|阅读27分钟

复合材料在风能和氢气应用中的未来:CW趋势第5集

在本期CW Trending节目中,Hexcel的Claude Despierres讨论了风能行业对复合材料,尤其是碳纤维的当前和未来需求,以及这些材料在储氢市场的供应、成本和性能。

在这一集的CW趋势,赞助CompositesOneClaude Despierres,碳纤维和复合材料的销售和市场经理exexcel.(美国康涅狄格州斯坦福德)采访CW电视台总编杰夫·斯隆,谈论风能行业目前和未来对复合材料的需求。Despierres详细介绍了海力士新推出的风力发电机叶片用HexPly XF面罩的属性和应用,以及高模量碳纤维应用于叶片拉挤式梁盖的前景。她还讨论了氢储存市场的出现,它可能消耗哪种类型的碳纤维,成本和性能动态,以及它们的氢经济可能如何限制压力容器中碳纤维的供应。

记录:

杰夫斯兰

你好,克劳德。欢迎来到CW趋势。很高兴你能来。

克劳德

你好,杰夫。谢谢你。我确实很高兴在这里。

杰夫斯兰

好吧。跟我说说你自己吧。你在Hexcel的角色是什么?你在那里多久了?

克劳德

我是Hexcel的销售和市场副总裁,负责所有工业业务,我已经在Hexcel工作了很长一段时间,大约30年,以不同的角色处理工业业务。

杰夫斯兰

好吧。你最初是如何进入复合材料行业的?你的背景是什么?

克劳德

所以,事实上,很久以前在我的学习中,我正在研究热塑性塑料和复合材料的工程,很快,我发现我更优选的复合材料。在应用方面有点多样化,并且有点高的技术,也许是一个较小的市场,但我认为它会更有乐趣。事实上,我认为我做出了正确的选择。

杰夫斯兰

你在法国工作?你也在法国上过大学吗?

克劳德

是的。我的工程学位来自法国学校。我在那边去了高中。

杰夫斯兰

所以,相对来说,30年前大学毕业的人对复合材料有一些了解是很不寻常的。你最初是怎么知道他们的?

克劳德

是啊,事实上,这纯属偶然。我想那是当时的第一门课程,授予复合材料工程学位。当我加入学校的时候,我不确定我能做到。但我知道它就在那里。从一开始,我就想朝着这个方向前进。热塑性塑料非常致密。我的意思是,热塑性塑料是一种有很多发展的材料。在我的学习过程中,我对复合材料不太了解。然后我意识到它是什么,我真的很喜欢它。然后,当然,我也意识到我喜欢与外部世界有更多的互动,与客户和供应商。 And so that's why I needed an MBA to be able to have more of a commercial role, rather than just be in production or in engineering. And that's how it started.

杰夫斯兰

那太棒了。我想谈谈今年早些时候推出的新产品。它被称为hexply xf。你能告诉我们更多信息吗?它是什么?它的应用是什么?

克劳德

是的,所以hexply xf。它是一种预先preg,或半preg,它正在为客户制造制动表面解决方案。我们总是试图为客户带来新的解决方案;我们总是看看他们在做什么。他们的问题在哪里?今天,有现有的解决方案,但我们可以更好地做些什么?我们如何帮助客户?所以,我们发现涂抹凝胶衣,从一开始就具有漂亮的表面,降低了砂光的数量,精加工真的有价值。所以,我们致力于,我们决定开发这种解决方案。事实上,它开始了五个,六个,可能更多多年前。 We had a similar problem in the automotive industry, and we developed a gelcoat for automotive, which is quite different from the one we just launched, which is more for very large structures, like wind energy, or like marine. So, this is a pre-preg or semi-preg, it's a very thin material, very light, I would say it's typically 70 grams. And again, Hexcel is a solution provider. So, we love when we can help the customer with a tailor-made product for a customer to fine-tune. So typically, it's very light and it can be adjusted. Yeah, I think that's all there is to say. It's using our unique know-how in terms of epoxy chemistry. We have developed specific resin for that. It can as well be adjusted lightly to what customers need. More specifically what are their processes that are curing cycles, but fundamentally, it's a resin system suitable for very large structures with a minimum were only a vacuum bagging. And it's also suitable for companies using pre-preg to be in that structure, but also for companies in choosing, and that's what I think is unique.

杰夫斯兰

所以,你说这是一个半preg。你提到环氧树脂。我假设纤维是碳。格式吗?

克劳德

绝对不是。纤维,你一定知道我们要替换什么:胶衣。所以,纤维是作为一种加固物帮助处理材料并放置在模具中。第二,它的作用是,让我们说,最后,当你脱模的时候,会有一个很好的表面。

杰夫斯兰

好吧。

克劳德

所以,有一层玻璃和其他东西,就是这样。它的结构比其他任何东西都重要,在结构上绝对没有用处。这是用来用另一种溶液代替凝胶涂层的。我们带来的另一件事,也许我说得有点超前了,就是我们相信,我们可以用稍轻一点的重量来代替一定重量的凝胶涂层。当我们的客户从胶衣转移到Hexcel解决方案时,可以节省重量。

杰夫斯兰

所以,这是无纺布。

克劳德

它是无纺布的,但也可以改变。事实上,我们应该说是Hexcel,但它是安排好的,对吧?所以,我们对里面的魔法非常敏感是什么让它起作用,所以有一些非常轻的增援。

杰夫斯兰

好吧。

克劳德

还有一些让它工作的东西。但没有碳,这是肯定的。

杰夫斯兰

是的。你说过这是胶衣的替代品。所以,HexPly XF的表面本身必须是可喷漆的,然后?

克劳德

绝对的。正如你所知道的,这并不是要结束的。是啊,那之后你得画画。绝对的。

杰夫斯兰

那么,这个产品的起源是什么你从顾客那里得到反馈说他们想要替换胶衣?比如,这里的机会是什么?

克劳德

不,不是真的。他们表示,它更多的是一些客户亲密,你意识到问题所在的位置。好吧,我也可以在某些时候这么说我们是否正在努力扩大我们的产品范围,我们想知道我们是否应该制作牙科羊酸。我们接近提供完整的解决方案,所以在某些时候,我们说是的,我们应该在那个地区玩。但这并不是我们的地区。看着边缘中凝胶衣的局限性刚刚来了。是的,我们以为我们有更好的方法。我们有一种不同的方法来接近它,并通过与一些客户合作,我们意识到他们对喷涂的兴趣,而不是喷涂胶猩猩。所以具有不同格式的解决方案很有意思。正如我所说,在多年前,我们开始在汽车中找到一个为他们工作的解决方案,然后他们必须画画,然后我们开始思考好,让我们看看我们是否可以为风能做点什么,这 was then our prime business as well. Again, investigating the limits, we could see that very often the finishing of the gel coat and finishing of the blades is a bottleneck in operation. So, we thought, “Okay, do we have a solution that would help them?” And that's why we developed in that product.

杰夫斯兰

好的,你提到了风能产业和叶片制造。所以,请告诉我HexPly XF是如何应用于风力涡轮机叶片制造的,以及哪些操作可能还不需要,因为你提到,你目前的打磨工作很麻烦。也许这是制作者不需要做的。给我讲一讲。

克劳德

所以,XF服务的美妙之处在于它非常容易使用。所以,它是卷着来的。宽度可以与客户一起选择或确定,所以它是最适合他们的。就像任何预孕剂一样。你直接把它放在工具上,把有粘性的表面放在工具上,它就固定在那里,然后你用标准的方法把刀片的结构敷上。对客户没有其他改变,所以这真的很好,很容易集成到当前的流程中,所以它也不需要去分解它。这真的很简单,我们总是喜欢让客户更轻松,我认为这是获得更大应用的方式。然后呢?那么,它是否完全消除了砂光的需要?很遗憾,到目前为止,还没有。 I could say again it depends on so many things. What construction you have behind you, reinforcement you have behind how the customer is, you know, his own process. I would say unfortunately we can't say we have little hope to completely replace the sanding. But usually the sanding, plus then you'll have to reapply some finishing. So you need to put more material, repair and sand again, and so on. And that's where we think we add value because you said you can sand less and with less repair. That's the overall idea. And that's with more experience then we will see that will also help us to continue to improve the product so that it's kind of bulletproof to anything that can happen during the process of the customer, so that it really means minimum work for them.

杰夫斯兰

所以,你提到了它是一个半preg。你必须有一定的时间限制,但你知道风能产业是大模具,很多材料,很多时间。那么这是怎么做的?

克劳德

是的,我喜欢这个问题因为它让我有机会打破预浸料或半浸料是脆弱的,需要冰箱的想法。现在已经不是这样了。我的意思是,这当然要看情况,但我们有一些系统,像这个,运行时间非常长。你可以把材料放在室温下放置6周,只要你有室温控制,你不达到50°C,只要你不,我想超过30°C,你会发现它可以保存6周。所以,真的没什么特别的。再一次,我们回到了事实,在很多情况下,我的意思是复合材料现在已经成为一个真正的行业,在某种意义上,我们只是及时拥抱,XF可以做到。顾客不应该在车间里存放材料很长时间,在那里也有报告,带来一项服务,你知道,或者假设顾客能拿到产品的时间是一周,两周。我的意思是,我想从能源的角度来说要长一点,因为他们有太多的材料,所以要花很长时间来建造刀刃。但是对于更小的部件,他们只保留一到两天,然后我们更换。

杰夫斯兰

所以,你谈到了一个关于打磨的一点点,所以我猜的打磨是少或最小化的,并且通过Hexply XF。你看到这种材料传达出风刀的其他好处是什么?

克劳德

所以,我们看到的一个好处是它也很打火机。当我开始提及时,我认为我们的印象是我们应该能够的印象,我的意思是我们已经展示了几次我们带来了50%的重量储蓄。如果您不需要它来节省体重,您还拥有整体材料和浪费。我认为这是一个很大的优势。您的表面解决方案均均均匀,这不是凝胶涂层的情况。或者相反,如果你想在某些领域肯定有更多的凝胶外套,你也可以做到这一点。我的意思是,您可以完全控制表面解决方案的分布,您在凝胶外套上没有相同的方式。最后,对于新人来说,对于新人来说,所有公司都越来越多的东西,它是喷洒它的所有混合设备,你不需要投资。你不需要特别的东西,任何与你不同的东西已经用于您的驱动程序执行或您的预先preg。所以,它再次,它是一种投资储蓄,从根本上总的来说它是节省时间,所以需要更少的时间存放那种材料。 And then as I said, as well, the sanding time as well. So overall, the same thing, if you're in a ramping phase, you can offer a little bit more throughput to your customer than the standard gelcoat.

杰夫斯兰

这必须具有在其他终端市场中使用凝胶外套在海洋中的应用。你也在那里看到应用程序吗?

克劳德

是的,所以海洋?因为它是如此相似。当然,这些部分有点小,但不是那么多。我们已经在孙冠的豪华游艇上有一些成功的应用。绝对。再一次,这是一个非常相似的产品。我们在风能中提供的一个非常非常类似的产品。由于当然,树脂系统的类型具有长开放时间。并且性能的时间是必需的或期望的。是的,这是非常令人鼓舞的,它可以使用环氧输注以及预先预先,无论客户都使用了什么。

杰夫斯兰

这种Hexply XF的厚度是多少?它是范围吗?您是否有厚度范围,或标准厚度是多少?

克劳德

我通常说,我不确定在那里,我必须检查。但我通常会说它是70个GSM材料。

杰夫斯兰

是的,漂亮的光芒。好的。

克劳德

另一件事再次,因为它是一个表面解决方案,我的意思是,今天没有提供。我们只需要再次与客户合作的需求。你将它应用于第一层,客户再次将时间保存到客户身上,对吧?因此,而不是将两层放入模具中,他们只需要一个。所有这些都已经是一个高程,许多其他东西是execel的海拔。然后我们如何继续加强该产品论坛,这非常非常非常有前途。

杰夫斯兰

最后,风刀片在操作中的一个挑战是通过冰和风和雨和沙子以及一切以及一切来应对导致前沿侵蚀和降级。这项物质是否有助于这种表现?或者也许是您想要帮助的另一个应用程序?

克劳德

我很喜欢。但我会说不。你提出了一个观点,我们当然在研究这个问题,但今天的产品,没有。你需要特殊的化学反应,你需要的远不止今天的化学反应。就像凝胶涂层一样,只是凝胶涂层-和刀片一样的凝胶涂层-不适合,只是没有解决太多的尖端。尖端的侵蚀对这个产品来说是一样的。但是,是的,这确实是我们正在研究的领域。这有助于找到解决这些尖端问题的方法,这些在前缘的尖端有越来越多的侵蚀和越来越多的挑战这些更大的刀片。

杰夫斯兰

好的,请继续关注。

克劳德

确切地。

杰夫斯兰

我想更广泛地谈谈风能行业。我认为,风力涡轮机制造业是疫情期间全球经济的亮点之一。那么,权衡一下你对风能的看法,它的应用,它的发展,你认为在接下来的几年里会发生什么?

克劳德

所以,没错。我认为风能并没有受到大流行的太大影响,我想说,他们受到了一点影响,因为旅行的限制,所以他们不能访问站点来开始安装叶片。我还想说,在大流行期间,工业业务总体上做得很好。当然,它下降了,但上升得很快,比航空航天快得多。所以,是的,在工业领域有一个光明的未来。风能是很明显的,我的意思是,随着可再生能源的发展它有一个光明的未来。我的意思是,我很确定我仍然很谨慎,也许因为我是法国人,所以我在法国听到了很多负面的东西,但我不是那种人。它也会繁荣起来。我们真正喜欢的是,在Hexcel中我们是一个真正的供应商,就像我说的,高端的解决方案技术,是这些更长的叶片,你知道的,涡轮机可以,你知道的,看起来一个涡轮机的兆瓦数是没有止境的。这一切都创造了对新解决方案的需求,对吧? Because of these gigantic blades. Yeah, drive for new solutions. And so, I can’t share more. Say more, I mean. It's more a turbine manufacturer that you need to question. But I'm sure there will continue to be an evolution of the demand of the technology, still composite. But it is not a market which will stay with the same solution forever. And, yeah, there are new challenges, like split blades, like the fact that they have to integrate more carbon because the blades are longer.

杰夫斯兰

是的。我们来谈谈这个问题。因为现在,标准刀片的制造主要是玻璃,泡沫和巴尔沙。通常情况下,如果现在使用碳,它就在石帽里。大部分的桅杆帽现在都是拉挤的。碳纤维消耗很多材料。但正如你所提到的,刀片越来越长。你能预见材料建筑的任何实质性变化吗?我们有可能在某些地方看到用碳代替玻璃吗?你认为这是如何发展的?

克劳德

我认为风能企业和风力叶片将继续尽可能少地使用碳,也就是说,只要他们能避免,他们就会避免。说到这里,我只是提到了刀刃大小的问题。我不是这方面的专家,但可能也会在结构和体重之间左右为难。所以如果你选择制造更长的,更重的叶片,或者如果你在涡轮机中加入碳,我们知道一些大公司。有些玩家打赌要快速使用碳,有些人只是拖着脚,但他们也开始使用碳,我想这仅仅是因为刀刃的大小。是的,碳。石帽中的碳将会越来越多。它是今天拉挤,最优选的选择。我认为这是一个很好的选择。我认为,事实上,从根本上来说,为什么这是一个好的选择,当然,但从根本上来说,刀片制造商想要的是预先固化的东西,他们不想麻烦。 It's curing, carbon, curing injecting, whatever. Consolidating carbon with resin is much more challenging than glass. So, it makes their life easier to buy something which is resolved short, let's say. So, today pultrusion is the solution. Will it stay? Probably I can bet for them. I'm sure they're looking at other things. Eventually, we will see but it's a smart solution. Yeah. Now the big question is the carbon fiber, carbon fiber. So it's a massive consumer, this application is a massive consumer of carbon. But again, I'm not sure where it's going to go. There is a different option between today with mostly like kind of very low-end carbon, lower performance carbon, the cheapest you can get commodity fiber. Maybe I put a little bit more of the laminate, but it's commodity fiber or I kind of fine-tune and go to a higher-end carbon fiber a little bit you know, you add a little bit of GPA. So, a little bit of price, but then you can design differently and maybe design differently and offers other solutions. I am convinced that both options are being looked at. I'm not sure which one, I hope the one which will go for which we show that a little bit higher-end product will find it will be a better solution in the end. I hope it will win. But what I cannot guarantee, you know, is that the designers will tell, but for sure it's also the resin. It's the fiber ratio. You know how far you can go and so on. There is an I would say some OEMs turbine. We can go for commodity kilometers. Same basic product you can buy from anywhere and some are going more for fine-tuned performance. Yeah, you know you can still have a basic commodity plus and a little bit of pipe. Let's see what happens where we're looking at it.

杰夫斯兰

好的,有很多机会,所以听起来原始设备制造商做了很多成本效益分析试图决定他们每个人的生产线在哪里以及他们想要如何应用这些纤维。

克劳德

是的,如果我可以添加一些东西,我很奇怪,看看未来几年会发生什么。由于氢气市场的繁荣,使用最终使用的低价纤维,风能市场使用的大规模产能现在与寻找高端纤维的其他新兴市场竞争。仍然便宜但高于高端,而且每个人都没有足够的能力,所以下端会发生什么?他们会用完光纤,然后新玩家会出现吗?这将重点关注,只有他们甚至可以去替代纤维,甚至可以知道,有吗?我不知道。但我很奇怪,看看未来几年将发生什么。

杰夫斯兰

好的,所以你提到氢气,所以让我们更多地谈谈你知道的。氢经济现在正在极快地增长。这是董事会。这是航空航天,地面运输,铁路应用,公共汽车,卡车,乘用车。因此,我们主要谈论氢气的储存主要用于燃料电池。我们一直在报道这一点,那里还有很多活动。这里的挑战是将氢气储存,并且通常用压力容器进行,如果您要使用复合材料,那么如上所述,它将是碳纤维。您知道哪种碳纤维或您对这些应用程序的需求显示了哪种类型的碳纤维?你知道,你提到有可能成为潜在供应问题的潜在短缺。所以跟我说话一点关于你看到什么样的要求,以及你的供应情况可能看起来像什么。

克劳德

是的,所以氢经济。我的意思是,氢经济在这里为复合市场创造的是非常令人兴奋的,我真的对正在发生的事情感到兴奋,因为它再次是高端的。氢和氧储存市场是最明显的影响最复杂的市场,但这还不是全部。事实上,时间和纤维,我的意思是,这是一个典型的抱歉再次一个新闻,欧洲的指标它是5000到6000兆帕的纤维类型。同样,无论你去哪里,我认为肯定会有这个两难的问题,在性能和数量的纤维罐,而今天的主要问题是容量限制。没有办法——对2030年及以后的需求有很好的预测——我没有看到任何合理的方法来满足目前的需求,但我希望人们能找到解决方案。我希望会有解决方案,但现在这是一个挑战,因为投资需要时间,需要时间来获得设备来建造线路等等。所以我认为合理的减少纤维的数量在一段时间内,但也许感谢更好的性能的纤维或更好的性能转换和坦克将是非常有用的。实际上,我说的是5000到6000 MPa。他们可能有5000多人。 So pushing more to 6000 in the future I don't know for sure but yeah, my guess is telling me would probably go a little bit higher or if not higher, it's a better translation in the under composite which is a today not so great. So yeah, it's definitely a market we're looking at. We are much more in a courtyard comfortable to Hexcel. Right? It's our today, it's where we're where we like to play because it's much more similar to what is used in what is needed in the aerospace industry. It's similar, not the same. Of course, we're not, for instance, in the same token, you know, you need bigger fibers. But again, I was also mentioning translation, which means you need to think of the surface treatment, the sizing of your fiber, all this and again, Hexcel likes to play on chemistry and likes to find the right solution. So it's something we're excited to look at. As I said, I think until now, that market was fundamentally owned by only a few players, few fiber players, which, were so good at it. But now I think the market we need kind of all the big players to come in to have a chance to meet the demand that they want. That's my view.

杰夫斯兰

是的,我不认为任何人能袖手旁观当你看到在这个应用中需要多少纤维时。你提到了两件。你通常看到24k吗?50 k ?你想要什么?

克劳德

是的,它通常是24k。我想我们不应该用k;我们应该用线性重量谈论,因为这是重要的。但它通常是高强度纤维24K。是的。是的,你得到的较重,所以可能有一个限制,你知道,48k有用吗?我不知道。我不确定我还不能回答这个问题。

杰夫斯兰

好吧。并且这里也有成本敏感。显然,碳纤维压力容器将更加昂贵,它也会更轻。当你谈论电动燃料电池电动车时,重量真的很重要。那么,那里的动态是什么?

克劳德

是的,这是一件昂贵的事情。所以,我们会看到,我的意思是,它将会在哪里结束,但它不是在水平上,再次强调,风能的发展,我认为,因为独特的性能。但我觉得这是个解决办法。我的意思是,今天坦克的成本,比材料的成本要高得多。所以,纤维的成本确实是其中很大的一部分。但我回到了同样的逻辑当我们发展XF时,对吧?你想要的是为客户提供一个解决方案,我们需要更少的投资来管理这个增长。因为它们处于第二阶段的斜坡,它们处于爆炸阶段。你想要什么?第一个基本原则是种植100个株系,50个株系,或者20个株系。 And here, there is a lot to play. That's why there's a lot of discussion today, between what technology and the top right technology. Until now, it was mostly wet. But I think if you, when you're here, Tropic is being investigated by everybody. And of course, as a fundamental composite player, I believe that Tropic is going to bring a lot of benefits, and it's going to be the solution because of that massive volume coming in. And because it can offer so much more.

杰夫斯兰

好吧。所以要明确的是,你谈论的是通过使用热带来给这些压力容器上发条来提高制造效率的可能性并且可能为那些制造这些压力容器的人提供机会让他们有更少的管道但效率更高,即使材料本身可能稍微高一点或者更高的性能。在材料的属性允许你更有效率和生产和制造这些坦克。

克劳德

是的,当然。我们总是非常谨慎地检查我们是否有相同的。最后,重要的是时间成本,就像我说的,所以我们的工作方式是和客户一起确定成本目标。最终成本是多少,我们如何才能让最终成本保持不变或更低。我坚信热带可以做到这一点。不是每个人都会说树脂加纤维总是更便宜,这很明显。

杰夫斯兰

所以,你提到如果我记得,它需要大约两年时间才能制造并将碳纤维线进入服务。所以,对于任何人看,好的,你对什么样的里程碑有什么看法吗?或者在未来五年内可以告诉我们这个市场标题的地方,我们可以寻找什么样的信息点?您是否最多观看了燃料电池和乘用车的应用?或者你现在要更多地关注卡车和公共汽车吗?或者我们留意了什么样的数据点?

克劳德

是的,当然。我们更愿意专注于我们认为最有希望的事情。我不能再多说了。你完全正确。你是正确的。所以,我很难给出建议。我认为几乎每一年都将是一个里程碑。我的意思是,当你看到电力订单时,已经有一些程序了。是的,电动汽车,还有氢燃料汽车。是的。 The system manufacturers must have a solution now. And it's like, how often will they change a solution? And, you know, in a sense, they must go with whatever is available now. Right now, for the first orders, and then incrementally, they will make improvements. Maybe every year, the changes, you know, I'm not sure we're right. It's a surprise. I mean, this market exploded within COVID. So even though we knew it was a big market. Even though I must say 10 years ago, I thought, “Wow, that's a fantastic market.” I bet one day it is going to come. I was not expecting that wave to come now, thanks to COVID. So yeah, probably in a year. If we speak then we'll have a better vision. But it's really a very training market.

杰夫斯兰

好吧,是的,我觉得你是对的。这是一个令人愉快的惊喜。我们只需要保持联系,看看会发生什么。

克劳德

确切地。

杰夫斯兰

好的,克劳德。好吧,我很感激你在这里加入我。这是一个非常好的信息。我真的很喜欢你的评论。所以,再次感谢我在这里加入我连续波趋势。

克劳德

欢迎你,杰夫。这对我来说很愉快。

杰夫斯兰

祝你今天愉快。

克劳德

谢谢你。再见。

杰夫斯兰

再见。

Baidu