2012美國復合材料行業狀況
(一) 綜 述
美國在復合材料市場中占據了非常重要的位置。由2008至2009年金融危機引起的衰退之后，2012年美國復合材料工業有了良好的增長，這顯著地影響了高性能材料的需求。
2007年美國復合材料市場的需求量在大約51億磅(約合230萬噸)，2008~2009年期間異常地突降了33％，2009年下降為嚴重。2010年市場開始強力反彈并在2011年和2012年保持增長的態勢。2012年美國復合材料市場需求估值為68億磅(約合308萬噸)，記錄的年度發貨量為46億磅(約合208萬噸)。參考關鍵經濟指標及市場動態，2013年的增長大約為4.3％，發貨量將達到4.8億磅(約合218萬噸)。
由于經濟危機存在于不同區域，復合材料市場中的不確定因素依然存在。雖然在過去兩年中，美國市場一直在增長，但歐洲、及印度的經濟狀況正在影響美國對增長前景完全樂觀的看法。2013年預計美國GDP增長率為2.12％，這將幫助美國復合材料部件制造商找回失去的市場信心。
美國在多種不同應用上使用復合材料擁有著豐富的歷史，跨越了航空、運動器材、能源、汽車、建筑、造船、管罐及電力電子等許多行業。優秀的設計及制造能力、政府鼓勵及資金支持、終用戶對使用復合材料益處的認知等都對其提供了有力的支持。
GDP及CCI(消費者信心指數)是一個工業增長的重要指針。美國2011~2012年GDP增長率預計在2.1％。受就業機會增加、燃料價格穩定及房屋市場改善因素的驅動，CCI在2012年也有提升，預計由2011年的57.2提高到67.2，增加了16％，是自2009年的增長趨勢中的第三年。
2011年美國是人均復合材料消費量高的，明顯于發達并大大于“金磚” (巴西、俄羅斯、印度和)，如表所示為幾個主要的人均GDP及人均復合材料消費量對比。美國和在2011年消費的復合材料總量相當，但美國的人均消費量高出很多。這表明隨著經濟的增長，金磚及其它仍有具大的增長潛力。據預測，到2018年，美國復合材料市場需求將達到104億美元，復合年均增長率(CAGR)為7.2％。預計到2018后交通、航空及建筑行業的強力恢復將成為這一趨勢的驅動力。
(二)風 能
美國風能行業―沒有PTC就沒有出路
由于對綠色、可再生能源的極大關注及能源需求的增長，在過去20多年里，風能行業得到了穩定地發展。在美國及全的能源市場，很多公司正在進行激烈的競爭。2012年，美國風能領域的復合材料總用量增長率估測為25％，風能領域的復合材料消費量自1998年以來大約增加了10倍，2007年時美國風能產業復合材料消費量僅相當于2012年記錄消費量的一半。因此，這是復合材料行業中一個快速增長的細分市場。復合材料是制造風機葉片及機艙罩的選擇材料。
到2012年底，預計有近8430兆瓦的新增風能發電能力被安裝，比2011年增長了25％，但少于2009年安裝的9922兆瓦。盡管2010年裝機急劇下降，但當2012年風能生產稅減免政策(PTC)將要到期時，風能行業仍享受著聯邦及州政府對新風場投資的鼓勵政策，以保持其吸引力。PTC制造商提供30％的投資信貸，用于投入資本裝備來制造在美國境內的清潔能源項目的部件。2012年奧巴馬總統延長PTC以支持清潔能源發電，他相信PTC將是經濟及能源復興的一個非常重要的環節。
聯邦政府的能源政策不是清晰地繼續向前走，這將導致風能市場至少三分之二私人投資的下降。因此，制造商們盡可能多地努力安裝風機，力爭在2012年底到期前獲得PTC的優勢。風能市場很有可能在2013年由PTC到期而遭受打擊，這將導致37000個以上的工作崗位丟失。Vestas風力系統公司的CEO，Ditlev Engel說，如果PTC消失，2013年美國風能市場將大大下降80％，PTC在這種可再生能源發電的個10年運營中，每千瓦時提供了2.2美分的補貼。[編者按：在本文刊發后，美國參議院財務委員會將PTC議案放入減稅一覽子計劃中，于2013年1月1日先后通過參議院及白宮審議，已交由總統奧巴馬簽字生效。
(三)汽 車
環保政策及燃料經濟性驅動
自2009~2011年，美國的汽車銷售量由1040萬輛、1160萬輛上升到1270萬輛。汽車需求的增長由低利率、消費者信心增加及舊車更新需求所驅動，預計2012年美國輕型汽車市場持續增長，使復合材料的消費量也有類似的增長方式。美國市場對更加經濟的燃料汽車的需求，預期在2018年后將持續增加，這將帶動汽車行業對復合材料的需求。
復合材料用于汽車內飾、底盤系統、保險杠梁及儀表盤。2012年美國汽車市場復合材料的需求增長約為11.8％。在賽車及高性能汽車部件上復合材料使用的增長，如底盤、引擎罩及車頂等，是汽車行業復合材料用量增加的驅動因素，不僅僅在這個細分市場，而且作為試驗場，復合材料用在了更多種類的部件中。
針對復合材料，奧巴馬政府設定了一個新的標準，要求輕型汽車的平均燃油經濟性標準(Corporate Average Fuel Efficiency，簡稱CAFE)到2017年提高到每加侖36.6英里，到2025年提高到每加侖54.5英里(譯者注，合每百公里行駛消耗汽油不到5升)。聯邦政府提高CAFE標準的建議將刺激輕質材料諸如復合材料的使用，對汽車制造商帶來了額外的壓力，使其用更具空氣動力學設計的輕型車體結構，及在不犧牲動力的同時減少引擎尺寸來提高行程。
復合材料的高需求源于行業的加速恢復及燃料經濟型小汽車大范圍的引入，汽油價格的反復無常及對未來燃料價格增長的關心，能夠成為設計工程師和復合材料制造商合作使用新型樹脂、玻纖、碳纖、新型增強物及制造工藝解決這一問題的機會。
汽車制造商已經投入了可觀的時間和金錢，用于研發減少污染排放的混合動力及電動汽車。2013年BMW公司將引入MCV(Megacity VetLicle)汽車，它是一款使用碳纖維增強塑料(CFRP)制成的電池的量產純電動汽車。該車的新構造使生產工藝更加簡單、靈活和節能。
CFRP大約比鋼輕50％，比鋁輕30％。材料的減重將直接影響MCV汽車的燃料效率，它比相當尺寸的電動車輕了750鎊，因此蓄電池每千瓦時可以獲取更多的里程，同時在汽車工業中使用生物樹脂及天然纖維的興趣也在不斷提高，以滿足可持續性問題。
(四)建筑業
房屋市場正在恢復
建筑市場中復合材料的應用包括浴缸、淋浴房底盤、淋浴隔間、熱水浴池、游泳池、住宅及車庫門、窗框及波形建筑板等。2012年，建筑行業消耗了復合材料交貨量的約30％，比2011年增加了11.7％。建筑行業繼續成為繼交通行業之后的第二大復合材料市場。建筑業使用復合材料的主要驅動力來自新住宅開工及改造開支，在2008~2009年時上述活動極度疲軟。
美國住宅市場將適度增長，近的數據令人鼓舞。住宅開工及許可證數據顯示出意味深長的改善，同樣的情況適用于現有住宅的銷售(上升趨勢)及住宅價格(緩慢上升)，住宅購買貸款及住宅銷售指標也有類似的增長。所有這些進展將使復合材料市場恢復在住宅建設應用中的健康成長，如衛浴及門窗應用。
2012年美國基礎設施建設市場及其相關的復合材料應用也繼續增長。美國聯邦政府正擴大在基礎設施項目上的投資，主要用于橋梁及公路的維修。目前美國橋梁的平均使用壽命達42年，其中幾乎一半橋梁需要在今后15內進行主體結構投資。
(五)管罐行業
石油探測使用量增加
管道和儲罐是Lucintel公司估值的美國主要復合材料應用產業之一，復合材料管罐市場在2012年增長4.8％。管罐行業(也被稱為防腐蝕行業)包括FRP管道和儲罐，在惡劣的環境中使用，用于存儲或運輸腐蝕性物質。
防腐行業為復合材料制造商提供了巨大的機會。在管罐市場中，復合材料與鋼、塑料和混凝土競爭。在某些應用中復合材料占主導地位，而在其他行業，鋼鐵、塑料和混凝土更有利。
2011年11月，奧巴馬政府提出了一個海上石油鉆井五年計劃，該計劃促進在墨西哥灣和阿拉斯加的海上鉆探，以發現新的產油區。據Baker Hughes Inc公司稱，在美國的石油鉆井平臺數量是自1987年以來的高。復合材料使用在石油和天然氣市場仍然是有限的，但它提供了顯著的增長機會。
(六)航天航空應用
飛得更高―波音787和空客A380
復合材料開始主宰新的航空航天設計，由于比金屬輕很多，甚至更強于金屬，復合材料作為替代材料使用，可以幫助減少飛機的燃料和維護費用。Lucintel公司估計在2012年，美國復合材料在航空航天上的應用增長9.9％。新的商用飛機項目―波音公司的B787和B747―8和空客A380和A350，及支線和商用飛機客戶需求的增加，有助于加速復合材料的增長。對于民用和軍用市場旋翼飛機的增長，也增加了復合材料的用量。
更多地使用復合材料的趨勢，在推出新型的波音787 Dreamliner時是明顯不過的了。波音787在飛機的主體結構上使用了50％的復合材料，這在飛機設計上樹立了新的標準，鼓勵其他原始設備制造商在他們的新飛機上更顯著地使用復合材料。波音787也創下了銷售速度快商用飛機的紀錄。復合材料在787 Dreamliner上的廣泛使用降低了油耗20％，超過同尺寸的任何其他飛機。在其他細分市場，如通用航空飛機、直升機和可替代結構如機體、機身和葉片，復合材料的使用也增加了。
在商用飛機的內部應用上，復合材料的使用量也在增加，如地板，艙壁和機艙分隔欄，廁所，廚房，墻壁和天花板和儲物箱。座椅和各種小支架、夾子、托盤、底座和其他結構中的使用也在增加。使用可再生的碳纖維和低成本的碳纖維與熱塑性樹脂制造飛機內飾的探索正在進行，一些非傳統的技術不斷涌現，降低了成本并縮短生產周期。
(七)造船應用
造船行業與經濟同步穩定復蘇
在2008~2009年期間，造船市場由于美國經濟步履蹣跚而受到嚴重影響。金融危機影響了海洋產業和消費者信心嚴重受損，流動性收緊和利率上升。這些因素影響了復合材料船艇的銷售，船艇制造商的數量在過去五年中已經出現了下降。由于經濟持續改善和消費支出的增加，2012年美國造船市場預計增長6.6％。在美國造船工業中，大約70％的船艇使用復合材料制造，如船體，甲板，艙壁，駕駛艙，艙口蓋，內飾和發動機部件，使用玻纖粗紗、方格布、氈、乙烯基酯樹脂、聚酯樹脂、環氧樹脂、balsa輕木、泡沫、蜂窩芯材、膠衣、填料和粘合劑。
2012年和2011年，造船用復合材料消費和生產的船只數量同時增長，年增長率在的6％左右。零售和批發船市場正在改善，造船數量增加的主要驅動力，來自消費者信心提高和住宅房地產市場的穩定，同樣也受益于美國玻璃鋼舷外機船市場的發展趨勢和強勁增長的零配件銷售的有利趨勢。
(八)結 論
1.關注復合材料應用水平低的市場
復合材料的應用超過30000個以上，辨別正確的發展機遇是成功的關鍵。在許多應用領域，復合材料的普及率不到2％，因此提供了增長的機會。為確定新的發展機遇，復合材料供應商和部件制造商可以重點發展那些復合材料應用少的市場，提供復合材料產品在生命周期成本和性能上的優勢。進入這些市場的機遇和風險并存，先進的分析工具和以數據驅動的決策將減少風險。圖8示出復合材料普及率低并且強度重量要求高的行業。汽車、航空航天、石油和天然氣、高壓容器、電子和醫療將是未來10年提供復合材料良好發展機遇的行業。
復合材料正在各個應用領域獲得認可，能滿足多種需求，如在極端惡劣的環境條件下的機械性能和高可靠性。隨著航空航天和汽車行業不斷追求燃油效率和安全性，復合材料將扮演一個重要的角色，提供更高的強度重量比、設計的靈活性、高抗疲勞和耐腐蝕性。商業航天市場仍然是主導復合材料在航空航天和國防部門應用的產業，兩項期待已久的復合材料密集使用的商業噴氣客機波音787夢幻飛機和空中客車A350，為復合材料利益相關者提供了更高的業務期望。在這些飛機上對復合材料的使用及其有效性，為將來復合材料在其使用率低的一些應用，如機身、機翼蒙皮和肋骨、穩定器、控制面板、內飾和發動機部件中的使用樹立了典范；在汽車行業，汽車和摩托車復合材料零部件的用途正在開發，除了耐熱、耐腐蝕，保險杠橫梁、車門組件、車頂、儀表板、車身底部系統，座椅結構和內飾頂棚等部件皆受益于復合材料的耐用性及強度和重量上的優勢。要達到美國汽車燃油經濟性(CAF)要求的新標準(每加侖行駛36.6英里)，到2017年，復合材料供應商和部件制造商需要與原始設備制造商緊密合作，為各種車輛開發新的復合材料應用，如變速器、傳動軸、發動機、懸掛系統和車身，汽車零件的輕量化有助于提高燃油效率和減少碳排放。原始設備制造商對復合材料的潛力非常重視，近通用汽車，寶馬，戴姆勒和大眾汽車紛紛與各碳纖維供應商成立合資企業；在高壓容器市場，Luxfer，Dynetek和Ragasco公司是使用碳纖維和玻璃纖維制造復合材料容器的重點制造商，未來10年天然氣汽車的強勁增長將帶動壓縮氣瓶的使用。在過去的五年中，新的天然氣車輛的增長超過20％，在未來幾年預計以同樣的速度增長。
對于復合材料的醫療需求，其應用也取得了醫學界的認可。重量輕、結構復雜及無縫隙人造假肢和醫療診斷設備的優勢，是復合材料醫療產品發展的主要驅動因素；在電氣和電子細分市場，復合材料很可能將降低制造和維護成本、增加種類并減輕重量。人均收入和消費支出的增加，將帶動筆記本電腦和智能手機等電子產品使用的顯著增加。潛在的電氣和電子應用包括筆記本電腦外殼，手機外殼，印刷電路板，開關柜框架等；海洋工業向更深的海域發展，石油和天然氣行業復合材料的使用量也將顯著增加，復合材料的減重、高強和耐腐蝕特性要結合水中支撐結構的浮力應用，為了達到這樣的特性，將使用復合材料作為豎管、系鏈和纜繩。
2.復合材料的潛力和未滿足的需求
在這個快速變化的時代，企業都在尋求轉型增長以在競爭中保持。了解復合材料行業各個細分市場中未滿足的需求，將為從業者提供快速增長的機會。材料供應商和部件制造商需要共同努力，在復合材料行業推動創新，滿足用戶市場的需求。復合材料行業推動創新的領域包括可持續發展、減輕重量、降低價格和縮短生產周期。
開發新產品，滿足未實現市場的需求將推動復合材料行業到達一個新高度。例如，如果復合材料產品的成本降低30％，會大大增加復合材料在美國的市場機會，到2018年時市場價值將從300億美元增加到870億美元。復合材料在更多應用中廣泛使用的一個主要障礙是成本因素，成本的降低將有助于提高其市場滲透率數倍，從而顯著提高復合材料的用量。
總之，復合材料有數以百計的機會伸手可及，其概念已被證明，技術風險已經消除，客戶的基本認可已經取得，市場占有率的提高還有極大的潛力。市場機會存在于建筑復合材料筋和窗架、汽車傳動軸和頂板，石油和天然氣管和纜鏈，航空航天和國防工業中的機身和機翼等，上述復合材料應用的市場占有率不到1％，對這些應用市場5至10倍的市場占有率會顯著提高復合材料的需求。了解客戶的未滿足需求、需求驅動因素和成功因素，將幫助企業獲得競爭優勢，并大限度地減少成功的彎路。
