Économie d'énergie et réduction des émissions : les avantages de la fibre de carbone en matière de légèreté deviennent plus visibles
Fibre de carboneplastique renforcé(CFRP) est connu pour être à la fois léger et résistant, et son utilisation dans des domaines tels que les avions et les automobiles a contribué à la réduction du poids et à l'amélioration de l'économie de carburant. Selon une analyse du cycle de vie (ACV) de l'impact environnemental total, depuis la fabrication des matériaux jusqu'à leur élimination, réalisée par la Japan Carbon Fiber Manufacturers Association, l'utilisation du CFRP contribue de manière significative à la réduction des émissions de CO2.
Domaine aéronautique :lorsque l'utilisation de CFRP composite en fibre de carbone dans un avion de ligne de taille moyenne atteint 50 % (comme dans le Boeing 787 et l'Airbus A350, le dosage de CFRP a dépassé 50 %), la quantité defibre de carboneutilisé dans chaque avion est d'environ 20 tonnes, par rapport aux matériaux traditionnels peuvent atteindre 20% de légèreté, selon 2 000 vols par an, chaque classe 500 miles, 10 ans d'exploitation, chaque avion peut réduire 27 000 tonnes d'émissions de CO2 par avion en 10 années d'exploitation, sur la base de 2 000 vols par an et de 500 miles par vol.
Domaine automobile :Lorsque le CFRP représente 17 % du poids de la carrosserie de la voiture, la réduction de poids améliore l'économie de carburant et réduit les émissions de CO2 d'un total cumulé de 5 tonnes d'émissions de CO2 par voiture utilisant le CFRP, sur la base d'une distance de conduite à vie de 94 000 kilomètres et 10 ans de fonctionnement, par rapport aux voitures conventionnelles qui n'utilisent pas de CFRP.
En outre, la révolution des transports, la nouvelle croissance énergétique et les besoins environnementaux devraient créer davantage de nouvelles opportunités commerciales pour la fibre de carbone. Selon le japonais Toray, la demande mondiale defibre de carbonedevrait croître à un taux annuel de 17 % d’ici 2025. Dans les applications aérospatiales, Toray s’attend à une nouvelle demande de fibre de carbone pour les « voitures volantes » telles que les taxis aériens et les gros drones, en plus des avions commerciaux.
Énergie éolienne : les applications de la fibre de carbone se multiplient
Dans le domaine de la production d’énergie éolienne, des installations à grande échelle sont en cours partout dans le monde. En raison des contraintes du site, les installations se déplacent vers des zones offshore et à faible vent, ce qui entraîne un besoin urgent d'améliorer l'efficacité de la production d'électricité.
Des pales d'éoliennes plus grandes sont nécessaires pour augmenter l'efficacité de la production d'électricité, mais leur fabrication selon des méthodes traditionnellesfibre de verreLes composites les rendent plus sensibles à l'affaissement, ce qui prédispose les aubes de turbine au risque de pincer la tour et de provoquer des dommages. En utilisant des matériaux CFRP plus performants, l'affaissement sera inhibé et le poids sera réduit, permettant la fabrication de pales d'éoliennes plus grandes et contribuant à l'adoption ultérieure de l'énergie éolienne.
En postulantfibre de carbonecomposites aux pales des éoliennes à énergies renouvelables, il est possible de créer des éoliennes avec des pales plus longues que jamais. Étant donné que la production d'énergie théorique d'une éolienne est proportionnelle au carré de la longueur de la pale, l'utilisation de composites en fibre de carbone permet d'obtenir une taille plus grande et ainsi d'augmenter la puissance de sortie de l'éolienne.
Selon la dernière analyse des prévisions de marché publiée par Toray en mai de cette année, le taux de croissance annuel composé de la demande de pales d'éoliennes en fibre de carbone pour 2022-2025 peut atteindre 23 % ; et on s'attend à ce que d'ici 2030, la demande de pales d'éoliennes offshore en fibre de carbone atteindra 92 000 tonnes.
Énergie hydrogène : la contribution de la fibre de carbone devient plus visible
L'hydrogène vert est produit par électrolyse de l'eau à l'aide d'électricité produite à partir de sources d'énergie renouvelables telles que l'énergie solaire ou éolienne. En tant que source d’énergie propre contribuant à la neutralité carbone, l’hydrogène vert attire l’attention et sa demande devrait croître considérablement à l’avenir. En outre, son utilisation dans les piles à combustible à hydrogène gagne régulièrement en popularité et devrait connaître une croissance significative à l’avenir.
Les cylindres de stockage d'hydrogène à haute pression fabriqués à partir de fibres de carbone à haute résistance, de papier de fibre de carbone utilisé comme matériaux d'électrode et couches de diffusion de gaz, ainsi que d'autres produits contribuent positivement à la chaîne complète de production, de transport, de stockage et d'utilisation de l'hydrogène.
En utilisantfibre de carbonedans les récipients sous pression, tels que les bouteilles de gaz naturel comprimé (GNC) et d'hydrogène, il est possible de réduire efficacement le poids et d'augmenter la pression d'éclatement. La demande de bouteilles de GNC pour les véhicules au GNC utilisés dans les services de livraison à domicile et les réservoirs de transport de gaz naturel augmente régulièrement.
En outre, la demande de fibre de carbone utilisée dans les appareils sous pression devrait augmenter à l’avenir, car les bouteilles de stockage d’hydrogène sont de plus en plus utilisées dans les voitures particulières, les camions, les chemins de fer et les navires utilisant des piles à combustible à hydrogène.
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Heure de publication : 02 août 2024