(3)碳纖維復合材料在汽車領域的增長不可忽視。當前,汽車工業正面臨資源和環境的嚴峻挑戰,推進汽車輕量化以降低油耗,是汽車工業發展的主題。復合材料因具有加工能耗低、輕質高強、可設計性強、耐腐蝕、成型工藝性好等優點,成為汽車工業以塑代鋼的理想材料。據數據顯示,汽車用復合材料已占全球復合材料總量的23%以上,并呈逐步上升的趨勢。
同時,碳纖維復合材料在電動車上的應用空間更加巨大。以BMW為例,其生產的i3是第一款主要由碳纖維材料制成的量產汽車。新型碳纖維復合材料技術的應用使得BMWi3的車身質量比傳統電動車減輕了250-350kg.
汽車領域將是碳纖維復合材料最具有潛力、需求量巨大的市場之一,特別是電動汽車領域輕量化需求推動下,2010年汽車產業的碳纖維需求量為2300t,根據我們測算到2019年有望增至9300t,年復合增長率17%。
(4)其它能源和工業領域也將出現不同程度的需求增量。在能源和工業的其它領域,以電力生產和輸送、石油開采為例,碳纖維復合材料都保持了不同程度的需求增量。
實現核電清潔能源的關鍵是核燃料的供應,一個核燃料生產工廠一般由數十萬臺相同的專用分離器組成,如果能夠提高每個分離器的生產能力,則整個工廠的生產能力會得到極大的提高。采用全碳纖維復合材料結構的分離器,生產效率是第一代分離器的8倍多。
碳纖維在輸電領域的利用,主要是用來制作成碳纖維復合材料芯鋁導線(ACCC)。我國每年新增輸電線路100萬km,老化改造線路約20萬km,并且這個數字以每年50%左右的速度遞增,這為ACCC的大力推廣提供了潛在的需求市場。
碳纖維復合材料由于具有模量高、強度大(鋼的7-9倍)、耐腐蝕性強、易于修補、抗沖擊性強、熱膨脹系數和導熱性低、質量輕又無浮力等諸多優點,被廣泛應用于深海石油平臺的結構件,如臍帶管加強桿、錨鏈線纜、采油立管、柔性立管等上。碳纖維復合材料支撐的系纜可用于開采深度達3000m的深海作業平臺,且耐腐蝕性優異,工作壽面可達25年。
預測核電、電力傳輸、石油開采等領域,每年的需求擴張基本保持在年復合增長率9%左右,是能源和工業領域的另外極大重要領域。
航天航空對碳纖維的需求依然可持續爆發
隨著B787、A-380、A-350和COMACC919等大型項目的強勁支撐,航空航天領域對碳纖維的需求依然會持續爆發。CFRP在飛機結構材料的使用上限約為50%-55%,除B-787和A-380外,目前正在研發中的支線飛機(小于200座的窄體商用飛機)有2種,一是上海的COMACC919,另外一種是莫斯科的蘇霍伊100民用飛機,他們預計將采用15-37%的符合材料。在2011-2020年的10年間,通用航空領域可望增加12400架飛機,公務機市場將新增13600架。新飛機上的符合材料約占54%,公務機中占68%左右。
預計隨著B787、A-380、A-350和COMACC919等大型項目的強勁支撐,航空航天領域對碳纖維的需求也將出現大幅上升。2011年全球航空航天領域對碳纖維的需求量約為7010噸,而至2019年我們預計將達到18100噸,年復合增長率達到13%。
消費和娛樂領域對碳纖維的需求保持平穩
消費和娛樂領域中,最早應用PAN-CF的是釣魚竿,現在世界上碳纖維釣魚竿的年生產量為1200萬根左右,每一萬根釣魚竿大概消耗一噸碳纖維,因此全球目前每年釣魚竿的碳纖維用量約1200噸;全球碳纖維高爾夫球桿的年生產量約4000萬根左右,每一萬根高爾夫球桿大概消耗0.5噸碳纖維,總量相當于2000噸碳纖維的用量;目前世界上年生產碳纖維球拍約450萬個,需碳纖維用量約500噸;在其他方面,碳纖維還廣泛應用于滑雪板、棒球棒、公路賽以及船舶類體育用品。