24 червня міжнародна аналітична та консалтингова компанія Astute Analytica опублікувала аналіз глобальноївуглецеве волокнона ринку лопатей ротора вітрових турбін, звіт за 2024-2032 рр. Відповідно до аналізу звіту, обсяг світового ринку вуглецевого волокна в роторних лопатях вітряних турбін становив приблизно 4392 мільйони доларів США в 2023 році, тоді як очікується, що він досягне 15 904 мільйонів доларів США до 2032 року, зростаючи на 15,37% CAGR протягом прогнозованого періоду 2024-2032 років. .
Основні положення звіту щодо застосуваннявуглецеве волокноУ лопаті вітрових турбін входять наступні секції:
- За регіонами Азіатсько-Тихоокеанський ринок вуглецевого волокна для вітрової енергії є найбільшим у 2023 році, на нього припадає 59,9%;
- За розміром лопатей вітрової турбіни вуглецеве волокно має високу частку застосування 38,4% у розмірі лопатей 51-75 м;
- З точки зору прикладних частин, частка застосування вуглецевого волокна в ковпаку балки крила вітрової турбіни становить 61,2%.
До основних тенденцій розвитку лопатей вітрових турбін за останні роки відносяться:
- Технологічний прогрес у виробництві: постійне вдосконалення процесів виробництва вуглецевого волокна та властивостей матеріалів;
- Збільшення довжини лез: попит на довші та легші леза зростає, щоб покращити захоплення енергії та ефективність;
- Зростання регіонального ринку: ринок в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні значно розширився завдяки зростанню попиту на енергоносії та державній політиці підтримки.
Найбільш істотні проблеми застосуваннявуглецеве волокнодо лопатей вітрової турбіни входять наступне:
- Високі початкові інвестиційні витрати: виробництво вуглецевого волокна та інтеграція у вітряні турбіни вимагає значного капіталу;
- Доступність ланцюга постачання та сировини, що вимагає постійного постачання високоякісних матеріалів з вуглецевого волокна;
- Технічні та виробничі бар’єри: проблеми у збільшенні виробництва та зниженні витрат, щоб конкурувати з традиційними матеріалами, такими як скловолокно.
Близько 45% нових лопатей вітряних турбін, побудованих у 2024 році, виготовлені звуглецеве волокно, і 70% нових морських вітрових установок на борту у 2023 році використовують лопаті з вуглецевого волокна
Загальна глобальна встановлена потужність перевищить 1 ТВт до 2023 року. Таке стрімке розширення підкреслює ключову роль галузі в просуванні рішень щодо відновлюваної енергії для боротьби зі зміною клімату, а одним із ключових факторів її високих темпів зростання є зростаючий попит на більш ефективні та довговічні матеріали в конструкція вітрової турбіни, зокрема вуглецеве волокно для лопатей ротора.
Чудові властивості матеріалів з вуглецевого волокна порівняно з традиційними скляними волокнами спричиняють сплеск попиту на нихвуглецеві волокнадля лопатей ротора вітрової турбіни. Вуглецеве волокно має високе співвідношення міцності до ваги, що має вирішальне значення для покращення продуктивності та довговічності вітряних турбін. Близько 45% нововироблених роторних лопатей у 2024 році були виготовлені з вуглецевого волокна, що на 10% більше, ніж у попередньому році. Ця тенденція обумовлена необхідністю виробляти більші, ефективніші турбіни, здатні генерувати вищу потужність; фактично середня потужність турбін зросла до 4,5 мегават (МВт), що на 15 відсотків більше, ніж у 2022 році.
Поглиблений аналіз вуглецевого волокна на ринку лопатей вітрових турбін, проведений Astute Analytica, показує кілька ключових статистичних даних, які підкреслюють високу тенденцію зростання вуглецевого волокна в цьому сегменті. Примітно, що світова потужність вітроенергетики досягла 1008 ГВт, збільшившись на 73 ГВт тільки в 2023 році. близько 70% нових морських вітрових установок у 2023 році (загальною потужністю 20 ГВт) використовують лопаті з вуглецевого волокна через їх підвищену стійкість до суворих морських умов. Крім того, було показано, що використання вуглецевого волокна подовжує термін служби лез на 30% і знижує витрати на технічне обслуговування на 25%, що є ключовим фактором для зацікавлених сторін у галузі, які прагнуть оптимізувати ефективність роботи.
Крім того, політичні стимули та урядові мандати щодо досягнення вуглецевої нейтральності до 2050 року пришвидшили інвестиції в модернізацію існуючих вітряних електростанцій, причому 50% проектів модернізації у 2023 році передбачали заміну скловолоконних лопатей альтернативними вуглецевими волокнами.
Кришки аеродинамічного профілю з вуглецевого волокна є ключовим фактором підвищення ефективності вітряних турбін. Очікується, що до 2028 року 70% нових лопатей вітряних турбін матимуть кришки аеродинамічного профілю з вуглецевого волокна.
Дослідження показує, що завдяки високій питомій міцності та довговічності ковпаків лонжеронів з вуглецевого волокнавуглецеве волокноковпачки лонжеронів можуть підвищити ефективність леза до 20%, що призводить до більшої довжини лез та більшого захоплення енергії. Накидки з вуглецевого волокна зіграли вирішальну роль у збільшенні довжини вітрової лопаті на 30% за останнє десятиліття.
Ще одна причина використаннявуглецеве волокнолонжеронних ковпачків у лопатях вітрових турбін полягає в тому, що він зменшує вагу лопаті на 25%, що зменшує витрати на матеріал і транспортування. Крім того, довговічність ковпака лонжерона з вуглецевого волокна на 50% вище, ніж у звичайних матеріалів, що знижує витрати на технічне обслуговування та подовжує термін служби турбіни.
У міру того, як вітрова промисловість працює над досягненням глобальних цілей щодо використання відновлюваної енергії, застосування крила та лонжеронів з вуглецевого волокна зростатиме. За оцінками, до 2028 року 70% нових лопатей вітрових турбін матимуть лонжерони з вуглецевого волокна, порівняно з 45% у 2023 році. Очікується, що ця зміна призведе до збільшення загальної ефективності турбіни на 22%. Завдяки прогресу в технології вуглецевого волокна міцність матеріалу збільшується на 10 відсотків і зменшується його вплив на навколишнє середовище на 5 відсотків, очікується, що сфера кришок аеродинамічних профілів домінуватиме та зробить революцію в дизайні вітрових турбін, забезпечуючи стале та ефективне майбутнє для відновлюваної енергії.
51-75 м лопаті вітрових турбін домінують у всьому світівуглецеве волокноринок лопатей вітрових турбін, а використання лопатей з вуглецевого волокна може збільшити виробництво електроенергії на 25 відсотків
Керуючись прагненням до ефективності, довговічності та продуктивності, сегмент вуглецевого волокна довжиною 51-75 метрів на ринку лопатей вітряних турбін став домінуючою силою в галузі вуглецевого волокна. Унікальні властивості вуглецевого волокна роблять його ідеальним матеріалом для цієї розмірної категорії. Високе відношення міцності до ваги матеріалу в п’ять разів більше, ніж у сталі, що значно зменшує загальну вагу леза, що призводить до покращеного захоплення енергії та ефективності. Цей сегмент довжини являє собою найкраще місце, де баланс між вартістю матеріалів і продуктивністю оптимізований, а леза з вуглецевого волокна займають 60% ринку в цій категорії.
Економіка вітроенергетики ще більше сприяла популярності вуглецевого волокна в цьому секторі. Вища початкова вартість вуглецевого волокна компенсується його тривалим терміном служби та меншим обслуговуванням. Леза з вуглецевого волокна мають на 20% більший термін служби в діапазоні 51-75 метрів порівняно з лезами зі звичайних матеріалів. Крім того, вартість життєвого циклу цих лез зменшується на 15% завдяки меншій кількості замін і ремонтів. З точки зору вихідної енергії, турбіни з лопатями з вуглецевого волокна такого діапазону довжини можуть генерувати до 25% більше електроенергії, що призводить до швидшого повернення інвестицій. Ринкові дані показують, що впровадження вуглецевого волокна в цьому сегменті зростало на 30% на рік протягом останніх п’яти років.
На динаміку ринку лопатей вітряних турбін з вуглецевого волокна також впливає попит на стійкі та відновлювані джерела енергії, причому, за прогнозами, енергія вітру постачатиме 30% світової електроенергії до 2030 року. Лопаті 51-75 м особливо підходять для офшорних вітрових електростанцій, де більші та ефективніші турбіни є критично важливими. Розгортання офшорних установок з використанням лопатей з вуглецевого волокна зросло на 40%, завдяки урядовій політиці та субсидіям, спрямованим на зменшення вуглецевого сліду. Домінування в цьому сегменті ринку ще більше підкреслюється 50% внеском вуглецевого волокна в загальне зростання вітрової галузі, що робитьвуглецеве волокноне просто матеріальний вибір, а наріжний камінь майбутньої енергетичної інфраструктури.
Сплеск енергії вітру в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні робить його домінуючою силою у вуглецевому волокні для лопатей вітрових турбін
Азіатсько-Тихоокеанський регіон, спонуканий бурхливим зростанням вітроенергетичної промисловості, став основним споживачем вуглецевого волокна для лопатей вітрових турбін. З понад 378,67 ГВт встановленої потужності вітроелектростанцій у 2023 році на регіон припадає майже 38% світової встановленої потужності вітроелектростанції. Китай та Індія є лідерами, причому тільки Китай забезпечує приголомшливі 310 ГВт, або 89% потужності регіону.
Крім того, Китай є світовим лідером у монтажі гондол вітряних турбін на суші з річною потужністю 82 ГВт. Станом на червень 2024 року Китай встановив 410 ГВт вітроенергетики. Агресивні цілі регіону щодо відновлюваної енергетики, зумовлені зростаючим попитом на енергію та екологічними зобов’язаннями, вимагають передових та ефективних технологій.
Азіатсько-Тихоокеанський регіон має провідних виробників вуглецевого волокна, що забезпечує стабільні поставки вуглецевого волокна та технологічні інновації. Легка природа вуглецевого волокна дозволяє збільшити діаметр ротора та покращити ефективність захоплення енергії. Це призвело до збільшення вироблення енергії для нових установок на 15% порівняно зі звичайними матеріалами. Оскільки до 2030 року потужність вітрової енергії зросте на 30%, використання вуглецевого волокна у вітрових турбінах в Азіатсько-Тихоокеанському регіоні продовжить зростати.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (також WhatsApp)
Т:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Адреса: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Час публікації: 18 липня 2024 р