كيف تساهم مركبات ألياف الكربون في حياد الكربون？

توفير الطاقة وخفض الانبعاثات: أصبحت مزايا الوزن الخفيف لألياف الكربون أكثر وضوحًا

ألياف الكربونالبلاستيك المقوىمن المعروف أن (CFRP) خفيف الوزن وقوي، وقد ساهم استخدامه في مجالات مثل الطائرات والسيارات في تقليل الوزن وتحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود. وفقًا لتقييم دورة الحياة (LCA) للتأثير البيئي الإجمالي بدءًا من تصنيع المواد وحتى التخلص منها والذي أجرته جمعية مصنعي ألياف الكربون اليابانية، فإن استخدام ألياف الكربون المقوى بألياف الكربون يساهم بشكل كبير في تقليل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون.

مجال الطائرات:عندما يصل استخدام مركب ألياف الكربون CFRP في طائرة ركاب متوسطة الحجم إلى 50% (كما هو الحال في Boeing 787 وAirbus A350، تجاوزت جرعة CFRP 50%)، فإن كميةألياف الكربونيبلغ الوزن المستخدم في كل طائرة حوالي 20 طنًا، مقارنة بالمواد التقليدية يمكن أن تحقق 20% خفيفة الوزن، وفقًا لـ 2000 رحلة سنويًا، كل فئة 500 ميل، 10 سنوات من التشغيل، يمكن لكل طائرة تقليل 27000 طن من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل طائرة في 10 سنوات. سنوات التشغيل، على أساس 2000 رحلة سنويًا و500 ميل لكل رحلة.

مجال السيارات:عندما يتم استخدام ألياف الكربون المدعمة بألياف الكربون بنسبة 17% من وزن جسم السيارة، فإن تقليل الوزن يعمل على تحسين الاقتصاد في استهلاك الوقود ويقلل انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بإجمالي تراكمي قدره 5 أطنان من انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لكل سيارة تستخدم ألياف الكربون المدعمة بألياف الكربون، على أساس مسافة قيادة مدى الحياة تبلغ 94,000 كيلومتر و 10 سنوات من التشغيل، مقارنة بالسيارات التقليدية التي لا تستخدم مادة CFRP.

بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن تؤدي ثورة النقل ونمو الطاقة الجديدة والاحتياجات البيئية إلى خلق المزيد من الفرص التجارية الجديدة لألياف الكربون. ووفقا لشركة توراي اليابانية، فإن الطلب العالمي علىألياف الكربونومن المتوقع أن تنمو بمعدل سنوي قدره 17% بحلول عام 2025. وفي تطبيقات الفضاء الجوي، تتوقع توراي طلبًا جديدًا على ألياف الكربون من أجل "السيارات الطائرة" مثل المقصورات الهوائية والطائرات الكبيرة بدون طيار، بالإضافة إلى الطائرات التجارية.

طاقة الرياح: تطبيقات ألياف الكربون آخذة في الازدياد

في مجال توليد طاقة الرياح، يتم تنفيذ منشآت واسعة النطاق في جميع أنحاء العالم. ونظرًا للقيود المفروضة على الموقع، تنتقل التركيبات إلى المناطق البحرية والرياح المنخفضة، مما يؤدي إلى الحاجة الملحة لتحسين كفاءة توليد الطاقة.

هناك حاجة إلى شفرات توربينات الرياح الأكبر حجمًا لزيادة كفاءة توليد الطاقة، ولكن يتم تصنيعها باستخدام الطريقة التقليديةالألياف الزجاجيةالمواد المركبة تجعلها أكثر عرضة للترهل، مما يعرض شفرات التوربينات لخطر قرصة البرج والتسبب في الضرر. باستخدام مواد CFRP ذات أداء أفضل، سيتم منع الترهل وتقليل الوزن، مما يسمح بتصنيع شفرات توربينات الرياح الأكبر حجمًا والمساهمة في زيادة اعتماد طاقة الرياح.

عن طريق التقديمألياف الكربونمن خلال تركيبها على شفرات توربينات الرياح العاملة بالطاقة المتجددة، أصبح من الممكن إنشاء توربينات رياح ذات شفرات أطول من أي وقت مضى. نظرًا لأن توليد الطاقة النظري لتوربينات الرياح يتناسب مع مربع طول الشفرة، فمن الممكن باستخدام مركبات ألياف الكربون تحقيق حجم أكبر وبالتالي زيادة الطاقة الناتجة لتوربينات الرياح.

وفقًا لأحدث تحليل لتوقعات السوق الصادر عن توراي في مايو من هذا العام، فإن مجال شفرة توربينات الرياح 2022-2025 للطلب من ألياف الكربون معدل نمو سنوي مركب يصل إلى 23٪؛ ومن المتوقع أن يصل الطلب على شفرات توربينات الرياح البحرية لعام 2030 على ألياف الكربون إلى 92000 طن.

الطاقة الهيدروجينية: أصبحت مساهمة ألياف الكربون أكثر وضوحًا

يتم إنتاج الهيدروجين الأخضر عن طريق التحليل الكهربائي للمياه باستخدام الكهرباء المولدة من مصادر الطاقة المتجددة مثل الطاقة الشمسية أو الرياح. وباعتباره مصدرًا للطاقة النظيفة يساهم في تحييد الكربون، فقد جذب الهيدروجين الأخضر الاهتمام ومن المتوقع أن ينمو الطلب عليه بشكل كبير في المستقبل. بالإضافة إلى ذلك، فإن استخدامه في خلايا وقود الهيدروجين يكتسب شعبية بشكل مطرد ومن المتوقع أن ينمو بشكل كبير في المستقبل.

أسطوانات تخزين الهيدروجين عالية الضغط مصنوعة من ألياف الكربون عالية القوة، وورق ألياف الكربون المستخدم كمواد إلكترودات وطبقات لنشر الغاز، وغيرها من المنتجات تساهم بشكل إيجابي في السلسلة الكاملة لإنتاج الهيدروجين ونقله وتخزينه واستخدامه.

باستخدامألياف الكربونفي أوعية الضغط، مثل الغاز الطبيعي المضغوط (CNG) وأسطوانات الهيدروجين، من الممكن تقليل الوزن بشكل فعال وزيادة ضغط الانفجار. يتزايد الطلب على أسطوانات الغاز الطبيعي المضغوط لمركبات الغاز الطبيعي المضغوط المستخدمة في خدمات التوصيل للمنازل وخزانات نقل الغاز الطبيعي بشكل مطرد.

بالإضافة إلى ذلك، من المتوقع أن يزداد الطلب على ألياف الكربون المستخدمة في أوعية الضغط في المستقبل مع تزايد استخدام أسطوانات تخزين الهيدروجين في سيارات الركاب والشاحنات والسكك الحديدية والسفن التي تستخدم خلايا وقود الهيدروجين.

شركة شنغهاي أوريسين لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة
م: +86 18683776368 (أيضًا واتساب)
هاتف: +86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
العنوان: NO.398 الطريق الأخضر الجديد، مدينة شينبانغ، منطقة سونغجيانغ، شنغهاي