Dňa 24. júna zverejnila globálna analytická a konzultačná firma Astute Analytica analýzu globálnehouhlíkové vláknona trhu s lopatkami rotorov veterných turbín, správa za roky 2024 – 2032. Podľa analýzy správy predstavovala globálna veľkosť trhu s uhlíkovými vláknami v lopatkách rotorov veterných turbín v roku 2023 približne 4 392 miliónov USD, pričom sa očakáva, že do roku 2032 dosiahne 15 904 miliónov USD s medziročným rastom 15,37 % počas prognózovaného obdobia 2024 – 2032.
Hlavné body správy týkajúce sa uplatňovaniauhlíkové vláknov lopatkách veterných turbín zahŕňajú nasledujúce časti:
- Podľa regiónov je trh s uhlíkovými vláknami pre veternú energiu v ázijsko-tichomorskom regióne v roku 2023 najväčší a predstavuje 59,9 %;
- Podľa veľkosti lopatiek veterných turbín má uhlíkové vlákno vysoký podiel použitia 38,4 % pri veľkosti lopatiek 51 – 75 m;
- Z hľadiska aplikačných dielov je podiel použitia uhlíkových vlákien v kryte nosníka lopatiek veternej turbíny až 61,2 %.
Medzi hlavné trendy vo vývoji lopatiek veterných turbín v posledných rokoch patria:
- Technologický pokrok vo výrobe: neustále zlepšovanie procesov výroby uhlíkových vlákien a vlastností materiálov;
- Zvyšujúca sa dĺžka čepelí: rastie dopyt po dlhších a ľahších čepeliach s cieľom zlepšiť zachytávanie energie a účinnosť;
- Rast regionálneho trhu: vďaka rastúcemu dopytu po energii a vládnym podporným politikám sa trh v ázijsko-tichomorskom regióne výrazne rozšíril.
Najvýznamnejšie výzvy pri uplatňovaníuhlíkové vláknov lopatkách veterných turbín patria:
- Vysoké počiatočné investičné náklady: výroba uhlíkových vlákien a ich integrácia do veterných turbín si vyžaduje značný kapitál;
- Dodávateľský reťazec a dostupnosť surovín, čo si vyžaduje nepretržité dodávky vysokokvalitných materiálov z uhlíkových vlákien;
- Technické a výrobné bariéry: výzvy pri zvyšovaní výroby a znižovaní nákladov s cieľom konkurovať tradičným materiálom, ako sú sklenené vlákna.
Približne 45 % nových lopatiek veterných turbín vyrobených v roku 2024 je vyrobených zuhlíkové vláknoa 70 % nových inštalácií veterných elektrární na mori na palube v roku 2023 používa lopatky z uhlíkových vlákien
Celková globálna inštalovaná kapacita do roku 2023 prekročí 1 TW. Táto rýchla expanzia podčiarkuje kľúčovú úlohu tohto odvetvia v rozvoji riešení obnoviteľných zdrojov energie v boji proti zmene klímy a jedným z kľúčových faktorov jeho vysokej miery rastu je rastúci dopyt po efektívnejších a odolnejších materiáloch pri výrobe veterných turbín, najmä po uhlíkových vláknach pre listy rotora.
Vynikajúce vlastnosti uhlíkových vlákien v porovnaní s tradičnými sklenenými vláknami sú hnacou silou prudkého nárastu dopytu po...uhlíkové vláknapre lopatky rotora veterných turbín. Uhlíkové vlákno má vysoký pomer pevnosti k hmotnosti, čo je rozhodujúce pre zlepšenie výkonu a životnosti veterných turbín. Približne 45 % novo vyrobených lopatiek rotora v roku 2024 bolo vyrobených z uhlíkových vlákien, čo predstavuje 10 % nárast oproti predchádzajúcemu roku. Tento trend je poháňaný potrebou vyrábať väčšie a účinnejšie turbíny schopné generovať vyšší výkon; v skutočnosti sa priemerná kapacita turbín zvýšila na 4,5 megawattu (MW), čo predstavuje nárast o 15 percent oproti roku 2022.
Hĺbková analýza trhu s uhlíkovými vláknami v lopatkách veterných turbín spoločnosťou Astute Analytica odhaľuje niekoľko kľúčových štatistík, ktoré podčiarkujú vysoký rastový trend uhlíkových vlákien v tomto segmente. Globálna kapacita veternej energie dosiahla 1 008 GW, čo predstavuje nárast o 73 GW len v roku 2023. Približne 70 % nových inštalácií veterných elektrární na mori v roku 2023 (spolu 20 GW) používa lopatky z uhlíkových vlákien kvôli ich zvýšenej odolnosti voči drsnému morskému prostrediu. Okrem toho sa preukázalo, že použitie uhlíkových vlákien predlžuje životnosť lopatiek o 30 % a znižuje náklady na údržbu o 25 %, čo je kľúčový faktor pre zainteresované strany v tomto odvetví, ktoré sa snažia optimalizovať prevádzkovú efektívnosť.
Okrem toho politické stimuly a vládne mandáty na dosiahnutie uhlíkovej neutrality do roku 2050 urýchlili investície do modernizácie existujúcich veterných elektrární, pričom 50 % projektov modernizácie v roku 2023 zahŕňalo výmenu lopatiek zo sklenených vlákien za alternatívy z uhlíkových vlákien.
Kryty profilov krídel z uhlíkových vlákien sú kľúčom k zlepšeniu účinnosti veterných turbín, pričom sa očakáva, že do roku 2028 bude mať 70 % nových lopatiek veterných turbín kryty profilov krídel z uhlíkových vlákien.
Vďaka vynikajúcej špecifickej pevnosti a odolnosti krytov nosníkov z uhlíkových vlákien štúdia ukazuje, žeuhlíkové vláknoKryty nosníkov lopatiek môžu zlepšiť výkon lopatiek až o 20 %, čo vedie k dlhším lopatkám a vyššiemu zachytávaniu energie. Kryty nosníkov z uhlíkových vlákien zohrali kľúčovú úlohu v 30 % náraste dĺžky lopatiek veterných turbín za posledné desaťročie.
Ďalší dôvod na použitieuhlíkové vláknoVýhodou použitia krytov nosníkov lopatiek veterných turbín je, že znižuje hmotnosť lopatky o 25 %, čo znižuje náklady na materiál a prepravu. Okrem toho je únavová životnosť krytu nosníka z uhlíkových vlákien o 50 % vyššia ako u konvenčných materiálov, čo znižuje náklady na údržbu a predlžuje životnosť turbíny.
Keďže sa veterný priemysel snaží splniť globálne ciele v oblasti obnoviteľnej energie, bude sa ďalej zvyšovať využívanie krytov krídel a nosníkov z uhlíkových vlákien. Odhaduje sa, že do roku 2028 bude mať 70 % nových lopatiek veterných turbín kryty nosníkov z uhlíkových vlákien v porovnaní so 45 % v roku 2023. Očakáva sa, že tento posun povedie k 22 % zvýšeniu celkovej účinnosti turbín. Vďaka pokroku v technológii uhlíkových vlákien, ktorý zvyšuje pevnosť materiálu o 10 percent a znižuje jeho vplyv na životné prostredie o 5 percent, sa očakáva, že oblasť krytov profilov krídel bude dominovať a zrevolucionizuje dizajn veterných turbín, čím sa zabezpečí udržateľná a efektívna budúcnosť pre obnoviteľnú energiu.
Lopatky veterných turbín s priemerom 51 – 75 m dominujú globálneuhlíkové vláknotrh s lopatkami veterných turbín a použitie lopatiek z uhlíkových vlákien môže zvýšiť výrobu energie o 25 percent
Vďaka snahe o efektívnosť, odolnosť a výkon sa segment uhlíkových vlákien s dĺžkou 51 – 75 metrov na trhu s lopatkami veterných turbín stal dominantnou silou v tomto odvetví. Vďaka jedinečným vlastnostiam sú uhlíkové vlákna ideálnym materiálom pre túto veľkostnú kategóriu. Vysoký pomer pevnosti k hmotnosti materiálu je päťkrát vyšší ako u ocele, čo výrazne znižuje celkovú hmotnosť lopatky a vedie k lepšiemu zachytávaniu energie a účinnosti. Tento dĺžkový segment predstavuje ideálnu rovnováhu medzi nákladmi na materiál a výkonom a lopatky z uhlíkových vlákien majú v tejto kategórii 60 % podiel na trhu.
Ekonomika veternej energie ďalej prispela k popularite uhlíkových vlákien v tomto sektore. Vyššie počiatočné náklady na uhlíkové vlákno sú kompenzované jeho dlhou životnosťou a zníženou údržbou. Lopatky vyrobené z uhlíkových vlákien majú o 20 % dlhšiu životnosť v rozmedzí 51 – 75 metrov v porovnaní s lopatkami vyrobenými z konvenčných materiálov. Okrem toho sú náklady na životný cyklus týchto lopatiek znížené o 15 % vďaka menšiemu počtu výmen a opráv. Pokiaľ ide o energetický výkon, turbíny s lopatkami z uhlíkových vlákien v tomto rozsahu dĺžok dokážu vygenerovať až o 25 % viac elektriny, čo vedie k rýchlejšej návratnosti investícií. Trhové údaje ukazujú, že prijatie uhlíkových vlákien v tomto segmente vzrástlo za posledných päť rokov o 30 % ročne.
Dynamiku trhu s uhlíkovými vláknami v lopatkách veterných turbín ovplyvňuje aj dopyt po udržateľných a obnoviteľných zdrojoch energie, pričom sa predpokladá, že veterná energia do roku 2030 bude dodávať 30 % svetovej elektriny. Lopatky s priemerom 51 – 75 m sú obzvlášť vhodné pre veterné farmy na mori, kde sú väčšie a účinnejšie turbíny kľúčové. Nasadenie inštalácií na mori s použitím lopatiek z uhlíkových vlákien sa zvýšilo o 40 % vďaka vládnym politikám a dotáciám zameraným na znižovanie uhlíkovej stopy. Dominanciu tohto segmentu trhu ďalej podčiarkuje 50 % príspevok uhlíkových vlákien k celkovému rastu veterného priemyslu, čo...uhlíkové vláknonielen materiálna voľba, ale základný kameň budúcej energetickej infraštruktúry.
Nárast veternej energie v ázijsko-tichomorskom regióne z nej robí dominantnú silu v oblasti uhlíkových vlákien pre lopatky veterných turbín.
Vďaka prosperujúcemu odvetviu veternej energie sa ázijsko-tichomorský región stal hlavným spotrebiteľom uhlíkových vlákien pre lopatky veterných turbín. S viac ako 378,67 GW inštalovanej kapacity veternej energie v roku 2023 predstavuje tento región takmer 38 % celosvetovej inštalovanej kapacity veternej energie. Čína a India sú lídrami, pričom samotná Čína prispieva ohromujúcimi 310 GW, čo predstavuje 89 % kapacity regiónu.
Čína je okrem toho svetovým lídrom v montáži gondol veterných turbín na pevnine s ročnou kapacitou 82 GW. K júnu 2024 Čína nainštalovala 410 GW veternej energie. Agresívne ciele regiónu v oblasti obnoviteľných zdrojov energie, poháňané rastúcim dopytom po energii a environmentálnymi záväzkami, si vyžadujú pokročilé a efektívne technológie.
Ázijsko-tichomorský región má popredných výrobcov uhlíkových vlákien, čo zabezpečuje stabilné dodávky uhlíkových vlákien a technologické inovácie. Ľahká povaha uhlíkových vlákien umožňuje väčšie priemery rotorov a lepšiu účinnosť zachytávania energie. To viedlo k 15 % nárastu energetickej produkcie nových inštalácií v porovnaní s konvenčnými materiálmi. Vzhľadom na predpokladaný nárast kapacity veternej energie do roku 2030 o 30 % bude využívanie uhlíkových vlákien vo veterných turbínach v ázijsko-tichomorskom regióne naďalej rásť.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (tiež WhatsApp)
T:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Adresa: NO.398 New Green Road, mesto Xinbang, okres Songjiang, Šanghaj
Čas uverejnenia: 18. júla 2024