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2022年體育休閑用復合材料市場展望
數十年來，從釣魚桿、曲棍球棍到休閑車（RV）和自行車，許多類型的運動器材都受益于復合材料的輕質和高性能。預計復合材料在運動器材中的應用也將繼續(xù)增長。
根據市場研究公司Lucintel于2020年6月發(fā)布的體育用品市場報告，預計到2023年，體育用品用復合材料的市場規(guī)模將達到5.79億美元，預計2018年至2023年的復合年增長率將達到3.2%。包括沖浪板、滑雪板和滑雪板、自行車、球拍、高爾夫球桿、曲棍球棒和釣魚桿等系列產品中都孕育了復合材料的發(fā)展機遇。在預測期內，碳纖維增強聚合物（CFRP）復合材料仍將是大的細分市場，玻璃纖維復合材料也將經歷適度增長。Lucintel預測，在這段時間內，滑雪板和滑雪板仍將是銷量大的應用，而高爾夫器材的規(guī)模大，在預測期內，釣魚竿的增長幅度大。
除了復合材料體育用品市場的支柱之外，新材料的開發(fā)也將帶來創(chuàng)新從而滿足日益增長的精英體育器材對高性能的需求，例如NAWA的碳納米管（CNT）增強復合材料，用于提高賽車車輪或飛機的性能，日本帝人推出的碳纖維中間材料，專門用于提高網球拍等運動設備的質量標準。另外成立于2020年的一家澳大利亞創(chuàng)業(yè)公司JUC Surf用回收的碳纖維制造廢料制造復合材料沖浪板。
在航空運動領域，寶馬集團子品牌BMW i于2020年11月推出了其款電動人體翼服，該翼服采用13英寸碳纖維復合材料葉輪。在水上運動方面，Cobra International因其可持續(xù)發(fā)展的技術和產品（如CocoMat椰子纖維技術和生物基沖浪板）而聞名，該公司以輕質、高性能、高科技的滑板進入了電動沖浪板市場。
自行車仍然是復合材料使用的引人注目的市場。在諸多因素的推動下，包括2020年新冠肺炎導致的停工期間，戶外運動的普及率激增，自行車需求增加。根據幾份報告，高端碳纖維車架的市場增長率也超過了13%，預計這一趨勢將持續(xù)下去。
2019年，美國Arevo公司在德國弗里德里希沙芬的2019歐洲自行車展上推出了上款3D打印碳纖維一體式生產自行車車架。2020年，該公司推出了直接面向消費者的硅谷自行車品牌Superstrata，據說這是上款采用耐沖擊一體式碳纖維框架的量身訂做3D打印自行車。繼這些成功之后，Arevo于2021年5月次推出Scotsman，這是一個新的電動踏板車品牌，其旗艦產品是定制3D打印、碳纖維/熱塑性復合材料電動踏板車。
多年來，復合材料還被用于特種、高性能運動鞋和頭盔等防護設備。特別是在過去一年中，許多公司報告了這一領域的新創(chuàng)新和新產品。例如，美國初創(chuàng)公司Carbitex Inc.開發(fā)出一種柔性熱塑性碳纖維板技術并獲得，該技術被用作運動鞋和越野鞋的小腿或其他部件，以及運動頭盔、護肩和醫(yī)療支具應用中的其他部件。德國Covestro AG公開了幾項合作，使用其碳纖維增強熱塑性Maezio材料增強跑鞋、籃球鞋等的組件。2021年9月，意大利Salewa推出了一款新型輕質登山靴，采用碳纖維/熱塑性復合材料框架，鞋頭采用Xenia materials（意大利穆索蘭特）的材料。2021年10月，意大利CRP Technology宣布其Windform SP碳纖維填充材料用于外底、中底和特殊Pleko履帶釘的羅紋。
除了鞋子，復合材料還被用于生產更堅固、更耐沖擊的頭盔，用于體育活動。近的發(fā)展包括新加坡南洋理工大學（NTU）機械和航空航天工程學院的一組研究人員與法國特種材料公司Arkema合作設計的一種成本效益高的復合材料密集型頭盔。美國Helicoid Industries Inc.也在研究和測試一種受仿生設計啟發(fā)的更輕、更耐沖擊的防護頭盔。
2022年可再生能源用復合材料市場展望
長期以來，風能市場一直被視為玻璃纖維增強復合材料（以及越來越多的碳纖維復合材料）的大市場，因為大型渦輪機和更長的風葉片的開發(fā)，需要更高性能、更輕重量的材料。
隨著各國政府和組織努力實現新的、更嚴格的減排和可再生能源目標，特別是海上風能和其他類型的可再生能源，無論是在研發(fā)實驗室還是在開發(fā)中的新項目中都在繼續(xù)增長。
根據風能理事會（GWEC）2021年9月發(fā)布的年度海上風電報告，2020年海上風電容量穩(wěn)步增長，裝機容量為61 GW，其中以市場占比高。然而，GWEC指出，海上風電需要以更快地速度增長才能達到碳排放目標。
根據美國清潔能源協(xié)會（ACP，前身為美國風能協(xié)會AWEA）提供數據，在美國，太陽能發(fā)電在其可再生能源中占據大的容量份額（54%），其次是陸上風電（23%）、海上風電（14%）和電池儲能（9%）。目前，根據ACP 2021年第二季度的報告，美國清潔電力總運營容量超過180216MW，與2020年同期相比，今年上半年清潔電力新增量增長了17%。
在海上風電方面，美國喬·拜登總統(tǒng)計劃到2030年部署30 GW的海上風電（比美國目前運營的一個海上風電場的30 MW有所增加）。2021年5月，拜登政府還批準了美國水域的個大型海上風電項目——馬薩諸塞州沿海的800MW葡萄園風能項目。ACP報告預計到2026年，14個項目的海上風電運行容量將達到9112MW。此外，據《紐約時報》報道，拜登在10月13日宣布了一項計劃，計劃在美國幾乎整個海岸線上開發(fā)大型風力發(fā)電廠，這是政府項利用海上渦輪機發(fā)電的長期戰(zhàn)略。
風力渦輪機的規(guī)模也在不斷增加。二十多年前，當個大規(guī)模商業(yè)風力發(fā)電系統(tǒng)上線時，風電場由額定功率為1MW或以下的渦輪機組成，帶有玻璃纖維增強葉片，長度通常在10到15米之間。如今，海上6至9MW的渦輪機，葉片長度為65-80米，已成為標準。2021年，維斯塔斯宣布其15MW、115米長的葉片V236用于海上風電，臺預計將于2022年安裝。隨著渦輪機的發(fā)展，復合材料也越來越多地融入到其他組件中，例如Suzlon Group（印度浦那）針對大型渦輪機的優(yōu)化復合材料機艙蓋設計。
此外，隨著風力渦輪機變得越來越大，葉片長度不斷增加，翼梁帽中的碳纖維加固（作為風力渦輪機轉子葉片的加固構件）已成為一種有效的方式，可以減輕總體重量，增加葉片剛度，以防突然陣風時塔架撞擊。
風葉開發(fā)的新的研究工作包括使用增材制造（AM，3D打印）用于風葉模具或終使用的風葉部件，例如來自美國緬因大學先進結構和復合材料中心（UMAN-ASCC）正在進行的項目，使用基于生物材料的3D打印風葉模具；美國橡樹嶺實驗室（ORNL）、通用電氣業(yè)務部門和其他部門正在進行的直接3D打印風葉尖端的項目。然而，隨著時間的推移，風力渦輪機葉片會磨損或老化，必須更換。作為回應，該行業(yè)正越來越多地討論如何處理退役復合材料渦輪葉片的解決方案，尤其是如何回收退役復合材料渦輪葉片。幾家風電行業(yè)的領導者已經宣布計劃逐步采用完全可回收的葉片和渦輪機。例如，西門子Gamesa在2021年7月宣布，其目標是重新設計其所有渦輪機，以確保到2040年100%的可回收渦輪機市場。丹麥?rsted A/S于2021年6月宣布其計劃回收或再利用其在范圍內退役的所有海上風電葉片。維斯塔斯表示，到2040年，該公司將生產零廢物風力渦輪機。通用電氣可再生能源公司）已與威立雅北美公司合作，回收通用電氣美國陸上渦輪機的風葉。
學術機構和企業(yè)也在推動風力葉片回收的研究和開發(fā)。2021年，該領域新公布的研究項目和財團包括CETEC（熱固性環(huán)氧復合材料循環(huán)經濟）倡議；由 10 個合作伙伴組成的 DecomBlades 財團；Aker Offshore Wind（Lysaker，挪威）、Aker Horizons（挪威）和斯特拉斯克萊德大學（蘇格蘭）之間關于 GFRP 風力葉片回收開發(fā)的諒解備忘錄 (MoU )；以及 GE Renewable Energy 和LafargeHolcim之間的合作伙伴關系 （瑞士楚格）探索將風力葉片材料回收成水泥等建筑材料。
許多研發(fā)工作也將重點放在使風機葉片本身更加可回收上。例如，2021年9月7日，西門子Gamesa宣布推出可回收葉片，該產品據稱是上款可回收的風機葉片，可用于海上商業(yè)用途。可回收葉片使用了一種新的樹脂配方，以便于回收工作。
有的也正在探索重新調整整個葉片結構的用途，而不是將組件分解到其他地方重新使用。例如，波蘭公司Anmet已開發(fā)出將風葉重新用作人行天橋甚至家具的方法。在其他渦輪機部件上使用可回收或更可持續(xù)的材料的工作也正在進行。例如，Greenboats GmbH（德國不來梅）、Sicomin（法國馬蒂格斯堡）和Bcomp（瑞士弗里堡）的合作伙伴Greenboats GmbH建造天然纖維復合材料短艙的項目是2021年JEC創(chuàng)新獎的終入圍者。
還有其他可再生能源部門也在使用復合材料的，例如一種很有前途的海洋能源技術是波浪能轉換器（WEC），該設備利用海浪運動發(fā)電。2021年，CorPower ocean（瑞典斯德哥爾摩）建造了其纖維纏繞玻璃纖維增強復合材料（GFRP）的個全尺寸原型，浮標形狀的WEC，該公司希望到2025年將其擴大到工業(yè)規(guī)模的海洋能源農場。其他復合材料密集型可再生能源技術包括潮汐渦輪機葉片，或淡水水力發(fā)電渦輪機葉片，如Kinetic NRG（澳大利亞黃金海岸）開發(fā)的螺旋形設計。2021年設計、制造、檢測公司?ireComposites、海洋可再生能源解決方案公司ORPC和愛爾蘭國立戈爾韋大學啟動了一個項目，以開發(fā)和銷售由全回收碳制成的潮汐渦輪機箔纖維復合材料。（作者：錢鑫博士）