Economia de energia e redução de emissões: as vantagens da leveza da fibra de carbono estão se tornando mais visíveis
Fibra de carbonoplástico reforçadoO (CFRP) é conhecido por ser leve e resistente, e seu uso em setores como aeronaves e automóveis contribuiu para a redução de peso e melhorou a economia de combustível. De acordo com uma Avaliação do Ciclo de Vida (ACV) do impacto ambiental total, desde a fabricação do material até o descarte, conduzida pela Associação Japonesa de Fabricantes de Fibra de Carbono, o uso do CFRP contribui significativamente para a redução das emissões de CO2.
Campo de aeronaves:quando o uso de compósito de fibra de carbono CFRP em uma aeronave de passageiros de médio porte atinge 50% (como no Boeing 787 e no Airbus A350 a dosagem de CFRP excedeu 50%), a quantidade defibra de carbonousado em cada aeronave é de cerca de 20 toneladas, em comparação com os materiais tradicionais pode atingir 20% de leveza, de acordo com 2.000 voos por ano, cada classe 500 milhas, 10 anos de operação, cada aeronave pode reduzir 27.000 toneladas de emissões de CO2 por aeronave em 10 anos de operação, com base em 2.000 voos por ano e 500 milhas por voo.
Área automotiva:Quando o CFRP é usado em 17% do peso da carroceria do carro, a redução de peso melhora a economia de combustível e reduz as emissões de CO2 em um total acumulado de 5 toneladas de emissões de CO2 por carro que usa CFRP, com base em uma distância de condução de 94.000 quilômetros e 10 anos de operação, em comparação com carros convencionais que não usam CFRP.
Além disso, espera-se que a revolução do transporte, o novo crescimento energético e as necessidades ambientais criem novas oportunidades de negócios para a fibra de carbono. De acordo com a Toray do Japão, a demanda global porfibra de carbonodeverá crescer a uma taxa anual de 17% até 2025. Em aplicações aeroespaciais, Toray espera uma nova demanda por fibra de carbono para “carros voadores”, como cabines aéreas e grandes drones, além de aeronaves comerciais.
Energia eólica: as aplicações da fibra de carbono estão aumentando
No campo da geração de energia eólica, instalações em larga escala estão sendo realizadas em todo o mundo. Devido a restrições de localização, as instalações estão sendo transferidas para áreas offshore e com pouca incidência de ventos, resultando em uma necessidade urgente de melhorar a eficiência da geração de energia.
São necessárias pás maiores de turbinas eólicas para aumentar a eficiência da geração de energia, mas a sua fabricação utilizandofibra de vidroOs compósitos os tornam mais suscetíveis à flacidez, o que predispõe as pás da turbina ao risco de comprimir a torre e causar danos. Ao utilizar materiais de CFRP de melhor desempenho, a flacidez será inibida e o peso será reduzido, permitindo a fabricação de pás maiores para turbinas eólicas e contribuindo para a adoção da energia eólica.
Ao aplicarfibra de carbonoCom a adição de compósitos às pás de turbinas eólicas de energia renovável, é possível criar turbinas eólicas com pás mais longas do que nunca. Como a geração teórica de energia de uma turbina eólica é proporcional ao quadrado do comprimento da pá, o uso de compósitos de fibra de carbono permite atingir um tamanho maior e, assim, aumentar a potência de saída da turbina eólica.
De acordo com a última análise de previsão de mercado divulgada pela Toray em maio deste ano, a demanda por lâminas de turbinas eólicas de fibra de carbono no período de 2022 a 2025 tem uma taxa de crescimento anual de até 23%; e espera-se que até 2030 a demanda por lâminas de turbinas eólicas offshore de fibra de carbono atinja 92.000 toneladas.
Energia de hidrogênio: a contribuição da fibra de carbono está se tornando mais visível
O hidrogênio verde é produzido pela eletrólise da água utilizando eletricidade gerada a partir de fontes de energia renováveis, como solar ou eólica. Como fonte de energia limpa que contribui para a neutralidade de carbono, o hidrogênio verde vem atraindo atenção e sua demanda deverá crescer significativamente no futuro. Além disso, seu uso em células de combustível de hidrogênio vem ganhando popularidade e deverá crescer significativamente no futuro.
Cilindros de armazenamento de hidrogênio de alta pressão feitos com fibras de carbono de alta resistência, papel de fibra de carbono usado como materiais de eletrodo e camadas de difusão de gás, e outros produtos contribuem positivamente para toda a cadeia de produção, transporte, armazenamento e utilização de hidrogênio.
Ao usarfibra de carbonoEm recipientes de pressão, como cilindros de gás natural comprimido (GNC) e hidrogênio, é possível reduzir efetivamente o peso e aumentar a pressão de ruptura. A demanda por cilindros de GNC para veículos de GNC utilizados em serviços de entrega em domicílio e tanques de transporte de gás natural está crescendo constantemente.
Além disso, espera-se que a demanda por fibra de carbono usada em vasos de pressão aumente no futuro, à medida que os cilindros de armazenamento de hidrogênio são cada vez mais usados em carros de passeio, caminhões, ferrovias e navios que usam células de combustível de hidrogênio.
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Horário da publicação: 02/08/2024