Économies d'énergie et réduction des émissions : les avantages de la légèreté de la fibre de carbone deviennent de plus en plus visibles
Fibre de carboneplastique renforcéLe PRFC est reconnu pour sa légèreté et sa résistance, et son utilisation dans des domaines tels que l'aéronautique et l'automobile a contribué à la réduction du poids et à l'amélioration de la consommation de carburant. Selon une analyse du cycle de vie (ACV) de l'impact environnemental total, de la fabrication du matériau à son élimination, réalisée par l'Association japonaise des fabricants de fibres de carbone, l'utilisation du PRFC contribue significativement à la réduction des émissions de CO₂.
Domaine aéronautique :lorsque l'utilisation de composites en fibre de carbone CFRP dans un avion de passagers de taille moyenne atteint 50 % (comme dans le Boeing 787 et l'Airbus A350, le dosage en CFRP a dépassé 50 %), la quantité defibre de carboneLe poids de chaque avion est d'environ 20 tonnes, comparé aux matériaux traditionnels, il peut atteindre 20 % de poids léger, selon 2 000 vols par an, chaque classe 500 miles, 10 ans de fonctionnement, chaque avion peut réduire de 27 000 tonnes les émissions de CO2 par avion en 10 ans de fonctionnement, sur la base de 2 000 vols par an et 500 miles par vol.
Domaine automobile :Lorsque le PRFC est utilisé pour 17 % du poids de la carrosserie, la réduction de poids améliore l'économie de carburant et réduit les émissions de CO2 d'un total cumulé de 5 tonnes d'émissions de CO2 par voiture utilisant le PRFC, sur la base d'une distance de conduite à vie de 94 000 kilomètres et de 10 ans de fonctionnement, par rapport aux voitures conventionnelles qui n'utilisent pas le PRFC.
Par ailleurs, la révolution des transports, la croissance des nouvelles énergies et les besoins environnementaux devraient créer de nouvelles opportunités commerciales pour la fibre de carbone. Selon l'entreprise japonaise Toray, la demande mondiale enfibre de carbonedevrait croître à un taux annuel de 17 % d'ici 2025. Dans les applications aérospatiales, Toray s'attend à une nouvelle demande de fibre de carbone pour les « voitures volantes » telles que les cabines aériennes et les gros drones, en plus des avions commerciaux.
Énergie éolienne : les applications de la fibre de carbone se multiplient
Dans le domaine de la production d'énergie éolienne, des installations à grande échelle sont réalisées partout dans le monde. En raison des contraintes géographiques, les installations se déplacent vers les zones offshore et à faible vent, ce qui rend urgent d'améliorer l'efficacité de la production d'électricité.
Des pales d'éoliennes plus grandes sont nécessaires pour augmenter l'efficacité de la production d'électricité, mais leur fabrication à l'aide de procédés traditionnelsfibre de verreLes composites les rendent plus sensibles à l'affaissement, ce qui expose les pales d'éoliennes au risque de pincement et de dommages au mât. L'utilisation de matériaux CFRP plus performants limitera l'affaissement et réduira le poids, permettant ainsi la fabrication de pales d'éoliennes plus grandes et contribuant à l'essor de l'énergie éolienne.
En postulantfibre de carboneEn intégrant des composites aux pales des éoliennes d'énergie renouvelable, il est possible de créer des éoliennes aux pales plus longues que jamais. La production d'énergie théorique d'une éolienne étant proportionnelle au carré de la longueur de la pale, l'utilisation de composites en fibre de carbone permet d'obtenir une taille plus grande et donc d'augmenter la puissance de sortie de l'éolienne.
Selon la dernière analyse des prévisions du marché publiée par Toray en mai de cette année, le taux de croissance annuel composé de la demande de pales d'éoliennes en fibre de carbone dans le domaine 2022-2025 pourrait atteindre 23 % ; et la demande de pales d'éoliennes offshore en fibre de carbone devrait atteindre 92 000 tonnes d'ici 2030.
Énergie hydrogène : la contribution de la fibre de carbone devient plus visible
L'hydrogène vert est produit par électrolyse de l'eau à partir d'électricité produite à partir de sources d'énergie renouvelables comme le solaire ou l'éolien. Source d'énergie propre contribuant à la neutralité carbone, l'hydrogène vert suscite un intérêt croissant et sa demande devrait connaître une croissance significative à l'avenir. De plus, son utilisation dans les piles à combustible à hydrogène gagne en popularité et devrait connaître une croissance significative à l'avenir.
Les bouteilles de stockage d'hydrogène haute pression fabriquées avec des fibres de carbone à haute résistance, du papier en fibre de carbone utilisé comme matériaux d'électrode et des couches de diffusion de gaz, ainsi que d'autres produits contribuent positivement à la chaîne complète de production, de transport, de stockage et d'utilisation de l'hydrogène.
En utilisantfibre de carboneDans les récipients sous pression, tels que les bouteilles de gaz naturel comprimé (GNC) et d'hydrogène, il est possible de réduire efficacement le poids et d'augmenter la pression d'éclatement. La demande de bouteilles de GNC pour les véhicules GNC utilisés dans les services de livraison à domicile et les réservoirs de transport de gaz naturel est en constante augmentation.
En outre, la demande de fibre de carbone utilisée dans les récipients sous pression devrait augmenter à l’avenir, car les bouteilles de stockage d’hydrogène sont de plus en plus utilisées dans les voitures particulières, les camions, les chemins de fer et les navires qui utilisent des piles à combustible à hydrogène.
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Date de publication : 02/08/2024