复合材料的未来值得期待：碳纤维，回收，氢能或成热点

9月2-4日，一年一度的国际复合材料展览会在疫情之后仍然如期召开，可惜不能参加。离开复合材料领域已有近十年，也离开了技术研发一线，但仍然在心底里对我的专业本行念念不忘。从这次参展的展商来看，这次展览会已经明显有几个重要的技术发展方向，我个人比较关心的是碳纤维复合材料，复合材料回收，复合材料在氢能领域的应用等，实际上我还是关心复合材料相关的风电技术。1，碳纤维复合材料值得欣慰的是，原来日本霸占全球碳纤维半壁江山的时代已经过去，中国也有了自己的碳纤维企业，吉林碳素，中复神鹰等，年产能也都是千吨级以上。据了解，T700级的碳纤维千克售价已经接近150元，十年前这个价格是千元左右。一直以来，大家都对国产新材料嗤之以鼻，其实这是一种错误的看法，日本东丽，东邦等碳纤维领军企业依靠技术垄断和市场垄断，把持着碳纤维的市场价格主动权，导致中国的航空航天以及民用碳纤维复合材料成本一直居高不下，而在今天，我们已经把T700,T800等高等级的碳纤维技术突破，并实现量产。据中国建材中复神鹰介绍，未来几年，中复神鹰的碳纤维产量将突破万吨，我想到那时候，日本，欧洲和美国把持的碳纤维市场也就烟消云散。

碳纤维是国防领域关键材料，技术和产能的突破，对于国家材料领域的关键技术产业安全至关重要，碳纤维一直以来在复合材料领域是属于奢侈领域，单位千克的售价都是几百乃至几千元，只有我们自己突破了技术和产能，国外的垄断被打破才可能把价格降下来，同时在敏感时期也不至于受制于外。风机中，叶片是未来碳纤维的重要市场方面之一。根据目前海上70m以上叶片的应用来看，单片叶片用量达到3-5吨，单支叶片减重6-10吨。这个市场无法估计。国产碳纤维的成功批量，为海上风电叶片的应用打开了市场大门。应该说，碳纤维国产化适逢其会，未来不可限量，简单估算年需求也是万吨级以上。2，复合材料的回收我在我的文章中多次提到并建议加快叶片的回收技术和工程应用研究，未来3-5年，风机叶片将迎来第一个叶片服役到期的高峰，以后每年的叶片回收链都在百万吨以上，高峰期将达到500万吨。我也曾经提出，叶片的回收是需要成本的，并且也是风机寿命到期处理的重要成本之一。好在国家行业协会已经开始复合材料回收有关标准的编制，并对回收的处理方式及标准开始研究，相信不久的将来就会给叶片回收带来新的市场。3，氢能复合材料氢能自2019年以来，已经成为业界的网红产业。全国不少于40个城市制定氢能发展规划，电力系统企业基本都成立了氢能发展的技术产业部门，重点研究氢能的发展，氢能产业涉及产业链长而且负责，从制氢，储氢，运氢，用氢，氢燃料电池及汽车等，而氢能的产业突起确是风电消纳难题导致，风电制氢成为三北区域的重要消纳方式，但我个人对氢能的发展并不是乐观，目前全球的氢能产业并不深入，技术尚未达到工程化的批量应用阶段。尤其是技术方面还没突破，成本是个大问题。当前存在困难并不意味着没有发展。由于国家重视，2019年总理政府工作报告专门指出要支持发展氢能，中国的任何产业发展都与国家的政策支持不无关系，风电，光伏都是成功案例。但氢能的发展道路可能长一点，主要是国外的氢能应用也还不是很成熟，与2006-2007国家当初引进风电技术不能同日而语。但在中国，集中力量办点事的传统做法，只要我们想做，我想这都不是问题。目前，中国氢能产业已实现大陆区域全覆盖，以氢燃料电池汽车为例，我国氢燃料电池汽车销量增速明显。从2015年仅有10辆，到2019年全年销售2737辆，累计销量达6000多辆，已达成2020年的阶段性目标。区域代表省份发展状态东部上海、江苏和山东中国燃料电池车研发与示范最早的地区西部四川省国内可再生能源制氢和燃料电池电堆研发的重要地区南部广东中国燃料电池车大规模示范和加氢网络规划较为成熟的地区北部北京、河北和辽宁中国较早开展燃料电池电堆和关键零部件研发的地区，并在2008年北京奥运会期间进行了燃料电池车试运行中部湖北和河南省中国燃料电池重要零部件研发和客车大规模示范地区。过去两年，任何一个行业从未像氢能的发展这么迅猛，十几家央企，从南到北，从东到西纷纷入场开发氢能产业，氢能的早期培育在近十年来一直以不温不火的形式表现，直到2019年突然呈跳跃式发展，而这直接导火线源自风光新能源的消纳难题。

氢能正在改变能源消费革命未来（照片来自中国改革报）氢能一方面发展了可以解决风电光伏的消纳问题，如果解决了氢能的储存问题，未来的能源消费革命可能有氢能改写，因为电力需要电网支持，而氢能只要一个小小的储氢装置，就可以带走，无需上网，即插即用，未来可期。当然，先进复合材料在氢能的主要应用就在于氢能的储存容器中。碳纤维复合材料的复合气瓶可以达到70MPa，单位储氢的能量密度大幅增加，对于氢能的储存技术发展将带来颠覆性的突破。同时，氢能的发展将极大的带动碳纤维复合材料在氢能的应用市场。复合材料来自军工，走向民用，因为轻质高强和材料可设计，以及某些特殊的性能，将极大的改变我们传统材料的应用范围，未来的复合材料将会应用更加广泛，成本更加低廉。