Рынок CF и CFRP — глобальный размер отрасли, доля, тенденции, возможности и прогноз, сегментированный по типу сырья (полиакрилонитрил (пан), пек и вискоза), по производственному процессу (процесс выкладки, процесс компрессионного формования, процесс трансферного формования смолы, другие), по конечному пользователю (аэрокосмическая и оборонная промышленность, автомобилестроение, другие), по региону

Обзор рынка

Глобальный рынок CF и CFRP оценивается в 30,25 млрд долларов США в 2022 году и, как ожидается, будет прогнозировать устойчивый рост в прогнозируемый период с CAGR 5,34% до 2028 года. Углеродное волокно (CF) и полимеры, армированные углеродным волокном (CFRP), широко используются во многих отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, автомобильную, железнодорожный транспорт, инфраструктуру и возобновляемую энергетику. Это в первую очередь связано с их исключительными легкими характеристиками, которые обеспечивают значительные преимущества с точки зрения производительности и эффективности. Углеродные волокна, состоящие из углеродного волокна, встроенного в полимерную матрицу, демонстрируют замечательное соотношение прочности и веса, что делает их весьма востребованными для широкого спектра применений.

Эти передовые материалы особенно хорошо подходят для применений, требующих превосходной прочности, жесткости, уменьшенного веса и исключительной усталостной прочности. По сравнению с традиционными материалами, такими как алюминий и сталь, углеродное волокно может похвастаться примерно в десять раз более высокой удельной прочностью, в зависимости от типа используемого волокна. В результате углепластики эффективно используются в аэрокосмической, автомобильной, железнодорожной, морской и ветроэнергетической отраслях уже более пятидесяти лет.

В аэрокосмической промышленности углепластики сыграли ключевую роль в разработке современных самолетов. В частности, Airbus A350 и Boeing 787, которые являются новейшими дальнемагистральными самолетами, широко используют углепластики в своих планерах, составляя более 50% от общего веса самолета. Эта интеграция вносит значительный вклад в повышение топливной экономичности и общей производительности.

Аналогичным образом, в автомобильном секторе углеродные волокна обеспечивают значительные преимущества в снижении веса транспортного средства и повышении производительности, особенно в таких критически важных компонентах, как панели кузова, крыши и конструкции пола, которые требуют высокой жесткости. Использование композитов из углеродного волокна в этих областях не только снижает вес, но и улучшает общие ощущения от вождения.

Более того, сектор ветроэнергетики также стал свидетелем преимуществ углеродного волокна. Углеродные волокна обладают превосходным удельным модулем по сравнению с волокнами из E-стекла, что позволяет производить более длинные и тонкие лопасти ветряных турбин. Эти аэродинамические улучшения способствуют повышению энергоэффективности и выработке электроэнергии.

Однако стоит отметить, что на мировой рынок CF и CFRP существенно повлияла пандемия COVID-19. Сокращение авиаперелетов и спортивных мероприятий, а также приостановка коммерческих самолетов привели к снижению спроса на углеродные волокна и их композиты. Это снижение спроса напрямую повлияло на аэрокосмическую промышленность, что привело к существенному сокращению заказов на самолеты и последующему снижению мирового потребления углеродного волокна.

Ведущие поставщики углеродного волокна, такие как Toray и Hexcel, столкнулись с резким падением продаж в результате пандемии. Несмотря на эти проблемы, долгосрочные перспективы роста рынка CF и CFRP остаются многообещающими, что обусловлено постоянным спросом на легкие и высокопроизводительные материалы в различных отраслях промышленности.

Основные драйверы рынка

Растущий спрос на CF и CFRP со стороны автомобильной промышленности

Автомобильная промышленность все чаще использует углеродное волокно (CF) и полимер, армированный углеродным волокном (CFRP), из-за их уникальных свойств. CF и CFRP известны своим исключительно высоким соотношением прочности к весу, коррозионной стойкостью и выдающимися усталостными свойствами. Эти замечательные характеристики делают их весьма подходящими для широкого спектра применений в автомобильном секторе, включая структурные детали, кузовные панели и компоненты интерьера.

Более того, CF и CFRP играют решающую роль в неустанном стремлении отрасли к более легким и экономичным транспортным средствам. Поскольку производители автомобилей стремятся соответствовать строгим стандартам выбросов и повышать экономию топлива, использование легких материалов, таких как CF и CFRP, становится все более распространенным.

Рост электромобилей (ЭМ) также способствует росту спроса на CF и CFRP. Поскольку ЭМ стремятся максимизировать свой запас хода, облегчение становится еще более важным. В результате прогнозируется, что использование CF и CFRP в ЭМ станет свидетелем значительного всплеска, тем самым еще больше стимулируя рост рынка CF и CFRP.

Поскольку автомобильная промышленность продолжает развиваться в направлении более экономичных и электрических транспортных средств, ожидается, что спрос на CF и CFRP будет продолжать расти. Более того, текущие исследования и разработки направлены на дальнейшее улучшение свойств CF и CFRP при одновременном снижении их производственных затрат. Эти усилия имеют потенциал для расширения их применения в автомобильном секторе, открывая новые возможности.

В заключение следует отметить, что растущий спрос на CF и CFRP со стороны автомобильной промышленности является значительным драйвером мирового рынка CF и CFRP. Уникальные свойства этих материалов в сочетании с переходом отрасли на более легкие транспортные средства продолжают подпитывать этот спрос, формируя будущее автомобилестроения.

Растущий спрос на CF и CFRP со стороны строительной промышленности

В строительной отрасли материалы из углеродного волокна (CF) и полимера, армированного углеродным волокном (CFRP), приобретают все большую популярность благодаря своим уникальным свойствам. Эти материалы известны своим исключительно высоким соотношением прочности к весу, замечательной устойчивостью к воздействию окружающей среды и превосходной долговечностью. В результате CF и CFRP используются в широком спектре строительных применений.

Одним из существенных преимуществ CF и CFRP является их эффективность в укреплении конструкций. Эти материалы часто используются для модернизации и восстановления стареющей инфраструктуры, включая мосты и здания. По сравнению с традиционными методами CF и CFRP обеспечивают экономически эффективное и быстрое решение. Их применение значительно продлевает срок службы этих конструкций, обеспечивая безопасность и функциональность критической инфраструктуры.

Более того, растущее внимание строительной отрасли к устойчивости и устойчивости стимулирует спрос на CF и CFRP. Эти материалы обладают превосходными характеристиками с точки зрения энергоэффективности и устойчивости к стихийным бедствиям. Например, CFRP демонстрирует исключительную сейсмостойкость, превосходящую обычные строительные материалы. В результате он стал предпочтительным выбором в сейсмоопасных районах, способствуя общей устойчивости застроенной среды.

Ожидается, что спрос на CF и CFRP в строительной отрасли продолжит расти. Текущие исследования и разработки, направленные на улучшение свойств этих материалов и снижение их производственных затрат, вероятно, еще больше расширят их использование в строительном секторе. Сочетание растущего спроса и технологических достижений будет способствовать росту мирового рынка CF и CFRP.

В заключение следует отметить, что растущий спрос строительной отрасли на CF и CFRP является значительным драйвером мирового рынка. Исключительные свойства этих материалов в сочетании с акцентом отрасли на устойчивость и устойчивость делают их незаменимыми в современной строительной практике. С постоянным развитием технологий CF и CFRP мы можем ожидать, что эти материалы будут играть все более важную роль в формировании будущего строительной отрасли.

Основные проблемы рынка

Ограниченные производственные мощности CF и CFRP

Процесс производства углеродного волокна (CF) и полимера, армированного углеродным волокном (CFRP), не только сложен и трудоемок, но и требует передовых технологий и квалифицированной рабочей силы. Эти факторы способствуют высокой цене CF и CFRP, что, в свою очередь, ограничивает их широкое использование.

Более того, производство CF включает в себя ряд химических и термических обработок, которые часто приводят к длительным производственным циклам. Этот длительный процесс может создать узкое место в цепочке поставок и ограничить возможность быстрого масштабирования производства. В результате существует значительный разрыв между растущим спросом на CF и CFRP в таких отраслях, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, ветроэнергетика и строительство, и ограниченными производственными мощностями, обнаруженными на. Этот разрыв между спросом и предложением может привести к волатильности цен и рыночной неопределенности, представляя проблемы как для производителей, так и для потребителей.

Кроме того, процесс производства CF и CFRP является энергоемким и генерирует значительные объемы отходов. В эпоху, когда устойчивость и защита окружающей среды становятся все более приоритетными, эти факторы могут еще больше ограничить расширение производственных мощностей CF и CFRP.

В заключение следует отметить, что хотя ограниченные производственные мощности CF и CFRP представляют собой значительную проблему для мирового рынка, текущие исследования и инновации обещают преодолеть это препятствие. Поскольку отрасль продолжает развиваться, достижение баланса между спросом и устойчивыми, эффективными методами производства будет иметь решающее значение для долгосрочного успеха.

Основные тенденции рынка

Растущее развитие производственных технологий

Технологические инновации революционизируют производственные процессы углеродного волокна (CF) и полимера, армированного углеродным волокном (CFRP). Эти достижения не только улучшают свойства волокон и матриц, но и улучшают общие свойства ламината, что приводит к получению продукта высшего качества. Этот улучшенный продукт способен удовлетворить разнообразные потребности таких отраслей, как автомобилестроение, аэрокосмическая промышленность, строительство и ветроэнергетика.

Взаимосвязь между усовершенствованиями процессов и более широким внедрением CF и CFRP в приложениях, особенно в аэрокосмической промышленности, подчеркивает важность непрерывных технологических исследований. Эти достижения имеют потенциал для ускорения расширения рынка в глобальном масштабе, что приведет к более эффективному и экономически выгодному процессу производства.

Исследования и разработки играют решающую роль в содействии этим технологическим достижениям. Именно благодаря этим целенаправленным усилиям появляются новые и улучшенные методы производства, стимулирующие рост рынка и расширяющие сферу применения CF и CFRP.

Одной из конкретных областей является сокращение времени производственного цикла. Учитывая, что производство CF включает в себя ряд сложных химических и термических обработок, которые могут привести к длительным производственным циклам, достижения, направленные на оптимизацию этих процессов, могут значительно увеличить производственные мощности, что позволит обеспечить более эффективное и своевременное производство.

Постоянно расширяя границы технологий и инвестируя в исследования и разработки, потенциал для дальнейшего прогресса в производстве CF и CFRP огромен. Эти достижения не только удовлетворят растущие потребности различных отраслей промышленности, но и внесут вклад в более устойчивое и инновационное будущее.

Сегментные данные

Сведения о типе сырья

Исходя из категории типа сырья, сегмент пека стал доминирующим игроком на мировом рынке CF и CFRP в 2022 году. Углеродное волокно на основе пека — это универсальный волокнистый углеродный материал, который может быть получен из акрилового материала или нефтяного/угольного пека, а затем подвергается процессу термической обработки. Этот уникальный материал предлагает многочисленные преимущества по сравнению с обычными металлическими материалами. Углеродное волокно на основе пека не только легкое, но и обладает более высокой жесткостью, что делает его идеальным выбором для применений, где прочность и долговечность имеют первостепенное значение.

Помимо своих свойств легкости и жесткости, углеродное волокно на основе пека обладает рядом других замечательных характеристик. Оно имеет низкое тепловое расширение, что обеспечивает превосходную размерную стабильность даже при экстремальных колебаниях температуры. Более того, оно обладает высокой теплопроводностью, что обеспечивает эффективное рассеивание тепла в электронных устройствах и других приложениях по управлению температурой. Материал также может похвастаться превосходной электропроводностью, что делает его пригодным для использования в различных электрических и электронных компонентах. Кроме того, углеродное волокно на основе пека обеспечивает низкое трение, снижая износ в динамических системах.

Одним из заметных преимуществ углеродного волокна на основе пека является его совместимость с различными типами пластиков и эластомеров в качестве теплопроводящего наполнителя. Это свойство делает его ценной добавкой для улучшения теплопроводности в различных композитных материалах, повышая их общую производительность с точки зрения рассеивания тепла.

Поскольку спрос на эффективное терморегулирование продолжает расти, углеродное волокно на основе пека находит применение не только в спутниковых технологиях, но и в электронных устройствах и других термочувствительных системах. Его исключительные свойства делают его незаменимым материалом в достижении эффективного терморегулирования и повышения производительности.

Информация для конечного пользователя

Прогнозируется, что в течение прогнозируемого периода автомобильный сегмент будет переживать быстрый рост. Углеродное волокно (CF) и армированный углеродным волокном полимер (CFRP) являются революционными материалами, которые все чаще используются в производстве легких автомобилей. Эти автомобили предлагают не только исключительные характеристики, но и нотку роскоши, и все это по экономичной цене.

Рынок CF и CFRP переживает значительный рост, обусловленный растущим спросом на более легкие, безопасные, чистые и экономичные автомобили. Эти передовые материалы широко используются в различных автомобильных компонентах, включая внешние детали кузова, капоты, крышки багажников и испытательные пластины.

Кроме того, рост производства легких коммерческих автомобилей внес значительный вклад в расширение рынка CF и CFRP. По данным Международной организации производителей автотранспортных средств, мировое производство автомобилей в 2019 году достигло ошеломляющих 91 786 861 единиц, что немного ниже 96 869 020 единиц, произведенных в 2018 году. Этот рост производства в мировом масштабе сыграл ключевую роль в стимулировании роста рынка CF и CFRP с точки зрения объема по всему миру.

Использование CF и CFRP в автомобильной промышленности является свидетельством неустанного стремления отрасли к инновациям, эффективности и устойчивому развитию. Поскольку спрос на легкие и высокопроизводительные автомобили продолжает расти, CF и CFRP будут играть неотъемлемую роль в формировании будущего автомобильной промышленности.

Региональные данные

Северная Америка стала доминирующим игроком на мировом рынке CF и CFRP в 2022 году, удерживая наибольшую долю рынка с точки зрения стоимости. Экономика Северной Америки в первую очередь зависит от экономической динамики таких стран, как США и Канада. Однако с ростом прямых иностранных инвестиций в экономическое развитие Северной Америки текущий сценарий претерпевает значительные изменения. Страны Северной Америки переживают значительный рост в аэрокосмическом и оборонном секторе.

В частности, Соединенные Штаты могут похвастаться одной из крупнейших аэрокосмических отраслей с точки зрения инфраструктуры и производственной деятельности. Только в 2018 году экспорт аэрокосмической промышленности составил ошеломляющие 155 миллиардов долларов США, создав положительное сальдо торгового баланса в размере 88 миллиардов долларов США. Этот впечатляющий рост можно объяснить растущим спросом на коммерческие и военные самолеты, а также существенным увеличением расходов на оборону.

В результате ожидается, что аэрокосмическая и оборонная промышленность продемонстрируют значительный рост в прогнозируемый период. Этот рост будет обусловлен постоянным спросом на самолеты и продолжающимся расширением оборонных бюджетов. При таком развитии событий аэрокосмический и оборонный рынок в Северной Америке готов к дальнейшему расширению и процветанию.

Последние события

• В декабре 2019 года Solvay, мировой лидер в области передовых материалов и специальных химикатов, и SGL Carbon, ведущий поставщик решений на основе углерода, заключили соглашение о совместной разработке (JDA) для сотрудничества в области коммерциализации композитных материалов. Эти материалы основаны на крупноволокнистом углеродном волокне с промежуточным модулем (IM), известном своей исключительной прочностью и легкими свойствами. Объединив свой опыт, Solvay и SGL Carbon стремятся представить инновационные решения в аэрокосмической промышленности, еще больше укрепив позицию Solvay как ключевого игрока в этом секторе.
• В июле 2019 года Teijin Limited, многонациональная химическая и фармацевтическая компания, совершила стратегическое приобретение, приобретя Benet Automotive SRO, известного поставщика автомобильных компонентов и композитных материалов. Benet Automotive высоко ценится за свой опыт в поставке высококачественных армированных стекловолокном и углеродным волокном пластиков, которые широко используются в автомобильной промышленности благодаря своей прочности и долговечности. Это приобретение не только расширяет портфель передовых материалов Teijin, но и позволяет компании глубже проникнуть на рынок, предлагая комплексный спектр инновационных решений.
• В июле 2018 года Toray Industries, Inc., ведущий поставщик углеродного волокна и композитных материалов, сделала значительный шаг, приобретя TenCate Advanced Composites Holding BV, известного производителя композитов из углеродного волокна. Это стратегическое приобретение позволяет Toray Industries выйти на новые рынки, особенно в оборонном и космическом секторах, используя опыт и возможности TenCate. Сосредоточившись на инновациях и разработке продукции, Toray Industries стремится представить передовые решения в области углеродного волокна, которые отвечают высоким требованиям этих отраслей.

Ключевые игроки рынка

• 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