2015年,全球民用領(lǐng)域中碳纖維需求共66760噸,相比2009年的21210噸增長幅度為214.76%。其中,自2009年起,對碳纖維的需求增長幅度較大的領(lǐng)域主要有風(fēng)力發(fā)電、模塑料、壓力容器以及汽車(結(jié)構(gòu)和車身)。
在風(fēng)力發(fā)電、模塑料、壓力容器以及汽車(結(jié)構(gòu)和車身)領(lǐng)域,對碳纖維的需求量分別從2009年時的7060噸、5300噸、1280噸、1800噸,增長到2015年的37580噸、7700噸、7250噸、4000噸,增長幅度分別高達432.29%、45.28%、466.4%、122.22%。
在能源領(lǐng)域中,先進復(fù)合材料可以應(yīng)用在風(fēng)電能源、碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線、抽油桿、鋰電池等產(chǎn)品中。
在風(fēng)電領(lǐng)域中的葉片(6噸~8噸)、整流罩、機艙罩等的應(yīng)用中,先進復(fù)合材料主要起到減輕重量的作用。
碳纖維復(fù)合材料作為復(fù)合芯導(dǎo)線應(yīng)用時,具有載流量大、重量輕、弧垂小等特點。
2014年4月,中復(fù)集團的碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線在220千伏南京長江大橋熱曉線燕子磯大跨越改造工程中成功掛網(wǎng)通電,這是世界上首條使用碳纖維復(fù)合芯導(dǎo)線的大跨距工程。該工程不僅為今后全國各省市大跨越增容改造工程提供了范本,而且還為電網(wǎng)的智能化發(fā)展提供了技術(shù)支撐。
先進復(fù)合材料以其輕質(zhì)、高強度、耐腐蝕等優(yōu)勢可以很好地在抽油桿中應(yīng)用。
碳纖維復(fù)合材料具有非常高的拉伸強度和鋰離子集成能力,可以同時作為鋰離子電池的結(jié)構(gòu)電極和車身結(jié)構(gòu)中的結(jié)構(gòu)、能量一體化材料。目前,在瑞典的電動汽車中已有應(yīng)用。
在汽車領(lǐng)域中,先進復(fù)合材料可以使車重減少約10%,燃油經(jīng)濟提升6%~8%。目前,寶馬計劃突破車身等主體結(jié)構(gòu)應(yīng)用、低成本化工藝、修復(fù)技術(shù)這3大關(guān)鍵技術(shù),進行碳纖維部件的擴產(chǎn)。大眾旗下的蘭博基尼也將牽頭推廣碳纖維車身技術(shù),這種技術(shù)可使車架減重達到200公斤。
2014年,在北京國際車展上,由寧波材料所與奇瑞汽車聯(lián)合研制出碳纖維插電式混合動力“艾瑞澤7”車型,外殼重量減輕10%,油耗降低7%;同時,車身總體減重達到40%~60%,使汽車整體可操控性加強。
航空領(lǐng)域?qū)τ谙冗M復(fù)合材料的需求也在日益增長。如商用飛機對于碳纖維的需求由2009年的3270噸增長至2015年的7910噸,增長幅度高達141.89%。目前,先進復(fù)合材料在民用客機波音787中的用量最大,用量占比達到50%,主要應(yīng)用在機身上;其次為A380,用量占比為25%。
目前,我國首款擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的RX1E銳翔雙座電動輕型載人飛機,將開始批量生產(chǎn),此款飛機采用全碳纖維復(fù)合材料結(jié)構(gòu)機體,最大起飛重量約500公斤。
在體育休閑領(lǐng)域中,先進復(fù)合材料可以應(yīng)用在網(wǎng)球拍、釣具、自行車、三腳架、滑板等產(chǎn)品中。