에너지 절약 및 배출 감소: 탄소 섬유의 경량화 이점이 더욱 뚜렷해지고 있습니다.
탄소섬유강화 플라스틱(CFRP)는 가볍고 강도가 뛰어난 것으로 알려져 있으며, 항공기 및 자동차 등의 분야에서 CFRP의 사용은 중량 감소 및 연비 향상에 기여해 왔습니다. 일본 탄소섬유공업협회가 실시한 소재 제조부터 폐기까지 전체 환경 영향에 대한 전과정평가(LCA)에 따르면, CFRP 사용은 이산화탄소 배출량 감축에 크게 기여하는 것으로 나타났습니다.
항공기 분야:중형 여객기에서 탄소섬유 복합재 CFRP의 사용이 50%에 도달하면(예: 보잉 787 및 에어버스 A350 CFRP 투여량이 50%를 초과한 경우)탄소 섬유각 항공기에 사용된 재료는 약 20톤으로, 기존 재료에 비해 20% 경량화를 달성할 수 있으며, 연간 2,000회 운항, 각 기종 500마일, 10년 운항을 기준으로 하면 각 항공기는 연간 2,000회 운항, 1회 운항당 500마일을 기준으로 10년 운항 시 항공기당 CO2 배출량을 27,000톤 줄일 수 있습니다.
자동차 분야:차체 중량의 17%에 CFRP를 사용하면 중량 감소로 연비가 향상되고, 평생 주행거리 94,000km, 10년 운행을 기준으로 CFRP를 사용한 차량 1대당 누적 CO2 배출량이 CFRP를 사용하지 않은 기존 차량과 비교했을 때 5톤 감소합니다.
이 외에도 교통 혁명, 신에너지 성장, 그리고 환경적 요구는 탄소 섬유에 대한 더 많은 새로운 사업 기회를 창출할 것으로 예상됩니다. 일본 도레이에 따르면, 탄소 섬유에 대한 전 세계 수요는탄소 섬유2025년까지 연평균 17% 성장할 것으로 전망됩니다. 항공우주 분야에서 Toray는 상업용 항공기 외에도 에어캡 및 대형 드론과 같은 "비행 자동차"에 대한 탄소 섬유에 대한 새로운 수요가 발생할 것으로 예상합니다.
풍력발전: 탄소섬유 적용 확대
풍력 발전 분야에서는 전 세계적으로 대규모 설비가 구축되고 있습니다. 부지 제약으로 인해 설비가 해상 및 저풍속 지역으로 이동하고 있으며, 이로 인해 발전 효율 개선에 대한 시급한 필요성이 대두되고 있습니다.
발전 효율을 높이기 위해서는 더 큰 풍력 터빈 블레이드가 필요하지만 이를 전통적인 방법을 사용하여 제조하는 것은 불가능합니다.유리섬유복합소재는 터빈 블레이드가 처짐에 더 취약하게 만들어 타워를 눌렀을 때 손상될 위험이 있습니다. 성능이 더 좋은 CFRP 소재를 사용하면 처짐을 억제하고 무게를 줄여 더 큰 풍력 터빈 블레이드를 제작할 수 있고, 이는 풍력 발전의 확대에 기여할 것입니다.
적용하여탄소 섬유탄소 섬유 복합재를 재생 에너지 풍력 터빈의 블레이드에 적용하면 이전보다 더 긴 블레이드를 가진 풍력 터빈을 제작할 수 있습니다. 풍력 터빈의 이론적인 발전량은 블레이드 길이의 제곱에 비례하므로, 탄소 섬유 복합재를 사용하면 더 큰 크기를 구현하여 풍력 터빈의 출력을 높일 수 있습니다.
도레이가 올해 5월에 발표한 최신 시장 전망 분석에 따르면, 2022~2025년 풍력 터빈 블레이드 분야의 탄소섬유 수요는 연평균 23%에 달할 것으로 예상된다. 2030년까지 해상 풍력 터빈 블레이드의 탄소섬유 수요는 9만2,000톤에 이를 것으로 예상된다.
수소 에너지: 탄소 섬유의 기여가 더욱 뚜렷해지고 있습니다
녹색 수소는 태양광이나 풍력과 같은 재생 에너지원에서 생산된 전기를 이용하여 물을 전기분해하여 생산됩니다. 탄소 중립에 기여하는 청정 에너지원으로서 녹색 수소는 주목을 받고 있으며, 향후 수요가 크게 증가할 것으로 예상됩니다. 또한, 수소 연료 전지에서의 녹색 수소 사용은 꾸준히 증가하고 있으며, 향후 크게 증가할 것으로 예상됩니다.
고강도 탄소섬유로 만든 고압수소저장통, 전극소재와 가스확산층으로 사용된 탄소섬유지, 그리고 기타 제품들은 수소생산, 운송, 저장, 활용의 전체 사슬에 긍정적인 영향을 미칩니다.
사용하여탄소 섬유압축천연가스(CNG) 및 수소 용기와 같은 압력 용기에서는 무게를 효과적으로 줄이고 파열 압력을 높일 수 있습니다. 가정 배달 서비스 및 천연가스 운송 탱크에 사용되는 CNG 차량용 CNG 용기에 대한 수요는 꾸준히 증가하고 있습니다.
또한, 수소연료전지를 사용하는 승용차, 트럭, 철도, 선박 등에서 수소저장 실린더의 사용이 증가함에 따라, 압력용기에 사용되는 탄소섬유에 대한 수요도 앞으로 증가할 것으로 예상됩니다.
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게시 시간: 2024년 8월 2일