全球碳纖維生產(chǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢(shì)（二）

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全球碳纖維生產(chǎn)、應(yīng)用現(xiàn)狀和趨勢(shì)（二）

CF在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用

據(jù)2008年的預(yù)測(cè)，大絲束CF在產(chǎn)業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用將有大幅增長(zhǎng)，其年增長(zhǎng)率將達(dá)15%～16%，其份額將由2009年的51%提高至2014年的63%，其概況如下：

風(fēng)電業(yè)

根據(jù)WWEA于2009年一季度在15個(gè)國(guó)家中11家頂級(jí)風(fēng)電企業(yè)的統(tǒng)計(jì)，2009年的業(yè)績(jī)將較上年增長(zhǎng)23%，由于金融危機(jī)的影響，也可能降至20%。根據(jù)目前的年增長(zhǎng)率，CF用于風(fēng)電業(yè)的年耗量將為：2012年達(dá)7.5 kt，2014年達(dá)14.5 kt。中國(guó)予浸漬體制造商已與領(lǐng)先的葉片制造商合作，將提供1 kt CF所需的予浸漬體。美國(guó)盡管受到金融危機(jī)的影響，在2009－2010年期間，其風(fēng)電業(yè)仍在持續(xù)增長(zhǎng)。

預(yù)計(jì)到2015－2020年，將出現(xiàn)8.0～10.0 MW的風(fēng)電發(fā)電裝置，所以，以CF復(fù)合材料來(lái)制作葉片將為其最佳選擇。

汽車(chē)業(yè)

各國(guó)汽車(chē)業(yè)目前已開(kāi)始重視燃料經(jīng)濟(jì)，致力于CF在此行業(yè)中的應(yīng)用，2009年5月，美國(guó)政府頒布了CAFé（即通用平均燃料效率，為Corporate Average Fueléfficiency的縮寫(xiě)）法令，要求汽車(chē)燃料耗量達(dá)到27 MPG（即每英里耗油加侖數(shù)，為Miles per Gallon的縮寫(xiě)）。雖然GFRP部件現(xiàn)仍在起著重要作用，但CFRP部件必將占優(yōu)勢(shì)，2009年，價(jià)昂的CF阻礙了它在汽車(chē)業(yè)中的應(yīng)用，但在今后10年里，可望有所改變。先前，GFRP僅在賽車(chē)（主要是歐洲F1賽車(chē)）中應(yīng)用；2008年，Tesla電動(dòng)運(yùn)動(dòng)車(chē)車(chē)中的儀表盤(pán)中大量使用了CFRP，以減輕車(chē)重。2008年8月，日本汽車(chē)和CF廠商聯(lián)合商定，要在2010年年中，在汽車(chē)業(yè)中以CF代替鋼材，使汽車(chē)質(zhì)量減輕40%。

海上采油

目前，深海采油相當(dāng)于近海采油的9%，在淺水油田采完后，必將轉(zhuǎn)向深埋在數(shù)千米以下的油藏。即使井深只有1 km，如采用鋼材，已很難支持井架本身的質(zhì)量，并防止其變形和彎曲；此外，還存在著腐蝕問(wèn)題。如采用CF，則可達(dá)到鋼制井架不能達(dá)到的深度。在近海采油中，CF已成功地用于制作提升管和“阻塞閥（chokes）”，一臺(tái)的提升管要耗用CF約60 t。采油平臺(tái)將經(jīng)由CFRP繩索系泊于海洋底部，輕質(zhì)和高剛性的CF可減輕由波浪運(yùn)動(dòng)而引起的井架幌動(dòng)。CFRP用作臨時(shí)電纜及管道時(shí)，可抵御它沉于海底、形成曲線時(shí)帶來(lái)的不均勻的張力負(fù)荷。

壓縮天然氣

汽車(chē)可使用壓縮天然氣（即CNG，為Compressed Natural Gas的縮寫(xiě)）；在世界各地，已有900萬(wàn)輛使用CNG的汽車(chē)在行駛中，今后還要持續(xù)增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)在2012年以前，其年增長(zhǎng)率將達(dá)12%，以后甚至高達(dá)15%。美國(guó)已有20%～25%的城市巴士以CNG驅(qū)動(dòng)，每輛巴士要配備1～2組CNG罐，每組含此罐2～4只，其容量通常為120 L，要在200 ba壓力下操作，如采用CF，每罐約需CF 20～22 kg，僅為鋼制罐質(zhì)量的1／5至1／3，其優(yōu)點(diǎn)是操作費(fèi)用低，而且能耐腐蝕。2008年，用于此的CF用量達(dá)1.5 t，一旦全球經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇，預(yù)計(jì)到2014年，其需求將達(dá)3 kt。

運(yùn)動(dòng)器材

在非航天領(lǐng)域中，運(yùn)動(dòng)器材業(yè)原先是CF應(yīng)用得最多的行業(yè)，但目前其份額有所降低，約為21%。CF主要用于制作高爾夫球棒，曲棍球柄，網(wǎng)球拍，滑雪鞋板，釣魚(yú)桿和自行車(chē)零件等。預(yù)計(jì)到2016年，其年增長(zhǎng)率將降至16%。

發(fā)展趨勢(shì)

在上世紀(jì)80年代后期，一般認(rèn)為CF生產(chǎn)戰(zhàn)線的MES（即最小經(jīng)濟(jì)規(guī)模，為Minimum Economic Scale的縮寫(xiě)）為100 TPA，并把500 TPA視為標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模，到了本世紀(jì)初，逐步增至1 500～1 800 TPA；最近某些企業(yè)宣稱(chēng)，已可達(dá)到2 500～3 000 TPA的規(guī)模。

CF（指小絲束或大絲束產(chǎn)品）的價(jià)格在2006－2007年達(dá)到頂峰，現(xiàn)在有所降低。它主要取決于原油價(jià)格，因?yàn)槠淝爸皿wPAN的價(jià)格與原油價(jià)格密切相關(guān)；預(yù)計(jì)在2010年里，CF的價(jià)格將溫和上升。

（黃興山編譯，取材自IFJ Feb.2010）