體育休閑領(lǐng)域：市場規(guī)模穩(wěn)定
體育休閑領(lǐng)域是碳纖維最早應用的領(lǐng)域之一。早在 1970 年代，碳纖維就被應用于釣竿的制作。現(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度、輕量化的性能，因其要求能準確地將高爾夫球朝指定方向打向擊打并能夠達到足夠遠的地方。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碳纖維復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 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、皮劃艇等運動器材也有碳纖維的應用。
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，高壓氫氣瓶迎來強勁需求。此外，歐美興起的頁巖氣收集、運輸、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充動力的運輸路線；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）一小（24L）兩個 Ⅳ 型高壓氫氣罐，外殼中層采用碳纖維復合材料。
○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)模目標為：2020 年要達到 5000 輛，2025 年要達到 5 萬輛，2030 年要達到百萬輛。
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%。預計我國氫燃料電池客車和專用車 2020-2025 年將進入?yún)^(qū)域成熟階段，2025-2030 年將進入快速增長階段；而燃料電池乘用車預計 2020-2025 年將會進入階段量產(chǎn)階段，2025 年后將進入商業(yè)化應用階段。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)量達到 5 萬輛，則碳纖維需求量將會達到 16000 噸，2020 年至 2025 年復合增長率達 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%。預計我國氫燃料電池客車和專用車 2020-2025 年將進入?yún)^(qū)域成熟階段，2025-2030 年將進入快速增長階段；而燃料電池乘用車預計 2020-2025 年將會進入階段量產(chǎn)階段，2025 年后將進入商業(yè)化應用階段。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)量達到 5 萬輛，則碳纖維需求量將會達到 16000 噸，2020 年至 2025 年復合增長率達 58%。
● 土木建筑
碳纖維是建筑補強的最佳材料，因其輕便且強度高，不需要用到重型機械就可以貼合金屬板，只要在施工現(xiàn)場經(jīng)樹脂浸漬強化后就能進行施工。除了高比強、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 年修復時采用了粘貼碳纖維布的施工工藝，增強了橋梁結(jié)構(gòu)強度。
歐美和日本的研究經(jīng)驗表明，碳纖維復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)及應用大有可為。
歐美和日本的研究經(jīng)驗表明，碳纖維復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)及應用大有可為。
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