Futuro de la fibra de carbono:en la industria de la energía eólica, aeroespacial y automotriz

Con sus características únicas, la fibra de carbono (CF) tiene grandes perspectivas de desarrollo en varios campos.

Esta publicación es para identificar oportunidades clave en la cadena de suministro de fibra de carbono donde los recursos y las inversiones pueden ayudar a avanzar en la economía de energía limpia.

Debemos centrarnos en tres áreas de aplicación, que encabezan la lista de industrias que utilizan polímeros reforzados con fibra de carbono:

• Energía eólica ,
• Aeroespacial , y
• Industria automotriz .

Para cada una de las tres áreas de aplicación, la publicación abordará las tendencias de la oferta y la demanda. dentro de ese sector y los costes de la fibra de carbono y componentes .

1. Fibra de carbono en la energía eólica

La energía eólica es el segundo sector con mayor demanda de fibra de carbono en términos de tonelaje , y se espera un crecimiento importante por la fibra que requieren las palas eólicas .

1.1 Tendencias de la oferta y la demanda de energía eólica

Fibra de carbono de alta resistencia, módulo de tracción estándar y gran remolque en el rango de 24K-50K se utiliza generalmente para aplicaciones de energía eólica.

Un pronóstico para la distribución regional actual y futura de la demanda de FC por parte de la industria eólica se proporciona en Industry Experts y se resume en la figura a continuación.

En este pronóstico, Europa tiene la mayor parte de la demanda mundial total tanto hoy como en 2020 como resultado de los objetivos de la Unión Europea para 20% de energía a ser proporcionada por fuentes renovables.

Para 2020 , Demanda de FC en Europa se prevé que aumente en 3,5 veces y representan alrededor del 70% de la demanda total . La demanda de CF de EE. UU. y Asia en 2020 será similar y cada uno contribuirá con aproximadamente el 15 % de la demanda total.

1.2 Precio y valor de CF aplicado en energía eólica

La fibra de carbono de gran tamaño que se utiliza para las palas de las turbinas eólicas se vende entre los $ 15,40 y $ 24,20 por kilogramo rango.

Con la excepción de Japón, donde el precio de la fibra de carbono es más bajo, ~$23/kg , no se observó variación de precio regional.

Se proyecta que con las economías de escala y las mejoras en la tecnología de fabricación se logren para 2020 resultará en un precio de fibra de carbono de $23/kg, más o menos consistente en todas las regiones.

Junto con los desafíos técnicos relacionados con la fabricación de fibras de carbono comparativamente más grandes con filamentos de mayor diámetro para una mejor resistencia a la compresión, rentabilidad es una barrera importante para el crecimiento del mercado de la energía eólica.

1.3 Cadena de suministro de CF en energía eólica

Cuando se combina la demanda esperada de fibra de carbono para grandes remolques de los sectores de la energía eólica y la automoción, se prevé que la demanda global total sea de 71 450 toneladas, mientras que la capacidad de producción disponible proyectada es de 51 400 toneladas.

Satisfacer esta demanda será una cadena de suministro distribuida en todo el mundo . Sin embargo, es más probable que con el aumento del tamaño de la hoja , preocupaciones logísticas es probable que impulse nuevas inversiones en instalaciones portuarias para sistemas de energía eólica marina.

2. Fibras de carbono en la industria aeroespacial

Los proyectos aeroespaciales han sido los principales impulsores de la industria de fibra de carbono (CF) y plásticos reforzados con fibra de carbono (CFRP) durante la mayor parte de su historia.

2.1 Tendencias de la oferta y la demanda en el sector aeroespacial

El producto más obvio de la industria aeroespacial, los aviones, representó $152 mil millones de ese total a través de la fabricación y venta de aproximadamente 4390 aviones y helicópteros.

Este esfuerzo de fabricación (junto con el mantenimiento, reparación y puesta a punto de embarcaciones más antiguas) requirió unas 544.000 toneladas de materias primas.

La proyección de Industry Experts para la demanda aeroespacial de CF en 2020 es de 23.170 toneladas. Las tasas de crecimiento de dos dígitos proyectadas por las tres fuentes principales indican una demanda significativa futura de CF por parte de la industria aeroespacial. La última proyección de demanda de CF aeroespacial es para una demanda de 22,100 toneladas para 2020.

2.2 Precio y valor de CF aplicado en aeroespacial

Los estrictos requisitos de rendimiento de CF en aplicaciones aeroespaciales conducen a una barrera de certificación y tolerancias de fabricación más estrictas que los asociados con otras aplicaciones CF.

Esto a su vez conduce a precios más altos para CFRP aeroespacial partes . Un resultado de estas diferencias de precios es que las cuotas de mercado de la demanda de FC se ven muy diferentes cuando se miden por valor monetario en lugar de por toneladas.

Dicho esto, aunque la demanda de tonelaje CF de la industria aeroespacial es mucho menor que la de la industria de la energía eólica, las fibras que van a la industria aeroespacial son mucho más valiosas.

3. Fibras de carbono en la industria del automóvil

La industria automotriz ha estado interesada en CFRP durante varias décadas porque el material tiene un mayor potencial de ahorro de peso y mayor rigidez que los materiales convencionales como el acero y el aluminio.

3.1 Precio y valor de CF aplicado en la industria automotriz

Actualmente se fabrican alrededor de 1500 modelos de vehículos únicos, y un poco más de 100 de ellos utilizan cierta cantidad de CFRP como equipo estándar.

Sin embargo, la adopción de CFRP en la industria automotriz ha sido bastante limitada. a pesar de estas propiedades superiores. Altos costos de CF, CFRP largo por parte de la industria automotriz se ha mantenido en gran medida confinado a ultracaro , modelos de bajo volumen de producción como el Lamborghnini Murcielago.

Debido a esto, la industria automotriz busca los tipos de CF menos costosos que son capaces de cumplir con los requisitos de rendimiento de CFRP. Las fibras comercialmente disponibles de menor costo que cumplen con estos requisitos son fibra de gran tamaño (definido como más de 24 000 filamentos por cable) fibras de carbono de grado textil .

3.2 Precio y valor de CF aplicado en la industria automotriz

Como se mencionó anteriormente, la industria automotriz es muy sensible al precio de CF, por lo que remolque grande , CF de grado textil la opción más rentable.

Con los precios actuales de CF, no se puede esperar una adopción generalizada de CF por parte de la industria automotriz. Sin embargo, una reducción significativa en el precio podría estimular una gran demanda de la industria automotriz.

Eso es todo sobre la tendencia de los precios de la fibra de carbono aplicada en los campos de la industria de la energía eólica, aeroespacial y automotriz. ¡Esperamos que sea útil! Siéntase libre de dejar sus comentarios a continuación si tiene alguna pregunta.

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