根據(jù)國外新碳纖維及復(fù)合材料市場分析報告,碳纖維市場預(yù)計將從2019年的47億美元增長到2029年的133億美元,在2020-2029年之間碳纖維市場的復(fù)合年增長率為11.0%。
1、市場概況預(yù)測
航空航天及國防領(lǐng)域?qū)⒊蔀樘祭w維應(yīng)用大市場。碳纖維市場的主要終端行業(yè)包括航空航天和國防、汽車工業(yè)、體育休閑以及風(fēng)能。就價值和體量而言,航空航天和國防工業(yè)占據(jù)了市場的主要份額。這是由于波音和空中客車公司增加了飛機(jī)產(chǎn)量。波音和空中客車公司預(yù)計在未來20年內(nèi)將需要近9,000架新的寬體飛機(jī),而窄體飛機(jī)中碳纖維的使用也在增長。根據(jù)The Teal Group的數(shù)據(jù),飛機(jī)產(chǎn)量將以每年5.8%的速度增長,從2017年的估計市場規(guī)模1640億美元增長到2022年的2180億美元。
在預(yù)測期內(nèi),PAN基碳纖維將占據(jù)碳纖維市場的主要份額。PAN基碳纖維將持續(xù)在整個碳纖維市場上占據(jù)著主導(dǎo)地位,因為它們可廣泛應(yīng)用于航空航天和國防、汽車、體育和休閑、風(fēng)能和其他行業(yè)。與其他類型的碳纖維相比,該纖維具有高強(qiáng)度、高模量,而且因其成本效益和產(chǎn)品具有更好質(zhì)量而獲得更廣泛應(yīng)用。
未來歐洲將會引領(lǐng)碳纖維消費市場。歐洲是關(guān)鍵的碳纖維應(yīng)用市場,因為其對具有高強(qiáng)、輕質(zhì)以及耐化學(xué)和腐蝕性能材料的高需求,因此市場正在逐年增長。而牽引碳纖維產(chǎn)品市場的終原因則來源于該地區(qū)的大型飛機(jī)制造商、電動汽車制造商和海上風(fēng)電場安裝。隨著空客A320系列和Eurofighter的成功推出,該地區(qū)處于技術(shù)創(chuàng)新的前沿;而且歐洲是一些著名的汽車制造商的故鄉(xiāng),如寶馬、菲亞特和賓利,這些汽車制造商在各種結(jié)構(gòu)性汽車零件中使用碳纖維復(fù)合材料,如引擎蓋、保險杠和前端;此外,歐洲大量的海上風(fēng)能裝置如英國和德國等大量的海上風(fēng)能裝置大量采用碳纖維。
2、推動因素分析
飛機(jī)制造商的合并以及對下一代單通道飛機(jī)的高需求將助推碳纖維市場高速發(fā)展。通過合并新的單通道支線飛機(jī)制造項目,飛機(jī)制造商變得越來越強(qiáng)大。2018年,巴西航空工業(yè)公司(巴西圣保羅)與波音公司成立了一家合資企業(yè),以生產(chǎn)支線民用飛機(jī)??罩锌蛙嚬緞t與龐巴迪公司(加拿大魁北克)建立了生產(chǎn)C系列飛機(jī)的合作伙伴關(guān)系。
2018年,捷藍(lán)航空購買了60架空客A220-300,這是前C系列飛機(jī)的新名稱。預(yù)計在預(yù)測期內(nèi),單通道飛機(jī)將占新飛機(jī)交付量的大份額。這些飛機(jī)有望滿足未來商用飛機(jī)需求的約70%。隨著A300飛機(jī)生產(chǎn)的退役,整個航空航天生產(chǎn)價值鏈中的所有參與者都在尋找未來。
目前使用碳纖維飛機(jī)包括波音787、777X和空中客車A350,而下一代單通道飛機(jī)預(yù)計將對碳纖維產(chǎn)生新的需求。由波音公司設(shè)計的新型中型飛機(jī)-NMA(或797)-單通道中程飛機(jī),有望取代該公司退役的波音757飛機(jī)。預(yù)計該飛機(jī)還將具有AFP制造的機(jī)翼和機(jī)身結(jié)構(gòu)。
3、制約因素分析
高昂的成本是制約碳纖維在其他工業(yè)中應(yīng)用的關(guān)鍵因素。目前航空級碳纖維的價格目前約30-80美元/磅,而在其他應(yīng)用中,例如工業(yè)、體育用品和風(fēng)能,價格約10-20美元/磅。
在汽車工業(yè)中,碳纖維目前僅用于賽車和某些高端跑車,因為目前汽車用碳纖維的成本約為8-15美元/磅,如果碳纖維的成本降低到約5-7美元/磅,它勢必會在汽車工業(yè)中得到更廣泛的應(yīng)用。
如果降低碳纖維生產(chǎn)成本,則碳纖維復(fù)合結(jié)構(gòu)部件的使用有望大大增加。
4、發(fā)展機(jī)遇分析
3D打印技術(shù)將開辟碳纖維應(yīng)用新市場。3D打印碳纖維是繼金屬之后第二個受追捧的增材制造技術(shù)。這是一種用于多種應(yīng)用程序的復(fù)雜技術(shù),不需要大型設(shè)備。
3D技術(shù)可在短時間內(nèi)打印多個對象,而連續(xù)碳纖維用于3D打印時,與其他金屬材料相比具有高強(qiáng)度和剛度,而且碳纖維的含量和方向是可控制的,從而簡化了優(yōu)化過程。
使用碳纖維的3D打印技術(shù)還可以為航空航天,汽車和牙科等各種終用途行業(yè)的零件制造提供高精度。這項技術(shù)將徹底改變碳纖維制造工藝,并為市場參與者提供大量機(jī)會。
5、未來面臨的挑戰(zhàn)
未來,碳纖維的高成本仍然是影響產(chǎn)業(yè)增長的關(guān)鍵因素,因此,開發(fā)低成本技術(shù)是研究人員和主要制造商面臨的主要挑戰(zhàn)。尤其是目前科研人員與制造商在低成本化概念存在分歧,制造商往往通過“提束“”提速”來降低成本,而研究人員希望能夠從原料出發(fā)優(yōu)化過程工藝來控制成本,因此為了碳纖維低成本之路仍然艱巨。