في 24 يونيو، نشرت شركة Astute Analytica، وهي شركة عالمية للتحليل والاستشارات، تحليلاً للنمو العالميألياف الكربونفي تقرير سوق شفرات دوارة توربينات الرياح للفترة 2024-2032. ووفقًا لتحليل التقرير، بلغ حجم سوق ألياف الكربون العالمية في شفرات دوارة توربينات الرياح حوالي 4,392 مليون دولار أمريكي في عام 2023، ومن المتوقع أن يصل إلى 15,904 مليون دولار أمريكي بحلول عام 2032، بمعدل نمو سنوي مركب قدره 15.37% خلال الفترة المتوقعة (2024-2032).
النقاط الأساسية للتقرير فيما يتعلق بتطبيقألياف الكربونتتضمن شفرات توربينات الرياح الأقسام التالية:
- حسب المنطقة، فإن سوق ألياف الكربون لطاقة الرياح في منطقة آسيا والمحيط الهادئ هو الأكبر في عام 2023، حيث يمثل 59.9٪؛
- من حيث حجم شفرة توربينات الرياح، تتمتع ألياف الكربون بنسبة تطبيق عالية تبلغ 38.4% في حجم شفرات 51-75 مترًا؛
- من منظور أجزاء التطبيق، فإن نسبة تطبيق ألياف الكربون في غطاء شعاع جناح شفرة توربينات الرياح تصل إلى 61.2٪.
تشمل الاتجاهات الرئيسية في تطوير شفرات توربينات الرياح في السنوات الأخيرة ما يلي:
- التقدم التكنولوجي في التصنيع: التحسينات المستمرة في عمليات إنتاج ألياف الكربون وخصائص المواد؛
- زيادة طول الشفرة: يتزايد الطلب على شفرات أطول وأخف وزنًا من أجل تحسين التقاط الطاقة وكفاءتها؛
- نمو السوق الإقليمي: مدفوعًا بالطلب المتزايد على الطاقة وسياسات الدعم الحكومية، توسعت السوق في منطقة آسيا والمحيط الهادئ بشكل كبير.
التحديات الأكثر أهمية لتطبيقألياف الكربونتتضمن شفرات توربينات الرياح ما يلي:
- تكاليف الاستثمار الأولية المرتفعة: يتطلب إنتاج ألياف الكربون ودمجها في توربينات الرياح رأس مال كبير؛
- سلسلة التوريد وتوافر المواد الخام، الأمر الذي يتطلب إمدادًا مستمرًا بمواد ألياف الكربون عالية الجودة؛
- الحواجز التقنية والتصنيعية: التحديات في توسيع نطاق الإنتاج وخفض التكاليف للتنافس مع المواد التقليدية مثل الألياف الزجاجية.
حوالي 45% من شفرات توربينات الرياح الجديدة التي سيتم بناؤها في عام 2024 مصنوعة منألياف الكربون، و70% من محطات طاقة الرياح البحرية الجديدة على متنها في عام 2023 تستخدم شفرات من ألياف الكربون
من المتوقع أن يتجاوز إجمالي القدرة العالمية المركبة 1 تيراواط بحلول عام 2023. ويؤكد هذا التوسع السريع على الدور الرئيسي الذي تلعبه الصناعة في تعزيز حلول الطاقة المتجددة لمكافحة تغير المناخ، وأحد المحركات الرئيسية وراء معدل نموها المرتفع هو الطلب المتزايد على مواد أكثر كفاءة ومتانة في بناء توربينات الرياح، وخاصة ألياف الكربون لشفرات الدوار.
إن الخصائص المتفوقة لمواد ألياف الكربون مقارنة بألياف الزجاج التقليدية هي التي تدفع الزيادة في الطلب علىألياف الكربونلشفرات دوارات توربينات الرياح. تتميز ألياف الكربون بنسبة عالية من القوة إلى الوزن، وهو أمر بالغ الأهمية لتحسين أداء توربينات الرياح وإطالة عمرها. صُنعت حوالي 45% من شفرات الدوارات الجديدة المُصنّعة في عام 2024 من ألياف الكربون، بزيادة قدرها 10% عن العام السابق. ويعزى هذا التوجه إلى الحاجة إلى إنتاج توربينات أكبر وأكثر كفاءة وقادرة على توليد طاقة أعلى؛ في الواقع، ارتفع متوسط قدرة التوربينات إلى 4.5 ميجاوات، بزيادة قدرها 15% عن عام 2022.
يكشف تحليل أستوت أناليتيكا المتعمق لسوق ألياف الكربون في شفرات توربينات الرياح عن عدة إحصائيات رئيسية تُبرز النمو السريع لألياف الكربون في هذا القطاع. ومن الجدير بالذكر أن سعة طاقة الرياح العالمية قد وصلت إلى 1008 جيجاوات، بزيادة قدرها 73 جيجاوات في عام 2023 وحده. ويستخدم حوالي 70% من محطات طاقة الرياح البحرية الجديدة في عام 2023 (بإجمالي قدرة 20 جيجاوات) شفرات ألياف الكربون نظرًا لمقاومتها المُحسّنة للبيئات البحرية القاسية. كما ثبت أن استخدام ألياف الكربون يُطيل عمر الشفرات بنسبة 30% ويُقلل تكاليف الصيانة بنسبة 25%، وهو عامل رئيسي لأصحاب المصلحة في هذا القطاع الذين يسعون إلى تحسين الكفاءة التشغيلية.
وعلاوة على ذلك، أدت الحوافز السياسية والتوجيهات الحكومية لتحقيق الحياد الكربوني بحلول عام 2050 إلى تسريع الاستثمار في تحديث مزارع الرياح الحالية، حيث تتضمن 50% من مشاريع التحديث في عام 2023 استبدال شفرات الألياف الزجاجية ببدائل من ألياف الكربون.
تُعد أغطية الأجنحة المصنوعة من ألياف الكربون أساسية لتحسين كفاءة توربينات الرياح، حيث من المتوقع أن تحتوي 70% من شفرات توربينات الرياح الجديدة على أغطية أجنحة مصنوعة من ألياف الكربون بحلول عام 2028
بفضل القوة النوعية العالية والمتانة التي تتمتع بها أغطية العارضة المصنوعة من ألياف الكربون، أظهرت إحدى الدراسات أنألياف الكربونيمكن لأغطية الصواري تحسين أداء الشفرة بنسبة تصل إلى ٢٠٪، مما ينتج عنه شفرات أطول واحتجاز طاقة أعلى. وقد لعبت أغطية الصواري المصنوعة من ألياف الكربون دورًا حاسمًا في زيادة طول شفرة الرياح بنسبة ٣٠٪ خلال العقد الماضي.
سبب آخر لاستخدامألياف الكربونميزة أغطية الصواري في شفرات توربينات الرياح هي أنها تُخفّض وزن الشفرة بنسبة 25%، مما يُخفّض تكاليف المواد والنقل. إضافةً إلى ذلك، فإنّ عمر إجهاد غطاء الصواري المصنوع من ألياف الكربون أعلى بنسبة 50% من المواد التقليدية، مما يُخفّض تكاليف الصيانة ويُطيل عمر التوربين.
مع سعي قطاع طاقة الرياح لتحقيق الأهداف العالمية للطاقة المتجددة، سيزداد اعتماد أغطية الأجنحة والأعمدة المصنوعة من ألياف الكربون. وتشير التقديرات إلى أن 70% من شفرات توربينات الرياح الجديدة ستُزود بأغطية أعمدة مصنوعة من ألياف الكربون بحلول عام 2028، مقارنةً بـ 45% في عام 2023. ومن المتوقع أن يُسهم هذا التحول في زيادة الكفاءة الإجمالية للتوربينات بنسبة 22%. ومع التقدم في تكنولوجيا ألياف الكربون الذي يزيد من قوة المادة بنسبة 10% ويُقلل من تأثيرها البيئي بنسبة 5%، من المتوقع أن يُهيمن مجال أغطية الأجنحة ويُحدث ثورة في تصميم توربينات الرياح، مما يضمن مستقبلًا مستدامًا وفعالًا للطاقة المتجددة.
تهيمن شفرات توربينات الرياح التي يتراوح طولها بين 51 و75 مترًا على العالمألياف الكربونسوق شفرات توربينات الرياح، واستخدام شفرات ألياف الكربون يمكن أن يزيد من توليد الطاقة بنسبة 25 في المائة
بفضل السعي الدؤوب لتحقيق الكفاءة والمتانة والأداء، أصبحت فئة ألياف الكربون التي يتراوح طولها بين 51 و75 مترًا في سوق شفرات توربينات الرياح قوةً مهيمنة. وتجعلها خصائصها الفريدة مادةً مثاليةً لهذه الفئة من الأحجام. تبلغ نسبة القوة إلى الوزن العالية لهذه المادة خمسة أضعاف نسبة الفولاذ، مما يقلل بشكل كبير من الوزن الإجمالي للشفرة، مما يؤدي إلى تحسين التقاط الطاقة وزيادة الكفاءة. ويمثل هذا الطول نقطة التوازن الأمثل بين تكلفة المادة والأداء، وتستحوذ شفرات ألياف الكربون على 60% من حصة السوق في هذه الفئة.
ساهمت اقتصاديات طاقة الرياح في زيادة شعبية ألياف الكربون في هذا القطاع. ويُعوّض ارتفاع التكلفة الأولية لألياف الكربون بعمرها الطويل وقلة صيانتها. وتتميز الشفرات المصنوعة من ألياف الكربون بعمر خدمة أطول بنسبة 20%، يتراوح بين 51 و75 مترًا، مقارنةً بالشفرات المصنوعة من المواد التقليدية. كما تنخفض تكلفة دورة حياة هذه الشفرات بنسبة 15% نتيجةً لقلة عمليات الاستبدال والإصلاح. ومن حيث إنتاج الطاقة، يمكن للتوربينات المزودة بشفرات مصنوعة من ألياف الكربون ضمن هذا النطاق الطولي توليد ما يصل إلى 25% من الكهرباء، مما يؤدي إلى عائد استثمار أسرع. وتُظهر بيانات السوق أن استخدام ألياف الكربون في هذا القطاع قد نما بنسبة 30% سنويًا على مدار السنوات الخمس الماضية.
تتأثر ديناميكيات سوق ألياف الكربون في شفرات توربينات الرياح أيضًا بالطلب على مصادر الطاقة المستدامة والمتجددة، حيث من المتوقع أن تُوفر طاقة الرياح 30% من كهرباء العالم بحلول عام 2030. تُعدّ الشفرات التي يتراوح طولها بين 51 و75 مترًا مناسبة بشكل خاص لمزارع الرياح البحرية، حيث تُعدّ التوربينات الأكبر حجمًا والأكثر كفاءةً أمرًا بالغ الأهمية. وقد زاد نشر المنشآت البحرية التي تستخدم شفرات ألياف الكربون بنسبة 40%، مدفوعًا بالسياسات الحكومية والدعم المالي الهادف إلى تقليل البصمة الكربونية. وتتجلى هيمنة هذا القطاع السوقي بشكل أكبر في مساهمة ألياف الكربون بنسبة 50% في النمو الإجمالي لصناعة الرياح، مما يجعل...ألياف الكربونليس مجرد خيار مادي، بل حجر الأساس للبنية التحتية للطاقة في المستقبل.
ارتفاع طاقة الرياح في منطقة آسيا والمحيط الهادئ يجعلها قوة مهيمنة في مجال ألياف الكربون لشفرات توربينات الرياح
بفضل ازدهار صناعة طاقة الرياح، برزت منطقة آسيا والمحيط الهادئ كمستهلك رئيسي لألياف الكربون المستخدمة في تصنيع شفرات توربينات الرياح. وبسعة طاقة رياح مُركّبة تتجاوز 378.67 جيجاواط في عام 2023، تُمثّل المنطقة ما يقرب من 38% من إجمالي سعة طاقة الرياح المُركّبة عالميًا. وتُعد الصين والهند رائدتين في هذا المجال، حيث تُساهم الصين وحدها بكمية هائلة تبلغ 310 جيجاواط، أي ما يُعادل 89% من إجمالي سعة المنطقة.
علاوةً على ذلك، تُعدّ الصين رائدةً عالميًا في تجميع هياكل توربينات الرياح البرية، بطاقة سنوية تبلغ 82 جيجاوات. واعتبارًا من يونيو 2024، قامت الصين بتركيب 410 جيجاوات من طاقة الرياح. وتتطلب أهداف الطاقة المتجددة الطموحة في المنطقة، مدفوعةً بتزايد الطلب على الطاقة والالتزامات البيئية، تقنياتٍ متطورةً وفعّالة.
تضم منطقة آسيا والمحيط الهادئ شركات رائدة في تصنيع ألياف الكربون، مما يضمن إمدادًا مستقرًا من ألياف الكربون والابتكار التكنولوجي. تسمح خفة وزن ألياف الكربون بزيادة أقطار الدوارات وتحسين كفاءة التقاط الطاقة. وقد أدى ذلك إلى زيادة إنتاج الطاقة بنسبة 15% للمنشآت الجديدة مقارنةً بالمواد التقليدية. ومع توقع نمو طاقة الرياح بنسبة 30% بحلول عام 2030، سيستمر اعتماد ألياف الكربون في توربينات الرياح في الارتفاع في منطقة آسيا والمحيط الهادئ.
شركة شنغهاي أوريسين لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة
م: +86 18683776368 (واتساب أيضًا)
ت:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
العنوان: رقم 398، طريق نيو جرين، مدينة شينبانج، منطقة سونغجيانغ، شنغهاي
وقت النشر: ١٨ يوليو ٢٠٢٤