Energieeinsparung und Emissionsreduzierung: Die Vorteile des geringen Gewichts von Kohlenstofffasern werden immer deutlicher.
Kohlenstofffaserverstärkter KunststoffCFK (kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff) ist bekannt für sein geringes Gewicht und seine hohe Festigkeit. Seine Verwendung in Bereichen wie der Luft- und Raumfahrt sowie der Automobilindustrie trägt zur Gewichtsreduzierung und Kraftstoffeinsparung bei. Laut einer vom japanischen Verband der Kohlenstofffaserhersteller durchgeführten Ökobilanz (LCA) der gesamten Umweltauswirkungen von der Materialherstellung bis zur Entsorgung trägt die Verwendung von CFK maßgeblich zur Reduzierung der CO₂-Emissionen bei.
Flugzeugfeld:Wenn der Einsatz von Kohlenstofffaserverbundwerkstoff (CFK) in einem mittelgroßen Passagierflugzeug 50 % erreicht (wie beispielsweise bei der Boeing 787 und dem Airbus A350, wo der CFK-Anteil 50 % überschritten hat),KohlenstofffaserIn jedem Flugzeug werden etwa 20 Tonnen Material verwendet. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien kann so ein um 20 % geringeres Gewicht erzielt werden. Bei 2.000 Flügen pro Jahr und einer Flugstrecke von 500 Meilen pro Flugzeug über einen Zeitraum von 10 Jahren können so pro Flugzeug 27.000 Tonnen CO2-Emissionen eingespart werden.
Automobilbranche:Bei einem Einsatz von CFK für 17 % des Gewichts der Karosserie verbessert sich durch die Gewichtsreduzierung der Kraftstoffverbrauch und die CO2-Emissionen sinken um insgesamt 5 Tonnen CO2 pro Fahrzeug mit CFK-Anteil, basierend auf einer Gesamtfahrstrecke von 94.000 Kilometern und einer Betriebsdauer von 10 Jahren, im Vergleich zu herkömmlichen Fahrzeugen ohne CFK-Anteil.
Darüber hinaus dürften die Transportrevolution, das Wachstum neuer Energien und die Umweltanforderungen weitere neue Geschäftsmöglichkeiten für Kohlenstofffasern schaffen. Laut dem japanischen Unternehmen Toray wird die weltweite Nachfrage nachKohlenstofffaserEs wird prognostiziert, dass der Markt bis 2025 jährlich um 17 % wachsen wird. Im Bereich der Luft- und Raumfahrt erwartet Toray neben Verkehrsflugzeugen auch eine neue Nachfrage nach Kohlenstofffasern für „fliegende Autos“ wie Lufttaxis und große Drohnen.
Windkraft: Die Anwendungen von Kohlenstofffasern nehmen zu
Im Bereich der Windenergieerzeugung entstehen weltweit Großanlagen. Aufgrund von Standortbeschränkungen verlagern sich die Anlagen in Offshore-Gebiete und windschwache Regionen, wodurch ein dringender Bedarf an der Verbesserung der Stromerzeugungseffizienz entsteht.
Um die Effizienz der Stromerzeugung zu steigern, werden größere Windkraftanlagenflügel benötigt, deren Herstellung mit herkömmlichen Verfahren jedoch schwierig ist.FiberglasVerbundwerkstoffe machen sie anfälliger für Durchbiegungen, wodurch die Turbinenschaufeln Gefahr laufen, den Turm einzuklemmen und zu beschädigen. Durch den Einsatz leistungsfähigerer CFK-Materialien wird die Durchbiegung verhindert und das Gewicht reduziert. Dies ermöglicht die Herstellung größerer Windkraftanlagenschaufeln und trägt zur weiteren Verbreitung der Windenergie bei.
Durch die AnwendungKohlenstofffaserDurch den Einsatz von Verbundwerkstoffen für die Rotorblätter von Windkraftanlagen lassen sich Windkraftanlagen mit längeren Rotorblättern als je zuvor realisieren. Da die theoretische Stromerzeugung einer Windkraftanlage proportional zum Quadrat der Rotorblattlänge ist, ermöglicht die Verwendung von Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen eine größere Rotorblattgröße und somit eine Steigerung der Leistung.
Laut der neuesten Marktprognoseanalyse von Toray vom Mai dieses Jahres wird die Nachfrage nach Kohlenstofffasern für Windkraftanlagenflügel im Zeitraum 2022-2025 eine durchschnittliche jährliche Wachstumsrate von bis zu 23 % erreichen; und es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Kohlenstofffasern für Offshore-Windkraftanlagenflügel bis 2030 92.000 Tonnen erreichen wird.
Wasserstoffenergie: Der Beitrag von Kohlenstofffasern wird immer deutlicher
Grüner Wasserstoff wird durch Elektrolyse von Wasser mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Sonne oder Wind hergestellt. Als saubere Energiequelle, die zur Klimaneutralität beiträgt, hat grüner Wasserstoff zunehmend an Bedeutung gewonnen, und seine Nachfrage dürfte in Zukunft deutlich steigen. Auch seine Verwendung in Brennstoffzellen gewinnt stetig an Popularität und wird voraussichtlich weiter zunehmen.
Hochdruck-Wasserstoffspeicherzylinder aus hochfesten Kohlenstofffasern, Kohlenstofffaserpapier als Elektrodenmaterial und Gasdiffusionsschicht sowie andere Produkte leisten einen positiven Beitrag zur gesamten Wertschöpfungskette von Wasserstoffproduktion, -transport, -speicherung und -nutzung.
Durch die VerwendungKohlenstofffaserBei Druckbehältern wie Erdgas- (CNG) und Wasserstoffflaschen lässt sich das Gewicht effektiv reduzieren und der Berstdruck erhöhen. Die Nachfrage nach CNG-Flaschen für CNG-Fahrzeuge im Lieferdienst und nach Erdgas-Transporttanks wächst stetig.
Darüber hinaus wird erwartet, dass die Nachfrage nach Kohlenstofffasern für Druckbehälter in Zukunft steigen wird, da Wasserstoffspeicherzylinder zunehmend in Pkw, Lkw, Eisenbahnen und Schiffen eingesetzt werden, die Wasserstoff-Brennstoffzellen verwenden.
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Veröffentlichungsdatum: 02.08.2024