玻璃纤维增强塑料和复合材料市场的发展的新趋势、挑战和前景展望

  《AVK市场报告》几十年来一直是一份成熟的出版物，自2021年报告以来，该报告对基础数据材料来了扩展和调整。这是由于几个部分的参数发生了变化。

  在2021年之前，第四季度对当前财政年度的产量进行了调查，然后预测了从调查期间到年底的产量。与以前一样，《2022年市场报告》现在也包括了全球市场的实际数字。

  这些数据是在2023年初收集的，只有在审查年度结束后才能有足够的确定性。这在某些特定的程度上是由于在市场中观察到的日渐增长的动态。

  与前几年不同的是，在2021年，两个核心细分市场，热固性和热塑性塑料在许多领域分别进行了分析。同样，我们在分析各种应用领域和区域发展方面采取了不同的方法。通过扩展和修改基础数据，我们对当前市场及其发展有了更全面的了解。

  2022年全球复合材料市场的总量为1270万吨。与2021年的1210万吨相比，这一数字增长了约5%。

  相比之下，欧洲复合材料产量在2022年下降了6.1%。因此，整个欧洲复合材料市场从2021年的2962万吨下降到2781千吨(kt)(见图1)。

  因此，欧洲在世界市场的份额约为22%。美国的市场占有率也差不多。另一方面，亚洲的全球市场占有率高达50%。

  然而，与前几年一样，欧洲内部的发展并不相同。这种差异是由于区域核心市场高度多样化、加工材料的巨大差异、不同制造工艺的广泛范围和广泛不同的应用领域。

  因此，我们大家可以看到不同区域的发展，首先是关于不同的工艺——尽管在2022年，关于所有地区和工艺的报告都有所下降。唯一增长的材料是CFRTP和C反应蛋白。

  在数量方面，所有复合材料生产大部分流入到运输领域，占市场量的50%以上(见图2)。接下来两个领域是建筑和基础设施，一方面和电气和电子领域，另一方面是CRP领域，它只占总市场的1-2%左右。

  交通运输业包括生产汽车以及商用车辆、航空、公共交通等。建筑和基础设施包括管道、容器、储罐、结构部分。例如，电气和电子行业包括开关、外壳、电信设备和控制柜。

  热固性复合材料(不包括CRP)整体制造量为2022年为1138千吨，而前一年为1250千吨。与热塑性塑料系统不同的是，2022年的市场份额与前一年(2021年)相比略有下降1.2%(见图3)。

  热固性复合材料的两个主要应用领域：一方面是建筑和基础设施，另一方面是运输(见图4)。

  然而，直到2019年，运输领域仍然是玻璃钢行业最大的应用领域(以下简称“玻璃钢”将用于所有长纤维和连续纤维增强热固性和热塑性复合材料)，在本年度，向建筑和基础设施部门的转变明显增加。这一趋势在2022年继续。多年来，热塑性塑料市场一直被交通运输领域的应用所主导，尤其是汽车和商用车。

  2022年，欧洲热塑性复合材料市场的总量为1586千吨，而前一年为1660千吨(来源:AMAC)。然而，下降幅度小于热固性系统。这些系统在整个欧洲市场的份额从2021年的57%上升到2022年的58.2%。

  热塑性复合材料中最大的材料组以及整个市场上最大的材料组是短纤维增强塑料，其中增强纤维的长度仅为几毫米。

  在这里，增强效果与长纤维或连续纤维系统非常不同，这是复合材料领域经常忽视此类材料的另一个原因。

  在材料方面，该材料组以聚酰胺(PA)为主。然而，在LFT中出现了不同的情况，使用了更长的纤维，主要是聚丙烯(PP)。因此，在这方面，也已经存在一些明显的差异。

  总体而言，短纤维增强热塑性塑料的体积为1,444 kt。与2021年相比，这一数字下降了4%。因此，热塑性复合材料领域的市场份额约为90%。其在欧洲综合市场的份额超过50%。第二大类别是LFT材料。2022年，长纤维增强塑料占市场量为105万吨，但面临11.8%的急剧下降。玻璃基增强热塑性塑料(GMT)的市场规模要小得多，总量为25kt，而连续纤维增强热塑性塑料的市场规模为12kt。

  热塑性复合材料的主要应用领域是运输部门，占市场的三分之二以上(见图5)。

  这一细分市场由轿车和商用车主导。加上电气和电子领域的应用，2022年的市场份额为90%。自2011年调查开始以来，尽管面临诸多挑战，但整体市场份额增长了30%以上。

  在这种背景下，尽管汽车注册量大幅下降，但这一细分市场的强劲增长令人瞩目。

  根据ACEA(欧洲汽车制造商协会)的数据，欧盟的汽车市场在2022年收缩了4.6%，主要是受上半年元件短缺。虽然市场在2022年8月至12月间复苏，但累计销量为930万辆 是1993年以来最低的，当时登记了920万个单位 在许多情况下，生产 因此，大批量车型的销售被削减，取而代之的是高利润的车型 更高的价格。因此，许多原始设备制造商取得了良好的利润，而他们的销售相当低。

  2022年，商用车领域也出现了类似的情况。根据ACEA的数据，尽管2021年商用车注册量仍增长了9.6%，但2022年的数据却大幅下降。

  总体而言，2022年欧盟商用车市场萎缩14.6%，至160万辆，低于2020年大流行年(170万辆)的销量。这主要是由于持续的供应链问题阻碍了全年的车辆供应。”

  因此，热塑性复合材料在过去几年的强劲增长和2022年的相对较小的下降只能用该领域复合材料使用量的增加来解释。除了更改设计和转换组件和组件组之外，另一种选择是替换现有的组件和组件组材料与复合材料。

  在这种情况下，重要的是根据热固性和热塑性材料系统区分核心市场。通过服务于建筑和基础设施部门，热固性材料进入了一个通常高度面向宏观经济发展的领域，对市场变化的反应不那么剧烈，而/或在中期对市场变化的反应更多。另一方面，运输部门对宏观经济发展的明显反应往往更多是在短期内。

  表1显示了过去几年复合材料生产的主要工艺/部件的定量发展。不能总是定义单独的段 并且非常一致或清晰地区别开来。除了上面提到的 工艺，还有许多其他生产工艺和技术 但是，通常可以分配给上述领域之一。

  图6说明了各个细分市场的长期发展。然而，我们的分析不包括短纤维增强塑料。这在一定程度上是为了提供一个更好的概述，但也是因为这种材料组和GRP行业之间的差异已经在上面强调过了。

  短纤维增强材料的材料性能有时与长纤维和连续纤维增强系统有很大的不同。材料中的玻璃纤维长度通常小于2毫米。然而，与非增强材料相比，它们确实提高了性能水平。一个特别的好处是对材料弹性模量或刚度的影响。

  此外，纤维越长，其坚固性和抗冲击性越强。一般来说，材料的区别在于它们的基本力学性能，在某些情况下，力学性能明显不同。CRP的数据也包括在这里。

  本报告中的RTM部分(树脂转移成型)涵盖了所有将树脂注入或注射到封闭腔中的过程。除了多种注射方式(HP-RTM、P-RTM、RTM Light等)外，还包括输注方式。但是，它不包括涉及上述国家基金的RTM进程。

  近年来，我们已经看到RTM的许多不同变体的发展流程。它们的共同点是使用干纤维或半成品纤维，然后将涂覆的模具密封或封闭。(除了合适纤维之外 产品，也有可能使用，例如，核心材料。)树脂流动借助于压力或真空或两者，通过封闭模具中的空腔。这包括渗透和/或围绕纤维和相关的添加剂流动 成品或半成品。在一段时间后，RTM工艺继续稳步发展，这是另一个 欧洲产量下降的地区，下降了5.8%，降至总计13万吨。总体而言，尽管绝对数量有所增加，但市场份额值得注意的是，在过去几年中几乎保持不变(见图8)。

  这项技术的生产范围很广，有很多不同的处理选项。有可能生产任何数量的项目，范围从小批量到相当大的系列，也可以生产不同的组件尺寸从小到大不等。此外，还可以选择使用各种不同的纤维和基质系统。典型地，合适的预制件也用过。

  因此，应用领域相应地广泛，包括车辆建筑、公共交通、造船、运动和休闲以及 航空。由于工艺的特殊性，RTM也非常适合高应力部件的生产。RTM技术通常被认为是2010年代初的选择——即使在大规模汽车生产中——今天的研究目前集中在不同的工艺上。在大规模制造中， 目前特别优选热塑性工艺。

  从中长期来看，复合材料市场将如何发展？这一直是一个难题，定量预测过去和现在都伴随着巨大的不确定性。在过去的几年里，市场 变化的速度越来越快。复合材料的两个主要应用领域一方面是建筑和基础设施，另一方面是运输。这两个领域也对更广泛的经济产生重大影响，由于上述相互依存关系 –通常并行发展。这一更广泛的经济已经并仍在动摇几次严重的危机。

  “德国经济已经处于危机模式将近三年了。如果没有疫情和战争，2020年至2022年间，德国的总增加值将增加4200亿欧元。首先，消费者支出受到封锁的阻碍，然后全球供应链开始动摇，几个月来，家庭和企业被迫与可怕的能源价格作斗争。与此同时，德国的经济成本也越来越高。

  仅在2020年——危机的第一年——损失就达1750亿欧元。第一次封锁导致零售贸易、餐馆和咖啡馆关闭，而德国经济受到重大不确定性的严重拖累，因为疫苗仍有很长的路要走。到2021年，家庭、公司和行业将成为一体；整个行业都受到了全球供应瓶颈的打击，造成了1250亿欧元的损失。

  随着疫苗接种运动的进展，2022年第一季度出现了经济复苏——2023年4月，但随着俄罗斯对乌克兰的攻击，这一复苏很快戛然而止。高昂的能源价格和持续的供应链中断造成了购买力的损失德国消费者信心下降。总的来说，2022年流行病和战争的成本可能达到1200亿欧元。”

  传统上，制造业(包括复合材料部件的生产)在德国比在欧盟其他大型经济体更为重要。2021年，德国制造业占经济总量的20.2%总增加值。在整个欧盟27个国家中，这一数字为16.6%，9可以看出德国经济对工业的依赖程度特别高。看看这些指标，我们有理由提出这样一个问题:德国工业是否还能得到拯救?

  目前，我们无法对不同地区和制造业的复合材料产量的发展提供任何可靠的定量预测。然而，下面我们将看一些关键的经济因素，这些因素应该能提供一些对未来发展和潜在预测的见解。

  从制造商的角度评估形势的一个关键指标是生产者价格指数，它衡量的是某一特定国家内生产和销售的商业产品的价格变化。它说明了近年来价格上涨的幅度(见图13)。

  在最重要的欧洲国家经济中，生产成本的大幅上升似乎暂时停止了，有关指标目前开始下降。

  然而，由此产生的降价——以证券交易所的短期购买价值衡量——可能仍然要低得多。在2022年7月至9月期间，现货市场电力价格翻了一倍多，欧洲最重要的国家经济体的生产成本大幅上涨似乎暂时停止，相关指标目前开始下降。

  然而，由此产生的降价——以证券交易所的短期购买价值衡量——可能仍然要低得多。2022年7月至9月期间，电力交易所现货市场电价翻了一番多。在前一天的市场上，价格最高达到每千瓦时近59欧分。

  从那时起，它们再次急剧下降，在年初的低点(每千瓦时10欧分)之后，它们目前约为每千瓦时14欧分。

  然而，目前，这些减少还没有转嫁到工业或私人客户身上，理由是采购价格在一定程度上受到极端波动的影响。这是一个未来仍有很大价格下跌潜力的领域。

  除了制造成本外，在高度国际化的复合材料市场中，另一个极其重要的因素是物流成本。在这方面，一些成本也大幅下降。在2021年增长了近10倍之后，集装箱运费现在已经恢复到危机前的水平(见图15)。

  尽管存在上述挑战，复合材料仍有望在以下领域取得成功未来。有许多迹象表明，世界经济的根本性是积极发展的。从中期来看，运输的结构性变化 行业将为复合材料在以下领域获得新的立足点提供大量机会新应用。在建筑和基础设施领域也能够正常的看到巨大的机会，在这一领域，复合材料由于其独特的 注定要长期使用的特性。这些材料的主要资产就应用而言，它们的耐用性、几乎免维护的使用， 它们在轻质建筑中的应用潜力以及它们经常产生的积极影响和可持续性。

  这也是复合材料行业本身的观点。为了编译复合材料德国公司，每六个月对所有成员进行一次调查，德国复合材料伞式组织(AVK，复合材料美联航和准合伙人VDMA)，要求他们每个人提供一个定性市场评估。鉴于公司目前正以批判的眼光看待今天的经济发展形势，他们对未来的期望显然正在变得更积极。

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