碳纤维的应用前景.doc

对于碳纤维的应用前景，很多朋友不太现实，笔者就自己有限的所知，这里就多花一点笔墨在这个领域。 先让俺们来看一看，主要用碳纤维制造的美国波音787客机Dreamliner。该飞机从用材总量来看，复合材料在体积上占飞机的80%，其中包括23吨碳纤维（制造成35吨碳纤维增强聚合物）。按照重量来计算，复合材料占总重量的50%。其他包括20%铝，15%钛，钢只占了10%，和其他5%材料。因为碳纤维等符合材料不需要螺丝钉就可以用构件咬合，所以波音787的机体上只有10000个钻孔，而波音747的机体（金属为主）有100万个钻孔。 那么碳纤维在787里面用在哪些方面？它在飞机的机身、机翼、机尾、舱门和内部都有应用。铝是用在机翼和机尾的边缘部分，钛主要是用在引擎等核心部件上。 图7.14 波音787Dreamliner （波音787原定于2007年试飞，后一再延迟，于本文写作后的2009年12月试飞成功 而碳纤维因为其强度比较好，已经成为一级方程式赛车的车身。碳纤维的缺点是太贵，大概是每磅40美元，必须降低到3-5美元，才可以和钢材竞争。如果这个方面可以取得技术突破，那么在汽车行业里，大幅度替代钢材的局面就会发生了。 2006年，美国三大汽车集团中，唯一还在干活的福特公司，将波音公司主管787的副总裁穆拉利（Alan Mulally）挖过来做福特的总裁。老穆的首要问题就是解决美国汽车业不重视燃油效率的问题。他搞出来的波音787，重视复合材料，让飞机的重量更轻，路程更长，更结实，更省油，和更容易维修。这个机型省油20%，维修费用比747等机型低10%。福特在新材料方面的研发，有望在未来的汽车业的发展上，形成下一个潮流。 中国的汽车行业和钢铁行业，如果不能在这方面有所作为，估计将来又会遇上下一轮的产业淘汰潮流，而现在已经多余的钢铁产能，在下一个发展循环中，便受到打击。考虑到本来铁矿石就是中国缺乏的主要原材料，进口的依存度达到了50%以上，鼓励复合新材料的发展，也是增加中国自己的国家经济安全的一个好方法。如果中国政府对这个情况不正视，无法未雨绸缪，只是在现在的利益集团格局里，扯来扯去，无所作为，那么在材料进口货源上，被人掐住脖子，欲取欲求，当然就算是自作自受，咎由自取了。 笔者在这个系列里，谈到的主要是中国应该如何在未来的碳排放国际斗争中，抢占话语权和道德高地。考虑到中国是一个发展中国家，大规模的工业化和城市化，人民生活水平的大幅度提高，如果简单遵循他人碳排放的游戏规则，必然比西方发达国家要承受相对更大的压力。 而由于中国是主要的贸易出口大国，非常容易被人以这个借口，进行贸易保护主义攻击。笔者估计从2009年底的世界气候合作大会，到明年（2010年），美国和西欧的主要方向，就是争取在全球订立下各个国家的碳排放减排标准。而哪些不愿意订立目标，或者订出的目标让人家觉得不满意的国家，那么就要在随后开始被征收碳排放进口税，届时看这些国家的进口货如何竞争？ 这个方法，比现在各种名目的贸易保护主义都要好用。例如过去那种指责对方倾销作为借口提起贸易诉讼，多是针对某个产品。而指责政府进行补贴，多用以攻击一个行业。自2008年以来，美国政府在AIG、两房、三大汽车和其他金融机构等等方面做的政府补贴，估计比中国政府做的还要多，自然没法用这个借口来行贸易保护主义之实了。 结果用碳排放这个道德高地，如果中国的碳排放目标不被接受，那么整个国家的产品都会受到打击。其结果就是打击中国产品的国际竞争了，增加中国制造的成本，从而达到牵制中国经济发展的目的，而阻碍中华民族的复兴。 中国在应对上面，只有10年的时间。笔者的想法是转被动为主动，利用中国的后发优势，在能源和原材料开发上，直接跳过传统的方法，而抢占最先进的技术高地。本来中国缺乏铁矿石，就应该在钢材替代品上下比别人更多的功夫。中国缺乏石油，就要开拓以电力、电池为主的交通工具。中国需要更多电力，就靠新能源来解决问题。 而在其他方面，比如说中国在焦炭的出口上面，就应该把环境保护费用提高，从而推高其他国家的钢铁业成本，一方面保护自己的环境和减少碳排放，另一方面把日本和韩国这些国家的成本推高，以增加自己的机械设备成品的竞争力。 其实要做到这些并不是太难，尤其是全球经济危机和衰退的现状下，中国政府手里的资金充裕，正好就是开展这些运作的最好时机。只要中国政府能下这个决心，从每个月购买美国国债的钱里，拿出来一个零头，找到一帮头脑清楚的专业人才，对这些关联技术，开发的开发，收购的收购，是有机会突破这个西方阻碍中国发展的陷阱的。 俺们就要看中国政府有没有决心了。