Toekomst van koolstofvezel:in windenergie, ruimtevaart en auto-industrie

Met zijn unieke eigenschappen heeft koolstofvezel (CF) grote ontwikkelingsperspectieven op verschillende gebieden.

Dit bericht is bedoeld om belangrijke kansen in de toeleveringsketen van koolstofvezel te identificeren waar middelen en investeringen kunnen helpen de economie van schone energie te bevorderen.

We moeten ons concentreren op drie toepassingsgebieden, die bovenaan de lijst staan ​​van industrieën die met koolstofvezel versterkte polymeren gebruiken:

• Windenergie ,
• Lucht- en ruimtevaart , en
• Auto-industrie .

Voor elk van de drie toepassingsgebieden gaat de post in op de vraag- en aanbodtrends binnen die sector en de kosten van koolstofvezel en componenten .

1. Koolstofvezel in windenergie

Windenergie is de op één na grootste vraag naar koolstofvezel in termen van tonnage , en er wordt een aanzienlijke groei verwacht vanwege de vezel die nodig is voor windbladen .

1.1 Trends in vraag en aanbod voor windenergie

Hoge sterkte, standaard trekmodulus, koolstofvezel met grote trekkracht in het bereik van 24K-50K wordt over het algemeen gebruikt voor windenergietoepassingen.

Een voorspelling voor de huidige en toekomstige regionale verdeling van de vraag naar CF door de windindustrie wordt gegeven in Industry Experts en samengevat in de onderstaande figuur.

In deze voorspelling,Europa heeft het grootste aandeel in de totale wereldwijde vraag, zowel vandaag als in 2020 een resultaat van doelstellingen van de Europese Unie voor 20% van energie uit hernieuwbare bronnen.

Tegen 2020 , Europa's CF-vraag zal naar verwachting toenemen met 3,5 keer en zijn goed voor ongeveer 70% van de totale vraag . De vraag naar CF in de VS en Azië zal in 2020 vergelijkbaar zijn, waarbij elk ongeveer 15% van de totale vraag bijdraagt.

1.2 Prijs en waarde van CF toegepast in windenergie

Grote koolstofvezel die wordt gebruikt voor windturbinebladen, wordt verkocht in de $ 15,40 - $ 24,20 per kilogram bereik.

Met uitzondering van Japan, waar de prijs van koolstofvezel het laagst is op ~$ 23/kg , er is geen regionale prijsvariatie waargenomen.

Er wordt voorspeld dat met schaalvoordelen en verbeteringen in de productietechnologie bereikt tegen 2020 zal resulteren in een prijs van $ 23/kg koolstofvezel, ongeveer consistent in alle regio's.

Samen met technische uitdagingen in verband met de productie van relatief grotere kabel met koolstofvezels met een grotere filamentdiameter voor een betere compressiesterkte, kosteneffectiviteit is een belangrijke belemmering voor marktgroei in windenergie.

1.3 Toeleveringsketen van CF in windenergie

Wanneer de verwachte vraag naar koolstofvezel met grote sleepkabels uit de windenergie- en automobielsector wordt gecombineerd, zal de totale vraag wereldwijd naar verwachting 71.450 ton zijn, terwijl de verwachte beschikbare productiecapaciteit 51.400 ton is.

Om aan deze vraag te voldoen, wordt een supply chain wereldwijd gedistribueerd . Het is echter waarschijnlijker dat met de toename van de bladgrootte , logistieke zorgen zal waarschijnlijk leiden tot nieuwe investeringen in havenfaciliteiten voor offshore windenergiesystemen.

2. Koolstofvezels in de ruimtevaart

Lucht- en ruimtevaartprojecten zijn het grootste deel van hun geschiedenis de belangrijkste drijfveren geweest van de koolstofvezel (CF) en koolstofvezelversterkte kunststoffen (CFRP) industrie.

2.1 Vraag- en aanbodtrends in de lucht- en ruimtevaart

Het meest voor de hand liggende product van de lucht- en ruimtevaartindustrie, vliegtuigen, was goed voor $ 152 miljard van dat totaal door de productie en verkoop van ongeveer 4.390 vliegtuigen en helikopters.

Voor deze fabricage-inspanning (samen met het onderhoud, de reparatie en de revisie van oudere vaartuigen) was ongeveer 544.000 ton grondstoffen nodig.

De prognose van Industry Experts voor de vraag naar CF in de ruimtevaart in 2020 is 23.170 ton. Tweecijferige groeipercentages die door de drie belangrijkste bronnen worden geprojecteerd, duiden op een toekomstige aanzienlijke vraag naar CF door de lucht- en ruimtevaartindustrie. De nieuwste prognose van de vraag naar ruimtevaart CF is voor een vraag van 22.100 ton tegen 2020.

2.2 Prijs en waarde van CF toegepast in de ruimtevaart

De strenge prestatie-eisen van CF in lucht- en ruimtevaarttoepassingen leiden tot certificeringsbarrière en strakkere fabricagetoleranties dan die geassocieerd met andere CF-applicaties.

Dit leidt op zijn beurt tot hogere prijzen voor ruimtevaart-CFRP onderdelen . Een gevolg van deze prijsverschillen is dat de marktaandelen van de vraag naar CF er heel anders uitzien als ze worden gemeten in geldwaarde in plaats van in tonnen.

Dat gezegd hebbende, hoewel de vraag naar tonnage CF van de lucht- en ruimtevaartindustrie veel kleiner is dan die van de windenergie-industrie, zijn de vezels die naar de lucht- en ruimtevaartindustrie gaan veel meer waard.

3. Koolstofvezels in de auto-industrie

De auto-industrie is al tientallen jaren geïnteresseerd in CFRP omdat het materiaal een groter gewichtsbesparingspotentieel en een hogere stijfheid heeft dan conventionele materialen zoals staal en aluminium.

3.1 Prijs en waarde van CF toegepast in de auto-industrie

Er worden momenteel ongeveer 1.500 unieke voertuigmodellen geproduceerd, en iets meer dan 100 daarvan gebruiken een bepaalde hoeveelheid CFRP als standaarduitrusting.

De opname van CFRP in de auto-industrie is echter vrij beperkt ondanks deze superieure eigenschappen. Hoge CF-kosten, lange CFRP door de auto-industrie is grotendeels beperkt gebleven tot ultra-dure , modellen met een laag productievolume, zoals de Lamborghnini Murcielago.

Daarom zoekt de auto-industriede goedkoopste soorten CF die kunnen voldoen aan de prestatie-eisen van het CFRP. De goedkoopste in de handel verkrijgbare vezels die aan deze vereisten voldoen, zijn grote trekkracht (gedefinieerd als meer dan 24.000 filamenten per kabel) koolstofvezels van textielkwaliteit .

3.2 Prijs en waarde van CF toegepast in de auto-industrie

Zoals eerder vermeld, is de auto-industrie erg gevoelig voor de prijs van CF, waardoor grote sleep , textielkwaliteit CF de meest kosteneffectieve keuze.

Met de huidige CF-prijzen kan een brede acceptatie van CF door de auto-industrie niet worden verwacht. Een aanzienlijke prijsverlaging zou echter een enorme vraag vanuit de auto-industrie kunnen stimuleren.

Dat heeft alles te maken met de prijsontwikkeling van koolstofvezel die wordt toegepast in windenergie, ruimtevaart en auto-industrie. We hopen dat het nuttig zou zijn! Voel je vrij om hieronder je opmerkingen achter te laten als je vragen hebt.

Opmerking : We zijn niet de eigenaar van de afbeeldingen die in dit bericht worden gebruikt. Neem gerust contact met ons op als ze van jou zijn, en we zullen ze zo snel mogelijk verwijderen.