體育休閑領(lǐng)域：市場規(guī)模穩(wěn)定
體育休閑領(lǐng)域是碳纖維最早應(yīng)用的領(lǐng)域之一。早在 1970 年代，碳纖維就被應(yīng)用于釣竿的制作?，F(xiàn)在，在體育休閑領(lǐng)域，碳纖維主要用于釣竿、高爾夫球桿、網(wǎng)球拍等產(chǎn)品的制作。傳統(tǒng)的釣竿由竹子制成，又長又重，操作起來很麻煩。工業(yè)化生產(chǎn)的現(xiàn)代合成材料釣竿的第一代產(chǎn)品是玻璃鋼制成的釣竿。但現(xiàn)在上等的釣竿需要達(dá)到尺寸便攜，質(zhì)量輕，硬度高的性能，以便垂釣者可以精確投擲魚餌，及時捕捉魚上鉤的信號以及快速收線，在這方面玻璃鋼桿已經(jīng)無法滿足消費者需求了。奧林匹克釣具公司于 1972 年首次推出了用東麗的碳纖維制成的“世紀(jì)魚竿”，這根魚竿的重量約為玻璃鋼桿一半，真正實現(xiàn)了釣竿的輕量化。現(xiàn)在低端的釣竿采用玻璃鋼或密度較差的碳纖維制成，而高端的釣竿則由碳纖維或納米硼纖維制成，后者的主要材質(zhì)仍是碳纖維，但在碳纖維素材中加入了 10%-20%的納米硼纖維。
高爾夫球桿同樣需要高強(qiáng)度、輕量化的性能，因其要求能準(zhǔn)確地將高爾夫球朝指定方向打向擊打并能夠達(dá)到足夠遠(yuǎn)的地方。最早的高爾夫球桿由山核桃木材等天然材料制成，自 1920 年代起出現(xiàn)了鋼鐵桿，1970 年代以后碳纖維桿成為了主流球桿。現(xiàn)在幾乎全部木制高爾夫球桿以及 65%的鐵制高爾夫球桿都已經(jīng)被碳纖維球桿所取代，碳纖維已成為推動高爾夫球運(yùn)動發(fā)展的重要材料。
網(wǎng)球拍的材料也同樣經(jīng)過木制、鋼鐵、鋁合金到碳纖維的演變。碳纖維復(fù)合材料制成球拍擁有擊球速度快、耐久性好、設(shè)計靈活性高等特性。美國于 1974 年首次推出碳纖維制球拍，中國臺灣更是通過制造碳纖維球拍奠定了自己在全球復(fù)合材料加工技術(shù)上重要的地位，成為網(wǎng)球拍王國。1978 年光男公司從國外引進(jìn)碳纖維復(fù)合材料制造碳纖維拍，在這之后短短的幾年間，碳纖維拍不但淘汰了傳統(tǒng)的木制球拍，還改變了世界網(wǎng)球拍的產(chǎn)銷結(jié)構(gòu)，職業(yè)比賽的球拍碳纖維含量可達(dá) 66%。
自行車是近年來碳纖維在交通工具/體育休閑領(lǐng)域中得到很大發(fā)展的一項應(yīng)用。目前鋁制車架成型車的重量約為 9.5kg，而碳纖維車架成型車的重量被控制在 7kg 以下，碳纖維框架實現(xiàn)了相比鋁框架近 30%的輕量化，在山地車和公路自行車上十分適用。此外，撐桿、弓箭、滑雪板、皮劃艇等運(yùn)動器材也有碳纖維的應(yīng)用。
2019 年體育休閑領(lǐng)域碳纖維需求為 15000 噸，同比增長 5%。體育休閑碳纖維市場產(chǎn)業(yè)規(guī)模穩(wěn)定，市場趨于飽和，短期內(nèi)不會出現(xiàn)快速增長或明顯下滑。
●高壓容器
美國和歐洲國家的天然煤氣罐以及用于消防及醫(yī)療用途的空氣呼吸機(jī)等高壓容器的制作都已經(jīng)開始廣泛采用碳纖維材料，日本和其他的亞洲國家也對這項應(yīng)用抱有興趣。以往的鐵制氣瓶重量大且重心高、安全性偏低，采用碳纖維制造的氣瓶能比鐵質(zhì)氣瓶減少約 1/3 的重量。此外，高壓容器的對破裂特性要求很高，碳纖維的高比強(qiáng)度性能在這方面能有效發(fā)揮優(yōu)勢。東麗、帝人、三菱麗陽、西格里等企業(yè)都有能應(yīng)用于壓力容器的碳纖維產(chǎn)品。
隨著燃料電池突破低成本，高壓氫氣瓶迎來強(qiáng)勁需求。此外，歐美興起的頁巖氣收集、運(yùn)輸、貯藏產(chǎn)業(yè)需要高壓氣瓶，由此推動碳纖維壓力容器的需求。雖然目前碳纖維壓力容器的市場不大，但卻有著較大的增長空間。
○燃料電池汽車發(fā)展推動儲氫罐碳纖維需求增長
各國政府大力扶持燃料電池汽車的發(fā)展，推動了用于制造燃料電池汽車儲氫罐的碳纖維需求迅速增長。
美、日、韓、法將推廣氫燃料電池汽車提升到了戰(zhàn)略層面：2018 年美國起草中西部各州替代燃料運(yùn)輸走廊行動計劃，建立電動、燃料電池和 CNG 動力乘用車、卡車和公共汽車均可補(bǔ)充動力的運(yùn)輸路線；日本政府 2017 年 12 月 26 日正式發(fā)布了“氫能源基本戰(zhàn)略”，主要目標(biāo)包括到 2030 年左右實現(xiàn)氫能源發(fā)電商用化，以削減碳排放并提高能源自給率；據(jù)《韓國先驅(qū)報》2019 年 1 月報道，韓國政府發(fā)布了一份提高國內(nèi)氫燃料電池電動汽車（FCEV）使用的發(fā)展路線圖，目標(biāo)是到 2040 年生產(chǎn) 620 萬輛氫燃料電池電動汽車，并在全國建立 1200 座加氫站；法國發(fā)布國家氫能計劃，2019 年投入 1 億歐元用于氫能工業(yè)、交通及儲能等領(lǐng)域。
燃料電池汽車所用的氫燃料在常溫常壓下為氣態(tài)，密度僅為空氣的 7.14%，車載儲氫技術(shù)的改進(jìn)是氫燃料電池車發(fā)展的關(guān)鍵。將氣瓶作為儲存容器，通過高壓壓縮方式儲存氣態(tài)氫是應(yīng)用最廣泛的儲氫方式。高壓氣態(tài)儲氫容器共有四個型號，I 型為純鋼制金屬瓶，II 型為鋼制內(nèi)膽纖維纏繞瓶，III 型為鋁內(nèi)膽纖維纏繞瓶，IV 型為塑料內(nèi)膽纖維纏繞瓶。其中 I 型、II 型儲氫容器因重量過重、儲氫密度低、容易發(fā)生脆斷，難以用于車載儲氫；III 型、IV 型瓶由于制作內(nèi)膽和保護(hù)層的材料密度低、氣瓶質(zhì)量輕、單位質(zhì)量儲氫密度增加。因此，燃料電池汽車儲氫罐大多使用 III 型、IV 型這兩種型號。
歐美和日本的多家汽車公司如通用、豐田、本田已經(jīng)開始使用質(zhì)量更輕、成本更低、儲氫密度更高的Ⅳ型儲氫瓶。我國的技術(shù)水平距國外還有一定差距，現(xiàn)階段用于乘用車儲氫罐的成熟產(chǎn)品為 III 型儲氫罐，Ⅳ 型儲氫瓶仍處于研發(fā)階段。
2014 年上市的豐田 MIRAI 是世界上第一款實現(xiàn)商業(yè)化的燃料電池汽車。MIRAI 共有一大（117L）一?。?4L）兩個 Ⅳ 型高壓氫氣罐，外殼中層采用碳纖維復(fù)合材料。
○我國儲氫罐碳纖維需求測算
我國 2017 年發(fā)布的《節(jié)能與新能源汽車技術(shù)路線圖》提出我國燃料電池汽車規(guī)模目標(biāo)為：2020 年要達(dá)到 5000 輛，2025 年要達(dá)到 5 萬輛，2030 年要達(dá)到百萬輛。
現(xiàn)階段我國氫燃料電池汽車還局限于客車和專用車。GGII 數(shù)據(jù)顯示，2019 年我國共生產(chǎn)氫燃料電池汽車 3018 輛，同比增長 86.41%。其中客車共 1335 輛，占 44%；專用車共 1683 輛，占 56%。預(yù)計我國氫燃料電池客車和專用車 2020-2025 年將進(jìn)入?yún)^(qū)域成熟階段，2025-2030 年將進(jìn)入快速增長階段；而燃料電池乘用車預(yù)計 2020-2025 年將會進(jìn)入階段量產(chǎn)階段，2025 年后將進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。假設(shè)每輛氫燃料電池客車和專車消耗 320kg 碳纖維，2025 年氫燃料電池汽車產(chǎn)量達(dá)到 5 萬輛，則碳纖維需求量將會達(dá)到 16000 噸，2020 年至 2025 年復(fù)合增長率達(dá) 58%。
現(xiàn)階段我國氫燃料電池汽車還局限于客車和專用車。GGII 數(shù)據(jù)顯示，2019 年我國共生產(chǎn)氫燃料電池汽車 3018 輛，同比增長 86.41%。其中客車共 1335 輛，占 44%；專用車共 1683 輛，占 56%。預(yù)計我國氫燃料電池客車和專用車 2020-2025 年將進(jìn)入?yún)^(qū)域成熟階段，2025-2030 年將進(jìn)入快速增長階段；而燃料電池乘用車預(yù)計 2020-2025 年將會進(jìn)入階段量產(chǎn)階段，2025 年后將進(jìn)入商業(yè)化應(yīng)用階段。假設(shè)每輛氫燃料電池客車和專車消耗 320kg 碳纖維，2025 年氫燃料電池汽車產(chǎn)量達(dá)到 5 萬輛，則碳纖維需求量將會達(dá)到 16000 噸，2020 年至 2025 年復(fù)合增長率達(dá) 58%。
● 土木建筑
碳纖維是建筑補(bǔ)強(qiáng)的最佳材料，因其輕便且強(qiáng)度高，不需要用到重型機(jī)械就可以貼合金屬板，只要在施工現(xiàn)場經(jīng)樹脂浸漬強(qiáng)化后就能進(jìn)行施工。除了高比強(qiáng)、高比拉伸模量的特性外，碳纖維還具不生銹的特性，在海岸潮濕環(huán)境下，相比于易生銹的金屬有不易被腐蝕的優(yōu)勢。日籍建筑師隈研吾與建筑材料生產(chǎn)商小松精練合作，利用碳纖維建造了全球首幢碳纖抗震建筑，該大樓主體以混凝土建成，以碳纖維作地基，使用了小松精練的熱塑性碳纖維制成包圍整幢建筑的碳纖維桿。我國南昌的生米大橋的主橋跨中橋面板及引橋梁體、匝道、橋墩橋臺部位在 2017 年修復(fù)時采用了粘貼碳纖維布的施工工藝，增強(qiáng)了橋梁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。
歐美和日本的研究經(jīng)驗表明，碳纖維復(fù)合材料加固后的房屋具有良好的抗震防震效果。我國的建筑質(zhì)量和震區(qū)的危房加固成效與歐美和日本相比尚有一定差距，也正因為如此，碳纖維在我國土木建筑領(lǐng)域的研發(fā)及應(yīng)用大有可為。
歐美和日本的研究經(jīng)驗表明，碳纖維復(fù)合材料加固后的房屋具有良好的抗震防震效果。我國的建筑質(zhì)量和震區(qū)的危房加固成效與歐美和日本相比尚有一定差距，也正因為如此，碳纖維在我國土木建筑領(lǐng)域的研發(fā)及應(yīng)用大有可為。
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