2025年复合材料终端市场：能源

国际能源署（简称IEA，法国巴黎）在其2025年3月发布的最新“全球能源评论”报告中称，2024年，全球能源需求增长了2.2%（几乎是过去十年平均增速的两倍），这主要是由于冷却、工业、交通电气化和人工智能数据中心等对电力需求的增加。

虽然国际能源署报告称，对所有燃料和技术（可再生能源、石油、天然气、煤炭、核能）的需求都有所上升，但2024年，全球发电增长的80%来自可再生能源和核能，首次占总发电量的40%。其中，许多能源和发电技术都是通过复合材料以各种方式实现的，虽然该报告并不全面，却总结了复合材料在这些行业中的前景和最新技术。

1

风能市场和复合材料创新

风力涡轮机是复合材料的最大应用市场，每个叶片含有大量的玻璃纤维，并且越来越多地使用碳纤维来加固翼梁帽。许多风力涡轮机的机舱也由复合材料制成。

根据全球风能理事会（简称GWEC，比利时布鲁塞尔）2025年4月发布的“2025年全球风能报告”，尽管该行业面临着重大挑战，包括利率上升、通货膨胀、供应链压力、贸易壁垒和关税，以及政治的不确定性，但2024年全球新增风能装机容量达117吉瓦（GW），与2023年的大致相同，是有记录以来风能装机量最好的一年。

2024年，中国引领了全球的装机量，其次是美国、德国、印度和巴西。尽管全球风能理事会的报告称，与2023年相比，北美、拉丁美洲和欧洲的新装机量有所下降，但有几个地区却出现了创纪录的增长，包括亚太地区同比增长了7%，以及以埃及和沙特阿拉伯为首的非洲和中东地区同比增长了107%。

值得一提的是，根据路透社2024年7月的报道，全球排名前十的风力涡轮机制造商中，有6家是中国公司（金风科技、远景能源、温迪能源、明阳、三一重能和DEC）。虽然这些公司也开始进入欧洲等其他地区的市场，但主要为在中国的安装提供涡轮机。其他排名靠前的涡轮机制造商是总部位于欧洲的维斯塔斯（Vestas）、西门子歌美飒（Siemens Gamesa）和 Nordex，以及总部位于美国的 GE Vernova。

此外，Stratview Research（印度赖布尔）于2024年11月在有关印度复合材料领域的网络研讨会上解释说，目前碳纤维复合材料在印度的最大应用领域是风机叶片翼梁帽，并且还在不断增长，预计到2030年，对碳纤维复合材料的需求将增加一倍以上。

目前，全球风能理事会预测的风电行业的复合平均增长率为8.8%，意味着到 2030年，全球装机容量将增加981GW。但全球风能理事会会长Jonathan Cole写道：“我们的速度还不够快——如果我们要实现到2030年增加两倍的重大目标 （实现全球脱碳目标），风能的安装速度需要不断提高，而不是保持稳定或下降，我们需要继续努力以加快速度。”

2

风力涡轮机技术的研究和创新

为支持这一增长，在风机叶片技术领域中有许多创新正在开发中，从优化制造方法和材料到更高效或更高容量的设计。

过去一年报告的一些案例包括：更大的涡轮机和更长的风机叶片。叶片越长，可以捕获的风能就越多。尽管近年来有报道称，因供应链和财务问题而导致“停滞不前”，但全球风电 OEM一直在推出更大容量的风力涡轮机，这些风力涡轮机的叶片越来越长，适用于陆上和海上应用。

全球风能理事会报告称，中国市场的规模扩大速度特别快，截至2024年底，已有6家中国OEMs推出了20+兆瓦（MW）的海上型号，其中包括东方电气（广东）能源科技有限公司，该公司于2024年11月宣布，建成了其第一台26MW的海上风力涡轮机，据说这是其迄今建造的最大型海上风力涡轮机。该公司表示，在10米/秒的风速下，单独一台风力涡轮机每年就能产生1亿千瓦时（kWh）的清洁电力，可满足55000 个家庭的年用电需求。

据报道，2024年8月，‌广东明阳智慧能源集团股份公司已在中国海南安装了其第一台18-20MW的海上风力涡轮机，名为 MySE18.X-20MW。该平台预计每年可产生8000万千瓦时的电量。该公司表示，其还在开发更大的22MW的涡轮机。恒神股份有限公司（丹阳）宣布，其已成为明阳超大型海上风力发电机平台之一的MySE292的独家碳纤维织物供应商，为MySE292海上风力涡轮机的143米长叶片提供 所需的碳纤维织物。 据多个消息来源报道，为与中国公司展开竞争，西门子歌美飒（西班牙扎穆迪奥）已在丹麦安装了一台21MW的海上涡轮机原型。同时，根据全球风能理事会的报告，到目前为止，维斯塔斯（丹麦奥胡斯）的V236-15.0MW型号已在全球获得超过6GW的确认订单。

陆上涡轮机也越来越大，叶片也越来越长。如，中国的风机叶片制造商三一重能股份有限公司（北京）于2024年宣布，为其SY1310A推出了131米长的风机叶片。有消息称，这些叶片将用于该公司的10MW 陆上涡轮机，之后可能用于其宣布的15MW 涡轮机，据说这是迄今为止开发的最大的陆上涡轮机。

据介绍，制造这些叶片将采用玻璃纤维预绗缝技术、碳纤维复合材料的翼梁帽、用于制造大型复合材料叶片的长距离自动灌注技术，以及对在叶片后缘使用的自动热压焊嵌件进行3D设计。此外，还采用了聚氨酯结构部件，以提高叶片的可回收性。

全球风能理事会还报告了过去几年来Nordex（德国汉堡）、维斯塔斯和Enercon（德国奥里希）新的陆上升级。

翼梁帽材料的创新。碳纤维增强聚合物（CFRP）复合材料的翼梁帽是实现更长、更高效叶片的一种赋能技术，与玻璃纤维复合材料相比，其重量更轻，刚度和强度更高。

通常，这些CFRP翼梁帽是通过拉挤成型制成的，但其他材料选项也在开发之中，如，转子叶片设计和技术供应商We4Ce（荷兰阿尔梅洛）为风力涡轮机制造商 Suzlon Group（印度浦那）开发了一种 2.5-3 MW 的转子叶片原型，其中包括采用干的碳纤维并灌注环氧树脂而制成的翼梁帽，以取代常见的拉挤型材。据 We4Ce 介绍，灌注技术可使材料分布均匀，从而降低开裂和分层的风险，而且还可以使用成本更低的干织物。 截至2025年1月，We4Ce报告称，原型叶片已通过IEC61400-5：2020 认证的最终验证测试，该认证是风力涡轮机叶片工程完整性的生产标准。

优化风机叶片制造。为增加风力涡轮机的制造和安装，许多公司正在研究更高效的风机叶片制造工艺，包括应用机器学习或自动化。如风机叶片制造商 TPI Composites Inc.（美国亚利桑那州斯科茨代尔）于2024年宣布，其正在与德克萨斯大学达拉斯分校合作，开展旨在优化风机叶片固化工艺的研究。该研究涉及应用物理信息机器学习算法，通过多区域温度控制来模拟和优化工艺。 “就像在车间那样，使用这些模型来填补‘确定性多物理场模拟与固化动力学之间’的差距。”TPI的首席工程师 Shaghayegh Rezazadeh 博士说道，“该工艺是利用集成在TPI模具中的不同加热区来实现所需的力学性能，同时优化固化周期时间，以确保TPI制造的叶片拥有始终如一的质量并提高生产效率。”

该项目由能源效率与可再生能源办公室资助，预计将为智能复合材料制造奠定基础，并为采用这些技术的行业提供竞争力和成本优势，包括成本节约和性能提升。

此外，美国能源部（简称DOE）国家可再生能源实验室（简称NREL，美国科罗拉多州戈尔登）的研究人员正在努力开发基于机械臂的系统，以在叶片制造过程中的更多方面实现自动化。虽然风能行业已使用机器人来喷涂和抛光叶片，但NREL正在展示 Orbital Composites（美国加利福尼亚州圣何塞）提供的机器人在对叶片进行修整、研磨和打磨方面的能力。 雷击防护（LSP）。为提高耐久性、降低维修成本以及减少维护导致的停机时间，正在开发更有效的雷击防护（LSP）。比如，美国能源部橡树岭国家实验室（简称ORNL，美国田纳西州）的研究人员已经证明了由玻璃纤维和 ORNL开发的订制导电碳纤维组合制成的6.5英尺涡轮叶尖的有效性，据说这种碳纤维为将电能分散到叶片表面发挥了关键作用。

这种纤维的设计还是低成本的，可以取代传统用于叶尖的玻璃纤维，能够通过常用的制造方法被集成到叶片中，并且完全可回收。该实验室正在继续推进这项技术的商业化应用。

新的浮动海上风力涡轮机设计。各种浮式海上风电平台正在开发之中，在平台设计以及需要重量轻或其他特性的涡轮机叶片中可使用复合材料，如，We4Ce宣布，已交付其可倾斜、自升式、单叶片玻璃纤维/环氧树脂转子设计，用到初创公司 TouchWind B.V.（荷兰埃因霍温）的浮动 TW6 涡轮机上进行测试。其设计可承受高达250公里/小时的风速（这在风能行业标准中是最高的风力等级），预计未来商业版本的成本将明显低于传统的涡轮机，同时提供更高的发电量。 用于风能技术的生物基材料演示。为在包括风能技术在内的众多应用中取代传统的化石基材料，各种源自植物或其他自然资源的聚合物和纤维已被开发出来，如，NREL发表了关于开发绰号为“PolyEster Covalently Adaptable Network（简称PECAN）”的“生物质衍生”树脂的研究，该树脂用于制造风机叶片。据说 PECAN 源于糖，能够采用化学工艺回收，并已被证明与行业标准树脂的性能相当。研究人员通过制造 9 米长的原型叶片测试了该树脂的可制造性。 在欧洲，EOLIAN是一个为期 3.5年的多个合作伙伴参与的项目，于2024年6月启动，目标是开发新一代的智能、可持续的风力涡轮机叶片，具有更长的使用寿命、更高的可靠性和更强的可持续性。

EOLIAN叶片有望通过集成传感器以实现结构健康监测（SHM）来确保可修复和可回收，包括结合使用可回收的vitrimer树脂和天然的玄武岩纤维（取代玻璃纤维）。

替代风能系统。值得一提的是，除了传统的涡轮机之外，还有其他基于风能的系统正在开发之中，包括那些名为“空中风能（AWE）”的系统。这些系统利用拴在地面基站上的风筝或无人机，以螺旋或8字形模式移动，以捕获高空中的风能。 复合材料技术实验室（简称CTL，爱尔兰戈尔韦）是通过爱尔兰可持续能源管理局（简称SEAI）资助的“Hibernian Airborne Wind energy Kites”（简称HAWK）项目在这一领域开展研究的一家公司。在HAWK项目中，CTL与其合作伙伴正在努力应对开发和认证AWE带来的挑战，包括材料、产品安全/法规、技术可行性以及开发有效的供应链。

3

风机叶片回收

风机叶片不仅对复合材料制造商而言是一个高端应用，也是回收讨论中的一个关键话题。近年来，为解决风机叶片退役后如何处理其复合材料部件的问题，涌现出了众多的初创公司和技术。

为回收风机叶片，开发了几种类型的回收工艺，包括将叶片切成较小的碎片以便在新的应用中重复使用的机械工艺、焚烧和能量捕获，或者，通过化学（溶剂分解）或热解的方法，从部件中分离出纤维（有时也可以是树脂）并回收。

作为机械回收的一个例子，2024年，Regen Fiber（美国爱荷华州费尔法克斯）开设了一家工厂，预计每年将通过该公司的回收工艺处理多达30000吨的叶片。该工艺是将叶片切碎，提取可用的部分，并将其转化为可用于混凝土等建筑材料的优质产物。

Isodan Engineering ApS（丹麦霍尔比）已将其碎纸技术转化为一种解决方案，用于切碎并研磨装在可移动集装箱中的风机叶片。

Acciona Energía 是基础设施解决方案公司Acciona（西班牙马德里）的一家专注于能源的子公司，凭借其复合材料回收技术而获奖，包括其位于西班牙伦比尔的工业化规模的风机叶片回收厂，以及将其产物用于Draft Surf的El Ganso x Acciona运动鞋和冲浪板。该公司获得专利的WALUE工艺涉及先切碎、然后进行热处理，以提取出纤维和可用于制造新树脂的油。 WindLoop是一家由耶鲁大学（美国康涅狄格州纽黑文市）的学生组成的初创公司，该公司用其所谓的“绿色化学原理”开发了一种工艺，可以有效地分离出叶片中的纤维和树脂。据说，WindLoop的解决方案可以回收90%以上的涡轮叶片材料，获得的收益是涡轮叶片总价值的97%。

此外，还有许多正在进行的和已完成的合作研究工作，目标是使用各种方法解决风机叶片回收问题，其中的一些包括：

1. 由一个欧洲联盟（该联盟有11名成员）领导的 Horizon Europe REFRESH（通过Holistic方法，对风电领域的玻璃纤维增强复合材料进行智能拆解、分类和回收）项目，正在使用一个新的区块链可追溯性平台，来覆盖从分拣到回收直到新的最终产品的整个价值链。
2. DecomBlades是一个执行期在2021-2023年的项目，由复合材料行业的合作伙伴和研究机构领导。该项目形成了中试规模的热解和粉碎机设施，并计划继续扩大规模。
3. 由法国技术研究所（IRT Jules Verne，Bouguenais）领导的ZEBRA（零浪费叶片研究）项目，对采用阿科玛（德国科隆）的可回收Elium树脂制成的热塑性复合材料风机叶片进行了回收展示。
4. SusWIND是英国国家复合材料中心（英国布里斯托尔）于2021年启动的一个合作项目，专注于在英国提高风机叶片的可回收性。
5. 缅因大学（UMaine，美国奥罗诺）的一个研究团队于2024年启动了一个项目，探索将回收的风机叶片用作3D打印原料。

6．由Horizon Europe资助的ECORES WIND 项目计划于2024年9月启动，旨在开发树脂系统替代品，以促进可回收性、延长使用寿命并实现高效的退役过程。

1. 由14个合作伙伴参与的为期4年的REWIND（高效退役、再利用和回收以提高报废风能系统的循环性）项目，于2024年5月启动，正在开发拆解、检查、回收和再利用的技术。

还有越来越多的公司和倡议，致力于寻找“按原样重复使用整个风机叶片结构或其中的一部分”的方法。他们的目标是，在其他回收方法逐步成熟的同时，为退役叶片提供快速、低能耗的解决方案。到目前为止，风机叶片已被用于构建各种创意应用，如桥梁、户外家具和停车场立面。

比如，Re-Wind Network 是成立于2017年的一个多所大学合作的组织，致力于为退役风机叶片寻找用途，如2022年在爱尔兰安装了一个基于风机叶片的5米长的人行天桥。

Canvus Inc.（美国俄亥俄州洛基河市）将重新利用的风机叶片组件与其他升级利用的材料相结合，构成可以购买或捐赠给社区的户外家具。该公司对社区的关注还促成了与当地艺术家的合作，在某些家具上绘制订制设计，将它们变成功能性艺术品。 GP Renewables Group（德国汉堡）制造桥梁和户外家具，以及用于建筑的岩土工程砌块等其他产品。

未来的用例还在开发之中，如计划在瑞典隆德建造的停车场立面，该立面将利用退役的风机叶片作为非结构元素。

除了开发和扩大回收技术外，风机叶片制造商和OEMs还在努力使新的风机叶片更具可回收性。西门子歌美飒（西班牙扎穆迪奥）宣布了到2040年生产100%可回收风机叶片的目标。2021年，该公司推出了其第一款 RecyclableBlade，它首次采用了一种树脂，据说在叶片使用寿命结束（EOL）时，可以通过一种溶剂分解工艺来回收树脂和纤维。2022年，西门子歌美飒宣布了与树脂供应商Swancor（中国台湾南投）的合作，Swancor提供其EzCiclo 环氧树脂，据说该树脂还可以通过专门的溶剂分解过程，有助于实现对纤维和树脂的回收。2024年，这两家合作伙伴重新巩固了他们的合作关系，宣布到2026年，Swancor供应给西门子歌美飒的所有树脂都将是可回收的。

2025年1月，Swancor宣布与Adani New Industries Ltd.（印度古吉拉特邦）签署了谅解备忘录（MOU），目标是为建造印度第一个“完全可回收”的风电场提供 EzCiclo。

发布于2025年初、预计将在2025年投入商业应用的VX175涡轮机，据说也是完全可回收的。VX175专为商业和工业屋顶打造，是可再生能源公司Ventum Dynamics（挪威斯塔万格）和 ExoTechnologies（英国马恩岛道格拉斯）的产品，ExoTechnologies开发用于涡轮机的可回收天然纤维增强热塑性Danu复合材料。 据Venture Dynamics的网站介绍：“叶片护罩设计加速了风捕获，使更多的空气能够通过涡轮机。这种聚焦的风直接吹向并穿过整个转子盘，能量损失最小，优化了转子的功率捕获。”其全向设计还使其能够捕获来自各个方向的风，每年提供高达3000-5000 kWh 的电力。

该领域的研究还在进行中。如，2024年，Aitiip技术中心（西班牙萨拉戈萨）宣布了欧盟资助的Blade2Circ项目，目标是使用高性能生物基复合材料开发新一代的风机叶片。

4

其他可再生能源应用

风力涡轮机叶片可能是可再生能源领域中最大的复合材料用户，但其他可再生能源应用也使用复合材料，如水力发电、潮汐能涡轮机叶片和波浪能系统，以及太阳能电池板和工厂组件。

5

太阳能应用

聚光太阳能发电厂（CSP）发展面临的一个挑战是所涉及的高温。聚光太阳能发电厂的工作原理是使用镜面定日镜聚集阳光以加热熔盐，从而储存能量。温度可能超过700℃，这会使金属等传统材料发生降解。

复合材料，特别是陶瓷基复合材料（CMC）提供了一种解决方案。非营利性科学和研发组织SRI（美国加利福尼亚州门洛帕克）几十年来一直在研究CMC，目前参与了美国能源部的一个项目，该项目旨在为太阳能和储能应用而改进CMC。 据Venture Dynamics的网站介绍：“叶片护罩设计加速了风捕获，使更多的空气能够通过涡轮机。这种聚焦的风直接吹向并穿过整个转子盘，能量损失最小，优化了转子的功率捕获。”其全向设计还使其能够捕获来自各个方向的风，每年提供高达3000-5000 kWh 的电力。

该领域的研究还在进行中。如，2024年，Aitiip技术中心（西班牙萨拉戈萨）宣布了欧盟资助的Blade2Circ项目，目标是使用高性能生物基复合材料开发新一代的风机叶片。

4

其他可再生能源应用

风力涡轮机叶片可能是可再生能源领域中最大的复合材料用户，但其他可再生能源应用也使用复合材料，如水力发电、潮汐能涡轮机叶片和波浪能系统，以及太阳能电池板和工厂组件。

5

太阳能应用

聚光太阳能发电厂（CSP）发展面临的一个挑战是所涉及的高温。聚光太阳能发电厂的工作原理是使用镜面定日镜聚集阳光以加热熔盐，从而储存能量。温度可能超过700℃，这会使金属等传统材料发生降解。

复合材料，特别是陶瓷基复合材料（CMC）提供了一种解决方案。非营利性科学和研发组织SRI（美国加利福尼亚州门洛帕克）几十年来一直在研究CMC，目前参与了美国能源部的一个项目，该项目旨在为太阳能和储能应用而改进CMC。 在一个欧盟资助的项目中，Levante 还与ACS Composites Solutions Srl（意大利托尔托雷托）合作开展研究，以扩展其太阳能电池板技术，包括加入生物基树脂以及适用于车顶或其他车辆外部应用的弯曲形状。

复合材料还被用于减轻卫星太阳能电池阵列的重量并提高其性能。比如，《复合材料世界》特约作家Stewart Mitchell撰写的文章介绍了Kerberos Engineering（西班牙穆尔西亚）在制造可部署卫星太阳能电池阵列结构中对TeXtreme（瑞典布罗斯）的0/90 编织碳纤维展开丝束织物的应用。据说，与传统技术相比，使用这些材料可将制造这些阵列所需的资源减少 90%，同时还可以提高铺层精度和产品的整体稳固性。 Airborne Aerospace B.V.（荷兰海牙）于2024年12月宣布，将为 Airbus Netherlands B.V.（莱顿）的 Sparkwing 太阳能电池阵列提供高精度面板和磁轭基板，该太阳能电池阵列是旨在在全球范围内扩展通信网络的MDA Space Aurora 卫星产品线的关键组成部分。

根据合同，Airbus将交付 Sparkwing 太阳能电池阵列，该电池阵列具有两个机翼，每个机翼有 5 个面板，可提供超过30平方米的光伏面积。Airborne 将为该项目制造200多块高精度和超硬的复合材料基片面板。

据报道，除了卫星之外，碳纤维和柔性聚合物还被用于开发吊杆，这些吊杆于2024年夏季被用于发射NASA（美国华盛顿特区）的ACS3太阳帆系统。据《航空周刊》报道，该太阳帆使用了一种由柔性聚合物和碳纤维材料制成的新型扩管吊杆系统，该系统可以被卷入CubeSat中以便发射，然后可以在部署时展开。由反光聚合物板制成的4个完全展开的帆，利用太阳发射的光子能量来推动航天器。

6

河流、潮汐和波浪能技术

目前,有各种河流或潮汐涡轮机技术已商业化或正在开发中，其中的许多采用复合的支柱和叶片，或者用其他复合材料来最大程度地提高效率和耐久性。一种是 Proteus Marine Renewables（英国布里斯托尔）的AR1100潮汐涡轮机，该公司于2025年3月宣布，在日本鸣门海峡成功开发的这台涡轮机，可产生1.1MW的清洁能源。据说AR1100 潮汐涡轮发电机具有一个水平轴转子和3个复合材料的叶片，旨在优化潮汐流的效率。

另一个例子是 Ocean Renewable Power Co.（简称ORPC，美国缅因州波特兰）制造的用于河流的水力发电机，称为RivGen Systems，合作伙伴Hawthorn Composites（美国俄亥俄州迈阿密斯堡）制造的玻纤复合材料支柱和碳纤复合材料叶片为该水力发电机提供支持。该公司已安装了几个为偏远地区提供清洁电力的商业系统，同时还在继续扩大生产规模。 ORPC同时还致力于开发和测试下一代的系统，包括其技术的海洋版本。首先通过欧盟资助的CRIMSON项目，建造并测试一个采用5米叶片的系统，接着参与名为 X-Flow的项目，该项目由贝尔法斯特女王大学领导。2024年11月，ORPC 宣布其位于爱尔兰都柏林的基地已成功地将一台船用水力涡轮机部署到位于北爱尔兰的斯特兰福德湖潮汐试验场。X-Flow项目的下一阶段将包括在一系列运行条件下对涡轮机进行测试和监测。

2025年4月，ORPC的爱尔兰合作伙伴ÉireComposites（爱尔兰戈尔韦）宣布，其与ORPC和戈尔韦大学的先进与可持续制造及材料工程（ASMME）小组一起，正在领导一个新的TidalHealth项目，旨在集成CFRP的潮汐涡轮机叶片与3D打印的光纤传感器，以实现这些系统的连续SHM。

另一种有前途的海洋能源技术是波浪能转换器（WEC），这是一种利用海浪运动发电的设备。各种类型的WEC已被开发出来，其中许多概念的工作方式与水力涡轮机的类似：一个柱状、叶片形或浮标状的装置位于水面上或水下，在此捕获作用在装置上的由海浪产生的能量，然后将该能量转移到发电机，发电机将其转化为电能。 一家广泛使用复合材料技术的WEC开发商是 CorPower Ocean（瑞典斯德哥尔摩），该公司报告称，自2012年成立以来，其已从公共和私人投资者那里获得了9500 万欧元的资金，并在瑞典、挪威、葡萄牙和苏格兰开设了业务，同时计划将业务扩展到美国。其已成功地展示了其4代浮标形状的WEC，目标是实现商业化。该公司目前正在运营多个项目，以证明其WEC的风暴生存能力和高效发电能力，包括其第一个全尺寸的WEC原型C4，该原型于2021年得到部署，用于海洋试验，其特点是，直径9米的球形船体由纤维缠绕GFRP制成。

7

石油和天然气应用中的复合材料

复合材料固有的耐腐蚀性和轻质性，使其优于金属而被用于各种井口保护部件、水力压裂用压裂塞、海上石油和天然气管道等。复合材料还可以作为修复现有管道的高效、耐腐蚀性解决方案。

就海上石油和天然气管道而言，近年来，一些公司如Strohm B.V.（前身为荷兰艾默伊登的Airborne Oil & Gas）和Magma Global Ltd.（英国朴茨茅斯）等公司引领了热塑性复合材料管（TCP）的开发和认证之路，以替代海上金属管道。Strohm于2023年11月宣布，其深水TCP出油管/跨接技术获得了DNV认证，随后于2024年宣布了多项安装和新的合同。2025年初，该公司报告了与海底连接系统提供商 Unitech Offshore（挪威斯托尔）新签订的谅解备忘录，旨在开发一种端到端的海底跨接连接解决方案，该解决方案通过整合Strohm的TCP 末端配件而更易于安装且无需法兰。该公司还推出了TCP Designer，这是一种基于Web的工具，使客户能够更快速、更轻松地设计订制化的TCPs。

8

用于氢气运输的TCP

一些公司还在氢气运输领域使用TCP，如，2024年2月，Strohm宣布，其已在德国Tüv-Süd完成了对其TCPs进行氢测试的项目。

在专为氢应用开发TCP系统的公司中，Hive Composites（英国拉夫堡）是一个例子。根据《复合材料世界》Stewart Mitchell的报道，Hive Composites的 TCP系统的内、外层均由高密度聚乙烯（HDPE）制成，并辅以玻纤增强聚合物 （GFRP）和其他专用阻隔材料。它可被制成长达1.2千米的连续长度，直径2-6 英寸，设计可在高达100 bar的压力下使用。 Hive Composites 声称，在材料、制造和运输方面，TCP引发全球变暖的潜能值比同等的钢管低4倍以上，在使用中以及退役后，TCP的排放量约降低60%-70%。

9

CMC实现核聚变

根据国际能源署的数据，2024年有7GW以上的核电装机容量并网，比2023年增长了33%。

“人们越来越有兴趣将CMC用于核电站组件，特别是利用CMC来满足正在开发的下一代聚变反应堆的耐高温需求。“虽然核聚变发电还需要几十年的时间，但其潜力是巨大的，每公斤燃料提供的能量是裂变（目前的核电站）的4倍，是燃烧石油或煤炭的近400万倍——但没有任何碳排放。”《复合材料世界》的 Ginger Gardiner 解释道。

比如，英国国家复合材料中心（简称NCC，英国布里斯托尔）正在开发碳化硅CMC （SiC/SiC），以用于未来的聚变反应堆。据说，SiC/SiC 材料具有耐损伤性、抗辐射性，工作温度高达1600℃，对它们的使用有望使聚变反应堆能够在更高的温度下运行，以提高热效率，从而提高商业可行性。

NCC于2023年宣布，正在将其在该领域的专业知识提供给由英国原子能管理局（简称UKEA，阿宾登）领导的HASTE-F项目，该项目的目标是，致力于在制造 SiC/SiC 反应器组件方面实现可扩展性、可成型性并获得所需的性能。

在美国，General Atomics Electromagnetic Systems（简称GA-EMS，加利福尼亚州圣地亚哥）也在开发SiC材料以及SiC复合材料泡沫，用于核燃料棒包层以及聚变厂的其他部件。2024年，该公司获得了美国能源部科学办公室的为期3年的合同，为这些材料开发可扩展、具有成本竞争力的制造途径。 GA-EMS报告称，其SiGA高科技工程CMC可被制成复杂的平面、管状和订制形状，并且成品SiGA复合材料在远高于1600℃的高温下仍能保持其强度和稳定性。

2024年10月，GA-EMS宣布已实现项目里程碑，初步开发了4个数字孪生性能模型，以为其技术提供支持，并加快资格认证和许可过程。2024年12月，该公司报告称，在爱达荷州国家实验室（简称INL，美国爱达荷福尔斯）成功地对其SiGA 燃料棒样品进行了第一轮测试。

此外，《复合材料世界》的Gardiner还报道了BJS Ceramics and BJS Composites（德国格尔斯特霍芬）公司的情况，该公司生产自己的Silafil品牌SiC 纤维，并将Silafil预陶瓷聚合物作为基体对SiC纤维和碳纤维进行渗透，以制造 Keraman CMC材料和部件。

BJS联合创始人Jutta Schull表示，该公司已看到了航空航天和国防领域日益增长的需求，同时还看到了核裂变和聚变厂中冷却泵带来的应用机遇。Schull解释说：“根据我们客户的调查结果，由于具有耐热性、高损伤容限和抗辐射性，SiC/SiC 组件可以将聚变反应堆的发电量增加一倍。”

虽然核聚变反应堆在未来几年可能还有很长的路要走，但复合材料的优势现在是并将继续是核能、可再生能源以及传统的石油和天然气能源应用的关键推动力。