CF- und CFRP-Markt – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, segmentiert nach Rohstofftyp (Polyacrylnitril (Pan), Pech und Viskose), nach Herstellungsverfahren (Lay-Up-Verfahren, Kompressionsformverfahren, Harztransferformverfahren, andere), nach Endbenutzer (Luftfahrt und Verteidigung, Automobilindustrie, andere), nach Region und Wettbewerb 2018–2028
Published Date: December - 2024 | Publisher: MIR | No of Pages: 320 | Industry: Chemicals | Format: Report available in PDF / Excel Format
View Details Buy Now 2890 Download Sample Ask for Discount Request CustomizationCF- und CFRP-Markt – Globale Branchengröße, Anteil, Trends, Chancen und Prognose, segmentiert nach Rohstofftyp (Polyacrylnitril (Pan), Pech und Viskose), nach Herstellungsverfahren (Lay-Up-Verfahren, Kompressionsformverfahren, Harztransferformverfahren, andere), nach Endbenutzer (Luftfahrt und Verteidigung, Automobilindustrie, andere), nach Region und Wettbewerb 2018–2028
| Prognosezeitraum | 2024–2028 |
| Marktgröße (2022) | 30,25 Milliarden USD |
| CAGR (2023–2028) | 5,62 % |
| Am schnellsten wachsendes Segment | Pitch |
| Größter Markt | Nordamerika |
Marktübersicht
Der globale CF- und CFRP-Markt hat im Jahr 2022 einen Wert von 30,25 Milliarden USD und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein robustes Wachstum mit einer CAGR von 5,34 % bis 2028 verzeichnen. Kohlefaser (CF) und kohlenstofffaserverstärkte Kunststoffe (CFRP) werden in zahlreichen Branchen eingesetzt, darunter Luft- und Raumfahrt, Automobilbau, Schienenverkehr, Infrastruktur und erneuerbare Energien. Dies liegt vor allem an ihren außergewöhnlichen Leichtgewichtseigenschaften, die erhebliche Vorteile in Bezug auf Leistung und Effizienz bieten. CFRPs, die aus in eine Polymermatrix eingebetteten Kohlefasern bestehen, weisen bemerkenswerte Festigkeits-Gewichts-Verhältnisse auf, was sie für eine breite Palette von Anwendungen sehr begehrt macht.
Diese fortschrittlichen Materialien eignen sich besonders gut für Anwendungen, die überlegene Festigkeit, Steifigkeit, reduziertes Gewicht und außergewöhnliche Ermüdungsbeständigkeit erfordern. Im Vergleich zu herkömmlichen Materialien wie Aluminium und Stahl weist Kohlenstofffaser je nach verwendeter Faserart eine etwa zehnmal höhere spezifische Festigkeit auf. Aus diesem Grund werden CFKs seit über 50 Jahren erfolgreich in der Luft- und Raumfahrt, im Automobilbau, im Schienenverkehr, in der Schifffahrt und in der Windenergie eingesetzt.
In der Luft- und Raumfahrtindustrie haben CFKs bei der Entwicklung moderner Flugzeuge eine zentrale Rolle gespielt. Insbesondere im Airbus A350 und der Boeing 787, den neuesten Langstreckenflugzeugen, sind CFKs in großem Umfang in die Flugzeugrümpfe integriert, die mehr als 50 % des Gesamtgewichts des Flugzeugs ausmachen. Diese Integration trägt erheblich zu einer verbesserten Treibstoffeffizienz und Gesamtleistung bei.
Auch im Automobilsektor bieten Kohlenstofffasern erhebliche Vorteile bei der Reduzierung des Fahrzeuggewichts und der Leistungssteigerung, insbesondere bei kritischen Komponenten wie Karosserieteilen, Dächern und Bodenstrukturen, die eine hohe Steifigkeit erfordern. Der Einsatz von Kohlefaserverbundwerkstoffen in diesen Bereichen reduziert nicht nur das Gewicht, sondern verbessert auch das Fahrerlebnis insgesamt.
Darüber hinaus hat auch die Windenergiebranche die Vorteile von Kohlefasern erkannt. Kohlefasern besitzen im Vergleich zu E-Glasfasern einen höheren spezifischen Modul, was die Herstellung längerer und schlankerer Rotorblätter ermöglicht. Diese aerodynamischen Verbesserungen tragen zu einer höheren Energieeffizienz und Stromerzeugung bei.
Es ist jedoch anzumerken, dass der globale CF- und CFRP-Markt erheblich von der COVID-19-Pandemie betroffen war. Der Rückgang des Flugverkehrs und der sportlichen Aktivitäten sowie am Boden gebliebene Verkehrsflugzeuge haben zu einem Rückgang der Nachfrage nach Kohlefasern und ihren Verbundwerkstoffen geführt. Dieser Nachfragerückgang wirkte sich direkt auf die Luft- und Raumfahrtindustrie aus und führte zu einem erheblichen Rückgang der Flugzeugbestellungen und einem anschließenden Rückgang des weltweiten Kohlefaserverbrauchs.
Führende Kohlefaserlieferanten wie Toray und Hexcel verzeichneten infolge der Pandemie einen starken Umsatzrückgang. Trotz dieser Herausforderungen bleiben die langfristigen Wachstumsaussichten für den CF- und CFRP-Markt vielversprechend, angetrieben von der anhaltenden Nachfrage nach leichten und leistungsstarken Materialien in verschiedenen Branchen.
Wichtige Markttreiber
Wachsende Nachfrage nach CF & CFRP aus der Automobilindustrie
Die Automobilindustrie setzt aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften zunehmend auf Kohlefaser (CF) und kohlenstofffaserverstärkten Kunststoff (CFRP). CF und CFRP sind bekannt für ihr außergewöhnlich hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, ihre Korrosionsbeständigkeit und ihre hervorragenden Ermüdungseigenschaften. Diese bemerkenswerten Eigenschaften machen sie für eine breite Palette von Anwendungen im Automobilsektor geeignet, darunter Strukturteile, Karosserieteile und Innenraumkomponenten.
Darüber hinaus spielen CF und CFRP eine entscheidende Rolle im unermüdlichen Streben der Branche nach leichteren und kraftstoffeffizienteren Fahrzeugen. Da Automobilhersteller bestrebt sind, strenge Emissionsstandards einzuhalten und den Kraftstoffverbrauch zu senken, wird die Verwendung von Leichtbaumaterialien wie CF und CFRP immer häufiger.
Auch die zunehmende Verbreitung von Elektrofahrzeugen (EVs) trägt zur steigenden Nachfrage nach CF und CFRP bei. Da EVs ihre Reichweite maximieren wollen, wird der Leichtbau noch wichtiger. Infolgedessen wird erwartet, dass die Verwendung von CF und CFRP in EVs einen deutlichen Aufschwung erleben wird, was das Wachstum des CF- und CFRP-Marktes weiter vorantreibt.
Da sich die Automobilindustrie weiterhin in Richtung kraftstoffeffizienterer und elektrischer Fahrzeuge entwickelt, wird erwartet, dass die Nachfrage nach CF und CFRP weiter steigen wird. Darüber hinaus konzentrieren sich laufende Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten darauf, die Eigenschaften von CF und CFRP weiter zu verbessern und gleichzeitig ihre Produktionskosten zu senken. Diese Bemühungen haben das Potenzial, ihre Anwendung im Automobilsektor auszuweiten und neue Möglichkeiten zu eröffnen.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die wachsende Nachfrage der Automobilindustrie nach CF und CFRP ein wichtiger Treiber des globalen CF- und CFRP-Marktes ist. Die einzigartigen Eigenschaften dieser Materialien, zusammen mit dem Trend der Branche zu leichteren Fahrzeugen, treiben diese Nachfrage weiter an und prägen die Zukunft des Automobilbaus.
Wachsende Nachfrage nach CF und CFRP aus der Bauindustrie
In der Bauindustrie erfreuen sich Kohlenstofffaser (CF) und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFRP) aufgrund ihrer einzigartigen Eigenschaften zunehmender Beliebtheit. Diese Materialien sind für ihr außergewöhnlich hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, ihre bemerkenswerte Widerstandsfähigkeit gegen Umweltschäden und ihre ausgezeichnete Haltbarkeit bekannt. Daher werden CF und CFRP in einer breiten Palette von Bauanwendungen eingesetzt.
Einer der wesentlichen Vorteile von CF und CFRP ist ihre Wirksamkeit bei der Verstärkung von Strukturen. Diese Materialien werden oft für die Nachrüstung und Sanierung alternder Infrastruktur, einschließlich Brücken und Gebäuden, eingesetzt. Im Vergleich zu herkömmlichen Methoden bieten CF und CFRP eine kostengünstige und zeiteffiziente Lösung. Ihre Anwendung verlängert die Lebensdauer dieser Strukturen erheblich und gewährleistet die Sicherheit und Funktionalität kritischer Infrastrukturen.
Darüber hinaus treibt der wachsende Fokus der Bauindustrie auf Nachhaltigkeit und Belastbarkeit die Nachfrage nach CF und CFRP an. Diese Materialien bieten überlegene Leistung in Bezug auf Energieeffizienz und Widerstandsfähigkeit gegen Naturkatastrophen. Beispielsweise weist CFRP eine außergewöhnliche Erdbebenbeständigkeit auf und übertrifft herkömmliche Baumaterialien. Infolgedessen ist es in erdbebengefährdeten Gebieten zur bevorzugten Wahl geworden und trägt zur allgemeinen Belastbarkeit der gebauten Umwelt bei.
Mit Blick auf die Zukunft wird erwartet, dass die Nachfrage nach CF und CFRP in der Bauindustrie weiter ansteigt. Laufende Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen zur Verbesserung der Eigenschaften dieser Materialien und zur Senkung ihrer Produktionskosten werden ihre Verwendung im Bausektor wahrscheinlich weiter ausbauen. Die Kombination aus steigender Nachfrage und technologischem Fortschritt wird das Wachstum des globalen CF- und CFRP-Marktes vorantreiben.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die wachsende Nachfrage der Bauindustrie nach CF und CFRP ein wichtiger Treiber des globalen Marktes ist. Die außergewöhnlichen Eigenschaften dieser Materialien, gepaart mit dem Schwerpunkt der Branche auf Nachhaltigkeit und Belastbarkeit, machen sie in modernen Baupraktiken unverzichtbar. Mit der kontinuierlichen Weiterentwicklung der CF- und CFRP-Technologie können wir erwarten, dass diese Materialien bei der Gestaltung der Zukunft der Bauindustrie eine immer wichtigere Rolle spielen werden.
Wichtige Marktherausforderungen
Begrenzte Produktionskapazität von CF und CFRP
Der Herstellungsprozess von Kohlefaser (CF) und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP) ist nicht nur komplex und zeitaufwändig, sondern erfordert auch fortschrittliche Technologie und qualifizierte Arbeitskräfte. Diese Faktoren tragen zu den hohen Preisen von CF und CFRP bei, was wiederum ihre weit verbreitete Verwendung einschränkt.
Darüber hinaus umfasst die Herstellung von CF eine Reihe chemischer und thermischer Behandlungen, die oft zu langen Produktionszyklen führen. Dieser langwierige Prozess kann einen Engpass in der Lieferkette verursachen und die Möglichkeit einschränken, die Produktion schnell zu steigern. Infolgedessen besteht eine erhebliche Lücke zwischen der wachsenden Nachfrage nach CF und CFRP in Branchen wie Automobil, Luft- und Raumfahrt, Windenergie und Bauwesen und den begrenzten Produktionskapazitäten. Diese Lücke zwischen Angebot und Nachfrage kann zu Preisschwankungen und Marktunsicherheit führen und stellt Hersteller und Verbraucher gleichermaßen vor Herausforderungen.
Darüber hinaus ist der Produktionsprozess von CF und CFRP energieintensiv und erzeugt erhebliche Abfallmengen. In einer Zeit, in der Nachhaltigkeit und Umweltschutz immer mehr an Bedeutung gewinnen, könnten diese Faktoren den Ausbau der CF- und CFRP-Produktionskapazitäten weiter einschränken.
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die begrenzten Produktionskapazitäten von CF und CFRP zwar eine erhebliche Herausforderung für den Weltmarkt darstellen, laufende Forschung und Innovationen jedoch die Hoffnung bergen, diese Hürde zu überwinden. Da sich die Branche weiterentwickelt, ist es für den langfristigen Erfolg entscheidend, ein Gleichgewicht zwischen Nachfrage und nachhaltigen, effizienten Produktionsmethoden zu finden.
Wichtige Markttrends
Zunehmende Fortschritte in der Fertigungstechnologie
Technologische Innovationen revolutionieren die Herstellungsprozesse von Kohlenstofffasern (CF) und kohlenstofffaserverstärktem Kunststoff (CFRP). Diese Fortschritte verbessern nicht nur die Eigenschaften von Fasern und Matrizen, sondern auch die Gesamteigenschaften des Laminats, was zu einem Produkt von höchster Qualität führt. Dieses verbesserte Produkt kann die vielfältigen Anforderungen von Branchen wie Automobil, Luft- und Raumfahrt, Bauwesen und Windenergie erfüllen.
Die Beziehung zwischen Prozessverbesserungen und der zunehmenden Einführung von CF und CFRP in Anwendungen, insbesondere in der Luft- und Raumfahrtindustrie, unterstreicht die Bedeutung kontinuierlicher technologischer Forschung. Diese Fortschritte haben das Potenzial, die Marktexpansion auf globaler Ebene zu beschleunigen und zu einem effizienteren und kostengünstigeren Produktionsprozess zu führen.
Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen spielen eine entscheidende Rolle bei der Ermöglichung dieser technologischen Fortschritte. Durch diese engagierten Bemühungen entstehen neue und verbesserte Fertigungstechniken, die das Marktwachstum vorantreiben und den Anwendungsbereich von CF und CFRP erweitern.
Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Verkürzung der Produktionszykluszeiten. Angesichts der Tatsache, dass die Herstellung von CF eine Reihe komplexer chemischer und thermischer Behandlungen umfasst, die zu langen Produktionszyklen führen können, könnten Fortschritte zur Rationalisierung dieser Prozesse die Produktionskapazität erheblich steigern und eine effizientere und zeitgerechtere Herstellung ermöglichen.
Durch die kontinuierliche Erweiterung der Grenzen der Technologie und Investitionen in Forschung und Entwicklung ist das Potenzial für weitere Fortschritte in der CF- und CFRP-Herstellung enorm. Diese Fortschritte werden nicht nur den wachsenden Anforderungen verschiedener Branchen gerecht, sondern tragen auch zu einer nachhaltigeren und innovativeren Zukunft bei.
Segmenteinblicke
Einblicke in Rohstofftypen
Basierend auf der Kategorie der Rohstofftypen hat sich das Pechsegment im Jahr 2022 als dominierender Akteur auf dem globalen Markt für CF & CFRP herauskristallisiert. Pechbasierte Kohlenstofffasern sind ein vielseitiges faseriges Kohlenstoffmaterial, das aus Acrylmaterial oder Öl-/Kohlepech gewonnen und anschließend einem Wärmebehandlungsprozess unterzogen werden kann. Dieses einzigartige Material bietet zahlreiche Vorteile im Vergleich zu herkömmlichen Metallmaterialien. Pechbasierte Kohlenstofffasern sind nicht nur leicht, sondern weisen auch eine höhere Steifigkeit auf, was sie zu einer idealen Wahl für Anwendungen macht, bei denen Festigkeit und Haltbarkeit von größter Bedeutung sind.
Neben ihrem geringen Gewicht und ihrer Steifigkeit besitzen pechbasierte Kohlenstofffasern mehrere weitere bemerkenswerte Eigenschaften. Es weist eine geringe Wärmeausdehnung auf, was eine ausgezeichnete Dimensionsstabilität auch bei extremen Temperaturschwankungen gewährleistet. Darüber hinaus weist es eine hohe Wärmeleitfähigkeit auf, was eine effiziente Wärmeableitung in elektronischen Geräten und anderen Wärmemanagementanwendungen ermöglicht. Das Material weist auch eine ausgezeichnete elektrische Leitfähigkeit auf, was es für den Einsatz in verschiedenen elektrischen und elektronischen Komponenten geeignet macht. Darüber hinaus bietet pechbasierte Kohlefaser eine geringe Reibung, was den Verschleiß in dynamischen Systemen reduziert.
Einer der bemerkenswerten Vorteile von pechbasierter Kohlefaser ist ihre Kompatibilität mit verschiedenen Arten von Kunststoffen und Elastomeren als wärmeleitender Füllstoff. Diese Eigenschaft macht sie zu einem wertvollen Zusatzstoff zur Verbesserung der Wärmeleitfähigkeit in verschiedenen Verbundwerkstoffen und verbessert deren Gesamtleistung in Bezug auf die Wärmeableitung.
Da die Nachfrage nach effektivem Wärmemanagement weiter steigt, findet pechbasierte Kohlefaser nicht nur Anwendung in der Satellitentechnologie, sondern auch in elektronischen Geräten und anderen wärmeempfindlichen Systemen. Seine außergewöhnlichen Eigenschaften machen es zu einem unverzichtbaren Material für das Streben nach effizienter Wärmekontrolle und verbesserter Leistung.
Einblicke für Endbenutzer
Das Automobilsegment wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein schnelles Wachstum verzeichnen. Kohlefaser (CF) und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) sind revolutionäre Materialien, die zunehmend bei der Herstellung von Leichtbaufahrzeugen verwendet werden. Diese Autos bieten nicht nur außergewöhnliche Leistung, sondern auch einen Hauch von Luxus – und das alles zu einem günstigen Preis.
Der Markt für CF und CFRP erlebt ein bemerkenswertes Wachstum, angetrieben von der steigenden Nachfrage nach Fahrzeugen, die leichter, sicherer, sauberer und kostengünstiger sind. Diese fortschrittlichen Materialien finden in großem Umfang Verwendung in verschiedenen Automobilkomponenten, darunter Karosserieteile, Motorhauben, Hauben und Prüfplatten.
Darüber hinaus hat der Anstieg der Produktion von leichten Nutzfahrzeugen erheblich zur Expansion des CF- und CFRP-Marktes beigetragen. Nach Angaben der Internationalen Organisation der Kraftfahrzeughersteller lag die weltweite Automobilproduktion im Jahr 2019 bei erstaunlichen 91.786.861 Einheiten und damit geringfügig unter den 96.869.020 Einheiten, die im Jahr 2018 produziert wurden. Diese Produktionssteigerung auf globaler Ebene hat entscheidend zum weltweiten Wachstum des CF- und CFRP-Marktes beigetragen.
Die Verwendung von CF und CFRP in der Automobilindustrie ist ein Beweis für das unermüdliche Streben der Branche nach Innovation, Effizienz und Nachhaltigkeit. Da die Nachfrage nach leichten und leistungsstarken Fahrzeugen weiter steigt, werden CF und CFRP eine wesentliche Rolle bei der Gestaltung der Zukunft der Automobilindustrie spielen.
Regionale Einblicke
Nordamerika hat sich im Jahr 2022 als dominierender Akteur auf dem globalen CF- und CFRP-Markt herausgestellt und hält wertmäßig den größten Marktanteil. Die Wirtschaft Nordamerikas wird in erster Linie von der Wirtschaftsdynamik von Ländern wie den Vereinigten Staaten und Kanada beeinflusst. Mit den zunehmenden ausländischen Direktinvestitionen für die wirtschaftliche Entwicklung Nordamerikas erfährt das aktuelle Szenario jedoch erhebliche Veränderungen. Länder innerhalb Nordamerikas verzeichnen ein bemerkenswertes Wachstum im Luft- und Raumfahrt- sowie im Verteidigungssektor.
Insbesondere die Vereinigten Staaten verfügen in Bezug auf Infrastruktur und Fertigungsaktivitäten über eine der größten Luft- und Raumfahrtindustrien. Allein im Jahr 2018 beliefen sich die Exporte der Luft- und Raumfahrtindustrie auf unglaubliche 155 Milliarden USD, was zu einer positiven Handelsbilanz von 88 Milliarden USD führte. Dieses beeindruckende Wachstum ist auf die steigende Nachfrage nach Verkehrs- und Militärflugzeugen sowie auf einen erheblichen Anstieg der Verteidigungsausgaben zurückzuführen.
Infolgedessen wird für die Luft- und Raumfahrt- sowie Verteidigungsindustrie im Prognosezeitraum ein erhebliches Wachstum erwartet. Dieses Wachstum wird durch die anhaltende Nachfrage nach Flugzeugen und die fortlaufende Ausweitung der Verteidigungsbudgets vorangetrieben. Mit solchen Entwicklungen ist der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsmarkt in Nordamerika bereit für weiteres Wachstum und Wohlstand.
Jüngste Entwicklungen
- Im Dezember 2019 schlossen Solvay, ein weltweit führendes Unternehmen für moderne Materialien und Spezialchemikalien, und SGL Carbon, ein führender Anbieter kohlenstoffbasierter Lösungen, eine gemeinsame Entwicklungsvereinbarung (JDA) zur Zusammenarbeit bei der Kommerzialisierung von Verbundwerkstoffen. Diese Materialien basieren auf Large-Tow-Zwischenmodul-Kohlefasern (IM), die für ihre außergewöhnliche Festigkeit und ihr geringes Gewicht bekannt sind. Durch die Bündelung ihrer Expertise wollen Solvay und SGL Carbon innovative Lösungen in die Luft- und Raumfahrtindustrie einführen und damit Solvays Position als wichtiger Akteur in diesem Sektor weiter stärken.
- Im Juli 2019 tätigte Teijin Limited, ein multinationales Chemie- und Pharmaunternehmen, eine strategische Akquisition durch die Übernahme von Benet Automotive SRO, einem renommierten Zulieferer von Automobilkomponenten und Verbundwerkstoffen. Benet Automotive wird für seine Expertise bei der Bereitstellung hochwertiger glasfaser- und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoffe hoch geschätzt, die aufgrund ihrer Festigkeit und Haltbarkeit in der Automobilindustrie weit verbreitet sind. Diese Übernahme erweitert nicht nur Teijins Portfolio an fortschrittlichen Materialien, sondern ermöglicht dem Unternehmen auch, tiefer in den Markt einzudringen, indem es eine umfassende Palette innovativer Lösungen anbietet.
- Im Juli 2018 unternahm Toray Industries, Inc., ein führender Anbieter von Kohlefaser- und Verbundwerkstoffen, einen bedeutenden Schritt durch die Übernahme von TenCate Advanced Composites Holding BV, einem führenden Hersteller von Kohlefaserverbundwerkstoffen. Diese strategische Übernahme ermöglicht es Toray Industries, neue Märkte zu erschließen, insbesondere in den Bereichen Verteidigung und Raumfahrt, indem es das Fachwissen und die Fähigkeiten von TenCate nutzt. Mit einem Schwerpunkt auf Innovation und Produktentwicklung zielt Toray Industries darauf ab, hochmoderne Carbonfaserlösungen einzuführen, die den hohen Anforderungen dieser Branchen gerecht werden.
Wichtige Marktteilnehmer
- Teijin Limited
- Mitsubishi Chemical Corporation
- Hexcel Corporation
- Solvay SA
- Zhongfu Shenying Carbon Co., Ltd.
- Kureha Corporation
- Jilin Chemical Fiber Group Co., Ltd.
- Jiangsu Hengshen Co., Ltd.
- Aeron Composite Pvt. Ltd.
- Nippon Graphite Fiber Corporation
| Nach Rohstofftyp | Nach Herstellungsverfahren | Nach Endbenutzer | Nach Region |
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