碳纤维的未来:在风能,航空航天和汽车行业

网友投稿 258 2023-06-21

碳纤维的未来:在风能,航空航天和汽车行业

碳纤维(CF)以其独特的特性在多个领域具有广阔的发展前景。该文章旨在确定碳纤维供应链中的关键机会,在资源和投资方面,碳机会可以帮助促进清洁能源经济。

我们应该关注三个应用领域,这些领域是使用碳纤维增强聚合物的行业之首:

风能,航空航天和汽车行业。

对于这三个应用领域中的每个领域,该职位将讨论该领域内的供需趋势以及碳纤维和组件的  成本。

1.风能中的碳纤维

以吨数计,风能是碳纤维的第二大需求领域,并且由于风力叶片需要的纤维,预计风能将有显着增长。

1.1风能供需趋势

风能应用通常使用24K-50K范围内的高强度,标准拉伸模量,大束碳纤维。

行业专家对风能行业目前和未来的CF需求区域分布进行了预测,并在下图中进行了总结。

在此预测中,欧洲目前和2020年在全球总需求中所占份额最大,这是欧盟制定的目标,即20%的能源将由可再生能源提供。

到2020年,欧洲的CF需求预计将增长3.5倍,约占总需求的70%。2020年美国和亚洲CF的需求将相似,分别占总需求的15%。

1.2风能中CF的价格和价值

用于风力涡轮机叶片的大束碳纤维的售价在每公斤15.40至24.20美元之间。

除日本外,碳纤维价格最低,约为每公斤23美元,日本未观察到区域价格差异。

预计到2020年,随着规模经济和制造技术的改进,碳纤维价格将达到23美元/千克,在所有地区大致保持一致。

随着技术上的挑战,即采用更大直径的长丝碳纤维制造更大的丝束以提高压缩强度,成本效益成为风能市场增长的主要障碍。

1.3风能中CF的供应链

如果将风能和汽车领域对大束碳纤维的预期需求结合起来,则全球总需求量预计为71,450吨,而预计可用产能为51,400吨。

满足这一需求的供应链将遍布全球。但是,随着叶片尺寸的增加,后勤问题很可能会推动海上风能系统港口设施的新投资。

2.航空航天中的碳纤维

航空航天项目在其大部分历史中一直是碳纤维(CF)和碳纤维增强塑料(CFRP)行业的主要驱动力。

2.1航空航天的供求趋势

通过制造和销售大约4,390架飞机和旋翼飞机,航空航天工业是最明显的产品,在总额中达到1,520亿美元。

这项制造工作(以及旧船的维护,修理和大修)需要约544,000吨原材料。

业内专家预测,2020年航空航天对CF的需求为23,170吨。三大主要来源预测的两位数增长率表明,航空航天工业对CF的未来需求很大。航空CF的最新需求预测是,到2020年需求为22,100吨。

2.2航空航天中CF的价格和价值

CF在航空航天应用中的严格性能要求导致认证障碍,并且与其他CF应用程序相关的制造公差更严格。

碳纤维的未来:在风能,航空航天和汽车行业

这反过来导致航空CFRP 零件的价格上涨。这些价格差异的结果是,按货币价值而不是按吨数衡量的CF需求的市场份额看起来非常不同。

也就是说,尽管航空航天业的吨CF需求比风能工业的需求小得多,但进入航空航天业的纤维却更有价值。

3.汽车工业中的碳纤维

几十年来,汽车行业一直对CFRP感兴趣,因为与传统材料(如钢和铝)相比,该材料具有更大的重量减轻潜力和更高的刚度。

3.1 CF在汽车行业的价格和价值

如今,约有1,500种独特的车辆模型正在生产中,其中约有100多种使用一定数量的CFRP作为标准设备。

但是,尽管具有这些优越的性能,但在汽车工业中对CFRP的吸收却非常有限。CF成本高昂,汽车行业的CFRP长,在很大程度上一直局限于超昂贵,低产量的车型,例如Lamborghnini Murcielago。

因此,汽车行业正在寻求能够满足CFRP性能要求的最便宜的CF类型。满足这些要求的成本最低的可商购获得的纤维是大丝束(定义为每丝束超过24,000根长丝)纺织级碳纤维。

3.2应用于汽车行业的CF的价格和价值

正如前面提到的,汽车是CF的价格非常敏感,使得大丝束,纺织级CF最具成本效益的选择。

在当今的CF价格下,无法期望CF将被汽车行业广泛采用。但是,大幅降低价格可能会刺激汽车行业的巨大需求。

这就是在风能,航空航天和汽车工业领域应用碳纤维的价格趋势。希望对您有所帮助!如有任何疑问,请随时在下面留下您的评论。

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