วัสดุคอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์มีส่วนช่วยในการลดการปล่อยคาร์บอนได้อย่างไร?

การประหยัดพลังงานและการลดการปล่อยมลพิษ: ข้อดีด้านน้ำหนักเบาของคาร์บอนไฟเบอร์กำลังเป็นที่ประจักษ์มากขึ้น

คาร์บอนไฟเบอร์พลาสติกเสริมแรงวัสดุคอมโพสิตเสริมแรงด้วยคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) เป็นที่รู้จักกันดีว่ามีทั้งน้ำหนักเบาและความแข็งแรง และการนำไปใช้ในด้านต่างๆ เช่น เครื่องบินและรถยนต์ ได้ช่วยลดน้ำหนักและปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง จากการประเมินผลกระทบต่อสิ่งแวดล้อมโดยรวม (LCA) ตั้งแต่การผลิตวัสดุจนถึงการกำจัด ซึ่งดำเนินการโดยสมาคมผู้ผลิตคาร์บอนไฟเบอร์แห่งประเทศญี่ปุ่น พบว่าการใช้ CFRP มีส่วนช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้อย่างมีนัยสำคัญ

สนามบิน:เมื่อการใช้คาร์บอนไฟเบอร์คอมโพสิต (CFRP) ในเครื่องบินโดยสารขนาดกลางถึง 50% (เช่น ในเครื่องบินโบอิ้ง 787 และแอร์บัส A350 ที่ปริมาณ CFRP เกิน 50%) ปริมาณของคาร์บอนไฟเบอร์วัสดุที่ใช้ในเครื่องบินแต่ละลำมีน้ำหนักประมาณ 20 ตัน เมื่อเทียบกับวัสดุแบบดั้งเดิมแล้วสามารถลดน้ำหนักได้ถึง 20% โดยอิงจากการบิน 2,000 เที่ยวบินต่อปี ระยะทางบินต่อเที่ยวบิน 500 ไมล์ และการใช้งาน 10 ปี เครื่องบินแต่ละลำสามารถลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้ 27,000 ตันต่อเครื่องบินในระยะเวลา 10 ปี

สาขาอุตสาหกรรมยานยนต์:เมื่อใช้ CFRP เป็นส่วนประกอบ 17% ของน้ำหนักตัวถังรถยนต์ การลดน้ำหนักจะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพการประหยัดเชื้อเพลิงและลดการปล่อยก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ได้รวม 5 ตันต่อรถยนต์หนึ่งคันที่ใช้ CFRP โดยอิงจากระยะทางการขับขี่ตลอดอายุการใช้งาน 94,000 กิโลเมตร และระยะเวลาการใช้งาน 10 ปี เมื่อเทียบกับรถยนต์ทั่วไปที่ไม่ได้ใช้ CFRP

นอกจากนี้ การปฏิวัติการขนส่ง การเติบโตของพลังงานใหม่ และความต้องการด้านสิ่งแวดล้อม คาดว่าจะสร้างโอกาสทางธุรกิจใหม่ๆ ให้กับเส้นใยคาร์บอนมากขึ้น ตามข้อมูลของบริษัท Toray จากประเทศญี่ปุ่น ความต้องการทั่วโลกสำหรับเส้นใยคาร์บอนคาร์บอนไฟเบอร์คาดการณ์ว่าจะเติบโตในอัตราปีละ 17% ภายในปี 2025 ในด้านการใช้งานในอวกาศ โทเรย์คาดว่าจะมีความต้องการคาร์บอนไฟเบอร์เพิ่มขึ้นสำหรับ "รถบิน" เช่น ห้องโดยสารทางอากาศและโดรนขนาดใหญ่ นอกเหนือจากเครื่องบินพาณิชย์

พลังงานลม: การใช้งานคาร์บอนไฟเบอร์กำลังเพิ่มขึ้น

ในด้านการผลิตพลังงานลม มีการติดตั้งโรงไฟฟ้าพลังงานลมขนาดใหญ่ทั่วโลก เนื่องจากข้อจำกัดด้านพื้นที่ การติดตั้งจึงย้ายไปอยู่บริเวณนอกชายฝั่งและพื้นที่ที่มีลมเบา ส่งผลให้มีความจำเป็นเร่งด่วนในการปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิตพลังงาน

จำเป็นต้องใช้ใบพัดกังหันลมขนาดใหญ่ขึ้นเพื่อเพิ่มประสิทธิภาพในการผลิตไฟฟ้า แต่การผลิตใบพัดขนาดใหญ่โดยใช้กรรมวิธีแบบดั้งเดิมนั้นทำได้ยากไฟเบอร์กลาสวัสดุคอมโพสิตทำให้ใบพัดกังหันลมมีแนวโน้มที่จะแอ่นตัวได้ง่าย ซึ่งอาจทำให้ใบพัดไปหนีบเสาและเกิดความเสียหายได้ การใช้วัสดุ CFRP ที่มีประสิทธิภาพดีกว่าจะช่วยป้องกันการแอ่นตัวและลดน้ำหนัก ทำให้สามารถผลิตใบพัดกังหันลมขนาดใหญ่ขึ้นได้ และส่งเสริมการใช้พลังงานลมอย่างแพร่หลายมากขึ้น

โดยการสมัครคาร์บอนไฟเบอร์การใช้วัสดุคอมโพสิตกับใบพัดของกังหันลมพลังงานหมุนเวียน ทำให้สามารถสร้างกังหันลมที่มีใบพัดยาวกว่าที่เคยเป็นมาได้ เนื่องจากกำลังไฟฟ้าที่ผลิตได้ตามทฤษฎีของกังหันลมเป็นสัดส่วนกับกำลังสองของความยาวใบพัด การใช้คอมโพสิตคาร์บอนไฟเบอร์จึงทำให้สามารถสร้างกังหันลมที่มีขนาดใหญ่ขึ้น และเพิ่มกำลังการผลิตของกังหันลมได้

จากผลการวิเคราะห์การคาดการณ์ตลาดล่าสุดที่เผยแพร่โดย Toray ในเดือนพฤษภาคมปีนี้ ความต้องการเส้นใยคาร์บอนสำหรับใบพัดกังหันลมในช่วงปี 2022-2025 จะมีอัตราการเติบโตเฉลี่ยต่อปีสูงถึง 23% และคาดว่าความต้องการเส้นใยคาร์บอนสำหรับใบพัดกังหันลมในทะเลภายในปี 2030 จะสูงถึง 92,000 ตัน

พลังงานไฮโดรเจน: บทบาทของเส้นใยคาร์บอนเริ่มปรากฏชัดเจนมากขึ้น

ไฮโดรเจนสีเขียวผลิตขึ้นโดยการแยกน้ำด้วยไฟฟ้าโดยใช้ไฟฟ้าที่ผลิตจากแหล่งพลังงานหมุนเวียน เช่น พลังงานแสงอาทิตย์หรือพลังงานลม เนื่องจากเป็นแหล่งพลังงานสะอาดที่ช่วยลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน ไฮโดรเจนสีเขียวจึงได้รับความสนใจอย่างมาก และคาดว่าความต้องการจะเพิ่มขึ้นอย่างมีนัยสำคัญในอนาคต นอกจากนี้ การใช้งานในเซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจนก็ได้รับความนิยมเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องและคาดว่าจะเติบโตอย่างมีนัยสำคัญในอนาคตเช่นกัน

ถังเก็บไฮโดรเจนแรงดันสูงที่ทำจากเส้นใยคาร์บอนความแข็งแรงสูง กระดาษเส้นใยคาร์บอนที่ใช้เป็นวัสดุอิเล็กโทรดและชั้นกระจายก๊าซ และผลิตภัณฑ์อื่นๆ ล้วนมีส่วนช่วยในเชิงบวกต่อห่วงโซ่การผลิต การขนส่ง การจัดเก็บ และการใช้ไฮโดรเจนอย่างครบวงจร

โดยใช้คาร์บอนไฟเบอร์ในภาชนะรับแรงดัน เช่น ถังแก๊สธรรมชาติอัด (CNG) และถังไฮโดรเจน สามารถลดน้ำหนักและเพิ่มแรงดันระเบิดได้อย่างมีประสิทธิภาพ ความต้องการถัง CNG สำหรับรถยนต์ CNG ที่ใช้ในบริการส่งถึงบ้านและถังขนส่งก๊าซธรรมชาติกำลังเติบโตอย่างต่อเนื่อง

นอกจากนี้ ความต้องการใช้เส้นใยคาร์บอนในภาชนะรับแรงดันคาดว่าจะเพิ่มขึ้นในอนาคต เนื่องจากมีการใช้ถังเก็บไฮโดรเจนเพิ่มมากขึ้นในรถยนต์นั่ง รถบรรทุก รถไฟ และเรือที่ใช้เซลล์เชื้อเพลิงไฮโดรเจน

บริษัท เซี่ยงไฮ้ โอริเซน นิว แมททีเรียล เทคโนโลยี จำกัด
M: +86 18683776368 (ใช้งาน WhatsApp ได้เช่นกัน)
โทร: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
ที่อยู่: เลขที่ 398 ถนนนิวกรีน เมืองซินปัง เขตซงเจียง เซี่ยงไฮ้