エネルギー節約と排出削減: カーボンファイバーの軽量利点がより顕著になりつつある
炭素繊維強化プラスチックCFRP（CFRP）は軽くて強いという特徴があり、航空機や自動車などの分野で使用されることで軽量化や燃費の向上に貢献しています。日本炭素繊維工業会が実施した素材の製造から廃棄までの環境負荷を総合したライフサイクルアセスメント（LCA）によれば、CFRPの使用はCO2排出量の削減に大きく貢献していると報告されています。
航空機分野：中型旅客機における炭素繊維複合材 CFRP の使用率が 50% に達すると（ボーイング 787 やエアバス A350 の CFRP 使用量が 50% を超えた場合など）、炭素繊維各航空機に使用される材料は約20トンで、従来の材料と比較して20％の軽量化を達成でき、年間2,000回の飛行、各クラス500マイル、10年間の運航によれば、各航空機は10年間で航空機当たり27,000トンのCO2排出量を削減できる。年間 2,000 便および 1 便あたり 500 マイルに基づく運航年数。
自動車分野:車体重量の17％にCFRPを採用した場合、軽量化により燃費が向上し、生涯走行距離94,000km、走行距離に換算すると、CFRP採用車1台あたり累計5トンのCO2排出量を削減できます。 CFRPを使用していない従来車と比較して10年使用可能。
これに加えて、輸送革命、新エネルギーの成長、環境ニーズにより、炭素繊維に対する新たなビジネスチャンスがさらに創出されることが予想されます。日本の東レによると、世界の需要は炭素繊維2025年までに年率17％で成長すると予測されている。航空宇宙用途では、東レは民間航空機に加え、エアキャブや大型ドローンなどの「空飛ぶクルマ」向けに炭素繊維の新たな需要が見込まれる。
風力発電: 炭素繊維の用途が増加
風力発電の分野では、世界中で大規模な設置が進んでいます。敷地の制約により、設置場所は洋上や風の弱い地域に移行しており、発電効率の向上が急務となっています。
発電効率を高めるにはより大型の風力タービンブレードが必要ですが、従来の方法で製造されています。グラスファイバー複合材を使用するとたわみやすくなり、タービンブレードがタワーを挟んで損傷を引き起こす危険が生じやすくなります。より優れた性能のCFRP材料を使用することで、たわみが抑制され、重量が軽減され、より大型の風車ブレードの製造が可能になり、風力発電のさらなる普及に貢献します。
申請することで炭素繊維再生可能エネルギー風力タービンのブレードに複合材料を使用することで、これまでよりも長いブレードを備えた風力タービンを作成することが可能になります。風力タービンの理論上の発電量は翼の長さの二乗に比例するため、炭素繊維複合材を使用することで大型化が可能となり、風力タービンの出力を高めることができます。
東レが今年5月に発表した最新の市場予測分析によると、2022～2025年の風力タービンブレード分野の炭素繊維需要は複合年率最大23％となる。 2030 年までに洋上風力タービンブレードの炭素繊維需要は 92,000 トンに達すると予想されています。
水素エネルギー: 炭素繊維の貢献がより明らかになっている
グリーン水素は、太陽光や風力などの再生可能エネルギーで発電した電気を利用して水を電気分解して製造されます。グリーン水素はカーボンニュートラルに貢献するクリーンエネルギーとして注目されており、今後大幅な需要拡大が見込まれています。さらに、水素燃料電池での使用も着実に普及しており、将来的に大幅な成長が見込まれています。
高強度炭素繊維を使用した高圧水素貯蔵シリンダーや、電極材やガス拡散層に使用される炭素繊維紙などの製品は、水素の製造から輸送、貯蔵、利用までの一連のプロセスに貢献します。
を使用することで炭素繊維圧縮天然ガス (CNG) や水素シリンダーなどの圧力容器では、効果的に重量を軽減し、破裂圧力を高めることができます。宅配便や天然ガス輸送タンクなどで使用されるCNG車用のCNGシリンダーの需要は順調に伸びています。
また、水素燃料電池を利用した乗用車、トラック、鉄道、船舶などでの水素貯蔵ボンベの採用が拡大しており、圧力容器用炭素繊維の需要は今後も増加すると見込まれています。
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投稿時刻: 2024 年 8 月 2 日