y apoyo absolu o du an e odas las e apas de mi ida, las amo. A mi amilia, los cuales son uen e de mo i ación pa a log a mis sueños. También quie o des aca la aliosa colabo ación po pa e de mi u o y ag adece po oda la ayuda y conocimien os compa idos pa a el log o de es e p oyec o. Se gio And es Sil a Mo a Se illa, 2024 x i ÍNDICE DE FIGURAS Figu a 1.1 P oducción mundial de ca bón [1] 1 Figu a 1.2 Balance ene gé ico en España 2022 [2] 2 Figu a 3.1 Línea de iempo pilas de combus ible ipo PEM [22] 11 Figu a 3.2 P incipio básico de Funcionamien o de una pila de combus ible ipo PEM [24] 13 Figu a 3.3 F acción de masa de componen es de pilas de combus ible ipo PEM. [26] 14 Figu a 3.4 Placa bipola conec ada y sepa ada po dos celdas adyacen es. [32] 16 Figu a 4.1 Po cen aje de p oducción pla ino po país 23 Figu a 4.2 Po cen aje p oducción políme o na u al po país 24 Figu a 4.3 Po cen aje p oducción políme o sin é ico po país 24 Figu a 4.4 Po cen aje p oducción políme o pe óleo po país 25 Figu a 4.5 Po cen aje p oducción g a i o na u a po país 25 Figu a 4.6 Po cen aje p oducción g a i o/ca bonos po país 26 Figu a 4.7 Po cen aje p oducción ace o po país 26 Figu a 4.8 Po cen aje p oducción aluminio po país 27 Figu a 4.9 Mayo es p oduc o es de ma e iales pa a pilas de combus ible ipo PEM 28 Figu a 5.1 Rep esen ación g á ica cadena de suminis o. 32 Figu a 5.2 Economía Ci cula Balla d [40] 34 Figu a 5.3 His ó ico en as emp esas SFC Ene gy y FCHEA 36 Figu a 5.4 Resul ado p onós ico de la demanda 37 Figu a 5.5 Localización ab ican es pilas de combus ible en Eu opa 38 Figu a 6.1 Pilas de combus ibles ab icadas po Balla Powe Sys em [44] 41 Figu a 6.2 Tipos de Pilas PEM uel Cell y Aplicaciones [44] 42 Figu a 6.3 Pilas de Combus ible Se icio Pesado [44] 42 Figu a 6.4 Pla a o ma de p oduc os se icio pesado [45] 43 Figu a 6.5 P oduc os endidos y ope ando Balla d [17] 43 Figu a 6.6 E oy 2.5 Pila de Combus ible [46] 44 Figu a 6.7 EFOY H₂Cabine Se ie N In e io [47] 45 Figu a 6.8 EFOY H₂Cabine Se ie X Ex e io [47] 46 Figu a 6.9 Gene ado Mo il H2 Gense [48] 46 Figu a 6.10 Aplicaciones Gene ado Mo il H2 Gense [48] 47 Figu a 6.11 Hea y Du y Sys em 100 [49] 47 Figu a 6.12 PEMFC NM12 Twin y Simple [18] 49 Figu a 6.13 PEMFC S ackPack 40 y 300 [19] 50 x ii Figu a 6.14 Diseño Cambio PEMFC Symbio [51] 51 Figu a 6.15 Diseño de coche PEMFC Toyo a [53] 52 1 1 INTRODUCCIÓN Y ESTADO DEL ARTE El c ecimien o de la población y de la indus ia du an e las úl imas décadas ha aído como consecuencia una mayo demanda de p oducción ene gé ica. A lo la go de la his o ia, las ene gías de mayo demanda po pa e de la población del plane a han sido aquellas cuya uen e son el ca bón y el ligni o, el pe óleo, el gas, la ene gía nuclea y las eno ables, es as úl imas con una endencia c ecien e en los úl imos años. En el año 2022, los p incipales p oduc o es de uen es de ene gía de combus ibles ósiles, como el ca bón, ue on, en p ime luga , China con una p oducción de 4430 M , en segundo luga , India con 937 M y, en e ce luga , Indonesia con 690 M . Es os es países ep esen a on el 70% de la p oducción de ca bón en el mundo. Además, pa a es e año, la p oducción mundial inc emen ó un 8%. O o ecu so na u al de al a p oducción en el mundo como uen e de ene gía es el pe óleo. En 2022, la p oducción ue lide ada po Es ados Unidos con 762 M , seguido po A abia Saudi a con 601 M y, en e ce luga , Rusia con 539 M . La p oducción de pe óleo aumen ó un 5% a ni el mundial, debido en g an pa e a que A abia Saudi a inc emen ó su p oducción en un 16%. La p oducción de gas na u al ue encabezada po Es ados Unidos con 1027 bcm, seguido de Rusia con 699 bcm y, en e ce luga , I án con 244 bcm. La p oducción de gas na u al se man u o es able debido al inc emen o en la p oducción de algunos países, a pesa de que Rusia edujo su p oducción en un 12%. Lo an e io nos indica que las uen es de ene gía ósil son ampliamen e u ilizadas a ni el mundial. Figu a 1.1 P oducción mundial de ca bón [1] La ene gía nuclea ep esen a el 10.5% de la elec icidad mundial y es p oducida po más de 400 eac o es ubicados a lo la go del plane a. En e los países con mayo p oducción pa a el 2022 se encuen a, en p ime luga , Es ados Unidos con una p oducción de 787 TWh, en segundo luga , China con 407 TWh y, en e ce luga , F ancia con 360 TWh. La p oducción de es os es países ep esen a el 58% de la p oducción de ene gía nuclea a ni el mundial. La ene gía nuclea de la Unión Eu opea apo ó al sec o ene gé ico al ededo del 26% en el año 2022. De acue do con el Fo o Nuclea Español, la cons ucción de nue os eac o es es un In oducción y es ado del a e 2 hecho en países como China, India, Co ea del Su y Rusia. A pesa de los e os medioambien ales que es as ene gías ep esen an pa a el plane a, la ene gía nuclea es conside ada una uen e esencial pa a el u u o ene gé ico de es os países. La u ilización de ene gías de uen es ósiles y nuclea es ha ocasionado daños ambien ales que a da án años en esa ci se. El e ec o in e nade o, la polución, el cambio climá ico y los esiduos adiac i os son algunos de los e ec os ad e sos del uso de es as uen es de ene gía. Sin emba go, du an e las úl imas décadas, se ha p esen ado un inc emen o en la p oducción de ene gías eno ables debido a la ins alación de plan as o o ol aicas y eólicas, alcanzando un 12% de la o e a ene gé ica mundial en 2022, con una endencia de c ecimien o en los p óximos años. Según la Asociación de Emp esas de Ene gías Reno ables (APPA), las ene gías eno ables en España ep esen a on el 42% de la p oducción de ene gía eléc ica en 2022. En é minos gene ales de p oducción de ene gías eno ables, los países eu opeos que lide an la p oducción son Po ugal, seguido de España y, en e ce luga , Alemania. Es os países ambién mues an una endencia al c ecimien o debido a la ins alación de placas o o ol aicas an o en i iendas como en emp esas. Figu a 1.2 Balance ene gé ico en España 2022 [2] Todas las implemen aciones de ene gías limpias e lejan una endencia a inc emen a se en el u u o ene gé ico. Pa a el plane a, es o supone un ali io y la educción de los p oblemas de con aminación a los cuales nos en en amos. En el año 2000, la ene gía eno able en Eu opa apenas ep esen aba el 1% de la ene gía, pe o después de dos décadas, en 2022, ep esen aba al ededo del 22%. Es o se debe a la implemen ación de polí icas en los países que impulsan y omen an el uso de es as ene gías. Las emp esas y las pe sonas ambién son conscien es de la si uación climá ica y es án omando medidas, como la implemen ación de ene gías limpias y eno ables. Sin emba go, a pesa de es os a ances, los combus ibles ósiles siguen siendo los más dominan es en algunos sec o es. Una al e na i a pa a la ansición ene gé ica es el hid ógeno. Es e es un gas lige o que, al combus iona , no gene a gases de e ec o in e nade o. La di icul ad pa a su uso ene gé ico se debe a que no se encuen a aislado en la na u aleza y, pa a ob ene lo, se deben ealiza p ocesos como el e o mado de gas na u al, el cual emi e CO2 a la a mós e a. Ac ualmen e, el 90% del hid ógeno p oducido se ob iene de es a mane a, lo cual gene a 3 3 Análisis de la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM con aminación al plane a, po lo que se denomina hid ógeno g is. En los úl imos años, las in es igaciones se han inc emen ado en cuan o a la p oducción de hid ógeno e de, es deci , p oduci hid ógeno median e el uso de ene gías eno ables con ce o emisiones al plane a. Todos es os a ances en la p oducción de combus ibles que no gene en con aminación han pe mi ido el desa ollo pa alelo de la ab icación y uso de pilas de hid ógeno ipo PEM, las cuales comienzan a desempeña un papel p o agónico en la ansición ene gé ica. Las celdas de combus ible de memb ana de in e cambio p o ónico (PEM uel cells) o pilas de hid ógeno, se han consolidado como una ecnología e oluciona ia en la búsqueda de soluciones ene gé icas sos enibles y e icien es en los úl imos años. Es as celdas con ie en la ene gía química del hid ógeno en elec icidad y calo median e una eacción elec oquímica limpia, demos ando un g an po encial en una amplia gama de aplicaciones, desde ehículos eléc icos has a sis emas de gene ación de ene gía es aciona ia. La c ecien e impo ancia de las pilas de combus ible ipo PEM en la indus ia y la sociedad adica en su capacidad pa a en en a los desa íos del siglo XXI: la mi igación del cambio climá ico y la ansición hacia una economía más limpia y sos enible. Es as células de combus ible o ecen una al e na i a p ome edo a a los sis emas de ene gía con encionales basados en combus ibles ósiles, al educi las emisiones de gases de e ec o in e nade o y mejo a la calidad del ai e. Uno de los ac o es c í icos que espalda la e ec i idad y el éxi o de las pilas de combus ible ipo PEM es la cadena de suminis o que sos iene la p oducción de es os disposi i os. Sin emba go, es a cadena en en a a ios desa íos impo an es. Las in e upciones globales, como pandemias y con lic os geopolí icos, pueden causa p oblemas como el e ec o lá igo y la escasez de ma e iales esenciales. Además, la al a de anspa encia a lo la go de la cadena complica la ges ión de in en a ios y la ga an ía de calidad. Asimismo, la p esión pa a cumpli con es ánda es ambien ales y educi las emisiones añade o a capa de complejidad. Cada componen e, desde la memb ana de in e cambio p o ónico has a los colec o es de co ien e y los ma e iales de los elec odos, desempeña un papel i al en el endimien o y la e iciencia de las celdas de combus ible. Pa a abo da es os p oblemas, se es án implemen ando a ias inno aciones ecnológicas. El uso de ecnologías como el In e ne de las Cosas (IoT) y el blockchain es á mejo ando la isibilidad y azabilidad de los componen es. Además, la in eligencia a i icial (IA) se u iliza pa a op imiza la plani icación y p e isión de la demanda, mien as que la au oma ización y los sis emas a anzados de ges ión de la cadena de suminis o es án aumen ando la e iciencia ope a i a. La adopción de p ác icas sos enibles y la colabo ación es echa con p o eedo es ambién es án con ibuyendo a asegu a un suminis o con inuo, asequible y con iable de componen es de al a calidad. Los p incipales p oduc o es de las ma e ias p imas pa a la ab icación de pilas de combus ible ipo PEM se encuen an en países especí icos. Sudá ica des aca como el p incipal p oduc o y expo ado de pla ino, undamen al pa a es as pilas. Los sopo es po osos u ilizados pa a los elec odos, hechos de ca bono como el g a i o, ienen como p incipales p oduc o es a China, B asil y Canadá. Po o o lado, los políme os u ilizados en la ab icación de las memb anas (MEA) pueden se ab icados en a ios países. Además, es e p oyec o busca analiza las p incipales emp esas eu opeas que ab ican es as pilas de combus ible, iden i icando la complejidad, p oblemas, e os y iesgos asociados con los ma e iales que se equie en de di e en es pa es del plane a. La op imización y ges ión de la cadena de suminis o es c ucial en el mundo emp esa ial mode no, ya que se cen a en la in eg ación y coo dinación de ac i idades a lo la go de di e sas o ganizaciones con el in de maximiza el lujo e icien e de bienes, da os y se icios desde los p o eedo es has a los clien es inales. Es e p oceso aba ca odas las e apas, desde la ob ención de ma e ias p imas has a la en ega de p oduc os e minados al consumido , asegu ando así la e iciencia y e ec i idad en cada eslabón de la cadena [3] [4] [5] . En la op imización de la cadena de suminis o, uno de los p oblemas más es udiados es el p onós ico de la demanda, pa a lo cual se u ilizan mé odos cuan i a i os como los his ó icos de en as. Los modelos de se ies empo ales ARIMA pe mi en modela y p e e pa ones de compo amien o u ilizando da os de en as y medias mó iles, calculando el p omedio de en as de un pe íodo especí ico pa a p e e la demanda u u a. Es as ac i idades p opo cionan una isión de la p oducción u u a pa a así p e e un abas ecimien o de ma e ias p imas lo más óp imo posible. [6] [7] La p og amación de u as de anspo e (VRP) busca op imiza las u as de ehículos pa a en ega bienes a múl iples ubicaciones. Po o o lado, el p oblema del iajan e (TSP) es un desa ío undamen al en la op imización combina o ia, que implica encon a la u a más co a posible que pase po un conjun o de ciudades y eg ese al pun o de pa ida, isi ando cada ciudad exac amen e una ez. El obje i o de es udia es os casos es minimiza los iempos de en ega y los cos os asociados al anspo e, al mismo iempo que se educen las In oducción y es ado del a e 4 emisiones de CO2 [8] [9]. Las pilas de combus ible ipo PEM (PEMFC) cons i uyen un campo de in es igación en cons an e e olución que aba ca una amplia gama de aspec os écnicos, económicos y ambien ales. Realiza un análisis de la cadena de suminis o implica explo a en de alle los a ances más ecien es en la ab icación de es as pilas, cen ándonos en los componen es y ma e iales eque idos. Una PEMFC es un disposi i o elec oquímico que con ie e la ene gía química del hid ógeno y el oxígeno di ec amen e en elec icidad, sin gene a emisiones con aminan es. Consis e en una memb ana de in e cambio de p o ones que sepa a el ánodo, donde el hid ógeno se oxida libe ando p o ones y elec ones, del cá odo, donde los p o ones y elec ones se combinan con oxígeno pa a o ma agua, el único esiduo de es as pilas. Además de la memb ana, la PEMFC incluye elec odos, placas bipola es, ca alizado es y capas de di usión de gas, odos abajando jun os pa a acili a las eacciones elec oquímicas. Los ma e iales cla e incluyen políme os conduc o es de p o ones pa a la memb ana, ma e iales po osos y ca alí icos como ca bono y pla ino pa a los elec odos, y me ales conduc o es pa a las placas bipola es. En esumen, las pilas de combus ible ipo PEM son una ecnología limpia y e icien e que o ece una o ma sos enible de gene a elec icidad. La iden i icación de los componen es nos ayuda a analiza las di icul ades, e os y los ma e iales c í icos de la cadena de suminis o. [10] [11] [12] La sociedad ha en en ado una se ie de desa íos en los úl imos iempos, desde e en os sociales y polí icos has a c isis económicas y pandemias. Es os acon ecimien os han enido un impac o nega i o en las cadenas de suminis o, p o ocando e asos en las en egas, aumen os en los p ecios y cos os de anspo e, y un e ec o lá igo en oda la cadena. Es a si uación ha mo i ado la ealización de es udios pa a abo da la ince idumb e en las echas de disponibilidad de p oduc os, una p eocupación c ucial pa a las emp esas. La capacidad de p e e con p ecisión cuándo es a án disponibles los p oduc os es undamen al pa a la plani icación logís ica, la p oducción y la ges ión de en íos. Es os es udios explo an en oques a anzados como el ap endizaje au omá ico pa a mejo a la p edicción de las echas de disponibilidad de p oduc os. Se an icipa que es os modelos p edic i os ayuda án a las emp esas a mi iga los iesgos asociados con las cadenas de suminis o, mejo ando así la plani icación y la e iciencia ope a i a en odos los eslabones, desde el abas ecimien o has a la en ega del p oduc o inal. [13] [14] La mejo a con inua de la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM pe mi e simul áneamen e la e aluación de allada de las cadenas de suminis o pa a po ado es de hid ógeno e de (H2). Op imiza an o las pilas de combus ible como el almacenamien o y la p oducción de hid ógeno es c ucial en la ac ualidad pa a el éxi o de las pilas de combus ible ipo PEM y la descon aminación del plane a. El hid ógeno e de se p oduce a pa i de uen es eno ables de ene gía, como la ene gía sola o eólica, y iene el po encial de educi signi ica i amen e las emisiones de gases de e ec o in e nade o asociadas con su p oducción y uso. Po es a azón, se han ealizado es udios exhaus i os sob e aspec os écnicos, económicos y ambien ales de las cadenas de suminis o de H2, aba cando la p oducción, almacenamien o, anspo e y dis ibución del hid ógeno e de. El obje i o p incipal es educi los cos os de almacenamien o y anspo e del hid ógeno median e e aluaciones ecnológico-económicas de los po ado es de hid ógeno e de y su impac o en la cadena de suminis o. Además, se e alúan di e sas ecnologías y es a egias pa a op imiza la e iciencia y la sos enibilidad de es as cadenas de suminis o, con un en oque pa icula en la in eg ación de las pilas de combus ible como usua ios inales del hid ógeno. [15] [16] Las aplicaciones de las pilas de combus ible ipo PEM son posibles g acias al a ance ecnológico log ado después de más de 40 años de es udio, que ha pe mi ido pe ecciona el p oduc o y op imiza la cadena de suminis o. Es as pilas de combus ible son u ilizadas desde el suminis o de ene gía pa a ca e illas has a su aplicación en maquina ia pesada como enes y e ies [17] [18] [19] [20]. La in es igación sob e o os usos de las pilas de hid ógeno incluye la implemen ación de un sis ema de e ige ación alimen ado po hid ógeno pa a mejo a la sos enibilidad en la cadena de suminis o de alimen os. Es e en oque inno ado iene el po encial de educi las emisiones de gases de e ec o in e nade o y mejo a la e iciencia de la cadena de suminis o en el sec o alimen a io. Es e úl imo aspec o es un indicado posi i o del cambio y la ansición ene gé ica que es amos expe imen ando [21]. Es as son algunas de las aplicaciones de las pilas de combus ible, que o ecen una isión in eg al de los a ances en la ab icación y los desa íos en la op imización de la cadena de suminis o pa a las pilas de combus ible ipo PEM. A medida que a anzamos hacia un u u o más limpio y sos enible, es c ucial comp ende y o alece la cadena de suminis o de las pilas de combus ible ipo PEM pa a maximiza su po encial y con ibui a un mundo con una ene gía más ecológica y e icien e. Es e p oyec o iene como obje i o o ece una isión p o unda 5 5 Análisis de la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM de la cadena de suminis o de los componen es undamen ales pa a la ab icación de pilas de hid ógeno y des aca su impo ancia en la ansición ene gé ica. 7 2 OBJETIVOS Y ALCANCE Es e abajo de in de más e se cen a en analiza la cadena de suminis o de los componen es necesa ios pa a las pilas de combus ible ipo PEM. El obje i o es e alua a los p incipales p oduc o es de ma e ia p ima a ni el global y los ab ican es de es as pilas en Eu opa. El es udio aba ca desde la ob ención de ma e ias p imas has a la implemen ación de mé odos de p onós ico de demanda y ejemplos de aplicaciones e icien es y sos enibles de es a ecnología. El p opósi o es iden i ica iesgos y opo unidades de mejo a en la ges ión de la cadena de suminis o. 2.1 Obje i o El obje i o p incipal de es e abajo de in de más e es ealiza un análisis exhaus i o de la cadena de suminis o pa a cada uno de los componen es necesa ios en la ab icación de pilas de combus ible ipo PEM. Es e análisis aba ca desde la iden i icación y e aluación de los p incipales p oduc o es de ma e ia p ima a ni el global, has a el es udio de allado de los ab ican es de es as pilas en Eu opa. El en oque se cen a en comp ende cómo se in eg an y ges ionan es os componen es a lo la go de oda la cadena de suminis o pa a asegu a la disponibilidad, calidad y e iciencia en la p oducción de pilas de combus ible. El abajo se p opone examina c í icamen e cada eslabón de la cadena de suminis o, desde la ex acción de ma e ias p imas cla e como el pla ino y el ca bono pa a elec odos, has a los políme os u ilizados en las memb anas de in e cambio p o ónico. Además, se p e ende e alua cómo es as ma e ias p imas y componen es se dis ibuyen y ans o man en p oduc os inales que alimen an aplicaciones di e sas, desde ehículos eléc icos has a sis emas es aciona ios de gene ación de ene gía. El análisis inclui á ambién la implemen ación de mé odos a anzados de p onós ico de demanda, con el obje i o de an icipa las necesidades del me cado y mejo a la plani icación es a égica de la cadena de suminis o. Se busca á iden i ica y analiza los iesgos po enciales asociados, así como las opo unidades pa a op imiza la ges ión logís ica y ope a i a en cada ase del p oceso de plani icación y abas ecimien o de ma e ias p imas. 2.2 Alcance Es e abajo se en oca exclusi amen e en analiza la cadena de suminis o de los componen es necesa ios pa a la ab icación de pilas de combus ible ipo PEM. Los pun os especí icos que se abo da án incluyen: • Cadena de suminis o pa a los componen es de pilas de combus ible ipo PEM. • Análisis de los p incipales p oduc o es de ma e ia p ima a ni el global pa a es as pilas. • Análisis de países p oduc o es de ma e ia p ima u ilizada en pilas de combus ible ipo PEM a ni el mundial. • Iden i icación de los p incipales p oduc o es de pilas de combus ible ipo PEM en Eu opa. • Ejemplos de aplicaciones de es a ecnología amigable con el medio ambien e. • Implemen ación de mé odos de p onós ico de demanda pa a pilas de combus ible ipo PEM. Pilas de combus ible ipo PEM 16 La siguien e imagen, además de ep esen a las placas bipola es, ambién mues a un c oquis de los componen es de las pilas de combus ible ipo PEM. Figu a 3.4 Placa bipola conec ada y sepa ada po dos celdas adyacen es. [32] 17 4 PRINCIPALES PRODUCTORES DE MATERIA PRIMA Hoy en día, la sociedad en en a di e sos p oblemas sociales, polí icos, económicos y pandemias globales como la del Co id-19. Du an e es a pandemia, las cadenas de suminis o se ie on a ec adas po nume osos cuellos de bo ella en di e sas indus ias, lo que gene ó lo que se conoce como el e ec o lá igo. Demandas imp e is as e idencia on lo poco p epa adas que es án las cadenas de suminis o pa a e en os dis up i os como una pandemia, con lic o o gue a. Según in es igaciones ecien es, la adopción de ecnologías de la indus ia 4.0 y la economía ci cula iene una in luencia posi i a en el desa ollo de cadenas de suminis o sos enibles. [33] Po es as azones, se han ealizado nume osos es udios y modelados sob e cómo educi los iesgos asociados a es os e en os de up u a, como en el caso del es udio i ulado 'Enhancing supply chain esilience: A machine lea ning app oach o p edic ing p oduc a ailabili y da es unde dis up ion'. En es e es udio se u ilizan modelos de eg esión basados en es os e en os de up u a pa a p edeci las echas de en ega de ma e iales, pe mi iendo a las emp esas ges iona y educi los iesgos de la cadena. [13] Me ales como el pla ino, que ienen un al o consumo en nues o plane a, son cons an emen e es udiados pa a su ecupe ación o eciclaje, dado que son me ales aliosos que han sido in es igados exhaus i amen e. Se han log ado al as e iciencias de ecupe ación a a és de la pi ome alu gia y la hid ome alu gia. Aunque la hid ome alu gia a ae la mayo a ención, la pi ome alu gia sigue siendo la ecnología dominan e en las plan as indus iales ac uales. Las plan as de eciclaje de la UE p opo ciona án solo una pequeña acción de los me ales necesa ios. Una mayo aplicación del eciclaje e i a á la ex acción de me ales p ima ios y educi á las emisiones ne as de gases de e ec o in e nade o. [34] 4.1 P oduc o es de pla ino La demanda mundial de pla ino a ibuible al sec o au omo iz ha lle ado a iden i ica países cla e en la mine ía y me alu gia de pla ino, analiza los impac os ambien ales, sociales y económicos de su p oducción en a ios escena ios, y calcula el ango de equilib io pa a e alua la sos enibilidad. Se ha encon ado que los ehículos de celda de combus ible (FCVs) equie en más pla ino que los ehículos de combus ión in e na (ICEVs) y los ehículos híb idos (PHEVs), lo cual indica un aumen o signi ica i o en la demanda global de pla ino debido a la in oducción de FCVs pa a el año 2030. [35] La siguien e abla des aca los quince p incipales países p oduc o es de pla ino en el mundo, o eciendo una isión ápida de su con ibución a la o e a global de es e me al p ecioso. Desde las minas suda icanas has a los yacimien os en Es ados Unidos de Amé ica y Suiza, e ela quiénes lide an la indus ia del pla ino a ni el in e nacional. Sudá ica sob esale como el p incipal ac o en el me cado mundial de pla ino, con una pa icipación del 19% en las expo aciones de pla ino en o ma de me al, seguido po Hong Kong con un 13% y en e ce luga el Reino Unido con casi un 12%. También es impo an e des aca que al menos el 50% de la p oducción mundial de pla ino p o iene del con inen e a icano y asiá ico, lo que lo posiciona como un me al de al o alo en el me cado global. P incipales p oduc o es de ma e ia p ima 18 Nº País Toneladas expo adas 2022 Log10 % 1 Sudá ica 59 1.77 19.0% 2 Hong Kong, China 41 1.61 13.2% 3 Reino Unido 37 1.57 11.9% 4 Es ados Unidos de Amé ica 30 1.48 9.7% 5 I alia 30 1.48 9.7% 6 Bélgica 23 1.36 7.4% 7 Alemania 18 1.26 5.8% 8 Rusia, Fede ación de 17 1.23 5.5% 9 Japón 16 1.20 5.2% 10 A menia 13 1.11 4.2% 11 Suiza 12 1.08 3.9% 12 F ancia 4 0.60 1.3% 13 Singapu 4 0.60 1.3% 14 Co ea, República de 4 0.60 1.3% 15 No way 2 0.30 0.6% To al, gene al 310 2.49 100.0% Tabla 1 P incipales p oduc o es de Pla ino [36] La abla 1 ilus a las expo aciones ealizadas po los países p oduc o es de la ma e ia p ima pa a el año 2022, uen e de la in o mación T ade Map. 4.2 P oduc o es de políme os Los políme os son undamen ales en una amplia gama de indus ias, desde la ab icación de en ases, bolsas plás icas y llan as has a la ingenie ía de ma e iales como las memb anas PEM pa a pilas de combus ible ipo PEM. Los políme os desempeñan un papel c ucial en la economía global. En es a abla, analiza emos los quince p incipales ab ican es de políme os a ni el mundial, des acando su in luencia en la o e a global de es os ma e iales esenciales. Desde las emp esas líde es en Asia, con una pa icipación del 60%, has a los gigan es indus iales en Amé ica, con un 16%, y Eu opa, con una p oducción del 22%, es e análisis p opo ciona una isión pe spicaz de quiénes es án a la angua dia de la p oducción de políme os y cómo moldean el pano ama in e nacional. 19 Nº País Toneladas expo adas 2022 Log10 % 1 China 171970 5.24 56.4% 2 Es ados Unidos de Amé ica 46780 4.67 15.3% 3 I alia 39132 4.59 12.8% 4 F ancia 10584 4.02 3.5% 5 Países Bajos 8889 3.95 2.9% 6 Emi a os Á abes Unidos 7510 3.88 2.5% 7 Alemania 4480 3.65 1.5% 8 Canadá 3873 3.59 1.3% 9 Bélgica 2229 3.35 0.7% 10 Singapu 1864 3.27 0.6% 11 España 1773 3.25 0.6% 12 Indonesia 1723 3.24 0.6% 13 Sudá ica 1492 3.17 0.5% 14 Rusia, Fede ación de 1331 3.12 0.4% 15 Suecia 1151 3.06 0.4% To al gene al 304781 5.48 100% Tabla 2 P incipales p oduc o es de políme os na u ales [36] En las siguien es ablas se ilus an los quince p incipales ab ican es de políme os sin é icos y a base de esina de pe óleo a ni el mundial, des acando su in luencia en la o e a global de es os ma e iales esenciales. Desde emp esas líde es en Asia con una p oducción del 41%, seguidas po Eu opa con un 38%, has a gigan es indus iales en Amé ica con un 21% de la p oducción, es a abla p opo ciona una isión pe spicaz de quiénes es án a la angua dia en la p oducción de políme os y cómo moldean el pano ama in e nacional de la indus ia de los plás icos sin é icos. Nº País Toneladas expo adas 2022 Log10 % 1 Alemania 184621 5.27 16.4% 2 Es ados Unidos de Amé ica 164726 5.22 14.6% 3 Aze baiyán 145270 5.16 12.9% 4 China 130480 5.12 11.6% 5 Japón 99946 5.00 8.9% 6 Co ea, República de 74235 4.87 6.6% 7 Canadá 71080 4.85 6.3% 8 F ancia 66802 4.82 5.9% 9 Bélgica 50755 4.71 4.5% 10 Países Bajos 49776 4.70 4.4% 11 I alia 31551 4.50 2.8% 12 Tailandia 16982 4.23 1.5% 13 España 15782 4.20 1.4% 14 Po ugal 13712 4.14 1.2% 15 Reino Unido 13174 4.12 1.2% To al gene al 1128892 6.05 100.0% Tabla 3 P incipales p oduc o es de políme o sin é ico [36] En 2022, China se des acó como el p incipal p oduc o global de políme os de esina de pe óleo, P incipales p oduc o es de ma e ia p ima 20 expo ando el 23% del me cado mundial según el anking de los quince p oduc o es más g andes. Es ados Unidos le siguió con el 12%, seguido po Co ea del Su , que ambién ep esen ó el 12% de la p oducción. Es os es líde es dominan la indus ia g acias a su a anzada capacidad de p oducción y su in luencia signi ica i a en el me cado global de políme os de esina de pe óleo. Es no able que la mayo pa e de la p oducción global se concen a en Asia, con un 55%, y en Amé ica del No e, con un 16%. La suma de es os dos con inen es ep esen a más del 70% de la p oducción en es e anking. Nº País Toneladas expo adas 2022 Log10 % 1 China 466458 5.67 23% 2 Es ados Unidos de Amé ica 249772 5.40 12% 3 República de Co ea 239936 5.38 12% 4 Alemania 222682 5.35 11% 5 Aze baiyán 145270 5.16 7% 6 Japón 131648 5.12 6% 7 F ancia 130353 5.12 6% 8 Países Bajos 111200 5.05 5% 9 Bélgica 79189 4.90 4% 10 Taipei chino 77298 4.89 4% 11 Canadá 71989 4.86 4% 12 Tailandia 40471 4.61 2% 13 Singapu 38506 4.59 2% 14 I alia 33208 4.52 2% 15 Es onia 17949 4.25 1% To al gene al 2055929 6.31 100% Tabla 4 P incipales p oduc o es de políme os esina de pe óleo [36] 4.3 P oduc o es de g a i o u o os ca bonos El g a i o y o os ca bonos son elemen os esenciales en una amplia gama de aplicaciones indus iales, desde la ab icación de elec odos has a la p oducción de lub ican es. En es e g á ico, analiza emos los quince p incipales p oduc o es de g a i o y o os ca bonos en odo el mundo, esal ando su con ibución a la o e a global de es os ma e iales undamen ales. Desde las minas en China ep esen ando 34% de la p oducción mundial, has a ope aciones en Eu opa y Amé ica del No e, es e análisis p opo ciona una isión ápida de quiénes lide an la p oducción de g a i o y o os ca bonos a ni el in e nacional. 21 Nº País Toneladas expo adas 2022 Log10 % 1 China 185924 5.27 33.9% 2 Mozambique 134516 5.13 24.5% 3 Madagasca 116701 5.07 21.3% 4 Países Bajos 31261 4.50 5.7% 5 B asil 17164 4.23 3.1% 6 Alemania 15314 4.19 2.8% 7 Canadá 9746 3.99 1.8% 8 Es ados Unidos de Amé ica 9721 3.99 1.8% 9 Bélgica 7896 3.90 1.4% 10 Aus ia 4725 3.67 0.9% 11 México 4309 3.63 0.8% 12 República Checa 3909 3.59 0.7% 13 S i Lanka 2531 3.40 0.5% 14 Tu quía 2458 3.39 0.4% 15 India 2042 3.31 0.4% To al gene al 548217 5.74 100% Tabla 5 P incipales p oduc o es de g a i o na u al [36] En 2022, Alemania lide ó la ab icación de g a i o y o os ca bones con 21,739 oneladas expo adas, ep esen ando el 30.4% del o al mundial de los p incipales p oduc o es de g a i o. Le siguie on Es ados Unidos con un 23.0% y México con un 16.5%. En conjun o, Amé ica del No e y Eu opa aba ca on el 81% de la p oducción global, con un 40% y un 42% espec i amen e. Nº País Toneladas expo adas 2022 Log10 % 1 Alemania 21739 4.34 30.4% 2 Es ados Unidos de Amé ica 16472 4.22 23.0% 3 México 11847 4.07 16.5% 4 China 6890 3.84 9.6% 5 Eslo aquia 3796 3.58 5.3% 6 Indonesia 1698 3.23 2.4% 7 Japón 1373 3.14 1.9% 8 Co ea, República de 1330 3.12 1.9% 9 Aus ia 1278 3.11 1.8% 10 República Checa 1172 3.07 1.6% 11 I alia 1056 3.02 1.5% 12 Rusia, Fede ación de 858 2.93 1.2% 13 Reino Unido 745 2.87 1.0% 14 Yemen 698 2.84 1.0% 15 Malasia 636 2.80 0.9% To al gene al 71588 4.85 100% Tabla 6 P incipales p oduc o es de g a i o u o os ca bonos [36] 4.4 P oduc o es de ace o P incipales p oduc o es de ma e ia p ima 22 El ace o, un pila undamen al en el sec o de la cons ucción, la ab icación y nume osas indus ias, es un componen e esencial en la economía global. En es a abla, examinamos los quince p incipales p oduc o es de ace o en odo el mundo, des acando su con ibución a la o e a global de es e ma e ial c ucial. En 2022, las gigan escas plan as en India sugi ie on una p oducción del 52% de la p oducción global. Como da o ele an e, el 71% de la p oducción mundial de ace o se concen a en Asia, seguido de Eu opa con el 26%. Es e análisis o ece una isión ápida de quiénes lide an la p oducción de ace o a ni el in e nacional. Nº País Toneladas expo adas 2022 Log10 % 1 India 229078 5.36 52.8% 2 I án, República Islámica del 80852 4.91 18.6% 3 Suecia 55825 4.75 12.9% 4 F ancia 29377 4.47 6.8% 5 Alemania 12699 4.10 2.9% 6 Reino Unido 7246 3.86 1.7% 7 A gelia 4027 3.60 0.9% 8 Polonia 3466 3.54 0.8% 9 Es ados Unidos de Amé ica 3349 3.52 0.8% 10 I alia 2078 3.32 0.5% 11 Hung ía 2044 3.31 0.5% 12 Rumania 1258 3.10 0.3% 13 España 1236 3.09 0.3% 14 Canadá 746 2.87 0.2% 15 Hondu as 661 2.82 0.2% To al gene al 433942 5.64 100% Tabla 7 P incipales p oduc o es de ace o [36] 4.5 P oduc o es aluminio El aluminio, un me al e sá il y ampliamen e u ilizado en indus ias que an desde la cons ucción has a di e sas aplicaciones indus iales, desempeña un papel i al en la economía global. En es a abla, analiza emos los p incipales p oduc o es de aluminio en odo el mundo, des acando su in luencia en la o e a global de es e ma e ial imp escindible. Guinea encabezó la lis a con una imp esionan e expo ación de 109,126,084 oneladas en 2023, ep esen ando el 66.6% del o al mundial. Aus alia y B asil ocupa on el segundo y e ce luga con expo aciones del 23% y 2.9%, espec i amen e. Nº País Toneladas expo adas 2022 Log10 % 1 Guinea 109126084 8.04 66.6% 2 Aus alia 37697446 7.58 23.0% 23 3 B asil 4731928 6.68 2.9% 4 Tu quía 2640562 6.42 1.6% 5 Jamaica 2583784 6.41 1.6% 6 Indonesia 1921433 6.28 1.2% 7 Ghana 1735655 6.24 1.1% 8 Sie a Leona 1242557 6.09 0.8% 9 Mon eneg o 655942 5.82 0.4% 10 Malasia 557363 5.75 0.3% 11 Guyana 400280 5.60 0.2% 12 Laos 181352 5.26 0.1% 13 Cos a de Ma il 155022 5.19 0.1% 14 G ecia 137579 5.14 0.1% 15 Canadá 128117 5.11 0.1% To al gene al 163895104 8.21 100% Tabla 8 P incipales p oduc o es de aluminio [36] 4.6 Consolidados p oduc o es de ma e ia p ima Du an e la consul a de da os ele an es que puedan a ec a a la cadena de suminis o, se ha iden i icado que el pla ino es un me al p ecioso, cos oso y de baja p oducción en el plane a, además ha es o se le suma que el 19% de la p oducción mundial se gene a en Sudá ica. Figu a 4.1 Po cen aje de p oducción pla ino po país El p incipal p oduc o de políme os na u ales es China, aba cado el 56% de la p oducción mundial. Demos ando una ez más los al os olúmenes de p oducción que maneja en el país asiá ico. Sudá ica 19,03% Hong Kong, China 13,23% Reino Unido 11,94% Es ados Unidos de Amé ica 9,68% I alia 9,68% O os 36,45% Po cen aje p oducción pla ino po país P incipales p oduc o es de ma e ia p ima 24 Figu a 4.2 Po cen aje p oducción políme o na u al po país Los políme os sin é icos, como bien lo exp esa su nomb e son aquellos que son ab icados de mane a a i icial, es deci aquellos c eados en labo a o ios median e sín esis química, un ejemplo de es os es el polie ileno y polisul u os. Alemania lide a la p oducción mundial de es os plás icos indus iales en el 2022. Figu a 4.3 Po cen aje p oducción políme o sin é ico po país Los políme os de esina de pe óleo, es un políme o de i ado de las ma e ias p imas del pe óleo, como China 56% Es ados Unidos de Amé ica 15% I alia 13% F ancia 3% Países Bajos 3% O os 9% Po cen aje p oducción políme o na u al po país Alemania 16% Es ados Unidos de Amé ica 15% Aze baiyán 13% China 12% Japón 9% O os 36% Po cen aje p oducción políme o sin é ico po país 25 lo son los poli e pe nos y polisul u os. China una ez más dominan e en la p oducción de políme os aba cando el 23% de la p oducción global. Figu a 4.4 Po cen aje p oducción políme o pe óleo po país El g a i o es un mine al que posee p opiedades de du eza, densidad y conduc i idad, lo cual hace que sin duda alguna sea un elemen o imp escindible en la ab icación de pilas de combus ible. Nue amen e China encabeza la p oducción de ma e ia p ima, ep esen ando el 34% de p oducción mundial es e elemen o na u al. Figu a 4.5 Po cen aje p oducción g a i o na u a po país Es e g a ico ep esen a la p oducción de g a i o u o os ca bonos manu ac u ado pa a uso eléc icos. China 23% Es ados Unidos de Amé ica 12% República de Co ea 12% Alemania 11% Aze baiyán 7% O os 36% Po cen aje p oducción políme o pe óleo po país China 34% Mozambique 25% Madagasca 21% Países Bajos 6% B asil 3% O os 13% Po cen aje p oducción g a i o na u al po país Ges ión cadena suminis o pilas de combus ible ipo PEM 32 5.2.3 Cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM en Eu opa Se ha log ado iden i ica que el ipo de cadena de suminis o pa a las pilas de combus ible ipo PEM es simple. Es o signi ica que cuen a con p o eedo es que son los p incipales p oduc o es de ma e ia p ima en el mundo. Países como Sudá ica, líde es en la p oducción de pla ino, Guinea con su mega p oducción de aluminio, y China, símbolo de la inno ación, desa ollo y compe i i idad, aba can g an pa e de las di e en es indus ias de la economía global. El siguien e eslabón de la cadena son las emp esas ab ican es. No obs an e, es impo an e acla a que algunas emp esas como Dupon suminis an políme os o memb anas ya ab icadas a p oduc o es eu opeos, y el clien e inal del p oduc o e minado es la úl ima pa e de la cadena. En el capí ulo 6 se señalan los p incipales países p oduc o es de la ma e ia p ima pa a la ab icación de las pilas de combus ible ipo PEM a ni el mundial. El siguien e g á ico ep esen a los p incipales in oluc ados en la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible. Figu a 5.1 Rep esen ación g á ica cadena de suminis o. En la siguien e abla se egis an los p incipales p o eedo es de los componen es de las pilas de combus ible ipo PEM en Eu opa. No obs an e, cabe esal a que las emp esas de pilas de combus ible hoy día ab ican casi la mayo pa e de sus componen es; 33 P o eedo es Memb ana Elec odo Capa Di usión Placas Bipola es Polime os Balla d Powe Sys ems X X X X Powe Cell Sweden AB X X X X Se Ene gy A/S X X X X El ingKlinge AG X X X X Dupon (Eu opa) X X X Sol ay SA (Belgica) X AGC Chemicals Ame icas (España & Ingla e a) X X Thyssenk upp Uhde en Eu opa (Suiza) X X Go e Company (Eu opa & Usa) X X 3M (Eu opa, España, F ancia, Alemania, i alia...) X X X SGL Ca bon (España, Alemania, F ancia...) X Me so (España) X F eudenbe g G oup X Johnson Ma hey X Tabla 10 P o eedo es Componen e PEMFC - Eu opa 5.2.4 Cadena de suminis o ci cula La cadena de suminis o ci cula se e ie e a un en oque emp esa ial que in eg a los p incipios de la economía ci cula en la ges ión de la cadena de suminis o, ya sea en la indus ia de la moda u o os sec o es. Es o implica diseña modelos de negocio que es ablezcan un sis ema de ci cui o ce ado, donde los p oduc os se man ienen en uso du an e el mayo iempo posible median e la educción, eu ilización y ecupe ación de ecu sos. En luga de segui un modelo lineal de p oducción y consumo, la cadena de suminis o ci cula busca minimiza el despe dicio y maximiza la e iciencia, omen ando p ác icas como la e iciencia de ecu sos, el diseño ci cula , la p olongación de la ida ú il del p oduc o y la ci cula idad al inal de su ida ú il. Además, implica la implemen ación de es a egias de ges ión y p og amas emp esa iales que p omue an la eu ilización, el eciclaje y el uso esponsable de los ecu sos. Asimismo, se en oca en el cumplimien o de egulaciones y es ánda es indus iales que p omue an la sos enibilidad y la ci cula idad en oda la cadena de suminis o. Las in es igaciones esal an la ansición hacia sis emas de p oducción ci cula con el obje i o de maximiza la e iciencia económica y minimiza el impac o ambien al. [38] [39] Ges ión cadena suminis o pilas de combus ible ipo PEM 34 Figu a 5.2 Economía Ci cula Balla d [40] 5.3 Análisis del me cado pilas de combus ible ipo PEM Reque i de los ma e iales co ec os, en los iempos indicados depende de una buena plani icación. Hoy en día, con amos con he amien as de p onós icos de demanda como el modelo ARIMA, modelos de medias mó iles, el mé odo C os on, en e o os, los cuales nos ayudan a p edeci la demanda de mane a más p ecisa, basándose en da os his ó icos, en as, o incluso expec a i as. Sin emba go, la di icul ad de es a in es igación adica en la al a de da os e in o mación en es e campo. No obs an e, emp esas como Balla d Powe Sys ems incluyen en sus in o mes anuales de ges ión y inancie os los ing esos ob enidos po las en as de pilas de combus ible, mien as que SFC Ene gy egis a la can idad de pilas de combus ible ipo PEM endidas. Es os da os son undamen ales pa a analiza el compo amien o de la demanda y las endencias en las en as de pilas de combus ible. A con inuación, se p esen a un análisis de las en as de es as dos emp esas. También se examina el epo e de la Fuel Cell and Hyd ogen Ene gy Associa ion (FCHEA), que de alla las can idades de pilas de combus ible endidas en los úl imos años. La abla mues a el desempeño de los ing esos de Balla d Powe Sys ems en las pilas de combus ible, compa ando las en as en e los años 2023 y 2022, des acando el c ecimien o po cen ual en e ambos pe íodos. Se obse a un no able aumen o en los ing esos en odos los segmen os. Es e c ecimien o signi ica i o e leja la c ecien e demanda y adopción de ecnologías de pilas de combus ible en di e sas aplicaciones, desde el anspo e público has a la ene gía es aciona ia, e idenciando el po encial de es a ecnología en la indus ia ac ual. [41] 35 Ing esos Balla Powe Sys em 2023 2022 C ecimien o Au obús 11,139,540.00 € 2,527,740.00 € 341% Camión 5,571,630.00 € 2,365,920.00 € 135% T en 6,546,270.00 € 2,488,680.00 € 163% Ma í imo 3,716,280.00 € 1,061,130.00 € 250% Pilas de Combus ible Maquina ia Pesada 26,973,720.00 € 8,443,470.00 € 219% Pilas de Combus ible Ene gía Es aciona ia 11,908,650.00 € 5,797,620.00 € 105% Tabla 11 Ven as Balla d Pilas de Combus ible Tipo PEM La abla p opo ciona una isión gene al de las en as de pilas de combus ible de SFC Ene gy en los años 2023 y 2022, des acando el c ecimien o po cen ual en e ambos pe iodos. Se obse a un aumen o en la can idad de unidades endidas, lo que indica un c ecimien o del 8% en compa ación con el año an e io . Es e inc emen o sugie e una endencia posi i a en la adopción y demanda de pilas de combus ible ipo PEM. [42] Año 2023 2022 C ecimien o Can idad de Pilas endidas SFC Ene gy 65000 60000 8% Tabla 12 Can idad Pilas de Combus ible endidas SFC Ene gy La abla p esen a un análisis de allado de las pilas de combus ible ipo PEM en egadas según los egis os de la Fuel Cell and Hyd ogen Ene gy Associa ion (FCHEA), la p incipal asociación indus ial en los Es ados Unidos en es e campo. Los da os aba can desde el año 2016 has a el 2020, mos ando an o la can idad de unidades en egadas como el c ecimien o po cen ual espec o al año an e io . Se obse a una luc uación en las ci as a lo la go de los años, con aumen os y disminuciones en las en egas. Es e análisis p opo ciona una isión in eg al de la e olución y endencias en la adopción de pilas de combus ible PEM, una ecnología cla e en el desa ollo de soluciones ene gé icas sos enibles y limpias. Can idad de Pilas de Combus ible ipo PEM En egadas Año Can idad C ecimien o 2016 62000 2017 70000 13% 2018 68000 -3% 2019 70000 3% 2020 75000 7% Tabla 13 Can idad Pilas de Combus ible endidas FCHEA 5.4 Me odología ARIMA pa a p onós ico de la demanda El p onós ico de la demanda es un paso undamen al en la cadena de suminis o, ya que pe mi e una buena ges ión de comp as, in en a io y el cumplimien o de me as de p oducción. Con los da os epo ados po las emp esas ab ican es de pilas de combus ible, se aplica el modelo ARIMA (Au oReg essi e In eg a ed Mo ing A e age), una écnica inc eíblemen e ú il pa a analiza y p edeci se ies empo ales. Es os da os se ecolec an a lo la go del iempo e incluyen en as, p ecios de acciones, empe a u as, en e o os. Ges ión cadena suminis o pilas de combus ible ipo PEM 36 Los modelos ARIMA combinan es componen es cla e; • P ime o, el componen e au o eg esi o (AR), que u iliza los alo es an e io es de la se ie pa a p edeci el alo ac ual. Es como si el alo de hoy dependie a de una suma ponde ada de los alo es pasados más un é mino de e o alea o io. • Luego es á el componen e de media mó il (MA), donde el alo ac ual depende no solo del é mino de e o alea o io de hoy, sino ambién de los e o es an e io es. Es o ayuda a cap u a pa ones de e o a lo la go del iempo. • El e ce componen e es la in eg ación (I), que ans o ma una se ie no es aciona ia (una que cambia su media y a ianza con el iempo) en es aciona ia, simplemen e es ando el alo ac ual del alo an e io una o más eces. Es o es c ucial po que la mayo ía de las écnicas es adís icas uncionan mejo con se ies es aciona ias. Cuando combinamos es os es componen es, ob enemos el modelo ARIMA, deno ado como ARIMA (p, d, q). Aquí, p es el núme o de é minos au o eg esi os, d es el núme o de eces que necesi amos di e encia la se ie pa a hace la es aciona ia, y q es el núme o de é minos de media mó il. [43] Modelo ARIMA Pa a comenza , el siguien e g á ico ep esen a los da os ob enidos de las en as de pilas de combus ible, de las ablas 11 y 12, lo que pe mi e obse a el compo amien o de la demanda y isualiza la se ie empo al. Es impo an e señala que no se disponen de da os de la demanda pa a el año 2021. Figu a 5.3 His ó ico en as emp esas SFC Ene gy y FCHEA • Ejecución del modelo y p onós ico de la demanda Con la ayuda de Py hon y la he amien a ARIMA, se p ocede a ejecu a un código pa a modela y p onos ica la demanda de pilas de combus ible ipo PEM de SFC Ene gy y FCHEA pa a el año 2024 ( e Anexo). Du an e la ejecución del sc ip , se iden i ica el mejo modelo ARIMA pa a el p onós ico de pilas de combus ible ipo PEM. Una ez de e minado el modelo óp imo, se ejecu a nue amen e el sc ip pa a ob ene un 37 p onós ico de en as de 70,375 pilas de combus ible ipo PEM pa a el año 2024. Es e p onós ico esul a in aluable pa a las emp esas ubicadas en Eu opa, como SFC Ene gy. Figu a 5.4 Resul ado p onós ico de la demanda 5.5 Cos o de la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM Pa a una pila de combus ible ipo PEM, la dis ibución del peso según los componen es se encuen a de allada en la siguien e abla, se oma como ejemplo el peso de las pilas de combus ible Fcge-HPS, de la compañía Balla d. Se calcula además la can idad de kilog amos eque idos pa a la ab icación de 70375 unidades de pilas de combus ible, el equi alen e al p onós ico ob enido pa a el año 2024. Seguido del cos o uni a io de los p incipales componen es y el alo o al del cos o de ma e iales pa a la ab icación de pilas de combus ible ipo PEM. [11] [44] PEMFC % Peso Peso Kg Kg po componen e p onós ico 2024 Ma e ia p ima $ Uni a io ma e ia p ima Valo ma e ial PEMFC Fcgen-HPS 100% 55 Pla os Bipola es 80.0% 44.0 3096500 G a i o 6.57 € 289.08 € Elec odos 4.0% 2.2 154825 En la MEA 0.00 € 0.00 € Memb anas 4.0% 2.2 154825 MEA 737.00 € 737.00 € Jun as 3.5% 1.9 135472 Jun a 1.00 € 1.93 € Placa Final 4.3% 2.4 166437 G a i o 6.57 € 15.54 € Colec o 4.2% 2.3 162566 G a i o 6.57 € 15.18 € Valo Ma e ial de una pila de combus ible ipo PEM 1,058.72 € El alo ap oximado de ma e iales pa a la ab icación de 70375 pilas de combus ible ipo PEM, de acue do es e Ges ión cadena suminis o pilas de combus ible ipo PEM 38 análisis puede onda al ededo de 74,507,402.41 €. 5.6 Tiempos y cos os de ap o isionamien o El ap o isionamien o a iempo co ec o en la cadena de suminis o es c ucial pa a asegu a la e iciencia y la con inuidad de la p oducción. Un suminis o pun ual de componen es y ma e ias p imas pe mi e e i a in e upciones en el p oceso de ab icación, educi cos os de almacenamien o y minimiza el iesgo de pa adas no plani icadas, lo que esul a en una mayo compe i i idad y sa is acción del clien e. En el con ex o de la ab icación de pilas de combus ible ipo PEM, es o es especialmen e ele an e debido a la complejidad y p ecisión eque idas en su p oducción. Emp esas eu opeas líde es en es e sec o , como Balla d, SFC Ene gy, Symbio, El ingKlinge AG y Powe Cell G oup, dependen de una cadena de suminis o obus a y e icien e pa a man ene su posición en el me cado y cumpli con las expec a i as de calidad y en ega de sus clien es. Un ap o isionamien o de icien e puede causa e asos en la p oducción, inc emen o de cos os, disminución de la calidad del p oduc o inal y pé dida de con ianza po pa e de los clien es. Po ello, es as emp esas implemen an es a egias a anzadas de ges ión de la cadena de suminis o pa a ga an iza que cada componen e es é disponible en el momen o p eciso, asegu ando así una p oducción luida y e icien e. La siguien e imagen se e ela la ubicación de cinco g andes emp esas p oduc o as de pilas de combus ible en Eu opa, como los son Balla d, El ingKlinge AG, Powe Cell G oup, Symbio y SFC Ene gy. Figu a 5.5 Localización ab ican es pilas de combus ible en Eu opa La siguien e abla p opo ciona un análisis de allado del anspo e de ma e ias p imas c uciales pa a la 39 ab icación de pilas de combus ible ipo PEM. Es as ma e ias p imas incluyen pla ino, ace o, luo opolíme os, g a i o y aluminio, anspo adas desde di e sos o ígenes globales has a Alemania, donde se encuen a ubicada la emp esa El ginKlinge en la ciudad de B unn hal. La abla de alla el iempo de anspo e en días, el cos o o al del anspo e, la can idad de kilog amos anspo ados y el cos o po kilog amo anspo ado. • El iempo p omedio de abas ecimien o pa a las emp esas ab ican es de pilas de combus ible es de 32 días. • El cos o p omedio del anspo e ma í imo po kilog amo es de ap oximadamen e 0.20€. • El cos o o al p omedio del anspo e ma í imo de 40 oneladas es de al ededo de 7,234€ O igen Des ino Ma e ia P ima Tipo de T anspo e Tiempo anspo e días Sudá ica - Johannesbu go Alemania - B uun hal Pla ino Aé eo 6 India - Jamshedpu Ace os Ma í imo 44 China - Laiwu (Shandong) Flou opolime os Ma í imo 40 Shanghái - China G a i o Ma í imo 40 Me sin - Tu quía Aluminio Ma í imo 30 P omedio Ma í imo 32 Tabla 14 Tiempos en ega ma e ial pa a pilas de combus ible ipo PEM O igen Des ino Ma e ia P ima Tipo de T ansp o e Cos o Kg anspo a dos Valo Kg anspo a do Sudá ica - Johannesbu go Alemania - B uun hal Pla ino Aé eo 107.00 € 0.5 214.00 € India - Jamshedpu Ace os Ma í i mo 7,437.00 € 40000 0.19 € China - Laiwu (Shandong) Flou opoli me os Ma í i mo 9,000.00 € 40000 0.23 € Shanghái - China G a i o Ma í i mo 9,000.00 € 40000 0.23 € Me sin - Tu quía Aluminio Ma í i mo 3,500.00 € 40000 0.09 € P omedio Ma í i mo 7,234.25 € 32000.1 0.18 € Tabla 15 Cos os de anspo e ma e ia p ima pa a pilas de combus ible ipo PEM La in o mación de la abla 13, de iempos de en ega y cos os de en ió, ue omada de la pla a o ma F eig hos. B inda co izaciones de anspo e mul imodal a di e en es pa es del mundo. 40 6 PRINCIPALES FABRICANTES Y APLICACIONES EN EUROPA La impo ancia de la cadena de suminis o en la ab icación de las pilas de combus ible ipo PEM no puede se subes imada. Es a cadena aba ca desde la ob ención de ma e ias p imas, la p oducción de componen es cla e, has a la dis ibución y en a de los p oduc os inales. G acias a una cadena de suminis o e icien e y bien coo dinada, es posible ob ene di e en es ipos de pilas de combus ible y aplica las en di e sas á eas. En pa icula , las pilas de combus ible ipo PEM se des acan po su e sa ilidad y e iciencia en aplicaciones que an desde ehículos has a sis emas de ene gía es aciona ia. En los capí ulos an e io es, se han iden i icado los p incipales ab ican es de ma e ia p ima, p oduc o es, p onós ico de demanda pa a el 2024, iempo y cos o p omedio de anspo e de las ma e ias p imas y el capí ulo ocho se esal an las aplicaciones y los di e en es ipos de pilas de combus ible ipo PEM, siendo es e el úl imo eslabón y el esul ado de es a compleja cadena de suminis o, que asegu a la disponibilidad y calidad de los p oduc os inales. En el ámbi o del anspo e, an o indi idual como público, las pilas de combus ible ipo PEM o ecen una al e na i a in e esan e a los ehículos de combus ión in e na y a los ehículos eléc icos con ba e ías con encionales. Ma cas como Toyo a, Honda y Hyundai ya ienen modelos en el me cado o eciendo una g an au onomía y iempos de eca ga ápidos. Las emp esas eu opeas como Symbio, El ingKlinge y Powe Cell Sweden apues an cada día más a un u u o con ce o emisiones, ab icando pilas de combus ible de hid ógeno con al os endimien os, du abilidad y di e en es ipos de salida en po encia. Es án e olucionando el anspo e público, especialmen e en lo as de au obuses, donde o ecen un endimien o simila a los ehículos de combus ión in e na, pe o con ce o emisiones locales y menos uido. El sec o ma í imo, conocido po su al a con aminación, ambién es á expe imen ando un cambio hacia ecnologías más limpias, y las pilas de combus ible ipo PEM es án en el cen o de es a ans o mación. Se es án ealizando p uebas pilo o y p oyec os pa a e alua la iabilidad y e icacia de las pilas de combus ible ipo PEM en el anspo e ma í imo a g an escala, como po ejemplo uso en e ies de anspo e, con el obje i o de educi las emisiones de gases de e ec o in e nade o gene adas po la indus ia ma í ima. Además de su uso en el anspo e, las pilas de combus ible ipo PEM, ambién desempeñan un papel c ucial en la ene gía es aciona ia. Almacena ene gía a g an escala es un e o impo an e pa a la in eg ación de uen es de ene gía eno able in e mi en es como la sola y la eólica en las edes eléc icas. Las pilas de combus ible ipo PEM o ecen una solución p ome edo a al pe mi i el almacenamien o de ene gía a la go plazo de mane a e icien e y con iable. 6.1 Balla d powe sys em Balla d Powe Sys ems, con sede en p incipal en Vancou e , Canadá y el con inen e eu opeo, es líde en la ab icación de pilas de combus ible de memb ana de in e cambio de p o ones (PEMFC) pa a ehículos come ciales y es aciona ios, con el obje i o de p opo ciona soluciones de ene gía sos enible y limpia. Fundada en 1979 po Geo ey Balla d, Kei h P a e y Paul Howa d, la emp esa ha sido pione a en la in es igación y desa ollo de pilas de hid ogeno. A lo la go de más de 44 años, ha lide ado la ansición hacia una economía más sos enible, o eciendo ecnologías inno ado as como las pilas de combus ible ipo PEM. Sus log os incluyen la c eación de la p ime a pila de combus ible Balla d, un mo o de pila de combus ible de 90 kW y la implemen ación de lo as de au obuses impulsados po pilas de combus ible. Ac ualmen e, poseen una 41 di e sidad de pilas de combus ible de al o endimien o, que an desde los 26kW has a los 200kW, es a úl ima haciendo su unción como ene gía es aciona ia. Los diseños de las pilas son pa a aplicaciones ma inas, e es es y ene gía es aciona ia, e idenciando su comp omiso con soluciones ene gé icas a anzadas y espe uosas con el medio ambien e. 6.1.1 Pilas de combus ible ipo PEM, Balla d Powe Sys em Du an e más de es décadas es a compañía ha pe eccionado el conjun o de elec odos de memb ana, un componen e p incipal en las pilas de combus ible, los p ocesos de ab icación con inua y au oma izados ga an izan que es os p oduc os sean de al a calidad, du abilidad y al o endimien o. Con un amplio po a olio de pilas de combus ibles se posicionan como una de las emp esas más e oluciona ias en la indus ia de las pilas de combus ible PEM, pueden se ins aladas en ca e illas, au obuses, camiones, ba cos y has a en la aplicación de ene gía es aciona ia. Figu a 6.1 Pilas de combus ibles ab icadas po Balla Powe Sys em [44] 6.1.2 Pilas de combus ible ipo PEM, e ige ación liquida Balla d o ece una a iedad de pilas de combus ible e ige adas po líquido y ai e pa a di e sas aplicaciones de ehículos y sis emas de ene gía. La FCgen®-HPS es una pila de al a po encia y densidad diseñada pa a ehículos li ianos, medianos y pesados, con una salida máxima de 140 kW y capacidad de a anque en climas íos. El FCgen®-LCS o ece endimien o a la go plazo y bajo cos o, mien as que la FC eloci y®-9SSL p opo ciona con iabilidad y densidad de po encia pa a aplicaciones de anspo e público. Po o o lado, las pilas de celdas de combus ible FCgen®-1020ACS, e ige adas po ai e, son adecuadas pa a aplicaciones de baja po encia con diseño simpli icado y al o endimien o. Es as ecnologías se in eg an en una a iedad de sis emas de ene gía, incluidos los de espaldo y los u ilizados en mon aca gas eléc icos. La siguien e igu a se encuen an las pilas de combus ibles e ige asdas po liquido y sus posibles aplicaciones. P incipales ab ican es y aplicaciones en eu opa 48 independien e con con ibuciones de las pa es in e esadas mencionadas, basado en la me odología p opues a de análisis. Cabe esal a que el documen o ep esen a una isión colec i a de las pa es in e esas y no la de las emp esas y o ganizaciones, es deci se encuen an las opiniones de los pa icipan es como indi iduos y no como el in e és de una emp esa. La desca bonización es un desa ío impo an e pa a la a iación, que emi e más de 900 millones de oneladas de dióxido de ca bono (CO2) al año. A pesa del c ecimien o y la mejo a de la e iciencia, las emisiones pod ían duplica se pa a 2050. Es e in o me e alúa el po encial de la p opulsión de hid ógeno pa a educi el impac o climá ico de la a iación, conside ando o os gases de e ec o in e nade o como los óxidos de ni ógeno (NOx). El in o me concluye que la p opulsión de hid ógeno pod ía educi el impac o climá ico en e un 50 y un 90%, supe ando en e iciencia y sos enibilidad a los combus ibles sin é icos. Se necesi a án a ances ecnológicos signi ica i os pa a desbloquea el po encial del hid ógeno, especialmen e en almacenamien o y dis ibución, pe o se p oyec a que es os a ances sean posibles en los p óximos cinco a diez años, es deci se p edice que pa a el año 2035 en en en se icio los p ime os a iones p opulsados po hid ogeno. El in o me ambién indico que el hid ógeno es más adecuado pa a a iones de co o y medio alcance, con un aumen o espe ado en los cos os ope a i os de solo un 10% po pasaje o en compa ación con a iones con encionales. Sin emba go, pa a a iones de la go alcance se eque i ían diseños comple amen e nue os y los cos os aumen a ían conside ablemen e. La implemen ación exi osa de la p opulsión de hid ógeno eque i á una plani icación y colabo ación en e los di e en es ac o es de la indus ia, así como in e siones signi ica i as en in es igación e inno ación y egulaciones adecuadas. Se necesi a una acción u gen e pa a inicia la ansición hacia la desca bonización a a és del hid ógeno, con un en oque en el desa ollo y despliegue acele ado de nue as ecnologías y un ma co polí ico cla o y a la go plazo. [50] 6.4 El ingKlinge AG El ingKlinge es una emp esa alemana líde mundial en ecnología de sellado y p o ección é mica pa a la indus ia au omo iz y o os sec o es indus iales. Se especializa en la ab icación de jun as, componen es de mo o , sis emas de ges ión é mica y p oduc os de p o ección ambien al. Además, desa olla soluciones inno ado as pa a mejo a la e iciencia ene gé ica y educi las emisiones en ehículos y aplicaciones indus iales. Su en oque se cen a en o ece p oduc os de al a calidad y ecnologías a anzadas pa a sa is ace las demandas del me cado global. El ingKlinge ha incu sionado en el sec o de las pilas de combus ible desde hace ap oximadamen e 20 años, con su p ime p oyec o en se ie iniciado en 2008. La compañía ha desempeñado un papel des acado a a és de nume osas colabo aciones y p oyec os en es e campo. En ma zo de 2021, se es ableció EKPO Fuel Cell Technologies GmbH, una emp esa conjun a en e El ingKlinge y Plas ic Omnium, pa a o alece su p esencia en es e me cado en cons an e c ecimien o. La ca e a de p oduc os de El ingKlinge en el ámbi o de las pilas de combus ible aba ca desde desa ollos especí icos pa a clien es has a soluciones es ánda . Es o incluye módulos de pilas de combus ible ipo PEM (PEMFC, P o on Exchange Memb ane Fuel Cell) pa a la in eg ación en sis emas ya es ablecidos, así como di e sos componen es de pila como placas bipola es me álicas, apas embu idas y jun as. 6.4.1 Pila des combus ible ipo PEM, El ingKlinge Ag 49 Las pilas de combus ible de baja empe a u a de EKPO ienen excelen es ca ac e ís icas de po encia y du abilidad, pueden u iliza se pa a una amplia a iedad del sec o anspo e, su po encia de salida a desde los 76 kW en aplicaciones e es e y has a 200kW en el sec o ma í imo. Es as pilas de combus ible ipo PEM disponen de has a 600 celdas lo que pe mi e su uncionamien o en el sec o indus ial o de maquina ia pesada. Figu a 6.12 PEMFC NM12 Twin y Simple [18] 6.5 Symbio Symbio es una emp esa con sede en F ancia que se especializa en sis emas de p opulsión de hid ógeno y ecnologías de celdas de combus ible de memb ana de in e cambio de p o ones (PEM). Se cen a p incipalmen e en el desa ollo y la ab icación de sis emas de p opulsión de hid ógeno pa a ehículos de anspo e, incluyendo au omó iles, au obuses y ehículos come ciales. La emp esa colabo a con ab ican es de au omó iles y o os socios de la indus ia pa a in eg a sus soluciones de celdas de combus ible en ehículos de p oducción en se ie y omen a la adopción de la mo ilidad con hid ógeno como una al e na i a limpia y sos enible a los ehículos adicionales de combus ión in e na. 6.5.1 Pilas de combus ible ipo PEM Symbio Las pilas de combus ible ipo PEM, poseen un diseño que o ece al a e iciencia y bajo echazo al calo , uncionamien o en al as o bajas empe a u as y es á especialmen e diseñada pa a di e en es ipos de aplicaciones de se icio pesado ales como, ehiculos lige os, camiones, au obuses y maquina ia pesada. La po encia de salida de es as pilas de combus ible ipo PEM, a desde los 40kW has a los 150kW con has a 20000 ho as de abajo. La emp esa Symbio se cen a en o ece un sis ema al amen e e icien e en consumo de combus ible, especí icamen e de hid ógeno, pa a minimiza su consumo en ope ación. Cuen a con el sis ema más compac o del me cado, con un paso de celda de 1,03 mm, lo que acili a su in eg ación en el compa imen o del mo o ac ual con bajo impac o en la a qui ec u a del ehículo, ácil de adap a en espacios educidos. Además, es ácil de en ia y equie e menos capacidad de e ige ación a bo do. Dispone con moni o eo emo o, adap ándose a las necesidades indi iduales de cada clien e con soluciones de moni o eo de lo as pe sonalizadas. P incipales ab ican es y aplicaciones en eu opa 50 Figu a 6.13 PEMFC S ackPack 40 y 300 [19] 6.5.6 Aplicación de pilas de combus ible ipo PEM Symbio, pa a camiones Symbio o ece soluciones de hid ógeno pa a camiones, ayudando a desca boniza el anspo e de me cancías. Es as soluciones de ce o emisiones an desde ehículos de gama media has a ehículos pesados, man eniendo la lexibilidad ope a i a y la en abilidad. Apoyan a los ab ican es en su ans o mación con soluciones implemen ables a g an escala. Diseñan, desa ollan e indus ializan sis emas y celdas de combus ible de hid ógeno de ce o emisiones, op imizando el cos o o al de p opiedad y p ese ando la comodidad del conduc o . Sus soluciones combinan las en ajas de la ene gía eléc ica con las del diésel o el GNV, o eciendo ce o emisiones de CO2 y pa ículas, una buena au onomía, lexibilidad ope a i a, eca ga ápida, endimien o sos enido en ope aciones de a anque en ío y sin impac o en la ca ga ú il. O ecen una gama de has a 1.000 kilóme os y un iempo máximo de ca ga de 15 minu os. Sus en ajas compe i i as incluyen una e iciencia o al del sis ema del 53%, p oduc os compac os que se in eg an en ehículos exis en es, necesidades de e ige ación un 15% in e io es al p omedio del me cado y moni o eo pa a un uncionamien o op imizado y an icipación de necesidades de man enimien o. [51] La aplicación pa a camiones ejecu ada po Symbio, jun o con Fau ecia y Michelin, ue on seleccionados po la Comisión de Ene gía de Cali o nia (CEC) pa a in eg a y demos a un camión Clase 8 de anspo e egional impulsado po hid ógeno. El p oyec o conjun o "Symbio H2 Cen al Valley Exp ess" mos a á la o aleza ecnológica de las emp esas en soluciones de mo ilidad impulsadas po hid ógeno y su expe iencia en in eg ación de sis emas. El camión demos a á un endimien o equi alen e al de un camión diésel de 15 li os, mien as p opo ciona una solución de ce o emisiones. Se espe a que el camión es é en uncionamien o en una u a de 400 millas en e Inland Empi e y el no e del Valle de San Joaquín en Cali o nia pa a 2023. Es e p emio ma ca un hi o impo an e pa a Symbio en Amé ica del No e, donde la emp esa es á expandiendo sus capacidades de ingenie ía y ue za labo al. Además, Symbio es á cons uyendo una de las plan as de pilas de combus ible de hid ógeno más g andes de Eu opa y un cen o de inno ación en Lyon, F ancia, pa a espalda su expansión a ni el mundial. [52] El siguien e es el diseño u ilizado po Symbio, pa a camiones p opulsados po pilas de hid ogeno. 51 Figu a 6.14 Diseño Cambio PEMFC Symbio [51] 6.6 Aplicación de pilas de combus ible ipo PEM, coches Toyo a en España Toyo a ha inaugu ado la p ime a es ación de epos aje de hid ógeno en España, en colabo ación con socios es a égicos como Enagás, U base , Ca bu os Me álicos, Sumi omo Co po a ion España y la Con ede ación Española de Emp esa ios de Es aciones de Se icio (CEEES). Es a es ación, ubicada en Mad id, suminis a hid ógeno a una p esión de 700 ba /Mpa, siendo la p ime a en el país en o ece es e se icio. La ape u a de es a es ación de hid ogeno ma ca un paso impo an e en el impulso de ehículos eléc icos de pila de combus ible, como el Toyo a Mi ai, que iene una au onomía de has a 650 km y una po encia de 150 CV, iene un alo en el me cado de unos 75.600 €. El obje i o de Toyo a es log a ce o emisiones pa a 2050 y p omo e el uso de ecnologías de ehículos eléc icos impulsados po hid ógeno como pa e de es e es ue zo. Con es a nue a es ación, se espe a demos a la iabilidad de los ehículos de hid ógeno en el uso dia io, o eciendo una opción de eca ga ápida y e icien e pa a los conduc o es. Los ehículos eléc icos de pila de combus ible de hid ógeno de Toyo a o ecen un epos aje ápido en menos de cinco minu os, lo que pe mi e ol e ápidamen e a la ca e e a. Es a ecnología limpia el ai e del ex e io y se combina con el hid ogeno en la pila de combus ible pa a gene a elec icidad mien as conduces, emi iendo solo agua po el ubo de escape, lo que p omue e una mo ilidad más limpia y sos enible pa a el plane a, siendo es e un coche ce o emisiones. [53] El siguien e es el diseño u ilizado po Toyo a pa a los ehículos p opulsados po pilas de hid ogeno. P incipales ab ican es y aplicaciones en eu opa 52 Figu a 6.15 Diseño de coche PEMFC Toyo a [53] 53 7 CONCLUSIONES La cadena de suminis o de pilas de combus ible ipo PEM, en en a a ios desa íos que pueden obs aculiza su desa ollo y expansión. Uno de los p incipales p oblemas adica en la disponibilidad limi ada de cie os ma e iales c í icos, como el pla ino, u ilizado como ca alizado en las celdas de combus ible. La escasez de es os ma e iales puede p o oca aumen os de p ecios y di icul ades en el suminis o, lo que a ec a nega i amen e la iabilidad económica de las pilas de combus ible. Además, aunque ma e iales como el aluminio, políme os, g a i o y ace o no son an cos osos como el pla ino, siguen siendo esenciales y su p oducción ambién depende en g an medida de países ue a de Eu opa, lo que añade una capa adicional de complejidad y iesgo a la cadena de suminis o. El pla ino, es e es un me al p ecioso el cual iene una baja p oducción en el plane a, además es usado en di e en es ipos de indus ia, desde la medicina has a los sec o es de la manu ac u a, en es e caso como ca alizado en las pilas de combus ible ipo PEM, ya que iene una excelen e conduc i idad. El país con mayo p oducción de es e me al se encuen a en el con inen e a icano, exac amen e en Sudá ica p oduciendo en el 2022 la can idad de 59 oneladas co espondiendo al 19% de la p oducción mundial. El cos o de es a ma e ia p ima es al amen e ele ado, un kilog amo de pla ino puede es a en 29.000 a 30.000 € en el me cado, odo es o gene a como esul ado que sea un ma e ial c i ico po a ios aspec os. En p ime luga , su baja p oducción puede gene a s ockuou , no solo en la ab icación de las pilas de combus ibles ipo PEM si no en los di e en es sec o es. Un segundo iesgo es e asos o o u a de la cadena de suminis o debido a iempos de en ega, ha es o se le suma la escasez de con enedo es debido al al a demande del sec o ma í imo y o o iesgo eminen e son los e en os o ui os e inespe ados que a ec an la logís ica in e nacional, un ejemplo de es o la pandemia que i imos un pa de años a ás. Los políme os na u ales, es e ma e ial desempeña un papel impo an e ya que son u ilizado en la ab icación de la memb ana MEA de las pilas de combus ible ipo, es e ma e ial es cla e ya que son buenos conduc o es de p o ones. China en el año 2022 ue el p oduc o núme o uno, su p oducción ep esen a el 56% de la p oducción global con al ededo de las 172000 oneladas. La al a p oducción po pa e del gigan e asiá ico hace que la o e a y los p ecios en el me cado sean compe i i os en el me cado. Po o o lado, se pueden p esen a iesgo po s ockou y se debe plani ica de la mejo mane a el abas ecimien o de ma e ias p ima, ya que los iempos de en ega desde Asia es án en e 30 días has a los 60 días. Es impo an e esal a los que e en os como la gue a en Gaza o los p oblemas de segu idad que se es án p esen ando en el gol o Adén, donde busque me can es son asal ados y en ocasiones secues ados, como medida muchos buques oman o as u as las cuales pueden se más la gas, ep esen ando iempo y mayo cos o. Los políme os sin é icos, es e ma e ial desempeña un papel impo an e ya que son u ilizado en la ab icación de la memb ana MEA de las pilas de combus ible ipo, es e ma e ial es cla e ya que son buenos conduc o es de p o ones. Alemania encabeza la p oducción global de es e ma e ial ep esen an el 16% de la p oducción del plane a. Es o es un buen pun o a a o pa a la cadena de suminis o de las pilas de combus ible, ya que ep esen a disponibilidad y meno iempo de abas ecimien o de es e ma e ial en con inen e eu opeo. Políme o esina de pe óleo, son subp oduc os del c aqueó del pe óleo y sus usos pueden se di e sos. China es el p oduc o núme o uno de la ab icación y expo ación de es os ma e iales, su p oducción en el 2022 ep esen o el 23% de p oducción del plane a. Respec o a la p oducción de hid oca bu os como el pe óleo China es el e ce p oduc o del mundo po debajo de países como Es ados Unidos y A abia Saudi a, demos ando una ez la compe i i idad en odo ipo de indus ia, ap o echando es os subp oduc os del pe óleo pa a la ab icación de políme os. Los iesgos implicados en la cadena de suminis o pa a es e ma e ial son s ockou po iempos de en ega, un mayo cos o en anspo e ma í imo, cos os de aduanas y ambién se co e el iesgo de pé dida de ma e ial en ánsi o. Un opo uno p onós ico de la demanda pe mi e la plani icación de ma e iales y abas ecimien o de in en a ios. Conclusiones 54 La p oducción de g a i o na u al a ni el mundial la encabeza China con un 34% de p oducción po encima de países como Mozambique y B asil. Es e ma e ial juega un papel impo an e en la cadena de suminis o pa a pilas de combus ible ipo PEM, ya que puede se u ilizado en la ab icación de placas bipola es y elec odos. Riesgo a ene en cuen a en la plani icación y abas ecimien o de es e ma e ial, mayo cos o de anspo e, cos o de aduanas, pe didas de ma e ial en ánsi o y s ockou en almacén debido a la gos iempos de espe a, se debe ene en cuen a que el anspo e ma í imo desde China a Eu opa puede es a en e 30 y 60 días. El g a i o u o os ca bonos u ilizados pa a la ab icación de usos eléc icos, Alemania es el país que lide a la p oducción mundial con un 30%. Es o es un buen indicado a a o de la cadena de suminis o de las pilas de combus ible ipo PEM, ya que ep esen a disponibilidad y meno iempo de abas ecimien o de es e ma e ial en con inen e eu opeo, además se educen el iesgo mencionado ya en o as ma e ias p imas. En el año 2022 la p oducción de ace o ue lide a po India con un 53% de la p oducción del plane a. El ace o puede se u ilizado en la ab icación de colec o es de co ien e de las pilas de combus ible ipo PEM. Una buena plani icación ep esen a ía educi los iesgos que aca ea maneja es e ipo ma e ia en la cadena de suminis os. Riegos implíci os como s ockou po iempo de en ega, mayo cos o de anspo e, iesgo po pe dida de ma e ial, cos os de aduanas y la o u a de la cadena po sucesos inespe ados como gue as y p oblemas geopolí icos. El aluminio es un me al de al o consumo y demanda en el plane a, po sus cos os e inmensa o e a en el me cado global, no obs an e, es de esal a el máximo p oduc o de es e ma e ial Guinea que pa a el 2023 ocupo el p ime luga en el mundo con 67% de la p oducción global. Es e ma e ial puede se u ilizado en la ab icación de las placas bipola es, el uso de es a ma e ia p ima de impo ación con lle a di e en es iesgos, como al a de abas ecimien o en in en a ios, mayo cos o de anspo e, cos o de aduanas, pe didas de ma e ial en ánsi o y o u a de la cadena po e en os inespe ados. Pa a abo da es os desa íos, es c ucial implemen a es a egias de ges ión de la cadena de suminis o que omen en la di e si icación de p o eedo es y la búsqueda de al e na i as a los ma e iales escasos. Es o pod ía implica el desa ollo de ecnologías de celdas de combus ible que eduzcan la dependencia del pla ino u o os me ales cos osos, así como la explo ación de nue as uen es de suminis o de ma e ias p imas. La colabo ación en e emp esas, gobie nos y o ganizaciones in e nacionales es undamen al pa a o alece la esiliencia de la cadena de suminis o y ga an iza la disponibilidad con inua de pilas de combus ible y sus componen es. Es o pod ía inclui la p omoción de acue dos come ciales y alianzas es a égicas pa a compa i ecu sos y conocimien os, así como el desa ollo de polí icas y egulaciones que omen en la inno ación y la in e sión en ecnologías de hid ógeno. Es de des aca la labo que es á implemen ando la compañía Balla d, que aho a sus pilas de combus ible ipo PEM la mayo pa e de su ma e ial se puede ecicla , po lo cual es án gene ando una es a egia de economía ci cula , la cual cuando las pilas de combus ible ipo PEM se les e mina su ida ú il, es e ma e ial se á eu ilizado pa a la ab icación de nue as pilas, es a egia que abo da la escasez de ma e iales y una aliosa ayuda en la descon aminación del plane a. La implemen ación de ecnologías eme gen es y nue as es a egias en la ges ión de la cadena de suminis o ales, como blockchain o ece opo unidades signi ica i as pa a o alece la cadena de suminis o de pilas de combus ible de hid ógeno y abo da algunos de sus p incipales desa íos. Blockchain, una ecnología de con abilidad dis ibuida p opo ciona un egis o segu o, anspa en e e inmu able de ansacciones que puede mejo a la azabilidad y la segu idad en oda la cadena de suminis o. Al in eg a blockchain en la cadena de suminis o de pilas de combus ible ipo PEM, es posible as ea el o igen y el mo imien o de los componen es cla e, desde ma e ias p imas has a p oduc os e minados, en iempo eal y de mane a anspa en e. Es o no solo ayuda a p e eni audes y ga an iza la au en icidad de los ma e iales, sino que ambién mejo a la e iciencia ope a i a al educi los iempos de espe a y los cos os asociados con la ges ión de in en a ios. Además, blockchain puede acili a la colabo ación y la coo dinación en e los di e sos ac o es de la cadena de suminis o, incluidos ab ican es, p o eedo es, dis ibuido es y clien es. Median e el uso de con a os in eligen es, es posible au oma iza p ocesos y ejecu a acue dos come ciales de mane a e icien e y segu a, lo que educe la necesidad de in e media ios y los iesgos de e o es humanos. O o aspec o impo an e es la capacidad de blockchain pa a mejo a la azabilidad y la calidad de los da os en oda la cadena de suminis o. Al p opo ciona un egis o inmu able de odas las ansacciones y e en os, blockchain ayuda a iden i ica ápidamen e y esol e p oblemas de calidad o segu idad, lo que mejo a la con ianza del clien e y o alece la epu ación de las emp esas. 55 La u ilización de he amien as analí icas a anzadas ambién juega un papel c ucial en la op imización de la cadena de suminis o. Po ejemplo, con la ayuda de Py hon y la he amien a ARIMA, se ha modelado y p onos icado la demanda de pilas de combus ible ipo PEM de SFC Ene gy y FCHEA pa a el año 2024, p oyec ando en as de 70,375 unidades. Es e p onós ico es in aluable pa a emp esas como SFC Ene gy, ya que pe mi e plani ica mejo la p oducción y el suminis o. El análisis indica que el alo ap oximado de ma e iales pa a la ab icación de es as pilas es de 74,507,402.41 €, con un iempo p omedio de abas ecimien o de 32 días. Además, el cos o p omedio del anspo e ma í imo po kilog amo es de ap oximadamen e 0.20 €, con un cos o o al p omedio de anspo e de 40 oneladas ondando los 7,234 €. En esumen, aunque la cadena de suminis o de pilas de combus ible ipo PEM en en a desa íos signi ica i os, ambién p esen a opo unidades pa a la colabo ación y la inno ación. La mayo ía de la ma e ia p ima esencial se encuen a ue a de Eu opa, lo que añade complejidad y iesgos a la cadena de suminis o pa a emp esas como Balla d, El ingKlinge , SFC Ene gy, Symbio y Powe Cell G oup. Sin emba go, median e la implemen ación de es a egias p oac i as y la adopción de en oques colabo a i os como de ecnologías a anzadas, es posible supe a los obs áculos, es o con mi as hacia un u u o más limpio y sos enible impulsado po las pilas de combus ible ipo PEM. 56 REFERENCIAS [1] Ene da a, «Ene da a Ene gía y clima mundial - Anua io es adís ico 2023,» Ene da a, 2023. [En línea]. A ailable: h ps://da os.ene da a.ne /ene gia- o al/da os-consumo-in e nacional.h ml. [Úl imo acceso: 01 2024]. [2] A. Reno ables, «Appa Reno ables In o mes,» Appa Reno ables, 2022. [En línea]. A ailable: h ps://www.appa.es/in o mes-2/. [Úl imo acceso: 01 2024]. [3] J. B. Aye s, Hand Book O Supply Chain Managmen , Los Angeles, Cali o nia: 2006, Apics. [4] T. 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