Il 24 giugno, Astute Analytica, una società di analisi e consulenza globale, ha pubblicato un'analisi globalefibra di carbonionel mercato delle pale dei rotori delle turbine eoliche, rapporto 2024-2032. Secondo l’analisi del rapporto, la dimensione globale del mercato della fibra di carbonio nelle pale dei rotori delle turbine eoliche è stata di circa 4.392 milioni di dollari nel 2023, mentre si prevede che raggiungerà i 15.904 milioni di dollari entro il 2032, crescendo a un CAGR del 15,37% durante il periodo di previsione 2024-2032. .
I punti centrali del rapporto riguardano l'applicazione delfibra di carbonionelle pale delle turbine eoliche comprendono le seguenti sezioni:
- Per regione, il mercato della fibra di carbonio dell’Asia-Pacifico per l’energia eolica è il più grande nel 2023, rappresentando il 59,9%;
- Per quanto riguarda le dimensioni delle pale delle turbine eoliche, la fibra di carbonio ha un'elevata percentuale di applicazione pari al 38,4% nelle dimensioni delle pale da 51-75 m;
- Dal punto di vista delle parti di applicazione, la percentuale di applicazione della fibra di carbonio nella copertura della trave alare delle pale delle turbine eoliche raggiunge il 61,2%.
Le principali tendenze nello sviluppo delle pale eoliche negli ultimi anni includono:
- Progressi tecnologici nella produzione: miglioramenti continui nei processi di produzione della fibra di carbonio e nelle proprietà dei materiali;
- Aumento della lunghezza delle pale: cresce la richiesta di pale più lunghe e leggere per migliorare la cattura e l’efficienza dell’energia;
- Crescita del mercato regionale: spinto dalla crescente domanda di energia e dalle politiche di sostegno del governo, il mercato nella regione Asia-Pacifico si è espanso in modo significativo.
Le sfide più significative per l'applicazione difibra di carbonionelle pale delle turbine eoliche includono quanto segue:
- Elevati costi di investimento iniziale: la produzione di fibra di carbonio e l’integrazione nelle turbine eoliche richiedono capitali significativi;
- Catena di fornitura e disponibilità di materie prime, che richiede una fornitura continua di materiali in fibra di carbonio di alta qualità;
- Barriere tecniche e produttive: sfide nell’aumento della produzione e nella riduzione dei costi per competere con materiali tradizionali come la fibra di vetro.
Circa il 45% delle nuove pale eoliche costruite nel 2024 sono realizzate in materialefibra di carbonioe il 70% dei nuovi impianti eolici offshore a bordo nel 2023 utilizzerà pale in fibra di carbonio
La capacità installata globale totale supera 1 TW entro il 2023. Questa rapida espansione sottolinea il ruolo chiave del settore nel portare avanti soluzioni di energia rinnovabile per combattere il cambiamento climatico, e uno dei fattori chiave alla base del suo elevato tasso di crescita è la crescente domanda di materiali più efficienti e durevoli in costruzione di turbine eoliche, in particolare fibra di carbonio per le pale del rotore.
Le proprietà superiori dei materiali in fibra di carbonio rispetto alle tradizionali fibre di vetro stanno determinando l’aumento della domandafibre di carbonioper le pale del rotore delle turbine eoliche. La fibra di carbonio ha un elevato rapporto resistenza/peso, fondamentale per migliorare le prestazioni e la longevità delle turbine eoliche. Circa il 45% delle pale del rotore di nuova produzione nel 2024 sono state realizzate con fibra di carbonio, con un aumento del 10% rispetto all’anno precedente. Questa tendenza è guidata dalla necessità di produrre turbine più grandi ed efficienti in grado di generare rendimenti più elevati; infatti, la capacità media delle turbine è salita a 4,5 megawatt (MW), con un aumento del 15% rispetto al 2022.
L’analisi approfondita di Astute Analytica del mercato della fibra di carbonio nelle pale delle turbine eoliche rivela diverse statistiche chiave che sottolineano l’elevato trend di crescita della fibra di carbonio in questo segmento. In particolare, la capacità globale di energia eolica ha raggiunto i 1.008 GW, con un aumento di 73 GW solo nel 2023. circa il 70% dei nuovi impianti eolici offshore nel 2023 (per un totale di 20 GW) utilizzeranno pale in fibra di carbonio a causa della loro maggiore resistenza agli ambienti marini difficili. Inoltre, è stato dimostrato che l’uso della fibra di carbonio prolunga la vita delle pale del 30% e riduce i costi di manutenzione del 25%, un fattore chiave per gli stakeholder del settore che mirano a ottimizzare l’efficienza operativa.
Inoltre, gli incentivi politici e i mandati governativi per raggiungere la neutralità del carbonio entro il 2050 hanno accelerato gli investimenti nell’ammodernamento dei parchi eolici esistenti, con il 50% dei progetti di retrofit nel 2023 che prevedono la sostituzione delle pale in fibra di vetro con alternative in fibra di carbonio.
I cappucci a profilo alare in fibra di carbonio sono fondamentali per migliorare l’efficienza delle turbine eoliche, si prevede che il 70% delle nuove pale delle turbine eoliche avranno cappucci a profilo alare in fibra di carbonio entro il 2028
Uno studio lo dimostra grazie alla resistenza specifica e alla durata superiori dei cappucci per longheroni in fibra di carboniofibra di carbonioI cappucci per longheroni possono migliorare le prestazioni della lama fino al 20%, con conseguente lama più lunga e maggiore cattura di energia. I cappucci degli longheroni in fibra di carbonio hanno svolto un ruolo fondamentale nell’aumento del 30% della lunghezza delle pale eoliche negli ultimi dieci anni.
Un altro motivo per l'utilizzofibra di carbonioI spar caps delle pale delle turbine eoliche riducono il peso della pala del 25%, riducendo così i costi di materiale e di trasporto. Inoltre, la durata a fatica dello spar cap in fibra di carbonio è superiore del 50% rispetto ai materiali convenzionali, il che riduce i costi di manutenzione e prolunga la vita della turbina.
Mentre l’industria eolica lavora per raggiungere gli obiettivi globali di energia rinnovabile, l’adozione di ali e longheroni in fibra di carbonio aumenterà ulteriormente. Si stima che il 70% delle nuove pale delle turbine eoliche avrà caps in fibra di carbonio entro il 2028, rispetto al 45% nel 2023. Si prevede che questo cambiamento determinerà un aumento del 22% dell’efficienza complessiva della turbina. Con i progressi nella tecnologia della fibra di carbonio che aumentano la resistenza del materiale del 10% e riducono il suo impatto ambientale del 5%, si prevede che il campo dei cappucci a profilo alare dominerà e rivoluzionerà la progettazione delle turbine eoliche, garantendo un futuro sostenibile ed efficiente per le energie rinnovabili.
Le pale delle turbine eoliche da 51-75 m dominano il mondofibra di carboniomercato delle pale delle turbine eoliche e l’uso di pale in fibra di carbonio può aumentare la produzione di energia del 25%.
Spinto dalla ricerca di efficienza, durata e prestazioni, il segmento in fibra di carbonio da 51-75 metri del mercato delle pale per turbine eoliche è diventato una forza dominante nel settore della fibra di carbonio. Le proprietà uniche della fibra di carbonio lo rendono un materiale ideale per questa categoria di dimensioni. L'elevato rapporto resistenza/peso del materiale è cinque volte superiore a quello dell'acciaio, riducendo significativamente il peso totale della lama, con conseguente miglioramento della cattura dell'energia e dell'efficienza. Questo segmento di lunghezza rappresenta il punto ottimale in cui l’equilibrio tra costo del materiale e prestazioni è ottimizzato e le pale in fibra di carbonio detengono una quota di mercato del 60% in questa categoria.
L’economia dell’energia eolica ha ulteriormente contribuito alla popolarità della fibra di carbonio in questo settore. Il costo iniziale più elevato della fibra di carbonio è compensato dalla sua lunga durata e dalla ridotta manutenzione. Le pale in fibra di carbonio hanno una durata utile maggiore del 20% nell'intervallo da 51 a 75 metri rispetto alle pale realizzate con materiali convenzionali. Inoltre, il costo del ciclo di vita di queste lame è ridotto del 15% grazie al minor numero di sostituzioni e riparazioni. In termini di produzione energetica, le turbine con pale in fibra di carbonio di questa lunghezza possono generare fino al 25% in più di elettricità, con un conseguente ritorno sull’investimento più rapido. I dati di mercato mostrano che l’adozione della fibra di carbonio in questo segmento è cresciuta del 30% all’anno negli ultimi cinque anni.
Le dinamiche di mercato della fibra di carbonio nelle pale delle turbine eoliche sono influenzate anche dalla domanda di fonti energetiche sostenibili e rinnovabili, con l’energia eolica che, secondo le previsioni, fornirà il 30% dell’elettricità mondiale entro il 2030. Le pale da 51-75 m sono particolarmente adatte per i parchi eolici offshore, dove turbine più grandi ed efficienti sono fondamentali. La diffusione di installazioni offshore che utilizzano pale in fibra di carbonio è aumentata del 40%, grazie alle politiche governative e ai sussidi volti a ridurre l’impronta di carbonio. La posizione dominante di questo segmento di mercato è ulteriormente sottolineata dal contributo pari al 50% della fibra di carbonio alla crescita complessiva del settore eolico, rendendolofibra di carbonionon solo una scelta materiale, ma una pietra angolare della futura infrastruttura energetica.
L’aumento dell’energia eolica nell’Asia-Pacifico la rende una forza dominante nella fibra di carbonio per le pale delle turbine eoliche
Spinta dal boom dell’industria dell’energia eolica, l’Asia del Pacifico è emersa come uno dei principali consumatori di fibra di carbonio per le pale delle turbine eoliche. Con oltre 378,67 GW di capacità eolica installata nel 2023, la regione rappresenta quasi il 38% della capacità installata globale di energia eolica. Cina e India sono i leader, con la sola Cina che contribuisce con l’incredibile cifra di 310 GW, ovvero l’89% della capacità della regione.
Inoltre, la Cina è leader mondiale nell’assemblaggio di gondole di turbine eoliche onshore, con una capacità annua di 82 GW. A giugno 2024, la Cina ha installato 410 GW di energia eolica. Gli ambiziosi obiettivi della regione in materia di energia rinnovabile, guidati dalla crescente domanda di energia e dagli impegni ambientali, richiedono tecnologie avanzate ed efficienti.
La regione Asia-Pacifico ha i principali produttori di fibra di carbonio, garantendo una fornitura stabile di fibra di carbonio e innovazione tecnologica. La natura leggera della fibra di carbonio consente diametri del rotore più grandi e una migliore efficienza di cattura dell'energia. Ciò ha comportato un aumento del 15% della produzione di energia per le nuove installazioni rispetto ai materiali convenzionali. Con la previsione di una crescita della capacità di energia eolica del 30% entro il 2030, l’adozione della fibra di carbonio nelle turbine eoliche continuerà ad aumentare nella regione Asia-Pacifico.
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Orario di pubblicazione: 18 luglio 2024