24. junija je Astute Analytica, globalno analitično in svetovalno podjetje, objavilo analizo globalnegaogljikovih vlakenNa trgu lopatic rotorjev vetrnih turbin, poročilo za obdobje 2024–2032. Glede na analizo poročila je bil svetovni trg ogljikovih vlaken v lopaticah rotorjev vetrnih turbin leta 2023 približno 4.392 milijonov dolarjev, do leta 2032 pa naj bi dosegel 15.904 milijonov dolarjev, kar pomeni 15,37-odstotno letno rast v napovedanem obdobju 2024–2032.
Osrednje točke poročila glede uporabeogljikovih vlakenV lopaticah vetrnih turbin so naslednji deli:
- Po regijah je bil trg ogljikovih vlaken za vetrno energijo v azijsko-pacifiški regiji leta 2023 največji in je predstavljal 59,9 %;
- Glede na velikost lopatic vetrnih turbin imajo ogljikova vlakna visok delež uporabe, in sicer 38,4 % pri velikosti lopatic 51-75 m;
- Z vidika uporabnih delov je delež uporabe ogljikovih vlaken v pokrovu krila lopatice vetrne turbine kar 61,2 %.
Glavni trendi v razvoju lopatic vetrnih turbin v zadnjih letih vključujejo:
- Tehnološki napredek v proizvodnji: nenehne izboljšave proizvodnih procesov ogljikovih vlaken in lastnosti materialov;
- Povečanje dolžine rezil: povpraševanje po daljših in lažjih rezilih narašča, da bi izboljšali zajemanje energije in učinkovitost;
- Rast regionalnega trga: trg v azijsko-pacifiški regiji se je znatno razširil zaradi naraščajočega povpraševanja po energiji in vladnih podpornih politik.
Najpomembnejši izzivi pri uporabiogljikovih vlakenv lopaticah vetrnih turbin vključujejo naslednje:
- Visoki začetni investicijski stroški: proizvodnja ogljikovih vlaken in njihova integracija v vetrne turbine zahtevata znaten kapital;
- Dobavna veriga in razpoložljivost surovin, kar zahteva neprekinjeno dobavo visokokakovostnih materialov iz ogljikovih vlaken;
- Tehnične in proizvodne ovire: izzivi pri povečanju proizvodnje in zmanjševanju stroškov za konkurenčnost s tradicionalnimi materiali, kot so steklena vlakna.
Približno 45 % lopatic novih vetrnih turbin, zgrajenih leta 2024, je izdelanih izogljikovih vlakenin 70 % novih vetrnih elektrarn na morju na krovu leta 2023 uporablja lopatice iz ogljikovih vlaken
Skupna svetovna nameščena zmogljivost bo do leta 2023 presegla 1 TW. Ta hitra rast poudarja ključno vlogo industrije pri razvoju rešitev za obnovljivo energijo v boju proti podnebnim spremembam, eden ključnih dejavnikov visoke stopnje rasti pa je naraščajoče povpraševanje po učinkovitejših in trpežnejših materialih pri gradnji vetrnih turbin, zlasti ogljikovih vlaknih za lopatice rotorjev.
Zaradi boljših lastnosti ogljikovih vlaken v primerjavi s tradicionalnimi steklenimi vlakni se povpraševanje po njih močno poveča.ogljikova vlaknaza lopatice rotorjev vetrnih turbin. Ogljikova vlakna imajo visoko razmerje med trdnostjo in težo, kar je ključnega pomena za izboljšanje zmogljivosti in življenjske dobe vetrnih turbin. Približno 45 % na novo izdelanih lopatic rotorjev v letu 2024 je bilo izdelanih iz ogljikovih vlaken, kar je 10 % več kot v prejšnjem letu. Ta trend je posledica potrebe po proizvodnji večjih, učinkovitejših turbin, ki lahko ustvarijo večjo moč; pravzaprav se je povprečna zmogljivost turbin povečala na 4,5 megavata (MW), kar je 15 % več kot v letu 2022.
Poglobljena analiza trga ogljikovih vlaken v lopaticah vetrnih turbin, ki jo je izvedla družba Astute Analytica, razkriva več ključnih statističnih podatkov, ki poudarjajo visok trend rasti ogljikovih vlaken v tem segmentu. Omeniti velja, da je svetovna zmogljivost vetrne energije dosegla 1.008 GW, kar je 73 GW več kot le v letu 2023. Približno 70 % novih vetrnih elektrarn na morju v letu 2023 (skupaj 20 GW) uporablja lopatice iz ogljikovih vlaken zaradi njihove večje odpornosti na zahtevna morska okolja. Poleg tega se je izkazalo, da uporaba ogljikovih vlaken podaljša življenjsko dobo lopatic za 30 % in zmanjša stroške vzdrževanja za 25 %, kar je ključni dejavnik za deležnike v industriji, ki si prizadevajo za optimizacijo operativne učinkovitosti.
Poleg tega so politične spodbude in vladni mandati za doseganje ogljične nevtralnosti do leta 2050 pospešili naložbe v nadgradnjo obstoječih vetrnih elektrarn, pri čemer je 50 % projektov prenove leta 2023 vključevalo zamenjavo lopatic iz steklenih vlaken z alternativami iz ogljikovih vlaken.
Pokrovi aerodinamičnih profilov iz ogljikovih vlaken so ključni za izboljšanje učinkovitosti vetrnih turbin, saj se pričakuje, da bo do leta 2028 imelo 70 % novih lopatic vetrnih turbin pokrove aerodinamičnih profilov iz ogljikovih vlaken.
Zaradi vrhunske specifične trdnosti in vzdržljivosti pokrovov koles iz ogljikovih vlaken študija kaže, daogljikovih vlakenPokrovi lopatic lahko izboljšajo delovanje lopatic za do 20 %, kar ima za posledico daljše lopatice in večji zajem energije. Pokrovi lopatic iz ogljikovih vlaken so igrali ključno vlogo pri 30-odstotnem povečanju dolžine lopatic vetrnih elektrarn v zadnjem desetletju.
Še en razlog za uporaboogljikovih vlakenPrednost uporabe pokrovčkov lopatic vetrnih turbin je, da zmanjšajo težo lopatice za 25 %, kar zmanjša stroške materiala in prevoza. Poleg tega je utrujenostna življenjska doba pokrovčka lopatice iz ogljikovih vlaken za 50 % daljša od običajnih materialov, kar zmanjša stroške vzdrževanja in podaljša življenjsko dobo turbine.
Medtem ko si vetrna industrija prizadeva doseči globalne cilje na področju obnovljivih virov energije, se bo uporaba pokrovov kril in nosilcev iz ogljikovih vlaken še povečala. Ocenjuje se, da bo do leta 2028 imelo 70 % novih lopatic vetrnih turbin pokrove kril iz ogljikovih vlaken, v primerjavi s 45 % leta 2023. Pričakuje se, da bo ta premik povzročil 22-odstotno povečanje splošne učinkovitosti turbin. Z napredkom v tehnologiji ogljikovih vlaken, ki povečuje trdnost materiala za 10 odstotkov in zmanjšuje njegov vpliv na okolje za 5 odstotkov, naj bi področje pokrovov aerodinamičnega profila prevladovalo in revolucionarno spremenilo zasnovo vetrnih turbin, kar bo zagotovilo trajnostno in učinkovito prihodnost obnovljivih virov energije.
Vetrne turbine s premerom 51–75 m prevladujejo na svetuogljikovih vlakentrg lopatic vetrnih turbin, uporaba lopatic iz ogljikovih vlaken pa lahko poveča proizvodnjo energije za 25 odstotkov
Zaradi prizadevanj za učinkovitost, vzdržljivost in zmogljivost je segment karbonskih vlaken dolžine 51–75 metrov na trgu lopatic vetrnih turbin postal prevladujoča sila na trgu ogljikovih vlaken. Zaradi edinstvenih lastnosti so ogljikova vlakna idealen material za to velikostno kategorijo. Visoko razmerje med trdnostjo in težo materiala je petkrat večje od jekla, kar znatno zmanjša skupno težo lopatice, kar ima za posledico izboljšan zajem energije in učinkovitost. Ta dolžinski segment predstavlja idealno ravnovesje med stroški materiala in zmogljivostjo, lopatice iz ogljikovih vlaken pa imajo v tej kategoriji 60-odstotni tržni delež.
Ekonomika vetrne energije je dodatno prispevala k priljubljenosti ogljikovih vlaken v tem sektorju. Višji začetni stroški ogljikovih vlaken so izravnani z njihovo dolgo življenjsko dobo in manjšim vzdrževanjem. Lopatice iz ogljikovih vlaken imajo 20 % daljšo življenjsko dobo v razponu od 51 do 75 metrov v primerjavi z lopaticami iz običajnih materialov. Poleg tega se stroški življenjskega cikla teh lopatic zmanjšajo za 15 % zaradi manjšega števila zamenjav in popravil. Kar zadeva proizvodnjo energije, lahko turbine z lopaticami iz ogljikovih vlaken v tem dolžinskem razponu proizvedejo do 25 % več električne energije, kar ima za posledico hitrejšo donosnost naložbe. Tržni podatki kažejo, da se je uporaba ogljikovih vlaken v tem segmentu v zadnjih petih letih povečala za 30 % na leto.
Na dinamiko trga ogljikovih vlaken v lopaticah vetrnih turbin vpliva tudi povpraševanje po trajnostnih in obnovljivih virih energije, pri čemer naj bi vetrna energija do leta 2030 zagotavljala 30 % svetovne električne energije. Lopatice s premerom 51–75 m so še posebej primerne za vetrne elektrarne na morju, kjer so večje in učinkovitejše turbine ključnega pomena. Postavitev naprav na morju z lopaticami iz ogljikovih vlaken se je povečala za 40 %, kar je posledica vladnih politik in subvencij, namenjenih zmanjševanju ogljičnega odtisa. Prevlado tega tržnega segmenta dodatno poudarja 50-odstotni prispevek ogljikovih vlaken k splošni rasti vetrne industrije, zaradi česar ...ogljikovih vlakenne le izbira materiala, temveč temelj prihodnje energetske infrastrukture.
Zaradi porasta vetrne energije v azijsko-pacifiški regiji je ta država prevladujoča sila pri izdelavi ogljikovih vlaken za lopatice vetrnih turbin.
Zaradi razcveta industrije vetrne energije se je azijsko-pacifiška regija uveljavila kot glavna porabnica ogljikovih vlaken za lopatice vetrnih turbin. Z več kot 378,67 GW nameščene zmogljivosti vetrne energije v letu 2023 regija predstavlja skoraj 38 % svetovne nameščene zmogljivosti vetrne energije. Kitajska in Indija sta vodilni, pri čemer Kitajska sama prispeva osupljivih 310 GW oziroma 89 % zmogljivosti regije.
Poleg tega je Kitajska vodilna na svetu pri montaži gondol vetrnih turbin na kopnem z letno zmogljivostjo 82 GW. Do junija 2024 je Kitajska namestila 410 GW vetrne energije. Agresivni cilji regije na področju obnovljivih virov energije, ki jih spodbujajo naraščajoče povpraševanje po energiji in okoljske zaveze, zahtevajo napredne in učinkovite tehnologije.
Azijsko-pacifiška regija ima vodilne proizvajalce ogljikovih vlaken, kar zagotavlja stabilno oskrbo z ogljikovimi vlakni in tehnološke inovacije. Zaradi lahke teže so ogljikova vlakna lahko izdelana z večjimi premeri rotorjev in izboljšano učinkovitost zajemanja energije. To je privedlo do 15-odstotnega povečanja proizvodnje energije za nove naprave v primerjavi s konvencionalnimi materiali. Glede na to, da se bo zmogljivost vetrne energije do leta 2030 predvidoma povečala za 30 %, se bo uporaba ogljikovih vlaken v vetrnih turbinah v azijsko-pacifiški regiji še naprej povečevala.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd.
M: +86 18683776368 (tudi WhatsApp)
T: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Naslov: ŠT. 398 Nova zelena cesta, mesto Xinbang, okrožje Songjiang, Šanghaj
Čas objave: 18. julij 2024