24 июня Astute Analytica, глобальная аналитическая и консалтинговая фирма, опубликовала анализ мировогоуглеродное волокнона рынке лопастей ротора ветряных турбин, отчет 2024-2032. Согласно анализу отчета, мировой размер рынка углеродного волокна в лопастях ротора ветряных турбин составил приблизительно 4 392 млн долларов США в 2023 году, в то время как ожидается, что он достигнет 15 904 млн долларов США к 2032 году, увеличившись со среднегодовым темпом роста 15,37% в течение прогнозируемого периода 2024-2032 годов.
Основные положения отчета относительно примененияуглеродное волокнов лопастях ветряных турбин имеются следующие секции:
- По регионам рынок углеродного волокна для ветроэнергетики в Азиатско-Тихоокеанском регионе станет крупнейшим в 2023 году, на его долю придется 59,9%;
- По размеру лопастей ветряных турбин углеродное волокно имеет высокую долю применения – 38,4% при размере лопастей 51–75 м;
- С точки зрения применения деталей, доля применения углеродного волокна в покрытии крыла балки лопасти ветряной турбины достигает 61,2%.
К основным тенденциям развития лопастей ветрогенераторов за последние годы можно отнести:
- Технологические достижения в производстве: постоянное совершенствование процессов производства углеродного волокна и свойств материалов;
- Увеличение длины лопастей: растет спрос на более длинные и легкие лопасти с целью улучшения улавливания энергии и повышения эффективности;
- Рост регионального рынка: благодаря растущему спросу на энергоносители и политике государственной поддержки рынок в Азиатско-Тихоокеанском регионе значительно расширился.
Наиболее существенные проблемы при примененииуглеродное волокнов лопастях ветряных турбин можно выделить следующее:
- Высокие первоначальные инвестиционные затраты: производство углеродного волокна и интеграция в ветряные турбины требуют значительных капиталовложений;
- Цепочка поставок и доступность сырья, требующая бесперебойной поставки высококачественных материалов из углеродного волокна;
- Технические и производственные барьеры: трудности в расширении производства и снижении затрат для конкуренции с традиционными материалами, такими как стекловолокно.
Около 45% новых лопастей ветряных турбин, построенных в 2024 году, изготовлены изуглеродное волокно, а 70% новых морских ветровых установок на борту в 2023 году будут использовать лопасти из углеродного волокна
К 2023 году общая установленная мощность в мире превысит 1 ТВт. Такой быстрый рост подчеркивает ключевую роль отрасли в продвижении решений в области возобновляемой энергии для борьбы с изменением климата, а одним из основных факторов ее высоких темпов роста является растущий спрос на более эффективные и долговечные материалы для строительства ветряных турбин, в частности на углеродное волокно для лопастей ротора.
Превосходные свойства материалов из углеродного волокна по сравнению с традиционными стекловолокнами обусловливают резкий рост спроса на них.углеродные волокнадля лопастей ротора ветряных турбин. Углеродное волокно имеет высокое отношение прочности к весу, что имеет решающее значение для улучшения производительности и долговечности ветряных турбин. Около 45% новых изготовленных лопастей ротора в 2024 году были изготовлены из углеродного волокна, что на 10% больше, чем в предыдущем году. Эта тенденция обусловлена необходимостью производства более крупных и эффективных турбин, способных генерировать более высокую мощность; фактически, средняя мощность турбин выросла до 4,5 мегаватт (МВт), что на 15 процентов больше, чем в 2022 году.
Глубокий анализ рынка углеродного волокна в лопастях ветряных турбин, проведенный Astute Analytica, выявил несколько ключевых статистических данных, которые подчеркивают тенденцию к высокому росту углеродного волокна в этом сегменте. В частности, глобальная мощность ветроэнергетики достигла 1008 ГВт, увеличившись на 73 ГВт только в 2023 году. Около 70% новых морских ветровых установок в 2023 году (всего 20 ГВт) будут использовать лопасти из углеродного волокна из-за их повышенной устойчивости к суровым морским условиям. Кроме того, было показано, что использование углеродного волокна продлевает срок службы лопастей на 30% и снижает затраты на техническое обслуживание на 25%, что является ключевым фактором для заинтересованных сторон отрасли, стремящихся оптимизировать эксплуатационную эффективность.
Кроме того, политические стимулы и правительственные предписания по достижению углеродной нейтральности к 2050 году ускорили инвестиции в модернизацию существующих ветряных электростанций, при этом 50% проектов по модернизации в 2023 году будут включать замену лопастей из стекловолокна на альтернативные варианты из углеродного волокна.
Аэродинамические накладки из углеродного волокна играют ключевую роль в повышении эффективности ветряных турбин: ожидается, что к 2028 году 70% новых лопастей ветряных турбин будут иметь аэродинамические накладки из углеродного волокна.
Исследование показывает, что благодаря превосходной удельной прочности и долговечности лонжеронов из углеродного волокнауглеродное волокноНакладки на лонжероны могут улучшить производительность лопасти на 20%, что приводит к увеличению длины лопастей и повышению улавливания энергии. Накладки на лонжероны из углеродного волокна сыграли решающую роль в увеличении длины лопастей ветрогенераторов на 30% за последнее десятилетие.
Еще одна причина использованияуглеродное волокнолонжеронов в лопастях ветряных турбин заключается в том, что он снижает вес лопасти на 25%, что снижает материальные и транспортные расходы. Кроме того, усталостная долговечность лонжерона из углеродного волокна на 50% выше, чем у обычных материалов, что снижает затраты на техническое обслуживание и продлевает срок службы турбины.
Поскольку ветроэнергетика работает над достижением глобальных целей в области возобновляемой энергии, внедрение крыльевых и лонжеронных колпаков из углеродного волокна будет расти и дальше. Предполагается, что к 2028 году 70% новых лопастей ветряных турбин будут иметь лонжероны из углеродного волокна по сравнению с 45% в 2023 году. Ожидается, что этот сдвиг приведет к повышению общей эффективности турбин на 22%. С достижениями в технологии углеродного волокна, увеличивающими прочность материала на 10 процентов и снижающими его воздействие на окружающую среду на 5 процентов, область аэродинамических колпаков, как ожидается, будет доминировать и революционизировать конструкцию ветряных турбин, обеспечивая устойчивое и эффективное будущее для возобновляемой энергии.
Ветряные турбины с лопастями 51–75 м доминируют в миреуглеродное волокноРынок лопастей ветряных турбин и использование лопастей из углеродного волокна могут увеличить выработку электроэнергии на 25 процентов
Движимый стремлением к эффективности, долговечности и производительности, сегмент углеродного волокна 51-75 метров на рынке лопастей ветряных турбин стал доминирующей силой в углеродном волокне. Уникальные свойства углеродного волокна делают его идеальным материалом для этой категории размеров. Высокое отношение прочности к весу материала в пять раз больше, чем у стали, что значительно снижает общий вес лопасти, что приводит к улучшению захвата энергии и эффективности. Этот сегмент длины представляет собой золотую середину, где баланс между стоимостью материала и производительностью оптимизирован, и лопасти из углеродного волокна занимают 60% доли рынка в этой категории.
Экономика ветроэнергетики еще больше способствовала популярности углеродного волокна в этом секторе. Более высокая начальная стоимость углеродного волокна компенсируется его долгим сроком службы и меньшими затратами на техническое обслуживание. Лопасти из углеродного волокна имеют на 20% более длительный срок службы в диапазоне 51-75 метров по сравнению с лопастями из обычных материалов. Кроме того, стоимость жизненного цикла этих лопастей снижается на 15% из-за меньшего количества замен и ремонтов. С точки зрения выработки энергии турбины с лопастями из углеродного волокна в этом диапазоне длин могут генерировать на 25% больше электроэнергии, что приводит к более быстрой окупаемости инвестиций. Рыночные данные показывают, что внедрение углеродного волокна в этом сегменте росло на 30% в год за последние пять лет.
Динамика рынка углеродного волокна в лопастях ветряных турбин также зависит от спроса на устойчивые и возобновляемые источники энергии, при этом прогнозируется, что к 2030 году ветровая энергия будет поставлять 30% электроэнергии в мире. Лопасти размером 51-75 м особенно подходят для морских ветряных электростанций, где критически важны более крупные и эффективные турбины. Развертывание морских установок с использованием лопастей из углеродного волокна увеличилось на 40%, что обусловлено государственной политикой и субсидиями, направленными на сокращение выбросов углерода. Доминирование этого сегмента рынка дополнительно подчеркивается 50%-ным вкладом углеродного волокна в общий рост ветряной промышленности, что делаетуглеродное волокноне просто выбор материала, а краеугольный камень будущей энергетической инфраструктуры.
Рост ветроэнергетики в Азиатско-Тихоокеанском регионе делает его доминирующей силой в производстве углеродного волокна для лопастей ветряных турбин
Благодаря бурно развивающейся ветроэнергетической отрасли Азиатско-Тихоокеанский регион стал крупным потребителем углеродного волокна для лопастей ветровых турбин. С более чем 378,67 ГВт установленной мощности ветроэнергетики в 2023 году на регион приходится почти 38% мировой установленной мощности ветроэнергетики. Лидерами являются Китай и Индия, причем только Китай вносит ошеломляющие 310 ГВт, или 89% мощности региона.
Кроме того, Китай является мировым лидером по сборке гондол ветровых турбин на суше с годовой мощностью 82 ГВт. По состоянию на июнь 2024 года Китай установил 410 ГВт ветроэнергетики. Агрессивные цели региона в области возобновляемой энергетики, обусловленные растущим спросом на энергию и экологическими обязательствами, требуют передовых и эффективных технологий.
В Азиатско-Тихоокеанском регионе находятся ведущие производители углеродного волокна, что обеспечивает стабильные поставки углеродного волокна и технологические инновации. Легкость углеродного волокна позволяет использовать роторы большего диаметра и повышать эффективность захвата энергии. Это привело к увеличению выработки энергии на новых установках на 15% по сравнению с традиционными материалами. Поскольку прогнозируется рост мощности ветроэнергетики на 30% к 2030 году, внедрение углеродного волокна в ветровых турбинах продолжит расти в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
Шанхайская компания Orisen New Material Technology Co., Ltd.
М: +86 18683776368 (также WhatsApp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адрес: № 398 New Green Road, город Синьбан, район Сунцзян, Шанхай
Время публикации: 18 июля 2024 г.