基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的說明
《AVK市場報告》幾十年來一直是一份成熟的出版物，自2021年報告以來，該報告對基礎(chǔ)數(shù)據(jù)材料進(jìn)行了擴(kuò)展和調(diào)整。這是由于幾個部分的參數(shù)發(fā)生了變化。
在2021年之前，第四季度對當(dāng)前財政年度的產(chǎn)量進(jìn)行了調(diào)查，然后預(yù)測了從調(diào)查期間到年底的產(chǎn)量。與以前一樣，《2022年市場報告》現(xiàn)在也包括了全球市場的實(shí)際數(shù)字。
這些數(shù)據(jù)是在2023年初收集的，只有在審查年度結(jié)束后才能有足夠的確定性。這在一定程度上是由于在市場中觀察到的日益增長的動態(tài)。
與前幾年不同的是，在2021年，兩個核心細(xì)分市場，熱固性和熱塑性塑料在許多領(lǐng)域分別進(jìn)行了分析。同樣，我們在分析各種應(yīng)用領(lǐng)域和區(qū)域發(fā)展方面采取了不同的方法。通過擴(kuò)展和修改基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，我們對當(dāng)前市場及其發(fā)展有了更全面的了解。
綜合市場全面發(fā)展根據(jù)JEC (www.jeccomposites.com)的最新數(shù)據(jù)
2022年全球復(fù)合材料市場的總量為1270萬噸。與2021年的1210萬噸相比，這一數(shù)字增長了約5%。
相比之下，歐洲復(fù)合材料產(chǎn)量在2022年下降了6.1%。因此，整個歐洲復(fù)合材料市場從2021年的2962萬噸下降到2781千噸(kt)(見圖1)。
因此，歐洲在世界市場的份額約為22%。美國的市場份額也差不多。另一方面，亞洲的全球市場份額高達(dá)50%。
圖1:2011年以來歐洲復(fù)合材料產(chǎn)量(單位:kt)
然而，與前幾年一樣，歐洲內(nèi)部的發(fā)展并不相同。這種差異是由于區(qū)域核心市場高度多樣化、加工材料的巨大差異、不同制造工藝的廣泛范圍和廣泛不同的應(yīng)用領(lǐng)域。
因此，我們可以看到不同區(qū)域的發(fā)展，首先是關(guān)于不同的工藝——盡管在2022年，關(guān)于所有地區(qū)和工藝的報告都有所下降。唯一增長的材料是CFRTP和C反應(yīng)蛋白。
在數(shù)量方面，所有復(fù)合材料生產(chǎn)大部分流入到運(yùn)輸領(lǐng)域，占市場量的50%以上(見圖2)。接下來兩個領(lǐng)域是建筑和基礎(chǔ)設(shè)施，一方面和電氣和電子領(lǐng)域，另一方面是CRP領(lǐng)域，它只占總市場的1-2%左右。
圖二:2022年投應(yīng)用分類的量合材料市場總量(單位:%，不包場CRP）
交通運(yùn)輸業(yè)包括生產(chǎn)汽車以及商用車輛、航空、公共交通等。建筑和基礎(chǔ)設(shè)施包括管道、容器、儲罐、結(jié)構(gòu)部分。例如，電氣和電子行業(yè)包括開關(guān)、外殼、電信設(shè)備和控制柜。
熱固性復(fù)合材料的市場發(fā)展
熱固性復(fù)合材料(不包括CRP)整體制造量為2022年為1138千噸，而前一年為1250千噸。與熱塑性塑料系統(tǒng)不同的是，2022年的市場份額與前一年(2021年)相比略有下降1.2%(見圖3)。
圖三:按材料系統(tǒng)劃分的歐洲復(fù)合材料市場(單位:%和千噸，不包括CRP
熱固性復(fù)合材料的兩個主要應(yīng)用領(lǐng)域：一方面是建筑和基礎(chǔ)設(shè)施，另一方面是運(yùn)輸(見圖4)。
然而，直到2019年，運(yùn)輸領(lǐng)域仍然是玻璃鋼行業(yè)最大的應(yīng)用領(lǐng)域(以下簡稱“玻璃鋼”將用于所有長纖維和連續(xù)纖維增強(qiáng)熱固性和熱塑性復(fù)合材料)，在本年度，向建筑和基礎(chǔ)設(shè)施部門的轉(zhuǎn)變明顯增加。這一趨勢在2022年繼續(xù)。多年來，熱塑性塑料市場一直被交通運(yùn)輸領(lǐng)域的應(yīng)用所主導(dǎo)，尤其是汽車和商用車。
熱塑性復(fù)合材料的市場發(fā)展
2022年，歐洲熱塑性復(fù)合材料市場的總量為1586千噸，而前一年為1660千噸(來源:AMAC)。然而，下降幅度小于熱固性系統(tǒng)。這些系統(tǒng)在整個歐洲市場的份額從2021年的57%上升到2022年的58.2%。
熱塑性復(fù)合材料中最大的材料組以及整個市場上最大的材料組是短纖維增強(qiáng)塑料，其中增強(qiáng)纖維的長度僅為幾毫米。
在這里，增強(qiáng)效果與長纖維或連續(xù)纖維系統(tǒng)非常不同，這是復(fù)合材料領(lǐng)域經(jīng)常忽視此類材料的另一個原因。
在材料方面，該材料組以聚酰胺(PA)為主。然而，在LFT中出現(xiàn)了不同的情況，使用了更長的纖維，主要是聚丙烯(PP)。因此，在這方面，也已經(jīng)存在一些明顯的差異。
總體而言，短纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的體積為1,444 kt。與2021年相比，這一數(shù)字下降了4%。因此，熱塑性復(fù)合材料領(lǐng)域的市場份額約為90%。其在歐洲綜合市場的份額超過50%。第二大類別是LFT材料。2022年，長纖維增強(qiáng)塑料占市場量為105萬噸，但面臨11.8%的急劇下降。玻璃基增強(qiáng)熱塑性塑料(GMT)的市場規(guī)模要小得多，總量為25kt，而連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性塑料的市場規(guī)模為12kt。
熱塑性復(fù)合材料的主要應(yīng)用領(lǐng)域是運(yùn)輸部門，占市場的三分之二以上(見圖5)。
這一細(xì)分市場由轎車和商用車主導(dǎo)。加上電氣和電子領(lǐng)域的應(yīng)用，2022年的市場份額為90%。自2011年調(diào)查開始以來，盡管面臨諸多挑戰(zhàn)，但整體市場份額增長了30%以上。
在這種背景下，盡管汽車注冊量大幅下降，但這一細(xì)分市場的強(qiáng)勁增長令人矚目。
根據(jù)ACEA(歐洲汽車制造商協(xié)會)的數(shù)據(jù)，歐盟的汽車市場在2022年收縮了4.6%，主要是受上半年元件短缺。雖然市場在2022年8月至12月間復(fù)蘇，但累計銷量為930萬輛 是1993年以來最低的，當(dāng)時登記了920萬個單位 在許多情況下，生產(chǎn) 因此，大批量車型的銷售被削減，取而代之的是高利潤的車型 更高的價格。因此，許多原始設(shè)備制造商取得了良好的利潤，而他們的銷售相當(dāng)?shù)汀?/div>
2022年，商用車領(lǐng)域也出現(xiàn)了類似的情況。根據(jù)ACEA的數(shù)據(jù)，盡管2021年商用車注冊量仍增長了9.6%，但2022年的數(shù)據(jù)卻大幅下降。
總體而言，2022年歐盟商用車市場萎縮14.6%，至160萬輛，低于2020年大流行年(170萬輛)的銷量。這主要是由于持續(xù)的供應(yīng)鏈問題阻礙了全年的車輛供應(yīng)。”
因此，熱塑性復(fù)合材料在過去幾年的強(qiáng)勁增長和2022年的相對較小的下降只能用該領(lǐng)域復(fù)合材料使用量的增加來解釋。除了更改設(shè)計和轉(zhuǎn)換組件和組件組之外，另一種選擇是替換現(xiàn)有的組件和組件組材料與復(fù)合材料。
在這種情況下，重要的是根據(jù)熱固性和熱塑性材料系統(tǒng)區(qū)分核心市場。通過服務(wù)于建筑和基礎(chǔ)設(shè)施部門，熱固性材料進(jìn)入了一個通常高度面向宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展的領(lǐng)域，對市場變化的反應(yīng)不那么劇烈，而/或在中期對市場變化的反應(yīng)更多。另一方面，運(yùn)輸部門對宏觀經(jīng)濟(jì)發(fā)展的明顯反應(yīng)往往更多是在短期內(nèi)。
工藝/零件的發(fā)展趨勢
表1顯示了過去幾年復(fù)合材料生產(chǎn)的主要工藝/部件的定量發(fā)展。不能總是定義單獨(dú)的段 并且非常一致或清晰地區(qū)別開來。除了上面提到的 工藝，還有許多其他生產(chǎn)工藝和技術(shù) 但是，通?？梢苑峙浣o上述領(lǐng)域之一。
表1:按工藝/部件分類的歐洲復(fù)合材料生產(chǎn)量(kt=千噸)
圖6說明了各個細(xì)分市場的長期發(fā)展。然而，我們的分析不包括短纖維增強(qiáng)塑料。這在一定程度上是為了提供一個更好的概述，但也是因?yàn)檫@種材料組和GRP行業(yè)之間的差異已經(jīng)在上面強(qiáng)調(diào)過了。
短纖維增強(qiáng)材料的材料性能有時與長纖維和連續(xù)纖維增強(qiáng)系統(tǒng)有很大的不同。材料中的玻璃纖維長度通常小于2毫米。然而，與非增強(qiáng)材料相比，它們確實(shí)提高了性能水平。一個特別的好處是對材料彈性模量或剛度的影響。
此外，纖維越長，其堅固性和抗沖擊性越強(qiáng)。一般來說，材料的區(qū)別在于它們的基本力學(xué)性能，在某些情況下，力學(xué)性能明顯不同。CRP的數(shù)據(jù)也包括在這里。
圖6:細(xì)分市場的長期發(fā)展(占總市場的份額)
RTM
本報告中的RTM部分(樹脂轉(zhuǎn)移成型)涵蓋了所有將樹脂注入或注射到封閉腔中的過程。除了多種注射方式(HP-RTM、P-RTM、RTM Light等)外，還包括輸注方式。但是，它不包括涉及上述國家基金的RTM進(jìn)程。
近年來，我們已經(jīng)看到RTM的許多不同變體的發(fā)展流程。它們的共同點(diǎn)是使用干纖維或半成品纖維，然后將涂覆的模具密封或封閉。(除了合適纖維之外 產(chǎn)品，也有可能使用，例如，核心材料。)樹脂流動借助于壓力或真空或兩者，通過封閉模具中的空腔。這包括滲透和/或圍繞纖維和相關(guān)的添加劑流動 成品或半成品。在一段時間后，RTM工藝?yán)^續(xù)穩(wěn)步發(fā)展，這是另一個 歐洲產(chǎn)量下降的地區(qū)，下降了5.8%，降至總計13萬噸。總體而言，盡管絕對數(shù)量有所增加，但市場份額值得注意的是，在過去幾年中幾乎保持不變(見圖8)。
圖8：RTM工藝的市場發(fā)展(單位:kt)
這項技術(shù)的生產(chǎn)范圍很廣，有很多不同的處理選項。有可能生產(chǎn)任何數(shù)量的項目，范圍從小批量到相當(dāng)大的系列，也可以生產(chǎn)不同的組件尺寸從小到大不等。此外，還可以選擇使用各種不同的纖維和基質(zhì)系統(tǒng)。典型地，合適的預(yù)制件也用過。
因此，應(yīng)用領(lǐng)域相應(yīng)地廣泛，包括車輛建筑、公共交通、造船、運(yùn)動和休閑以及 航空。由于工藝的特殊性，RTM也非常適合高應(yīng)力部件的生產(chǎn)。RTM技術(shù)通常被認(rèn)為是2010年代初的選擇——即使在大規(guī)模汽車生產(chǎn)中——今天的研究目前集中在不同的工藝上。在大規(guī)模制造中， 目前特別優(yōu)選熱塑性工藝。
展望：復(fù)合材料的未來一片光明
從中長期來看，復(fù)合材料市場將如何發(fā)展？這一直是一個難題，定量預(yù)測過去和現(xiàn)在都伴隨著巨大的不確定性。在過去的幾年里，市場 變化的速度越來越快。復(fù)合材料的兩個主要應(yīng)用領(lǐng)域一方面是建筑和基礎(chǔ)設(shè)施，另一方面是運(yùn)輸。這兩個領(lǐng)域也對更廣泛的經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生重大影響，由于上述相互依存關(guān)系 –通常并行發(fā)展。這一更廣泛的經(jīng)濟(jì)已經(jīng)并仍在動搖幾次嚴(yán)重的危機(jī)。
德國經(jīng)濟(jì)研究所(IW) 將發(fā)展情況總結(jié)如下:
“德國經(jīng)濟(jì)已經(jīng)處于危機(jī)模式將近三年了。如果沒有疫情和戰(zhàn)爭，2020年至2022年間，德國的總增加值將增加4200億歐元。首先，消費(fèi)者支出受到封鎖的阻礙，然后全球供應(yīng)鏈開始動搖，幾個月來，家庭和企業(yè)被迫與可怕的能源價格作斗爭。與此同時，德國的經(jīng)濟(jì)成本也越來越高。
僅在2020年——危機(jī)的第一年——損失就達(dá)1750億歐元。第一次封鎖導(dǎo)致零售貿(mào)易、餐館和咖啡館關(guān)閉，而德國經(jīng)濟(jì)受到重大不確定性的嚴(yán)重拖累，因?yàn)橐呙缛杂泻荛L的路要走。到2021年，家庭、公司和行業(yè)將成為一體；整個行業(yè)都受到了全球供應(yīng)瓶頸的打擊，造成了1250億歐元的損失。
隨著疫苗接種運(yùn)動的進(jìn)展，2022年第一季度出現(xiàn)了經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇——2023年4月，但隨著俄羅斯對烏克蘭的攻擊，這一復(fù)蘇很快戛然而止。高昂的能源價格和持續(xù)的供應(yīng)鏈中斷造成了購買力的損失德國消費(fèi)者信心下降?？偟膩碚f，2022年流行病和戰(zhàn)爭的成本可能達(dá)到1200億歐元。”
傳統(tǒng)上，制造業(yè)(包括復(fù)合材料部件的生產(chǎn))在德國比在歐盟其他大型經(jīng)濟(jì)體更為重要。2021年，德國制造業(yè)占經(jīng)濟(jì)總量的20.2%總增加值。在整個歐盟27個國家中，這一數(shù)字為16.6%，9可以看出德國經(jīng)濟(jì)對工業(yè)的依賴程度特別高?？纯催@些指標(biāo)，我們有理由提出這樣一個問題:德國工業(yè)是否還能得到拯救?
目前，我們無法對不同地區(qū)和制造業(yè)的復(fù)合材料產(chǎn)量的發(fā)展提供任何可靠的定量預(yù)測。然而，下面我們將看一些關(guān)鍵的經(jīng)濟(jì)因素，這些因素應(yīng)該能提供一些對未來發(fā)展和潛在預(yù)測的見解。
從制造商的角度評估形勢的一個關(guān)鍵指標(biāo)是生產(chǎn)者價格指數(shù)，它衡量的是某一特定國家內(nèi)生產(chǎn)和銷售的商業(yè)產(chǎn)品的價格變化。它說明了近年來價格上漲的幅度(見圖13)。
圖13:工業(yè)品生產(chǎn)者價格指數(shù)(資料來源:統(tǒng)計局)
對促成因素的詳細(xì)分析表明，最重要的是，能源價格大幅上漲(見圖14)。
圖14:工業(yè)產(chǎn)品生產(chǎn)者價格指數(shù)——詳情(資料來源:統(tǒng)計局)
在最重要的歐洲國家經(jīng)濟(jì)中，生產(chǎn)成本的大幅上升似乎暫時停止了，有關(guān)指標(biāo)目前開始下降。
然而，由此產(chǎn)生的降價——以證券交易所的短期購買價值衡量——可能仍然要低得多。在2022年7月至9月期間，現(xiàn)貨市場電力價格翻了一倍多，歐洲最重要的國家經(jīng)濟(jì)體的生產(chǎn)成本大幅上漲似乎暫時停止，相關(guān)指標(biāo)目前開始下降。
然而，由此產(chǎn)生的降價——以證券交易所的短期購買價值衡量——可能仍然要低得多。2022年7月至9月期間，電力交易所現(xiàn)貨市場電價翻了一番多。在前一天的市場上，價格最高達(dá)到每千瓦時近59歐分。
從那時起，它們再次急劇下降，在年初的低點(diǎn)(每千瓦時10歐分)之后，它們目前約為每千瓦時14歐分。
然而，目前，這些減少還沒有轉(zhuǎn)嫁到工業(yè)或私人客戶身上，理由是采購價格在一定程度上受到極端波動的影響。這是一個未來仍有很大價格下跌潛力的領(lǐng)域。
除了制造成本外，在高度國際化的復(fù)合材料市場中，另一個極其重要的因素是物流成本。在這方面，一些成本也大幅下降。在2021年增長了近10倍之后，集裝箱運(yùn)費(fèi)現(xiàn)在已經(jīng)恢復(fù)到危機(jī)前的水平(見圖15)。
圖15:世界集裝箱指數(shù)(由Drewry評估)-自己的陳述
盡管存在上述挑戰(zhàn)，復(fù)合材料仍有望在以下領(lǐng)域取得成功未來。有許多跡象表明，世界經(jīng)濟(jì)的根本性是積極發(fā)展的。從中期來看，運(yùn)輸?shù)慕Y(jié)構(gòu)性變化 行業(yè)將為復(fù)合材料在以下領(lǐng)域獲得新的立足點(diǎn)提供大量機(jī)會新應(yīng)用。在建筑和基礎(chǔ)設(shè)施領(lǐng)域也可以看到巨大的機(jī)會，在這一領(lǐng)域，復(fù)合材料由于其獨(dú)特的 注定要長期使用的特性。這些材料的主要資產(chǎn)就應(yīng)用而言，它們的耐用性、幾乎免維護(hù)的使用， 它們在輕質(zhì)建筑中的應(yīng)用潛力以及它們經(jīng)常產(chǎn)生的積極影響和可持續(xù)性。
這也是復(fù)合材料行業(yè)本身的觀點(diǎn)。為了編譯復(fù)合材料德國公司，每六個月對所有成員進(jìn)行一次調(diào)查，德國復(fù)合材料傘式組織(AVK，復(fù)合材料美聯(lián)航和準(zhǔn)合伙人VDMA)，要求他們每個人提供一個定性市場評估。鑒于公司目前正以批判的眼光看待今天的經(jīng)濟(jì)形勢，他們對未來的期望顯然正在變得更積極。
圖18:2022年2月復(fù)合材料發(fā)展指數(shù)(來源:德國復(fù)合材料公司)
