Stratistics MRC에 따르면 세계의 풍력 터빈용 복합재료 시장은 2023년 70억 8,000만 달러로 평가되었고, 예측 기간 동안 CAGR은 9.0%로 성장할 전망이며, 2030년까지는 129억 5,000만 달러에 이를 것으로 예상됩니다.
풍력 터빈용 복합재료는 블레이드 및 나셀과 같은 풍력 터빈 부품을 생산하는 데 사용되는 복합재료 또는 구성 요소로 정의됩니다. 복합재료를 사용하면 경량, 고품질, 긴 수명, 내식성이 뛰어나 유지보수 필요성을 최소화한 부품을 만들 수 있습니다. 풍력 터빈용 복합재료는 보다 큰 효율적인 블레이드의 제조를 가능하게 함으로써 터빈의 성능을 향상시킵니다. 또한 에너지 회수 효율을 높이고 지속가능성을 증진시켜 신재생 에너지 분야의 성장에 기여하고 있습니다.
신재생 에너지 발전부(MNRE)에 따르면 인도의 풍력발전 설비 용량은 세계에서 4번째로 높으며 총설비 용량은 39.25GW(2021년 3월 31일 현재)로 2020년부터 2021년까지 약 601억 4,900만대를 발전하였습니다.
증가하는 신재생 에너지에 대한 수요
세계가 기후 변화와 싸우고 화석연료에 대한 의존을 줄이기 위한 노력을 강화하는 가운데, 풍력에너지는 세계의 신재생 에너지 믹스의 중요한 구성요소로 부상하고 있습니다. 청정에너지 목표에 대한 정부의 헌신과 함께 독특한 환경적 이점은 풍력발전 프로젝트의 확대를 뒷받침하고 있습니다. 풍력 터빈용 복합재료는 터빈의 효율성과 내구성을 향상시키고 이 시나리오에서 매우 중요한 역할을 합니다. 가볍고 내구성 있는 특성은 더 크고 효율적인 풍력 터빈 건설에 기여하고 지속가능한 에너지 솔루션에 대한 수요 증가에 부응합니다.
재활용 과제
풍력 터빈 부품에 사용되는 복합재료는 종종 유리 섬유와 탄소섬유 강화 폴리머로 구성되며 재활용하기가 어렵습니다. 이러한 재료는 복잡하고 분리 및 가공이 어렵기 때문에 환경에 미치는 잠재적 영향과 지속가능한 폐기에 대한 우려가 있습니다. 이러한 문제는 표준화된 재활용 절차가 없기 때문에 환경 친화적인 행동의 일반적인 채용을 방해하고 더욱 악화되고 있습니다. 따라서 시장 성장에 대한 수요는 감소하고 있습니다.
가볍고 내구성 있는 복합재료에 대한 수요
풍력에너지 부문이 세계적으로 확대를 계속하고 있는 가운데, 터빈의 효율과 성능의 향상이 중시되고 있습니다. 유리 섬유 및 탄소섬유 강화 폴리머와 같은 경량 복합재료는 강도를 손상시키지 않고 전체 터빈 부품의 무게를 줄임으로써 전략적 솔루션을 제공합니다. 이는 에너지 회수 효율을 높일 뿐만 아니라 운송, 설치 및 유지보수를 용이하게 합니다. 풍력에너지 생산이 진화하는 가운데 고성능, 지속가능한 솔루션을 요구하는 업계의 요구에 부응하는 혁신적인 복합재료를 창출하기 위해 연구개발을 진행하는 것이 기회가 됩니다.
원재료 가격 변동
탄소섬유 및 수지와 같은 필수 원료의 가격 변동은 제조 비용에 영향을 미치고 복합재료의 비용 경쟁력을 저하시킬 수 있습니다. 급격한 가격 상승은 제조업체의 이익률을 압박하고 풍력 발전 프로젝트 전체의 경제성에 영향을 줄 수 있습니다. 이 위협은 공급망의 탄력성, 헤지 전략, 풍력 터빈용 복합재료 시장의 취약성을 완화하는 대체 재료 및 제조 공정을 추구하는 지속적인 노력의 중요성을 강조합니다.
COVID-19의 영향
풍력 터빈용 복합재료 시장은 COVID-19의 문제에 직면했습니다. 팬데믹은 세계 공급망을 혼란스럽게 만들고 프로젝트 일정에 영향을 미쳤기 때문입니다. 운영 정지 및 규제가 제조 활동을 방해하여 풍력 터빈의 생산 및 설치에 지연이 발생했습니다. 여행 제한 및 경제 불확실성도 신재생 프로젝트에 대한 투자에 영향을 미쳤습니다. 그러나 이 위기는 지속가능한 에너지에 대한 관심을 가속화하였고, 팬데믹 기간 이후의 풍력발전에 대한 관심 증가를 촉구했습니다. 이 산업은 회복력을 보였으며 녹색 이니셔티브에 대한 정부의 새로운 헌신과 청정 에너지 솔루션의 중요성이 회복을 촉진했습니다.
예측기간 동안 탄소섬유 복합재료 분야가 최대화될 전망
탄소섬유 복합재료 분야가 가장 큰 점유율을 차지할 것으로 추정됩니다. 풍력 터빈 응용 분야에서 탄소섬유 복합재료는 블레이드 및 나셀과 같은 부품에 채택되어 성능과 수명을 최적화합니다. 경량이기 때문에 발전 효율이 향상되고 견고하기 때문에 가혹한 환경 조건에도 견딜 수 있습니다. 고성능, 내구성 있는 풍력 터빈에 대한 수요가 높아짐에 따라 탄소섬유 복합재료 부문은 계속 발전해 풍력에너지 부문 전체의 혁신과 지속가능성에 크게 기여하고 있습니다.
프리프레그 분야는 예측 기간 동안 가장 높은 CAGR이 예상됩니다.
프리프레그 분야는 예측 기간 동안 유리한 성장이 예상됩니다. 프리프레그는 수지 매트릭스에 미리 함침시킨 복합 섬유를 말합니다. 이러한 첨단 재료는 수지 함량을 정확하게 제어하여 균일성과 우수한 기계적 특성을 보장합니다. 풍력 터빈 응용에서 프리프레그는 터빈 블레이드의 제조에 널리 사용됩니다. 또한, 프리프레그는 합리화된 제조 공정을 촉진하여 낭비를 줄여 전체 생산 효율을 향상시킵니다. 풍력에너지 부문이 성장함에 따라 이 부문은 풍력 터빈 부품의 기술적 세련과 지속가능성을 추진하는데 중요한 역할을 계속하고 있습니다.
아시아태평양은 깨끗한 에너지원과 지속가능한 발전에 대한 수요가 증가함에 따라 예측기간 동안 최대 시장 점유율을 차지했습니다. 중국과 인도 등의 국가들이 풍력에너지의 도입을 주도하고 있으며, 풍력터빈 제조용 고도 복합재료의 개발을 촉진하고 있습니다. 이 지역은 신재생 에너지를 추진하는 정부의 이니셔티브 증가, 유리한 풍력에너지 정책, 환경의 지속가능성에 대한 의식 증가 등의 혜택을 받고 있습니다. 그 결과 아시아태평양시장은 지속적인 확대가 예상되고 보다 환경친화적이고 지속가능한 에너지 솔루션으로의 전환에 기여하고 있습니다.
북미는 예측기간 동안 수익성이 높은 성장이 예상됩니다. 미국과 캐나다에서는 풍력발전 프로젝트가 크게 증가하고 있으며, 터빈 제조에서 첨단 복합재료 수요를 뒷받침하고 있습니다. 엄격한 환경 규제, 정부 우대 조치, 보다 깨끗한 에너지 원의 추구가 이 급증을 뒷받침하고 있습니다. 게다가 이산화탄소 배출량 감소에 대한 강한 헌신으로 이 지역 시장은 지속가능한 에너지로의 전환에 지속적인 확대를 기대하고 있습니다.
According to Stratistics MRC, the Global Wind Turbine Composites Market is accounted for $7.08 billion in 2023 and is expected to reach $12.95 billion by 2030 growing at a CAGR of 9.0% during the forecast period. Wind turbine composites are defined as the composites or components that are utilized in the production of wind turbine parts, such as blades and nacelles. The use of composites aids in the creation of lightweight, high-quality, long-lasting, corrosion-resistant components with minimal maintenance requirements. Wind turbine composites enhance turbine performance by enabling the construction of larger and more efficient blades. They contribute to the renewable energy sector's growth by improving energy capture efficiency and promoting sustainability.
According to the Ministry of New and Renewable Energy (MNRE), India has the fourth-highest wind installed capacity in the world with a total installed capacity of 39.25 GW (as of 31st March 2021) and has generated around 60.149 billion Units during 2020-2021.
Escalating demand for renewable energy sources
As the world intensifies efforts to combat climate change and reduce dependency on fossil fuels, wind energy emerges as a crucial component of the global renewable energy mix. The inherent environmental benefits, coupled with governmental commitments to clean energy targets, propel the expansion of wind power projects. Wind turbine composites play a pivotal role in this scenario, enhancing the efficiency and durability of turbines. Their lightweight and durable properties contribute to the construction of larger and more efficient wind turbines, meeting the rising demand for sustainable energy solutions.
Recycling challenges
The composite materials used in wind turbine components, often composed of fibreglass or carbon fibre-reinforced polymers, pose difficulties in recycling. These materials are complex and difficult to separate and process, which raises concerns regarding their potential effects on the environment and their sustainable disposal. These issues are made worse by the absence of standardised recycling procedures, which prevents the general adoption of eco-friendly behaviours. Therefore, there is a decreasing demand for market growth.
Demand for lightweight and durable composite materials
As the wind energy sector continues to expand globally, there is a heightened emphasis on improving turbine efficiency and performance. Lightweight composites, such as fibreglass and carbon fibre-reinforced polymers, offer a strategic solution by reducing the overall weight of turbine components without compromising strength. This not only enhances energy capture efficiency but also facilitates easier transportation, installation, and maintenance. The opportunity lies in advancing research and development to create innovative composite materials that meet the industry's need for high-performance and sustainable solutions in the evolving landscape of wind energy production.
Price volatility of raw materials
Fluctuations in the costs of essential raw materials, such as carbon fibre and resins, can impact manufacturing expenses, potentially making composite materials less cost-competitive. Sudden price increases can strain profit margins for manufacturers and may affect the overall economic viability of wind energy projects. This threat emphasises the importance of supply chain resilience, hedging strategies, and ongoing efforts to explore alternative materials or manufacturing processes that mitigate the vulnerability of the wind turbine composites market.
Covid-19 Impact
The wind turbine composites market faced challenges due to COVID-19 as the pandemic disrupted global supply chains and impacted project timelines. Lockdowns and restrictions hampered manufacturing activities, causing delays in the production and installation of wind turbines. Travel restrictions and economic uncertainties also affected investments in renewable projects. However, the crisis accelerated the focus on sustainable energy, prompting increased interest in wind power post-pandemic. The industry demonstrated resilience, with recovery driven by renewed government commitments to green initiatives and a growing emphasis on clean energy solutions.
The carbon fiber composites segment is expected to be the largest during the forecast period
The carbon fiber composites segment is estimated to hold the largest share. In wind turbine applications, carbon fiber composites are employed in components like blades and nacelles to optimize performance and longevity. Their lightweight nature allows for increased efficiency in power generation, while their robust properties withstand harsh environmental conditions. As the demand for high-performance and durable wind turbines grows, the carbon fibre composites segment continues to advance, contributing significantly to the overall innovation and sustainability of the wind energy sector.
The prepreg segment is expected to have the highest CAGR during the forecast period
The prepreg segment is anticipated to have lucrative growth during the forecast period. Prepreg refers to pre-impregnated composite fibres with a resin matrix. These advanced materials offer precise control over resin content, ensuring uniformity and superior mechanical properties. In wind turbine applications, prepreg is extensively utilized in manufacturing turbine blades. Moreover, prepregs facilitate streamlined manufacturing processes, reducing waste and enhancing overall production efficiency. As the wind energy sector grows, the segment continues to play a vital role in advancing the technological sophistication and sustainability of wind turbine components.
Asia Pacific commanded the largest market share during the extrapolated period owing to escalating demand for clean energy sources and sustainable power generation. Countries like China and India are leading the adoption of wind energy, fostering the development of advanced composite materials for wind turbine manufacturing. The region benefits from increasing government initiatives promoting renewable energy, favourable wind energy policies, and a growing awareness of environmental sustainability. As a result, the Asia-Pacific market is poised for continued expansion, contributing to the region's transition towards greener and more sustainable energy solutions.
North America is expected to witness profitable growth over the projection period. The United States and Canada are witnessing substantial growth in wind power projects, propelling the demand for advanced composite materials in turbine manufacturing. Stringent environmental regulations, government incentives, and the pursuit of cleaner energy sources are driving this surge. Furthermore, with a strong commitment to reducing carbon emissions, the region's market is poised for sustained expansion in the transition to sustainable energy.
Key players in the market
Some of the key players in the Wind Turbine Composites Market include Avient Corp, SGL Carbon SE, Toray Industries Inc, Owens Corning, Covestro AG, Gurit Holding AG, Hexion Inc, EPSILON Composite SA, Hexcel Corp, Exel Composites Oyj, Suzlon Energy Limited, Huntsman Corporation, Vestas Wind Systems A/S, Teijin Limited, TPI Composites Inc, Reliance Industries Limited, Siemens AG, Cytec Industries Inc., Royal TenCate Inc. and Gamesa Corporation Technology Inc.
In May 2021, Hexcel launched a range of HexPly® surface finishing prepregs and semi- prepregs for wind turbine blades and automotive and marine applications.
In June 2021, Evonik opened a new research and development centre in Shanghai, China. This centre will focus on developing new products and technologies for the Chinese market.