Futuro da fibra de carbono:na indústria de energia eólica, aeroespacial e automotiva

Com suas características únicas, a fibra de carbono (CF) tem grandes perspectivas de desenvolvimento em diversas áreas.

Este post é para identificar as principais oportunidades na cadeia de fornecimento de fibra de carbono, onde recursos e investimentos podem ajudar a promover a economia de energia limpa.

Devemos nos concentrar em três áreas de aplicação, que encabeçam a lista de indústrias que utilizam polímeros reforçados com fibra de carbono:

• Energia eólica ,
• Aeroespacial , e
• Indústria automotiva .

Para cada uma das três áreas de aplicação, a postagem abordará as tendências de oferta e demanda nesse setor e os custos da fibra de carbono e componentes .

1. Fibra de carbono na energia eólica

A energia eólica é o segundo maior setor de demanda por fibra de carbono em termos de tonelada , e espera-se um crescimento significativo devido à fibra exigida pelas pás eólicas .

1.1 Tendências de demanda e oferta de energia eólica

Fibra de carbono de alta resistência, módulo de tração padrão e grande reboque na faixa de 24K-50K é geralmente usado para aplicações de energia eólica.

Uma previsão para a distribuição regional presente e futura da demanda de CF pela indústria eólica é fornecida em Especialistas da Indústria e resumida na figura abaixo.

Nesta previsão, Europa tem a maior parcela da demanda mundial total hoje e em 2020 resultado das metas da União Europeia para 20% de energia a ser fornecida por fontes renováveis.

Até 2020 , Demanda de CF da Europa está projetado para aumentar em 3,5 vezes e representam cerca de 70% da demanda total . A demanda de CF nos EUA e na Ásia em 2020 será semelhante, cada uma contribuindo com cerca de 15% da demanda total.

1.2 Preço e valor do CF aplicado em energia eólica

A fibra de carbono de grande porte usada nas pás das turbinas eólicas custa $ 15,40 – $ 24,20 por quilo variar.

Com exceção do Japão, onde o preço da fibra de carbono é mais baixo em ~$23/kg , não foi observada variação regional de preços.

Prevê-se que, com economias de escala e melhorias na tecnologia de fabricação alcançadas até 2020 resultará em um preço de fibra de carbono de US$ 23/kg, aproximadamente consistente em todas as regiões.

Juntamente com os desafios técnicos relacionados à fabricação de fibras de carbono comparativamente maiores com diâmetro de filamento maior para melhor resistência à compressão, relação custo-benefício é uma grande barreira para o crescimento do mercado de energia eólica.

1.3 Cadeia de fornecimento de FC em energia eólica

Quando a demanda esperada por fibra de carbono de grande porte dos setores de energia eólica e automotivo é combinada, o total da demanda global é projetado em 71.450 toneladas, enquanto a capacidade de produção disponível projetada é de 51.400 toneladas.

Atender a essa demanda será uma cadeia de suprimentos distribuída em todo o mundo . No entanto, é mais provável que com o aumento no tamanho da lâmina , preocupações logísticas provavelmente impulsionará novos investimentos em instalações portuárias para sistemas de energia eólica offshore.

2. Fibras de carbono na indústria aeroespacial

Os projetos aeroespaciais têm sido os principais impulsionadores da indústria de fibra de carbono (CF) e plásticos reforçados com fibra de carbono (CFRP) durante a maior parte de sua história.

2.1 Tendências de demanda e oferta no setor aeroespacial

O produto mais óbvio da indústria aeroespacial, as aeronaves, respondeu por US$ 152 bilhões desse total por meio da fabricação e venda de cerca de 4.390 aviões e helicópteros.

Este esforço de fabricação (junto com a manutenção, reparo e revisão de embarcações mais antigas) exigiu cerca de 544.000 toneladas de matérias-primas.

A projeção de especialistas do setor para a demanda aeroespacial por CF em 2020 é de 23.170 toneladas. As taxas de crescimento de dois dígitos projetadas pelas três principais fontes indicam uma demanda futura significativa por FC pela indústria aeroespacial. A última projeção de demanda de CF aeroespacial é para uma demanda de 22.100 toneladas até 2020.

2.2 Preço e valor do CF aplicado no setor aeroespacial

Os rigorosos requisitos de desempenho da CF na aplicação aeroespacial levam à barreira de certificação e tolerâncias de fabricação mais rígidas do que aqueles associados a outros aplicativos CF.

Isso, por sua vez, leva a preços mais altos para CFRP aeroespacial peças . Um resultado dessas diferenças de preços é que as parcelas de mercado da demanda de FC parecem muito diferentes quando medidas pelo valor monetário e não pelas toneladas.

Dito isto, embora a demanda de tonelagem de CF da indústria aeroespacial seja muito menor do que a da indústria de energia eólica, as fibras que vão para a indústria aeroespacial são muito mais dignas.

3. Fibras de carbono na indústria automotiva

A indústria automotiva está interessada em CFRP há várias décadas porque o material tem maior potencial de economia de peso e maior rigidez do que os materiais convencionais, como aço e alumínio.

3.1 Preço e valor do CF aplicado na indústria automotiva

Cerca de 1.500 modelos de veículos exclusivos estão em produção hoje, e pouco mais de 100 deles usam alguma quantidade de CFRP como equipamento padrão.

No entanto, a aceitação de CFRP na indústria automotiva tem sido bastante limitada apesar dessas propriedades superiores. Altos custos de CF, longos CFRP pela indústria automotiva permaneceram em grande parte confinados a ultra-caros , modelos de baixo volume de produção, como o Lamborghnini Murcielago.

Por isso, a indústria automotiva busca os tipos mais baratos de CF que são capazes de atender aos requisitos de desempenho de CFRP. As fibras comercialmente disponíveis de menor custo que atendem a esses requisitos são large tow (definido como mais de 24.000 filamentos por reboque) fibras de carbono de qualidade têxtil .

3.2 Preço e valor do CF aplicado na indústria automotiva

Como mencionado anteriormente, o setor automotivo é muito sensível ao preço do CF, tornando o grande reboque , CF de nível têxtil a escolha mais econômica.

Com os preços atuais do FC, não se pode esperar uma ampla adoção do FC pela indústria automotiva. No entanto, uma redução significativa no preço poderia estimular uma enorme demanda da indústria automotiva.

Isso é tudo sobre a tendência de preço da fibra de carbono aplicada nos campos de energia eólica, aeroespacial e indústria automotiva. Esperamos que seja útil! Sinta-se à vontade para deixar seus comentários abaixo se tiver alguma dúvida.

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