Risparmio energetico e riduzione delle emissioni: i vantaggi della leggerezza della fibra di carbonio stanno diventando più visibili
Fibra di carbonioplastica rinforzata(CFRP) è noto per essere leggero e resistente e il suo utilizzo in settori quali aerei e automobili ha contribuito alla riduzione del peso e al miglioramento del risparmio di carburante. Secondo una valutazione del ciclo di vita (LCA) dell’impatto ambientale totale dalla produzione del materiale allo smaltimento condotta dalla Japan Carbon Fiber Manufacturers Association, l’uso del CFRP contribuisce in modo significativo alla riduzione delle emissioni di CO2
Settore aeronautico:quando l'uso del CFRP composito in fibra di carbonio in un aereo passeggeri di medie dimensioni raggiunge il 50% (come nel Boeing 787 e nell'Airbus A350 il dosaggio CFRP ha superato il 50%), la quantità difibra di carbonioil peso utilizzato in ciascun aereo è di circa 20 tonnellate, rispetto ai materiali tradizionali può raggiungere il 20% di leggerezza, secondo 2.000 voli all'anno, ciascuna classe 500 miglia, 10 anni di attività, ciascun aereo può ridurre 27.000 tonnellate di emissioni di CO2 per aereo in 10 anni di attività, sulla base di 2.000 voli all'anno e 500 miglia per volo.
Settore automobilistico:Quando il CFRP viene utilizzato per il 17% del peso della carrozzeria dell'auto, la riduzione del peso migliora il risparmio di carburante e riduce le emissioni di CO2 per un totale cumulativo di 5 tonnellate di emissioni di CO2 per auto che utilizza CFRP, sulla base di una distanza di guida totale di 94.000 chilometri e 10 anni di funzionamento, rispetto alle auto convenzionali che non utilizzano CFRP.
Oltre a ciò, si prevede che la rivoluzione dei trasporti, la nuova crescita energetica e le esigenze ambientali creeranno nuove opportunità commerciali per la fibra di carbonio. Secondo il giapponese Toray, la domanda globale difibra di carboniosi prevede che crescerà a un tasso annuo del 17% entro il 2025. Nelle applicazioni aerospaziali, Toray prevede una nuova domanda di fibra di carbonio per “auto volanti” come cabine aeree e grandi droni, oltre agli aerei commerciali.
Energia eolica: in aumento le applicazioni della fibra di carbonio
Nel campo della produzione di energia eolica, in tutto il mondo si stanno realizzando installazioni su larga scala. A causa dei vincoli del sito, le installazioni si stanno spostando verso aree offshore e a basso vento, con conseguente necessità urgente di migliorare l’efficienza della produzione di energia.
Sono necessarie pale eoliche più grandi per aumentare l’efficienza della produzione di energia, ma fabbricandole utilizzando metodi tradizionalifibra di vetroi compositi le rendono più suscettibili al cedimento, il che predispone le pale della turbina al rischio di pizzicare la torre e causare danni. Utilizzando materiali CFRP con prestazioni migliori, si inibiranno i cedimenti e si ridurrà il peso, consentendo la produzione di pale per turbine eoliche più grandi e contribuendo all’ulteriore adozione dell’energia eolica.
Applicandofibra di carboniocompositi alle pale delle turbine eoliche a energia rinnovabile, è possibile creare turbine eoliche con pale più lunghe che mai. Poiché la produzione di energia teorica di una turbina eolica è proporzionale al quadrato della lunghezza della pala, utilizzando compositi in fibra di carbonio è possibile ottenere dimensioni maggiori e quindi aumentare la potenza di uscita della turbina eolica.
Secondo l’ultima analisi delle previsioni di mercato pubblicata da Toray nel maggio di quest’anno, il settore delle pale eoliche per turbine eoliche della domanda di fibra di carbonio ha un tasso di crescita annuale fino al 23%; e si prevede che nel 2030 la domanda di pale eoliche offshore per la fibra di carbonio raggiungerà le 92.000 tonnellate.
Energia dell'idrogeno: il contributo della fibra di carbonio sta diventando più visibile
L’idrogeno verde viene prodotto elettrolizzando l’acqua utilizzando l’elettricità generata da fonti energetiche rinnovabili come quella solare o eolica. Essendo una fonte di energia pulita che contribuisce alla neutralità del carbonio, l’idrogeno verde ha attirato l’attenzione e si prevede che la sua domanda crescerà in modo significativo in futuro. Inoltre, il suo utilizzo nelle celle a combustibile a idrogeno sta guadagnando costantemente popolarità e si prevede che crescerà in modo significativo in futuro.
Le bombole di stoccaggio dell'idrogeno ad alta pressione realizzate con fibre di carbonio ad alta resistenza, carta in fibra di carbonio utilizzata come materiali per elettrodi e strati di diffusione del gas e altri prodotti contribuiscono positivamente all'intera catena di produzione, trasporto, stoccaggio e utilizzo dell'idrogeno.
Utilizzandofibra di carbonionei recipienti a pressione, come le bombole di gas naturale compresso (CNG) e di idrogeno, è possibile ridurre efficacemente il peso e aumentare la pressione di scoppio. La domanda di bombole di metano per veicoli a metano utilizzati nei servizi di consegna a domicilio e di serbatoi per il trasporto di gas naturale è in costante crescita.
Inoltre, si prevede che la domanda di fibra di carbonio utilizzata nei recipienti a pressione aumenterà in futuro poiché le bombole di stoccaggio dell’idrogeno sono sempre più utilizzate nelle autovetture, nei camion, nelle ferrovie e nelle navi che utilizzano celle a combustibile a idrogeno.
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Orario di pubblicazione: 02 agosto 2024