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Die Größe des weltweiten Kohlefasermarktes wurde im Jahr 2023 auf 3,31 Milliarden US-Dollar geschätzt und soll von 3,59 Milliarden US-Dollar im Jahr 2024 auf 7,05 Milliarden US-Dollar im Jahr 2032 wachsen, was einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 8,8 % im Prognosezeitraum entspricht.
Kohlenstofffasern bestehen aus Kohlenstoffatomen mit einem Durchmesser von fünf bis zehn Mikrometern. Sie wird auch als Graphitfaser bezeichnet. Diese Fasern weisen eine hohe Steifigkeit, ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, eine geringe Wärmeausdehnung, eine hohe Zugfestigkeit, eine hohe Temperaturtoleranz und eine höhere chemische Beständigkeit auf. Diese Eigenschaften der kohlenstoffbasierten Fasern machten sie zu einem bevorzugten Produkt in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Automobil, Verteidigung, Bauwesen, Windkraftanlagen und Sportanwendungen. Die wachsende Automobilnachfrage und der steigende Bedarf an Leichtfahrzeugen werden das Wachstum des Carbonfasermarktes vorantreiben. Der Bedarf an kraftstoffeffizienten Fahrzeugen und strenge staatliche Vorschriften bezüglich CO2-Emissionen sind Schlüsselfaktoren, die die Branchenaussichten beeinflussen.
Der Ausbruch des Coronavirus hat die meisten Verbundwerkstoffunternehmen aufgrund der landesweiten Abriegelung und einer teilweisen Schließung von Fabriken zum Erliegen gebracht, was sich negativ auf das Produktwachstum auswirkte. Während der COVID-19-Pandemie waren Automobilhersteller weltweit mit schwerwiegenden Auswirkungen konfrontiert. Beispielsweise haben GM, Ford und FCA ihr Teilefertigungsgeschäft in den USA eingestellt und auf die Produktion von COVID-19 medizinische Geräte. Allerdings hat die schrittweise Öffnung der Volkswirtschaften im Jahr 2021 die Nachfrage nach dem Produkt für verschiedene Anwendungen erhöht.
Forschung konzentriert sich auf die Produktherstellung aus nichtkonventionellen Rohstoffen, um lukrative Wachstumschancen zu schaffen
Industriepartner und Forscher führen Projekte durch, um Kohlenteer, ein Nebenprodukt der Koksproduktion für die Stahlindustrie, in Kohlenstofffasern und Verbundwerkstoffe umzuwandeln. Dieses neue Produkt könnte den Wert des Kohlenteerpechs um das Fünf- bis 55-fache seines aktuellen Wertes erhöhen und in Verbundwerkstoffen mit geringem Gewicht und hoher Steifigkeit Anwendung finden.
Im Dezember 2020 gingen das Oak Ridge National Laboratory (ORNL) des US-Energieministeriums (DOE) und das University of Kentucky Center for Applied Energy Research (CAER) eine strategische Partnerschaft für rund 10 Millionen US-Dollar-Projekte ein, bei denen es sich hauptsächlich um Konvertierungsprojekte handelt Kohle in CFs und Verbundwerkstoffe. Die Forschung wird hauptsächlich über große Herausforderungen im Zusammenhang mit verschiedenen Kohlerohstoffen, der Kohleverarbeitung und der CF-Herstellung berichten. CAERs werden sich auf die Umwandlung verschiedener Kohlerohstoffe in CF und Verbundwerkstoffe konzentrieren. Die Aufgabe des ORNL wird darin bestehen, die Molekularstruktur der Kohle zu korrelieren. Solche Entwicklungen werden die Produktion kostengünstiger Carbonfasern beschleunigen und das Wachstum des Marktes vorantreiben.
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Steigerung der Produktnutzung in der Automobilindustrie zur Förderung des Marktwachstums
Kohlefaser ist ein sehr leichtes und starkes Material mit einem geringen Gewicht-zu-Festigkeits-Verhältnis. Es ist fünfmal stärker als Stahl und doppelt so steif wie Stahl. Es verfügt über eine überlegene chemische Beständigkeit gegenüber Stahl. Diese Eigenschaften des Produkts haben zu einem zunehmenden Einsatz in der Automobilindustrie zur Herstellung leichter und äußerst langlebiger Fahrzeuge geführt.
Graphitfasern erhöhen die Haltbarkeit des Automobils und sorgen für eine lange Lebensdauer der Karosserieteile. Die kollektive Nachfrage nach der Herstellung von Karosserieteilen wie Motorhauben, Dächern, Türen, Kofferraumdeckeln und Stoßfängerträgern begünstigt den Produktverbrauch. Der steigende Verbrauch von Graphitfaser-Verbundwerkstoffen in Motorsportautos und Luxusfahrzeugen treibt das Marktwachstum voran. p>
Kohlefaser ist ein fortschrittliches Material, das als ideale Lösung gilt, um die Anforderungen der Automobilhersteller zu erfüllen. Unternehmen investieren in Forschung und Entwicklung und verfolgen Strategien zur Entwicklung neuer Methoden, die das Gesamtgewicht des Fahrzeugs durch die Verwendung dieser Fasern reduzieren würden. Das Material hat eine Dichte von nur 1,6 g/cm³ und ist damit das ideale Material für die Herstellung extrem leichter Karosserieteile für Automobile. Ein leichtes Fahrzeug bietet eine bessere Kraftstoffeffizienz und eine Gewichtsreduzierung von 10 %, wodurch 6 bis 8 % Kraftstoff eingespart werden. Dies hat zur breiten Verwendung von kohlenstofffaserverstärktem Polymer (CFRP) in verschiedenen Fahrzeugen geführt, von Mopeds bis hin zu High-End-Supersportwagen.
Die wachsende globale Automobilindustrie und der steigende Bedarf an Leichtfahrzeugen befeuern das Marktwachstum. Der Anstieg des verfügbaren Einkommens und die wachsende junge Bevölkerung führen zu einer Nachfrage nach Einzelfahrzeugen, insbesondere nach Elektrofahrzeugen, was dazu geführt hat, dass mehrere Hersteller die Automobilproduktion steigern. Laut IEA (Internationale Energieagentur) hat sich beispielsweise der Absatz von Elektroautos im Jahr 2021 auf 6,6 Millionen verdoppelt, und es wird erwartet, dass er bald noch weiter steigen wird.
Automobilunternehmen wie Audi, BMW, Honda, Polestar und General Motors konzentrieren sich auf die Zusammenarbeit mit großen Herstellern von Carbon-Verbundwerkstoffen für die Massenproduktion und Investitionen in Prozesse zur Unterstützung kostengünstiger Verbundwerkstoffe. Beispielsweise arbeitete General Motors im Mai 2019 mit Teijin, einem japanischen Unternehmen für Informationstechnologie, Chemie und Pharmazie, zusammen, um CFRTP in Hochleistungsfahrzeugen einzusetzen, wo das Material für die Massenproduktion verwendet wird. Darüber hinaus wird erwartet, dass die zunehmende Industrialisierung und das verfügbare Einkommen in Entwicklungsländern wie China, Indien und Brasilien das Wachstum der Automobilindustrie erheblich vorantreiben werden.
Steigende Produktnachfrage aus der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie treibt das Marktwachstum voran
Die steigende Nachfrage nach Kohlefasern in der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie wird durch ihre einzigartigen Eigenschaften vorangetrieben, die ein hohes Verhältnis von Festigkeit zu Gewicht, Korrosionsbeständigkeit und Haltbarkeit bieten. In der Luftfahrtindustrie sorgt die leichte Beschaffenheit des Produkts für eine verbesserte Treibstoffeffizienz, was zu niedrigeren Betriebskosten und geringeren Emissionen führt. In der Luft- und Raumfahrt wird es in Strukturbauteilen zur Verbesserung von Leistung und Sicherheit eingesetzt. Der Verteidigungssektor ist auf kohlenstoffbasierte Fasern für leichte Panzerung, ballistischen Schutz und fortschrittliche Waffen angewiesen und verbessert so die Mobilität und Überlebensfähigkeit. Darüber hinaus erweitern laufende technologische Fortschritte die Anwendungen von kohlenstoffbasierten Fasern in diesen Branchen und treiben das Marktwachstum weiter voran. Da in diesen Sektoren Effizienz, Leistung und Nachhaltigkeit im Vordergrund stehen, wird die Vielseitigkeit des Produkts es zu einem entscheidenden Material für zukünftige Innovationen in der Luft-, Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie machen.
Hohe Produktkosten behindern das Marktwachstum
Kohlenstoffverbundwerkstoffe werden aufgrund ihrer hohen Leistung und ihres geringen Gewichts häufig in der Luft- und Raumfahrt-, Automobil-, Bau-, Öl- und Gas- sowie Windenergieindustrie eingesetzt. Der Herstellungsprozess von Kohlefaser ist teuer und erhöht den Gesamtpreis des Produkts.
Die Kosten des Produkts sind ein wesentlicher hemmender Faktor, der die weit verbreitete Verwendung von Kohlenstoffverbundwerkstoffen in verschiedenen Branchen verhindert. Die Kosten für CF stehen in direktem Zusammenhang mit der Ausbeute und den Kosten des Vorläufers, aus dem es gewonnen wird. Derzeit liegen die PAN-basierten Kohlenstofffasern und ihre durchschnittlichen Kosten für Nicht-Luftfahrtqualität bei etwa 21,5 US-Dollar pro kg, bei einem Umwandlungswirkungsgrad von nur 50 %. Diese hohen Preise erschweren den Markteintritt inländischer und kleiner Hersteller und schränken so das Marktwachstum ein.
Darüber hinaus hat die Freisetzung schädlicher und gefährlicher Gase in die Umwelt bei der Herstellung von Graphitfasern in mehreren Industrie- und Entwicklungsländern wie China, Indien, den USA, Japan und Brasilien zur Einführung strenger Vorschriften für deren Herstellung geführt . Regierungen auf der ganzen Welt verschärfen diese Vorschriften weiter, was sich auf die Nachfrage nach dem Produkt auswirkt und das Marktwachstum bremst.
PAN-Segment hält aufgrund der hohen Nachfrage aus Endverbrauchsindustrien den größten Marktanteil
Je nach Vorläufer ist der Markt in PAN (Polyacrylnitril) und Pech unterteilt. Das PAN-Segment hielt im Jahr 2023 einen beträchtlichen Marktanteil und dürfte aufgrund der steigenden Nachfrage aus der Endverbrauchsindustrie in naher Zukunft den Markt dominieren. Die höhere Nachfrage nach PAN-basierten Graphitfasern wird auf deren Eigenschaften zurückgeführt, darunter Kosteneffizienz, hoher Modul, hohe Zugfestigkeit und bessere Qualität der hergestellten Fasern. Es wird erwartet, dass die steigende Nachfrage nach Produkten für Anwendungen in den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Verteidigung, Automobil und Sportartikel den Anteil des Segments weiter erhöhen wird.
Das Pitch-basierte Segment könnte im Prognosezeitraum eine deutliche Wachstumsrate verzeichnen. Eigenschaften wie niedriger elektrischer Widerstand, niedriger negativer Koeffizient, hohe Wärmeleitfähigkeit und hoher Modul machen es für die Luft- und Raumfahrt- und Sportindustrie geeignet.
Kleines Schleppsegment wird aufgrund der zunehmenden Akzeptanz in der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie den Markt dominieren
Der Markt ist basierend auf dem Schleppnetz in kleine und große Schleppnetze unterteilt. Den größten Anteil hatte im Jahr 2023 das Small-Tow-Segment. Unter Small-Tow-Fasern versteht man Rovings, die 24.000 oder weniger Filamente enthalten. Aufgrund ihres hohen Moduls und ihrer Zugfestigkeit werden sie häufig in der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie eingesetzt.
Fasern mit 48.000 bis 320.000 oder mehr Kohlenstofffilamenten werden als große Tow-Fasern bezeichnet. Auch Fasern aus großen Fasern hielten einen beträchtlichen Marktanteil, der in naher Zukunft voraussichtlich steigen wird, da Unternehmen Strategien zur Herstellung von Zwischenprodukten aus großen Fasern entwickeln. Beispielsweise erwarb Solvay im November 2017 die European Carbon Fiber GmbH (ECF), einen in Deutschland ansässigen Hersteller von PAN-Fasern für große Schleppnetze. Diese Akquisition wird es Solvay ermöglichen, ein Portfolio an Großfaserfasern zu entwickeln, die das bestehende Sortiment an PAN- und Pechfasern für die Luft- und Raumfahrt des Unternehmens ergänzen.
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Luftfahrt-, Raumfahrt- und Verteidigungssegment hält aufgrund zunehmender Flugzeugproduktion einen großen Anteil
Je nach Anwendung ist der Markt in Luftfahrt, Luft- und Raumfahrt und Verteidigung, Automobil, Windkraftanlagen, Sport und Freizeit, Bauwesen und andere unterteilt. Unter diesen Anwendungen hatte das Segment Luft- und Raumfahrt sowie Verteidigung im Jahr 2023 den höchsten Marktanteil und könnte seine Dominanz in absehbarer Zeit fortsetzen. Verbundwerkstoffe werden in der Luft- und Raumfahrtindustrie in Innenräumen, Triebwerksblättern, Propellern/Rotoren, Halterungen, Single-Aisle-Flügeln und Großraumflügeln verwendet. Darüber hinaus arbeiten Luft- und Raumfahrtingenieure daran, das Fliegen nachhaltiger und sicherer zu machen, was in Hubschrauber, Flugzeuge und Raumfähren. Daher dürfte die steigende Flugzeugproduktion das Marktwachstum vorantreiben.
Verbundwerkstoffe machen etwa 40 % moderner Flugzeuge aus. Beispielsweise besteht das Passagierflugzeug Boeing 787 Dreamliner zu etwa 50 Gewichtsprozent aus Verbundwerkstoffen, hauptsächlich aus Kohlefaser-Sandwich oder Laminat. Fasermaterialien bestehen aus dem Hauptkörper, Teilen des Hecks, den Flügeln und dem Rumpf des Flugzeugs. Boeing gibt an, dass die Verwendung von Kohlenstoff und anderen Verbundwerkstoffen einen geringeren Wartungsaufwand ermöglicht, da sie nicht rosten.
Das Produkt gewinnt in der Sportbranche zunehmend an Bedeutung. Der zunehmende Einsatz leistungsstarker und leichter Materialien in Sportgeräten wird das Marktwachstum bei Sport- und Freizeitanwendungen vorantreiben. Im Tennis werden aus den Materialien leichtere und einzigartig geformte Schläger hergestellt, die es großen Spielern ermöglichen, den Ball schneller zu schlagen. Beim Hochleistungsradfahren reduziert Carbon-Verbundwerkstoff das Gewicht des Fahrrads und verbessert die Rundenzeiten.
Asia Pacific Carbon Fiber Market Size, 2023 (USD Billion)
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Europa hatte im Jahr 2023 den größten Marktanteil und wurde auf 1,06 Milliarden US-Dollar geschätzt. Das höhere Marktwachstum in der Region ist auf die Präsenz einer breiten Basis von Elektroautoherstellern und die steigende Nachfrage nach leichten und kraftstoffeffizienten Fahrzeugen zurückzuführen. Der beschleunigte Einsatz von Graphitfasern in der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie wird wahrscheinlich eine wichtige Rolle bei der Förderung des Marktwachstums spielen. Automobilhersteller investieren in Forschung und Entwicklung, um kostengünstige Kohlenstoff-Verbundwerkstoffe zu entwickeln, was den Markt in der Region erheblich beeinflusst.
Das Vorhandensein eines gut entwickelten Luftfahrtsektors in Deutschland dürfte günstige Wachstumschancen für den Markt bieten. Eurofighter und die Airbus A320-Familie haben ihre Produktionsstätten in Deutschland. Das Land bietet führende Produktionsstandorte für die Flugzeugindustrie und ist die Heimat mehrerer Material- und Komponentenlieferanten, Ausrüstungshersteller, Gesamtsystemintegratoren und Triebwerkshersteller. Beispielsweise hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt im Februar 2019 eine Enteisungslösung für kritische Punkte an Flugzeugen entwickelt, die CF und Elektrizität nutzt.
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Der asiatisch-pazifische Markt wird im Prognosezeitraum voraussichtlich ein schnelles Wachstum verzeichnen. Dieses Wachstum in der Region ist mit der raschen Urbanisierung und steigenden Staatsausgaben für Infrastrukturprojekte verbunden. Der zunehmende Einsatz von Bauverbundwerkstoffen beim Bau von Tunneln, Brücken und Häusern in Indien und China wird das Marktwachstum vorantreiben. Die Präsenz führender Bauunternehmen im asiatisch-pazifischen Raum hat eine enorme Marktchance für die Produkteinführung im Baugewerbe geschaffen. Darüber hinaus treiben die steigenden Investitionen in Luft- und Raumfahrt, Verteidigung und erneuerbare Energien das Produkt voran Nachfrage in der Region.
Nordamerika ist eine stark industrialisierte Region mit einer gut entwickelten Automobil-, Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie. Die Region verfügt über einen hohen Lebensstandard und eine starke Nachfrage nach High-End-Fahrzeugen, was zu einem anhaltenden Wachstum der Automobilindustrie führt. Laut dem American Automotive Policy Council trug die Automobilindustrie beispielsweise 3 % zum amerikanischen BIP bei. Autohersteller haben Fahrzeuge und Teile im Wert von mehr als 1,1 Billionen US-Dollar exportiert, fast 36 Milliarden US-Dollar mehr als die Luft- und Raumfahrtindustrie. Den Automobilherstellern ist es gelungen, die Produktion in hochfunktionalen Märkten wie den USA zu zentralisieren, indem sie auf globale Modellplattformen umgestiegen sind. Es wird erwartet, dass einige wichtige Faktoren, darunter der entwickelte Fertigungssektor der Region, Originalgerätehersteller (OEMs) und unterstützende staatliche Vorschriften, die Marktexpansion vorantreiben werden.
In der jüngsten Vergangenheit wurden in Lateinamerika erhebliche Investitionen in die Bau- und Automobilindustrie getätigt. Mexiko beispielsweise verzeichnete aufgrund seiner logistischen Nähe als Exporteur zu den USA und Kanada erhebliche Investitionen im Automobilsektor. Die rasche Urbanisierung und die wachsende Automobilindustrie in Brasilien werden die Branchenaussichten in der Region Lateinamerika begünstigen. Auf dem brasilianischen Markt für Carbon-Verbundwerkstoffe für die Automobilindustrie gibt es mehrere große und kleine Zulieferunternehmen wie Cromitec, Fiacbras, Elekeiroz und Embrapol. Es wird erwartet, dass die durch ausländische Investitionen vorangetriebene weitere zunehmende Industrialisierung erhebliche Auswirkungen auf den Markt haben wird.
Der Markt im Nahen Osten und in Afrika wächst aufgrund der zunehmenden Industrialisierung in der Region mit einer beträchtlichen jährlichen Wachstumsrate. Der Anstieg des BIP der Ölförderländer hat zu einem Wachstum der Luft- und Raumfahrt- und Verteidigungsindustrie in der Region geführt, das sich voraussichtlich bald fortsetzen wird. Die GCC-Region dominiert den Markt im Nahen Osten und in Afrika aufgrund der hohen Nachfrage nach Automobilen in der Region. Eine gut entwickelte Luft- und Raumfahrt-, Verteidigungs- und Windenergieindustrie in Israel sowie gute Handelsbeziehungen mit den USA für Verteidigungs- und Militärprojekte werden wahrscheinlich große Chancen im Nahen Osten schaffen.
Unternehmen konzentrieren sich auf strategische Partnerschaften und Akquisitionen, um ihre Marktreichweite zu stärken
Zu den wichtigsten Akteuren der Branche gehören TORAY INDUSTRIES, INC., Solvay, Teijin Limited, Hexcel Corporation und ZOLTEK Corporation. Die meisten der wichtigsten Hersteller konzentrieren sich auf Akquisitionen, die Einführung neuer Produkte und strategische Partnerschaften, um ihre Produktportfolios zu erweitern. Erweitern Sie ihre Marktreichweite und verschaffen Sie sich einen Wettbewerbsvorteil gegenüber anderen wichtigen Teilnehmern.
Eine infografische Darstellung von Kohlefasermarkt
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Der Marktforschungsbericht bietet detaillierte Analysen und konzentriert sich auf entscheidende Aspekte wie führende Unternehmen, Materialien, Produkte und Anwendungen. Darüber hinaus bietet es Einblicke in Trends auf dem Carbonfasermarkt und beleuchtet wichtige Branchenentwicklungen. Es umfasst historische Daten und prognostiziert das Umsatzwachstum auf globaler, regionaler und Länderebene und analysiert die neuesten Marktdynamiken und -chancen der Branche. Zusätzlich zu den oben genannten Faktoren umfasst der Bericht verschiedene Faktoren, die zum Marktwachstum in den letzten Jahren beigetragen haben.
ATTRIBUT | DETAILS |
Studienzeitraum | 2019–2032 |
Basisjahr | 2023 |
Geschätztes Jahr | 2024 |
Prognosezeitraum | 2024–2032 |
Historischer Zeitraum | 2019–2022 |
Wachstumsrate | CAGR von 8,8 % von 2024 bis 2032 |
Einheit | Wert (Milliarden USD) und Volumen (Tonnen) |
Segmentierung | Von Precursor
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Mit dem Schlepper
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Nach Anwendung
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Nach Region
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Fortune Business Insights sagt, dass die globale Marktgröße im Jahr 2020 2.238,6 Millionen USD betrug und bis 2028 voraussichtlich 4.088,8 Millionen USD erreichen wird.
Im Jahr 2020 lag Europa bei 756,5 Millionen USD.
Mit einer CAGR von 8,3 % wird der Markt im Prognosezeitraum (2021-2028) ein stetiges Wachstum aufweisen.
Es wird erwartet, dass das Segment Aviation, Aerospace & Defense diesen Markt im Prognosezeitraum anführen wird.
Die zunehmende Produktnutzung in der Luft- und Raumfahrtindustrie ist der Schlüsselfaktor für den Markt.
ZOLTEK Corporation, Hexcel Corporation, Toray Industries, Solvay und Teijin Limited sind die Hauptakteure auf dem Weltmarkt.
Europa dominierte den Markt im Jahr 2020 in Bezug auf den Anteil.
Es wird erwartet, dass die zunehmende Sorge um die Kraftstoffeffizienz von Kraftfahrzeugen die Einführung dieser Produkte vorantreibt.
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