Die derzeit größten Wachstumsmärkte
Aktuell lassen sich der Flugzeugbau, Windkraftanlagen sowie der Herstellung von Druckbehältern zum Speichern von Wasserstoff (H2) als größte Wachstumsmärkte im Bereich Carbonfaser identifizieren.
Im Flugzeugbau bringt der Einsatz von CFK statt Aluminium wie oben erwähnt signifikante Gewichts- und damit auch Treibstoffeinsparungen mit sich. Die Flügel von Windkraftanlagen wurden traditionell aus Glasfasern gefertigt. Der Switch hin zu Carbonfasern bewirkt hier ebenfalls Einsparungen im Gewicht. Zudem sind die hervorragenden Eigenschaften hinsichtlich Zug- und Druckfestigkeit von Vorteil, denn State-of-the-art-Windkraftanalagen mit Leistungen von 6 bis 9 MW erfordern Flügellängen von 70 bis 90 Metern. Bei dieser Länge unterliegen sie hohen Anforderungen hinsichtlich Durchbiegung und Steifigkeit – Anforderungen, denen Carbonfasern gewachsen sind. Nicht zuletzt entfaltet die CF-Technologie im Bereich der Brennstoffzelle seine Potenziale: Druckbehälter zum Speichern von Wasserstoff werden aus Carbonfasern hergestellt. So lassen sich beispielsweise bei Lastwagen oder Omnibussen ca. 450 kg Gewicht einsparen.
Carbon und das Klima: ein zweischneidiges Schwert
Die Gleichung könnte so einfach sein: leichte Bauteile = weniger Kraftstoffverbrauch = bessere Klimabilanz. In Teilen stimmt das auch, denn durch CFK kann gerade im Flugzeug-, Fahrzeug- und Maschinenbau einiges an Gewicht eingespart werden. Man stelle sich ein E-Auto einmal mit den konventionellen, eher schweren Bauteilen vor – seine Reichweite wäre stark beeinträchtigt. Doch auf der anderen Seite benötigt die CFK-Herstellung sehr viel Energie. Zudem kommt es zu großen Materialverlusten bei der Produktion.
Das Umweltinstitut bifa analysierte im Auftrag des Fraunhofer IGCV die Umweltbilanz bei der CFK-Herstellung und kam zu dem Schluss: Im Vergleich zur Treibstoffeinsparung bei der Fahrzeugnutzung bietet die CFK-Herstellung größere Potenziale zur Verbesserung der Klima- und Ressourcenbilanz. Vor allem der Einsatz erneuerbarer Energieträger spielt dabei eine wichtige Rolle.
Wir als Industrieofenbauer sind deshalb stetig dabei, unsere Anlagen hinsichtlich dieser Kriterien zu optimieren, um den CO2-Fußabdruck zukünftig senken und unsere Technologie so klimaschonend wie möglich gestalten zu können.
Fazit und Ausblick
Carbon bzw. CFK und seine Herstellung ist eine wichtige Zukunftstechnologie, die es vor dem Hintergrund der Klimabilanz zu verbessern gilt. Eine Option auf dem Weg zu grünerem Carbon: Algen. An der TU München wird ein Projekt gefördert, das sich der Herstellung von Carbonfasern aus Algen widmet. Das Team entwickelt aus diesen Algen PAN-Fasern, die anschließend CO2-neutral zu Carbonfasern verkohlt werden.
Die Vorteile von CFK sind für zukünftige Mobilitätskonzepte ausschlaggebend: Carbon ist leichter, härter und zugfester als Stahl. Besonders der Flugzeugbau, Windkraftanalagen oder Brennstoffzellentechnologie erweisen sich als starke Wachstumsmärkte. Allerdings ist die Herstellung von CFK besonders komplex, was die Darstellung der einzelnen Produktionsschritte veranschaulicht. Damit verbunden sind auch entsprechend hohe Kosten. Innovationen aus Carbon jedoch sind heute schon unverzichtbar – in Zukunft vermutlich erst recht nicht.