L'avenir de la fibre de carbone :dans l'énergie éolienne, l'aérospatiale et l'industrie automobile

Avec ses caractéristiques uniques, la fibre de carbone (CF) a de grandes perspectives de développement dans plusieurs domaines.

Ce poste vise à identifier les opportunités clés dans la chaîne d'approvisionnement en fibre de carbone où les ressources et les investissements peuvent contribuer à faire progresser l'économie de l'énergie propre.

Nous devrions nous concentrer sur trois domaines d'application, qui figurent en tête de liste des industries utilisant des polymères renforcés de fibres de carbone :

• Énergie éolienne ,
• Aéronautique , et
• Industrie automobile .

Pour chacun des trois domaines d'application, le poste abordera les tendances de l'offre et de la demande dans ce secteur et les coûts de la fibre de carbone et composants .

1. Fibre de carbone dans l'énergie éolienne

L'énergie éolienne est le deuxième secteur demandeur de fibre de carbone en termes de tonnage , et une croissance significative est attendue en raison de la fibre requise par les pales éoliennes .

1.1 Tendances de l'offre et de la demande d'énergie éolienne

Fibre de carbone à haute résistance, à module de traction standard et à grande traction dans la plage de 24K-50K est généralement utilisé pour les applications d'énergie éolienne.

Une prévision de la distribution régionale actuelle et future de la demande de CF par l'industrie éolienne est donnée dans Industry Experts et résumée dans la figure ci-dessous.

Dans cette prévision,Europe a la plus grande part de la demande mondiale totale à la fois aujourd'hui et en 2020 résultat des objectifs de l'Union européenne de 20 % d'énergie à fournir par des sources renouvelables.

D'ici 2020 , La demande de FC en Europe devrait augmenter de 3,5 fois et représentent environ 70 % de la demande totale . La demande de FC aux États-Unis et en Asie en 2020 sera similaire, chacune contribuant à environ 15 % de la demande totale.

1.2 Prix et valeur du CF appliqué dans l'énergie éolienne

La fibre de carbone à gros remorquage utilisée pour les pales d'éoliennes se vend dans les 15,40 $ à 24,20 $ le kilogramme plage.

À l'exception du Japon où le prix de la fibre de carbone est le plus bas à ~23 $/kg , aucune variation de prix régionale n'a été observée.

Il est prévu qu'avec les économies d'échelle et les améliorations de la technologie de fabrication réalisées d'ici 2020 se traduira par un prix de la fibre de carbone de 23 $/kg, à peu près uniforme dans toutes les régions.

En plus des défis techniques liés à la fabrication de câbles relativement plus gros avec des fibres de carbone de plus grand diamètre de filament pour une meilleure résistance à la compression, rentabilité est un obstacle majeur à la croissance du marché de l'énergie éolienne.

1.3 Chaîne d'approvisionnement des FC en énergie éolienne

Si l'on combine la demande prévue de fibres de carbone à gros câbles provenant des secteurs de l'énergie éolienne et de l'automobile, la demande mondiale totale devrait être de 71 450 tonnes, tandis que la capacité de production disponible prévue est de 51 400 tonnes.

Répondre à cette demande sera une chaîne d'approvisionnement distribuée dans le monde entier . Cependant, il est plus probable qu'avec l'augmentation de la taille de la lame , préoccupations logistiques susceptible de générer de nouveaux investissements dans les installations portuaires pour les systèmes d'énergie éolienne offshore.

2. Fibres de carbone dans l'aérospatiale

Les projets aérospatiaux ont été les principaux moteurs de l'industrie de la fibre de carbone (CF) et des plastiques renforcés de fibre de carbone (CFRP) pendant la majeure partie de leur histoire.

2.1 Tendances de l'offre et de la demande dans l'aérospatiale

Le produit le plus évident de l'industrie aérospatiale, les avions, représentait 152 milliards de dollars de ce total grâce à la fabrication et à la vente d'environ 4 390 avions et giravions.

Cet effort de fabrication (ainsi que l'entretien, la réparation et la révision des embarcations plus anciennes) a nécessité quelque 544 000 tonnes de matières premières.

La projection des experts de l'industrie pour la demande aérospatiale de CF en 2020 est de 23 170 tonnes. Les taux de croissance à deux chiffres projetés par les trois principales sources indiquent une future demande importante de FC par l'industrie aérospatiale. La dernière projection de la demande aérospatiale des FC est pour une demande de 22 100 tonnes d'ici 2020.

2.2 Prix et valeur des FC appliqués dans l'aérospatiale

Les exigences de performance strictes de CF dans les applications aérospatiales conduisent à une barrière de certification et tolérances de fabrication plus strictes que celles associées aux autres applications CF.

Cela conduit à son tour à des prix plus élevés pour le CFRP aérospatial pièces . L'un des résultats de ces différences de prix est que les parts de marché de la demande d'AC sont très différentes lorsqu'elles sont mesurées en valeur monétaire plutôt qu'en tonnes.

Cela dit, même si la demande en tonnage de CF de l'industrie aérospatiale est beaucoup plus faible que celle de l'industrie de l'énergie éolienne, les fibres destinées à l'industrie aérospatiale en valent bien plus.

3. Fibres de carbone dans l'industrie automobile

L'industrie automobile s'intéresse au CFRP depuis plusieurs décennies, car ce matériau offre un plus grand potentiel d'économie de poids et une plus grande rigidité que les matériaux conventionnels tels que l'acier et l'aluminium.

3.1 Prix et valeur des CF appliqués dans l'industrie automobile

Environ 1 500 modèles de véhicules uniques sont en production aujourd'hui, et un peu plus de 100 d'entre eux utilisent une certaine quantité de CFRP comme équipement standard.

Cependant, l'adoption du CFRP dans l'industrie automobile a été assez limitée malgré ces propriétés supérieures. Coûts élevés du CF, long CFRP par l'industrie automobile est resté largement confiné à ultra-coûteux , des modèles à faible volume de production tels que le Lamborghnini Murcielago.

Pour cette raison, l'industrie automobile recherche les types de CF les moins chers capables de répondre aux exigences de performance du CFRP. Les fibres disponibles dans le commerce les moins chères répondant à ces exigences sont les gros câbles (défini comme plus de 24 000 filaments par câble) fibres de carbone de qualité textile .

3.2 Prix et valeur des CF appliqués dans l'industrie automobile

Comme mentionné précédemment, l'automobile est très sensible au prix du CF, ce qui en fait un gros remorquage , CF de qualité textile le choix le plus rentable.

Avec les prix actuels des CF, on ne peut s'attendre à une adoption généralisée des CF par l'industrie automobile. Cependant, une réduction significative des prix pourrait stimuler une énorme demande de la part de l'industrie automobile.

Il s'agit de la tendance des prix de la fibre de carbone appliquée dans les domaines de l'énergie éolienne, de l'aérospatiale et de l'industrie automobile. Nous espérons que cela vous sera utile ! N'hésitez pas à laisser vos commentaires ci-dessous si vous avez des questions.

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