Tworzywa fundamentem rynku nowej energii

Według rankingu przychodów 500 największych nowych firm energetycznych na świecie z 2025 roku, opublikowanego przez Chiński Instytut Ekonomiki Energetycznej, łączne przychody tych firm wyniosły 9,55 bln RMB, co stanowi niewielki wzrost w porównaniu z 9,54 bln RMB w roku ubiegłym. Co istotne, liczba chińskich firm na liście wzrosła z 255 do 263, co stanowi 52,6% całości i podkreśla rosnącą konkurencyjność chińskich firm na globalnym rynku nowych firm energetycznych.

Szybki rozwój nowej branży energetycznej zwiększył wymagania dotyczące efektywności produktów, stabilności operacyjnej i kontroli kosztów. (Zdjęcie: Covestro)

Fotowoltaika: Lekkość i odporność na warunki atmosferyczne napędzają modernizację

Branża fotowoltaiczna przechodzi obecnie zmiany strukturalne z powodu nadwyżki mocy produkcyjnych, co skutkuje przyspieszoną konsolidacją. Mimo to, popyt długoterminowy pozostaje dodatni. Branża będzie nadal dywersyfikować swoje zastosowania poprzez innowacje technologiczne i kontrolę kosztów.

Folie EVA pierwszej generacji od dawna dominują na rynku ze względu na ugruntowane procesy produkcyjne i niższe koszty. Jednak ich ograniczenia w zakresie odporności na warunki atmosferyczne i podatności na degradację indukowaną potencjałem (PID) skłoniły branżę do poszukiwania lepszych alternatyw. Materiały do ​​enkapsulacji POE, znane z doskonałych właściwości barierowych przed wilgocią i wysokiej rezystywności, stają się preferowanym wyborem dla technologii o wysokiej wydajności, takich jak moduły bifacjalne i akumulatory typu N, znacznie poprawiając długoterminową niezawodność komponentów. Współwytłaczane folie POE/EVA łączą zalety obu materiałów, zapewniając korzystny stosunek wydajności do ceny, co sprawia, że ​​są coraz bardziej popularne wśród producentów.

Folie fotowoltaiczne FORTIFY™ PV POE firmy SABIC charakteryzują się wysoką rezystywnością objętościową, zapewniając długotrwałą ochronę modułów fotowoltaicznych. Dodatkowo, materiał SABIC® PP 95MK40T selektywnie blokuje wilgoć, tlen i kwas octowy.

Firma Wanhua Chemical wprowadziła serię rozwiązań mających na celu zwiększenie efektywności w nowym przemyśle energetycznym, a POE staje się kluczowym produktem. Folie do enkapsulacji fotowoltaicznej wykonane z WANSUPER® POE oferują wysoką barierę wilgoci, doskonałą odporność na warunki atmosferyczne, doskonałą przezroczystość i solidną odporność na PID. 

Folie do enkapsulacji fotowoltaicznej wykonane z WANSUPER® POE zwiększają wydajność i niezawodność wytwarzania energii przez moduły. (Zdjęcie: Wanhua Chemical)

Kompozyty poliuretanowe Baydur® firmy Covestro zapewniają wysoką wytrzymałość, odporność na korozję i doskonałe właściwości izolacyjne. Te zalety nie tylko poprawiają wydajność i żywotność modułów fotowoltaicznych, ale także pomagają firmom fotowoltaicznym zmniejszyć zależność od wahań cen aluminium. Co więcej, ślad węglowy tego materiału jest o 85% niższy niż w przypadku tradycyjnego aluminium.

Energia wiatrowa: zwiększanie skali napędza innowacje materiałowe i procesowe

Według japońskiej firmy Global Information, Inc. (GII), rynek turbin wiatrowych ma wzrosnąć ze 121,19 mld USD w 2025 r. do 157,79 mld USD do 2030 r., przy średniorocznej stopie wzrostu na poziomie 5,42%.

Łopaty turbin wiatrowych są niezbędnymi komponentami, które przekształcają energię wiatru w energię mechaniczną i bezpośrednio wpływają na zdolność generowania energii oraz efektywność ekonomiczną turbin. W Chinach niektóre łopaty turbin wiatrowych przekroczyły już 210 metrów średnicy.

Jednak wzrost rozmiaru łopat niesie ze sobą wyzwania, w tym trudności w transporcie, wyższe ryzyko pęknięcia, wzrost kosztów i większą złożoność produkcji. Aby rozwiązać te problemy, firmy aktywnie poszukują innowacyjnych projektów, takich jak łopaty segmentowane i systemy wielowirnikowe.

Urządzenia do energetyki wiatrowej wymagają elementów uszczelniających, izolacyjnych i tłumiących, które spełniają rygorystyczne normy odporności na temperaturę, odporność na korozję i trwałość. Materiały DuPont™ Nomex® oferują wysokotemperaturowe rozwiązania izolacyjne dla turbin wiatrowych i transformatorów, poprawiając bezpieczeństwo, niezawodność i odporność na przeciążenia urządzeń.
 

Energia wodorowa: postęp w materiałach napędza zielony rozwój

W produkcji wodoru tworzywa sztuczne i guma są niezbędne dla kluczowego sprzętu ze względu na swoje unikalne właściwości. Wraz z rozwojem elektrolizerów z membraną do wymiany protonów (PEM) w kierunku wyższej mocy i ciśnienia, wysokowydajne tworzywa sztuczne, takie jak PEEK i PEKK, wraz z kompozytami wzmocnionymi włóknem węglowym, stają się preferowanymi materiałami do produkcji ram nowej generacji, zapewniając metaliczną wytrzymałość i sztywność przy jednoczesnym zachowaniu lekkości.

Estoński producent Stargate Hydrogen wykorzystał materiały Ultrason® firmy BASF do produkcji ram w stosach elektrolizerów wody alkalicznej (AWE), zastępując metaliczny nikiel polisulfonem, co znacznie zmniejsza masę stosu. Materiał ten zachowuje doskonałą odporność na wysokie temperatury i chemikalia, a także wytrzymałość na ściskanie, nawet w silnie alkalicznych środowiskach, zapewniając długą żywotność i niskie koszty konserwacji.
 

Dzięki specjalnemu tworzywu sztucznemu Ultrason® firmy BASF ramy stosów AWE firmy Stargate Hydrogen są wytrzymałe i trwałe. (Zdjęcie: Stargate Hydrogen/BASF)

W elektrolizerach alkalicznych uszczelki pełnią zarówno funkcję uszczelniającą, jak i izolacyjną, co bezpośrednio wpływa na bezpieczeństwo i niezawodność systemu. W Chinach powszechnie stosowane uszczelki wykonane są z PTFE modyfikowanego wypełniaczami, takimi jak włókno szklane, tlenek glinu i grafit. Kluczowe wskaźniki wydajności obejmują ściśliwość, sprężystość i relaksację pełzania. Zhejiang Conceptfe New Material Technology jest jednym z wiodących chińskich producentów uszczelek. Opracowane przez firmę uszczelki modyfikowane PTFE przewyższają produkty z czystego PTFE pod względem odporności na zużycie, twardości i samosmarowności.

Zbiorniki do magazynowania wodoru typu IV stanowią główny obszar badań, zazwyczaj wyposażone w wewnętrzną wykładzinę wykonaną z materiałów termoplastycznych, takich jak HDPE lub PA, o grubości około 2–3 milimetrów. Materiały te zapewniają doskonałą szczelność gazową i odporność na kruchość wodorową. Wkładki wykonane z Durethanu® i Akulon® Fuel Lock PA6 firmy Envalior mogą zmniejszyć masę nawet o 75% w porównaniu z rozwiązaniami stalowymi, a jednocześnie są bardziej ekonomiczne. Proces formowania rozdmuchowego jednowarstwowego pozwala na integrację zaworu z wkładem wewnętrznym, co przekłada się na około 30% oszczędności kosztów produkcji. Ponadto PA6 oferuje 5-krotnie lepsze właściwości barierowe niż HDPE, co pozwala na uzyskanie cieńszych ścianek i lepszą efektywność magazynowania wodoru.

Najnowocześniejsze technologie przetwarzania w przemyśle

Szybki rozwój nowej energetyki zwiększył zapotrzebowanie na elementy z tworzyw sztucznych i gumy, wymuszając większą precyzję, bardziej złożone struktury i lepszą wydajność. To napędza ciągłe innowacje w zakresie urządzeń i technologii przetwórczych.

Formowanie wtryskowe idealnie nadaje się do produkcji precyzyjnych elementów, takich jak obudowy silników, złącza, uszczelki izolacyjne i przekładnie. Wtryskarki ENGEL wyposażone są w inteligentne układy sterowania zapewniające stabilność i precyzję, dzięki czemu nadają się do masowej produkcji części do pojazdów elektrycznych. Z kolei wtryskarki Allrounder firmy Arburg, wyposażone w systemy robotyczne, mogą skrócić czas cyklu formowania złączy i zwiększyć wydajność.

Wysokiej klasy matryce do powlekania firmy JCTIMES są szeroko stosowane w precyzyjnych aplikacjach powlekania w sektorze energii słonecznej i wodorowej. Firma projektuje te matryce, uwzględniając właściwości reologiczne materiałów i specyficzne warunki produkcji na miejscu. Dzięki integracji systemów symulacyjnych z procesem projektowania, JCTIMES osiąga pełne zarządzanie cyfrowe, umożliwiając tworzenie zindywidualizowanych, wysoce precyzyjnych rozwiązań.

W ramach współpracy nad rozwojem technologii baterii nowej generacji, firma JCTIMES wprowadziła matryce do powlekania baterii litowo-jonowych, które optymalizują proces powlekania. To udoskonalenie poprawia precyzję i jednorodność, skutecznie obniżając koszty produkcji.

Seria matryc do powlekania klejem topliwym firmy JCTIMES wykorzystuje technologię symulacji płynów, aby zapewnić jednorodność i stabilność produktu. (Zdjęcie: JCTIMES)

Wysokowydajne linie do rozciągania folii BOPP, BOPET i BOPA firmy Brückner mają szerokość roboczą 10,4 metra, prędkość przekraczającą 600 metrów na minutę i roczną wydajność ponad 60 000 ton metrycznych. Technologia ta zmniejsza zużycie energii, minimalizuje ilość odpadów, zmniejsza zużycie materiałów i redukuje emisję dwutlenku węgla, wspierana przez zaawansowane cyfrowe systemy sterowania automatyzacją.

Ścieżka naprzód

Tworzywa sztuczne i guma ewoluują z roli pomocniczej do kluczowego filaru nowej transformacji energetycznej. Dodają wartości poprzez redukcję kosztów, wydajność produkcji, niezawodność systemów i dekarbonizację. Wraz z rozwojem sektora w kierunku wyższej wydajności i niższej emisji, znaczenie wydajności materiałów i procesów produkcyjnych będzie stawać się coraz bardziej oczywiste.