24 czerwca Astute Analytica, globalna firma analityczna i konsultingowa, opublikowała analizę globalnegowłókno węglowena rynku łopat wirników turbin wiatrowych, raport 2024-2032. Zgodnie z analizą raportu, globalny rozmiar rynku włókien węglowych w łopatach wirników turbin wiatrowych wynosił około 4392 mln USD w 2023 r., podczas gdy oczekuje się, że do 2032 r. osiągnie 15 904 mln USD, rosnąc ze średnioroczną stopą wzrostu (CAGR) na poziomie 15,37% w okresie prognozy 2024-2032.
Główne punkty raportu dotyczące stosowaniawłókno węglowew łopatkach turbin wiatrowych znajdują się następujące sekcje:
- Pod względem regionu rynek włókien węglowych dla energetyki wiatrowej w regionie Azji i Pacyfiku będzie w 2023 r. największy i będzie stanowił 59,9%;
- Jeśli chodzi o wielkość łopat turbin wiatrowych, włókno węglowe ma najwyższy odsetek zastosowań, wynoszący 38,4% w przypadku łopat o wielkości 51-75 m;
- Z punktu widzenia części użytkowych, udział włókna węglowego w pokrywie belki skrzydła łopaty turbiny wiatrowej wynosi aż 61,2%.
Główne trendy w rozwoju łopat turbin wiatrowych w ostatnich latach obejmują:
- Postęp technologiczny w produkcji: ciągłe udoskonalanie procesów produkcji włókna węglowego i właściwości materiałów;
- Rosnąca długość łopatek: rośnie zapotrzebowanie na dłuższe i lżejsze łopatki, aby poprawić przechwytywanie energii i wydajność;
- Wzrost rynku regionalnego: dzięki rosnącemu zapotrzebowaniu na energię i polityce wsparcia rządowego rynek w regionie Azji i Pacyfiku znacznie się rozszerzył.
Najważniejsze wyzwania w stosowaniuwłókno węglowew łopatkach turbin wiatrowych obejmują:
- Wysokie początkowe koszty inwestycyjne: produkcja włókna węglowego i jego integracja z turbinami wiatrowymi wymaga znacznego kapitału;
- Łańcuch dostaw i dostępność surowców, co wymaga ciągłego dostarczania wysokiej jakości materiałów z włókna węglowego;
- Bariery techniczne i produkcyjne: wyzwania związane ze zwiększeniem produkcji i obniżeniem kosztów w celu konkurowania z tradycyjnymi materiałami, takimi jak włókno szklane.
Około 45% nowych łopat turbin wiatrowych budowanych w 2024 r. będzie wykonanych zwłókno węglowei 70% nowych instalacji wiatrowych na morzu na pokładzie w 2023 r. będzie wykorzystywać łopaty z włókna węglowego
Całkowita globalna zainstalowana moc przekroczy 1 TW do 2023 r. Ta szybka ekspansja podkreśla kluczową rolę branży w promowaniu rozwiązań z zakresu odnawialnych źródeł energii w walce ze zmianą klimatu. Jednym z głównych czynników napędzających tak szybkie tempo wzrostu jest rosnący popyt na bardziej wydajne i trwałe materiały do budowy turbin wiatrowych, w szczególności włókno węglowe do łopat wirników.
Wyższe właściwości materiałów z włókna węglowego w porównaniu z tradycyjnymi włóknami szklanymi powodują wzrost popytu nawłókna węglowedla łopat wirnika turbiny wiatrowej. Włókno węglowe ma wysoki stosunek wytrzymałości do masy, co jest kluczowe dla poprawy wydajności i trwałości turbin wiatrowych. Około 45% nowo wyprodukowanych łopat wirnika w 2024 r. zostało wykonanych z włókna węglowego, co stanowi wzrost o 10% w porównaniu z rokiem poprzednim. Ten trend jest napędzany potrzebą produkcji większych, bardziej wydajnych turbin zdolnych do generowania większej mocy wyjściowej; w rzeczywistości średnia moc turbin wzrosła do 4,5 megawatów (MW), co stanowi wzrost o 15 procent w porównaniu z rokiem 2022.
Dogłębna analiza rynku włókien węglowych w łopatkach turbin wiatrowych przeprowadzona przez Astute Analytica ujawnia kilka kluczowych statystyk, które podkreślają wysoki trend wzrostu włókien węglowych w tym segmencie. Co ciekawe, globalna moc energetyczna wiatru osiągnęła 1008 GW, co oznacza wzrost o 73 GW w samym 2023 r. Około 70% nowych instalacji wiatrowych na morzu w 2023 r. (łącznie 20 GW) wykorzystuje łopatki z włókna węglowego ze względu na ich zwiększoną odporność na trudne warunki morskie. Ponadto wykazano, że zastosowanie włókna węglowego wydłuża żywotność łopatek o 30% i zmniejsza koszty konserwacji o 25%, co jest kluczowym czynnikiem dla interesariuszy branży dążących do optymalizacji wydajności operacyjnej.
Ponadto zachęty polityczne i rządowe nakazy osiągnięcia neutralności węglowej do 2050 r. przyspieszyły inwestycje w modernizację istniejących farm wiatrowych. W 2023 r. 50% projektów modernizacyjnych będzie obejmować wymianę łopat z włókna szklanego na łopaty z włókna węglowego.
Nakładki z włókna węglowego na profile aerodynamiczne są kluczowe dla zwiększenia wydajności turbin wiatrowych. Oczekuje się, że do 2028 r. 70% nowych łopat turbin wiatrowych będzie miało nakładki z włókna węglowego na profile aerodynamiczne
Badania wykazały, że dzięki wyższej wytrzymałości i trwałości nakładek dźwigarów z włókna węglowegowłókno węglowenakładki dźwigara mogą poprawić wydajność łopaty nawet o 20%, co skutkuje dłuższymi łopatami i większym przechwytywaniem energii. Nakładki dźwigara z włókna węglowego odegrały kluczową rolę w 30% wzroście długości łopaty wiatrowej w ciągu ostatniej dekady.
Innym powodem korzystania zwłókno węgloweczapki dźwigara w łopatach turbin wiatrowych polegają na tym, że zmniejszają wagę łopaty o 25%, co zmniejsza koszty materiałów i transportu. Ponadto trwałość zmęczeniowa czapki dźwigara z włókna węglowego jest o 50% wyższa niż w przypadku materiałów konwencjonalnych, co zmniejsza koszty konserwacji i wydłuża żywotność turbiny.
W miarę jak przemysł wiatrowy pracuje nad osiągnięciem globalnych celów w zakresie energii odnawialnej, stosowanie nakładek skrzydeł i dźwigarów z włókna węglowego będzie dalej rosło. Szacuje się, że do 2028 r. 70% nowych łopat turbin wiatrowych będzie miało nakładki dźwigarów z włókna węglowego, w porównaniu do 45% w 2023 r. Oczekuje się, że ta zmiana spowoduje 22% wzrost ogólnej wydajności turbiny. Dzięki postępom w technologii włókna węglowego, zwiększającym wytrzymałość materiału o 10 procent i zmniejszającym jego wpływ na środowisko o 5 procent, oczekuje się, że dziedzina nakładek profili lotniczych zdominuje i zrewolucjonizuje projektowanie turbin wiatrowych, zapewniając zrównoważoną i wydajną przyszłość dla energii odnawialnej.
Łopaty turbin wiatrowych o średnicy 51–75 m dominują na rynku światowymwłókno węglowena rynku łopat turbin wiatrowych, a wykorzystanie łopat z włókna węglowego może zwiększyć produkcję energii o 25 procent
Napędzany dążeniem do wydajności, trwałości i wydajności, segment włókna węglowego o długości 51–75 metrów na rynku łopat turbin wiatrowych stał się dominującą siłą w dziedzinie włókna węglowego. Unikalne właściwości włókna węglowego sprawiają, że jest to idealny materiał dla tej kategorii rozmiarów. Wysoki stosunek wytrzymałości do masy materiału jest pięciokrotnie wyższy niż stali, co znacznie zmniejsza całkowitą masę łopaty, co skutkuje lepszym przechwytywaniem energii i wydajnością. Ten segment długości stanowi idealny punkt, w którym zoptymalizowano równowagę między kosztem materiału a wydajnością, a łopaty z włókna węglowego mają 60% udział w rynku w tej kategorii.
Ekonomia energetyki wiatrowej dodatkowo przyczyniła się do popularności włókna węglowego w tym sektorze. Wyższy początkowy koszt włókna węglowego jest rekompensowany przez jego długą żywotność i mniejsze wymagania konserwacyjne. Łopaty wykonane z włókna węglowego mają o 20% dłuższą żywotność w zakresie 51-75 metrów w porównaniu do łopat wykonanych z konwencjonalnych materiałów. Ponadto koszt cyklu życia tych łopat jest zmniejszony o 15% ze względu na mniejszą liczbę wymian i napraw. Pod względem wydajności energetycznej turbiny z łopatami z włókna węglowego w tym zakresie długości mogą generować do 25% więcej energii elektrycznej, co skutkuje szybszym zwrotem z inwestycji. Dane rynkowe pokazują, że adopcja włókna węglowego w tym segmencie wzrosła o 30% rocznie w ciągu ostatnich pięciu lat.
Na dynamikę rynku włókien węglowych w łopatkach turbin wiatrowych wpływa również popyt na zrównoważone i odnawialne źródła energii, a energia wiatrowa ma dostarczać 30% światowej energii elektrycznej do 2030 r. Łopatki o średnicy 51–75 m są szczególnie odpowiednie dla morskich farm wiatrowych, gdzie większe i bardziej wydajne turbiny mają kluczowe znaczenie. Wdrażanie instalacji morskich z użyciem łopatek z włókna węglowego wzrosło o 40%, co jest spowodowane polityką rządową i dotacjami mającymi na celu zmniejszenie śladu węglowego. Dominację tego segmentu rynku dodatkowo podkreśla 50% wkład włókna węglowego w ogólny wzrost branży wiatrowej, co sprawia, żewłókno węglowenie tylko wybór materialny, ale kamień węgielny przyszłej infrastruktury energetycznej.
Wzrost energii wiatrowej w regionie Azji i Pacyfiku sprawia, że jest to dominująca siła w dziedzinie włókien węglowych do łopat turbin wiatrowych
Dzięki rozkwitowi branży energetyki wiatrowej, Azja i Pacyfik stały się głównym konsumentem włókna węglowego do łopat turbin wiatrowych. Z ponad 378,67 GW zainstalowanej mocy wiatrowej w 2023 r. region ten odpowiada za prawie 38% światowej zainstalowanej mocy wiatrowej. Chiny i Indie są liderami, przy czym same Chiny przyczyniają się do oszałamiających 310 GW, czyli 89% mocy regionu.
Ponadto Chiny są światowym liderem w montażu gondoli turbin wiatrowych na lądzie, z roczną mocą 82 GW. Od czerwca 2024 r. Chiny zainstalowały 410 GW energii wiatrowej. Agresywne cele regionu w zakresie energii odnawialnej, napędzane rosnącym zapotrzebowaniem na energię i zobowiązaniami środowiskowymi, wymagają zaawansowanych i wydajnych technologii.
Region Azji i Pacyfiku ma wiodących producentów włókien węglowych, zapewniając stabilne dostawy włókien węglowych i innowacji technologicznych. Lekka natura włókna węglowego pozwala na większe średnice wirników i lepszą wydajność przechwytywania energii. Doprowadziło to do 15% wzrostu produkcji energii dla nowych instalacji w porównaniu z materiałami konwencjonalnymi. Przy prognozowanym wzroście mocy elektrowni wiatrowych o 30% do 2030 r., adopcja włókna węglowego w turbinach wiatrowych będzie nadal rosła w regionie Azji i Pacyfiku.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (również WhatsApp)
Telefon: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adres: NR 398 Nowa Zielona Droga Xinbang Town Dzielnica Songjiang, Szanghaj
Czas publikacji: 18-07-2024