خبرگزاری پپنا –
در روند جهانی حرکت به سمت اقتصاد سبز، صنعت انرژیهای نو به یکی از موتورهای اصلی توسعه پایدار تبدیل شده است. از پنلهای خورشیدی نصبشده روی بامها و توربینهای بادی فراساحلی گرفته تا هیدروژن سبز و خودروهای برقی، مواد پلیمری و لاستیکی بهعنوان زیرساخت حیاتی، در تمام مراحل تحقیق، تولید و کاربرد صنعت انرژیهای نو نقش کلیدی دارند.
بر اساس رتبهبندی درآمدی ۵۰۰ شرکت برتر انرژی نو جهان در سال ۲۰۲۵ که توسط مؤسسه اقتصاد انرژی چین منتشر شده است، مجموع درآمد این شرکتها به ۹.۵۵ تریلیون یوان رسید که نسبت به سال گذشته (۹.۵۴ تریلیون یوان) رشد اندکی را نشان میدهد. نکته قابل توجه آن است که تعداد شرکتهای چینی حاضر در این فهرست از ۲۵۵ شرکت به ۲۶۳ شرکت افزایش یافته و اکنون ۵۲.۶ درصد از کل لیست را تشکیل میدهد؛ موضوعی که نشاندهنده افزایش رقابتپذیری چین در بازار جهانی انرژیهای نو است.
رشد سریع این صنعت، الزامات سختتری برای بهرهوری محصولات، پایداری عملکرد و کنترل هزینهها ایجاد کرده است.
فوتوولتائیک (خورشیدی): سبکسازی و مقاومت جوی، موتور اصلی ارتقا
صنعت فوتوولتائیک در حال حاضر به دلیل ظرفیت مازاد تولید وارد مرحله تغییر ساختاری شده و همین مسئله باعث تسریع روند ادغام و یکپارچهسازی شرکتها شده است. با این حال، تقاضای بلندمدت همچنان مثبت ارزیابی میشود و انتظار میرود صنعت از طریق نوآوری فناوری و کنترل هزینه، به سمت تنوع کاربردی بیشتر حرکت کند.
فیلمهای نسل اول EVA به دلیل فرآیند تولید جاافتاده و قیمت پایین، مدتهاست بازار را در اختیار دارند. اما ضعف آنها در مقاومت در برابر شرایط جوی و همچنین حساسیت به پدیده تخریب القایی بالقوه (PID) باعث شده صنعت به دنبال گزینههای بهتر باشد.
در این میان، مواد پوششی POE به دلیل ویژگیهای مهمی مانند مانع رطوبتی عالی و مقاومت الکتریکی بالا به گزینه محبوب فناوریهای پربازده مانند ماژولهای دوطرفه و باتریهای نوع N تبدیل شدهاند و میتوانند قابلیت اطمینان بلندمدت پنلها را به شکل محسوسی افزایش دهند. همچنین فیلمهای هماکستروژن POE/EVA با ترکیب مزایای هر دو ماده، تعادل مناسبی میان عملکرد و هزینه ایجاد کردهاند و بهطور فزایندهای در میان تولیدکنندگان محبوب میشوند.
شرکت SABIC اعلام کرده فیلمهای FORTIFY™ PV POE این شرکت دارای مقاومت حجمی الکتریکی بالا بوده و حفاظت بلندمدت ماژولهای خورشیدی را تضمین میکند. همچنین ماده پشتپوش (Backsheet) با نام SABIC® PP 95MK40T قادر است به صورت انتخابی از نفوذ رطوبت، اکسیژن و اسید استیک جلوگیری کند.
شرکت Wanhua Chemical نیز مجموعهای از راهکارها برای افزایش بهرهوری صنعت انرژی نو ارائه کرده و POE را یکی از محصولات کلیدی خود معرفی کرده است. فیلمهای پوششی فوتوولتائیک تولیدشده با WANSUPER® POE دارای نرخ مانع رطوبتی بالا، مقاومت جوی عالی، شفافیت بالا و مقاومت قوی در برابر PID هستند.
از سوی دیگر، کامپوزیتهای پلییورتان Baydur® شرکت Covestro با ویژگیهایی مانند استحکام بالا، مقاومت خوردگی و عایقکاری مناسب میتوانند عملکرد و طول عمر ماژولهای خورشیدی را افزایش دهند و وابستگی شرکتهای خورشیدی به نوسانات قیمت آلومینیوم را کاهش دهند. همچنین گفته شده ردپای کربنی این ماده ۸۵ درصد کمتر از آلومینیوم سنتی است.
انرژی بادی: افزایش مقیاس، محرک نوآوری در مواد و فرآیند
بر اساس گزارش شرکت ژاپنی Global Information, Inc. (GII)، بازار توربینهای بادی از ۱۲۱.۱۹ میلیارد دلار در سال ۲۰۲۵ به ۱۵۷.۷۹ میلیارد دلار تا سال ۲۰۳۰ خواهد رسید و نرخ رشد مرکب سالانه آن ۵.۴۲ درصد برآورد شده است.
تیغههای توربین بادی یکی از مهمترین اجزای تولید برق هستند که انرژی باد را به انرژی مکانیکی تبدیل میکنند و بهطور مستقیم بر ظرفیت تولید و بهرهوری اقتصادی توربین اثر میگذارند. در چین، قطر برخی تیغههای توربین از ۲۱۰ متر نیز فراتر رفته است.
با این حال، بزرگتر شدن تیغهها چالشهایی از جمله مشکلات حملونقل، افزایش ریسک شکست، بالا رفتن هزینهها و پیچیدگی تولید ایجاد میکند. برای مقابله با این مشکلات، شرکتها به سمت طراحیهای نوآورانه مانند تیغههای قطعهای (segmented blades) و سیستمهای چندروتوره حرکت کردهاند.
تجهیزات صنعت بادی نیازمند قطعاتی برای آببندی، عایقکاری و کاهش ارتعاش هستند که باید استانداردهای سختگیرانهای در مقاومت حرارتی، مقاومت خوردگی و دوام داشته باشند. مواد DuPont™ Nomex® راهکارهایی برای عایقکاری دمای بالا در توربینها و ترانسفورماتورها ارائه میدهد و باعث افزایش ایمنی، قابلیت اطمینان و تحمل اضافهبار تجهیزات میشود.
هیدروژن: پیشرفت مواد، موتور توسعه انرژی سبز
در تولید هیدروژن، مواد پلاستیکی و لاستیکی به دلیل ویژگیهای خاص خود، برای تجهیزات کلیدی اهمیت حیاتی دارند. با حرکت الکترولایزرهای غشای تبادل پروتون (PEM) به سمت توان و فشار بالاتر، پلاستیکهای مهندسی پیشرفته مانند PEEK و PEKK به همراه کامپوزیتهای تقویتشده با فیبر کربن، به گزینههای اصلی نسل بعدی فریمها تبدیل شدهاند؛ زیرا ضمن سبک بودن، استحکام و سختی نزدیک به فلزات ارائه میدهند.
شرکت استونیایی Stargate Hydrogen با استفاده از مواد Ultrason® شرکت BASF توانسته در پشتههای الکترولایزر آب قلیایی (AWE) فریمهایی تولید کند که جایگزین فلز نیکل شده و وزن تجهیزات را به شکل قابل توجهی کاهش میدهد. این ماده در محیطهای بسیار قلیایی همچنان مقاومت حرارتی و شیمیایی عالی و همچنین استحکام فشاری بالایی دارد و موجب طول عمر بالا و نگهداری کم میشود.
در الکترولایزرهای قلیایی، واشرهای آببندی علاوه بر نقش آببندی، وظیفه عایقکاری را نیز بر عهده دارند و بهطور مستقیم بر ایمنی و قابلیت اطمینان سیستم اثر میگذارند. در چین، واشرهای رایج از PTFE ساخته میشوند که با موادی مانند الیاف شیشه، آلومینا و گرافیت اصلاح میشوند. شاخصهای مهم عملکردی این واشرها شامل تراکمپذیری، خاصیت ارتجاعی و مقاومت در برابر خزش است.
شرکت Zhejiang Conceptfe New Material Technology یکی از تولیدکنندگان پیشرو واشرهای آببندی در چین معرفی شده است. واشرهای PTFE اصلاحشده این شرکت در مقایسه با PTFE خالص، عملکرد بهتری در مقاومت سایشی، سختی و خود-روانکاری دارند.
در حوزه ذخیرهسازی هیدروژن نیز مخازن نوع چهار (Type IV) یکی از محورهای مهم تحقیق و توسعه محسوب میشوند. این مخازن معمولاً دارای لایه داخلی از مواد ترموپلاستیک مانند HDPE یا پلیآمید (PA) با ضخامت حدود ۲ تا ۳ میلیمتر هستند که آببندی گاز و مقاومت در برابر شکنندگی ناشی از هیدروژن را تضمین میکنند.
لاینرهای تولیدشده با مواد Durethan® و Akulon® Fuel Lock PA6 شرکت Envalior میتوانند وزن مخزن را نسبت به نمونههای فولادی تا ۷۵ درصد کاهش دهند و همزمان اقتصادیتر باشند. همچنین فرآیند بادکردن تکلایه (single-layer blow molding) امکان یکپارچهسازی شیرها در لایه داخلی را فراهم میکند و موجب کاهش حدود ۳۰ درصدی هزینه تولید میشود. علاوه بر این، پلیآمید ۶ (PA6) دارای خاصیت مانع نفوذی ۵ برابر بهتر از HDPE است که امکان کاهش ضخامت دیواره و افزایش بهرهوری ذخیرهسازی هیدروژن را ایجاد میکند.
فناوریهای پیشرفته فرآیندی؛ پاسخ به نیازهای پیچیده انرژی نو
رشد سریع صنعت انرژی نو، تقاضا برای قطعات پلیمری و لاستیکی را افزایش داده و تولیدکنندگان را مجبور کرده به سمت قطعاتی با دقت بالاتر، ساختارهای پیچیدهتر و عملکرد بهتر حرکت کنند. این مسئله باعث نوآوری گسترده در تجهیزات و فناوریهای فرآیند تولید شده است.
قالبگیری تزریقی (Injection Molding) گزینهای ایدهآل برای تولید قطعات دقیق مانند پوسته موتور، کانکتورها، واشرهای عایق و چرخدندههاست. ماشینهای تزریق ENGEL به واحدهای کنترل هوشمند مجهز هستند که پایداری و دقت را افزایش میدهد و برای تولید انبوه قطعات خودروهای برقی مناسب است. همچنین ماشینهای تزریق Allrounder شرکت Arburg با سیستمهای رباتیک، زمان سیکل تولید کانکتورها را کاهش داده و نرخ بازده را افزایش میدهند.
قالبهای پوششدهی پیشرفته شرکت JCTIMES بهطور گسترده در کاربردهای پوششدهی دقیق برای صنایع خورشیدی و هیدروژن استفاده میشوند. این شرکت قالبها را بر اساس ویژگیهای رئولوژیکی مواد و شرایط واقعی تولید طراحی میکند. با ادغام سیستمهای شبیهسازی در فرآیند طراحی، JCTIMES به مدیریت دیجیتال کامل دست یافته و میتواند راهکارهای سفارشی با دقت بالا ارائه دهد.
در همکاریهای مرتبط با توسعه نسل جدید باتریها، JCTIMES قالبهای پوششدهی ویژه باتریهای لیتیومی حالت جامد را معرفی کرده که فرآیند پوششدهی را بهینه کرده و دقت و یکنواختی را افزایش میدهد و در نهایت هزینه تولید را کاهش میدهد.
شرکت Brückner نیز خطوط کشش فیلمهای BOPP، BOPET و BOPA با خروجی بالا ارائه کرده که دارای عرض کاری ۱۰.۴ متر بوده و سرعت آنها از ۶۰۰ متر در دقیقه فراتر میرود و ظرفیت سالانه آنها بیش از ۶۰ هزار تن است. این فناوری موجب کاهش مصرف انرژی، کاهش ضایعات، کاهش مصرف مواد اولیه و کاهش انتشار کربن میشود و توسط سیستمهای کنترل دیجیتال پیشرفته پشتیبانی میگردد.
مسیر آینده
پلاستیکها و لاستیکها در حال عبور از یک نقش حمایتی و تبدیل شدن به ستون فقرات اصلی گذار انرژی نو هستند. این مواد از طریق کاهش هزینه، افزایش بهرهوری تولید، افزایش قابلیت اطمینان سیستمها و کاهش کربن، ارزشآفرینی میکنند. با حرکت صنعت به سمت بهرهوری بالاتر و انتشار کمتر، اهمیت عملکرد مواد و فناوریهای تولید بیش از پیش آشکار خواهد شد.
