據(jù)Markets and Markets 機(jī)構(gòu)預(yù)測，2021 年芳綸纖維市場規(guī)模預(yù)計為39 億美元，到 2026 年將達(dá)到 63 億美元，2021年至 2026 年的復(fù)合年增長率為 9.7%。
歐洲是芳綸纖維的最大市場。石油和天然氣、建筑、鋁和鋼鐵等行業(yè)的嚴(yán)格安全法規(guī)正在推動對防護(hù)服的需求，也進(jìn)一步推動了歐洲芳綸纖維市場的發(fā)展。此外，高端汽車以及其他工業(yè)領(lǐng)域也有需求，這也促進(jìn)了該地區(qū)不斷增長的芳綸纖維市場。由于亞太地區(qū)的生產(chǎn)成本低于其他地區(qū)，因此在芳綸纖維市場運(yùn)營的大多數(shù)主要參與者都在亞太地區(qū)擁有生產(chǎn)能力。芳綸纖維的需求正在增長，尤其是在北美和亞太地區(qū)。因此，與其他地區(qū)相比，這些地區(qū)的市場有望實(shí)現(xiàn)更高的增長。我國對位芳綸未來5年市場需求增長率將保持在10%左右，到2025年需求量將達(dá)到2萬噸，算上間位芳綸，預(yù)計2025年我國芳綸需求將達(dá)到3.5萬噸。
目前全球芳綸技術(shù)與產(chǎn)能主要集中在美國、日本和歐洲。杜邦是全球絕對龍頭企業(yè)，合計產(chǎn)能占全球50%左右，日本帝人排在第名第二。目前中國產(chǎn)能占比不足，僅占20%左右。且我國產(chǎn)品形態(tài)來看都是低端的工業(yè)過濾材料，急需向高端發(fā)展。雖然我國芳綸不論產(chǎn)能與高端研發(fā)均與發(fā)達(dá)國家有較大差距，且高端產(chǎn)品仍需進(jìn)口，但隨著我國對芳綸纖維的重視和投入，部分國產(chǎn)廠商在芳綸纖維市場也有一席之地。如泰和新材已實(shí)現(xiàn)了芳綸纖維的商業(yè)化生產(chǎn)，在國內(nèi)芳綸纖維的產(chǎn)業(yè)化中走在前列。
玄武巖纖維是玻璃纖維的有力競爭者，具有優(yōu)秀的強(qiáng)度、耐熱和隔音性能，其性能介于高強(qiáng)度S玻璃纖維和無堿E玻璃纖維之間。與碳纖維、芳綸纖維、高分子量聚乙烯纖維同為高性能纖維。玄武巖纖維不僅性能優(yōu)異，生產(chǎn)過程較玻纖更加環(huán)保，原材料來源更便捷，也越來越受到大眾的關(guān)注。從應(yīng)用領(lǐng)域來看，玄武巖纖維廣泛應(yīng)用于消防、環(huán)保、航空航天、軍工、汽車船舶制造、工程塑料以及建筑等領(lǐng)域。我國玄武巖產(chǎn)業(yè)發(fā)展較快，據(jù)統(tǒng)計，我國玄武巖纖維相關(guān)廠家逾70多家。
從2020年開始，我國連續(xù)玄武巖纖維產(chǎn)量就占了全球近一半。2021年我國玄武巖纖維產(chǎn)量2.5-3萬噸，進(jìn)口0.1萬噸，出口0.59萬噸，實(shí)際消費(fèi)量達(dá)到2.5萬噸左右。隨著中國基建需求的擴(kuò)大以及全民安防意識提高，玄武巖纖維在復(fù)合建筑材料、隔熱防護(hù)等領(lǐng)域?qū)瓉戆l(fā)展機(jī)遇。
我國玻纖復(fù)材領(lǐng)域市場繼續(xù)發(fā)揮著傳統(tǒng)優(yōu)勢，實(shí)現(xiàn)高增長。高性能纖維應(yīng)用領(lǐng)域也在不斷拓展，市場前景廣闊。但我們也要意識到自身的不足，面對市場不能盲目樂觀，尤其是復(fù)合材料高端市場領(lǐng)域，我國幾乎沒有優(yōu)勢。只有意識到與國際先進(jìn)企業(yè)的差距，彌足技術(shù)差距，才能進(jìn)一步拓展我國的市場領(lǐng)域?qū)蛹?，?shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)的真正升級。
2022年Emergen Research發(fā)布最新市場報告稱物復(fù)合材料具有非常廣闊的發(fā)展前景，2021年生物復(fù)合材料市場規(guī)模為244億美元，未來十年市場將以15.7%的年復(fù)合增長率持續(xù)增長。而醫(yī)療保健行業(yè)對生物復(fù)合材料需求的提升是整個生物復(fù)材市場增長的主要因素。
而這生物醫(yī)療復(fù)材領(lǐng)域里，需求最廣的就是骨組織工程學(xué)中的應(yīng)用。這里面既有碳纖維植入物的使用，也包括新興生物材料比如亞麻和生物基樹脂制備的生物材料等。這也都是復(fù)材領(lǐng)域的前沿科技。而我國在這方面與國外的差距較為明顯，這也是值得我們潛心研究的領(lǐng)域。說到高端醫(yī)療設(shè)備里復(fù)材的應(yīng)用，我國目前也并不是完全受制于人。東華大學(xué)研發(fā)的熱塑性復(fù)材中空纖維管用于醫(yī)療微創(chuàng)介入，目前取得比較好的進(jìn)展和推廣應(yīng)用。據(jù)稱，目前國產(chǎn)化的纖維增強(qiáng)中空纖維管已做到規(guī)模化制造，可年產(chǎn)10萬件，做到強(qiáng)韌性、徑向抗爆，并耐高壓的高性能。下一步，該團(tuán)隊還要實(shí)現(xiàn)EMCO中空纖維膜國產(chǎn)化，為我國復(fù)材在醫(yī)療領(lǐng)域的應(yīng)用開疆辟地。
熱塑性復(fù)合材料由于其環(huán)保優(yōu)勢突出，這幾年發(fā)展前景越來越好。據(jù)預(yù)測，全球熱塑復(fù)合材料市場將由2019年的280億美元增長至2024年360億美元。年增長復(fù)合率為5.2%。由于不斷增長的市場需求，預(yù)計亞太地區(qū)將成為全球熱塑性改性塑料的最大市場。預(yù)測亞洲增長點(diǎn)集中在（中國、印度和日本）的汽車，電氣和電子以及消費(fèi)品等終端產(chǎn)業(yè)的增長。預(yù)計將在未來5年內(nèi)推動對熱塑性復(fù)合材料的需求。
受惠于綠色經(jīng)濟(jì)發(fā)展，包括工程塑料、長纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料、連續(xù)纖維增強(qiáng)熱塑性復(fù)合材料在內(nèi)的各類熱塑性復(fù)合材料在汽車輕量化、家電、建筑等領(lǐng)域的應(yīng)用越來越廣泛，產(chǎn)量有望繼續(xù)保持高速增長。除此之外，在高端醫(yī)療、軌道交通、輪船、航空、體育休閑領(lǐng)域其滲透率也將越來越廣，也是熱塑復(fù)材未來的一個潛在增長點(diǎn)。比如高端醫(yī)療設(shè)備里，中空纖維管用于微創(chuàng)介入；大飛機(jī)上高性能熱塑復(fù)材CF/PEEK或者CF/PPS快速沖壓成型板材的自動成型技術(shù)應(yīng)用；熱塑復(fù)材預(yù)埋注塑等技術(shù)應(yīng)用于輪船、軌道交通內(nèi)飾件及座椅骨架等。
復(fù)合材料3D打印技術(shù)終端市場被認(rèn)為是航空航天、汽車工業(yè)以及國防領(lǐng)域。尤其是航空航天領(lǐng)域，很多高機(jī)械能要求的部件可通過3D技術(shù)實(shí)現(xiàn)。而這里指的復(fù)合材料不僅包含玻纖熱塑復(fù)材，還包括填充碳纖維或芳綸纖維的熱塑復(fù)材。針對未來市場，相關(guān)機(jī)構(gòu)預(yù)測汽車行業(yè)有望在復(fù)合材料3D打印機(jī)上進(jìn)行大量投資，以實(shí)現(xiàn)更安全、性能更優(yōu)異的部件批量生產(chǎn)。
我國2021年9月由中國航天科工集團(tuán)實(shí)現(xiàn)某飛行器3D打印制造，也說明中國3D打印技術(shù)已在航空航天領(lǐng)域有突破性進(jìn)展，3D打印技術(shù)在前沿科技里也越來越受到關(guān)注。
此外，船舶行業(yè)也正經(jīng)歷著3D打印技術(shù)帶來的變革。國外Moi復(fù)合材料公司開發(fā)了一種先進(jìn)3D技術(shù)，生產(chǎn)電力增量制造船。這種3D打印的動力艇由連續(xù)玻璃纖維增強(qiáng)熱固性復(fù)合材料制成，長6.5米，沒有船體甲板劃分，呈現(xiàn)傳統(tǒng)復(fù)合材料制造方法無法實(shí)現(xiàn)的凹凸形狀。船艇產(chǎn)業(yè)也已采取措施提高其可持續(xù)性。
據(jù)GWEC數(shù)據(jù)統(tǒng)計顯示，2021年全球風(fēng)電累計裝機(jī)量達(dá)到837GW，同比2020年增長12.8%。雖然風(fēng)能近幾年增長態(tài)勢強(qiáng)勁，我們也要看到其背后的問題——葉片回收處理。風(fēng)機(jī)葉片多采用玻纖復(fù)合材料制成，如果不經(jīng)過新的工藝處理，自然降解難度大、周期長、占地廣。目前，我國每年的葉片平均處理量在1000-2000噸之間，多采用填埋和焚燒的傳統(tǒng)處理方式，不符合環(huán)保要求和固廢資源化利用的大勢。
2000年以后我國風(fēng)電產(chǎn)業(yè)發(fā)展迅速，已成為全球最大風(fēng)電場。而作為風(fēng)電核心的設(shè)備—風(fēng)電葉片的設(shè)計壽命通常為20-25年，這意味著2025年前后，我國風(fēng)電葉片將迎來第一批退役潮。據(jù)中國復(fù)合材料工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計，中國2020-2025年間，將會產(chǎn)生近11萬噸退役葉片及約0.3萬噸退役機(jī)艙罩與輪轂，結(jié)合生產(chǎn)過程中的余料廢料，保守估計約15萬噸葉片相關(guān)復(fù)合材料需要處理。再看看全球，2020-2025年間，預(yù)計全球?qū)a(chǎn)生約49萬噸退役葉片以及13.5萬噸退役機(jī)艙罩與輪轂，結(jié)合生產(chǎn)過程中的余料廢料，估計約69萬噸葉片相關(guān)復(fù)合材料需要處理。我們再把時間延后5年，2020-2030年間，中國累計將會產(chǎn)生近90萬噸廢舊葉片需要處理，全球?qū)⒗塾嫯a(chǎn)生約303萬噸廢舊葉片。這么龐大的體量，依照目前熱固的處理模式，掩埋和焚燒已經(jīng)不太可行。退役潮將至，如何實(shí)現(xiàn)退役風(fēng)機(jī)葉片大規(guī)模的回收和資源化、無害化處置已迫在眉睫。
當(dāng)前，在應(yīng)對全球氣候變化、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略背景下，碳中和、碳達(dá)峰已納入我國生態(tài)文明建設(shè)的整體布局。隨著“十四五”開局重點(diǎn)規(guī)劃、國家地方政策體系相繼構(gòu)建、全球最大碳市場啟動，“雙碳”產(chǎn)業(yè)迎來千載難逢的歷史性發(fā)展機(jī)遇。習(xí)近平總書記提出：“實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)性變革，要把碳達(dá)峰、碳中和納入生態(tài)文明建設(shè)整體布局，拿出抓鐵有痕的勁頭，如期實(shí)現(xiàn)2030年前碳達(dá)峰、2060年前碳中和目標(biāo)。”
相比高能耗鋼鐵、建筑行業(yè)而言，復(fù)合材料行業(yè)的能耗相對降低，屬于非能耗雙控的重點(diǎn)行業(yè)。作為新型工業(yè)材料的復(fù)合材料應(yīng)積極響應(yīng)國家政策，主動推動行業(yè)“零碳”行動計劃，按要求實(shí)現(xiàn)內(nèi)部“零碳”目標(biāo)。在當(dāng)前國內(nèi)國外“雙碳”大環(huán)境下，復(fù)合材料應(yīng)該抓住機(jī)遇，大力推進(jìn)行業(yè)內(nèi)供給側(cè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，淘汰落后產(chǎn)能，落后工藝和設(shè)備，優(yōu)化工藝流程，推進(jìn)復(fù)合材料行業(yè)的精益及智能制造，構(gòu)建可持續(xù)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈。以推進(jìn)“零排放”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)。
這其中，最重要的關(guān)鍵點(diǎn)就是行業(yè)裝備結(jié)構(gòu)輕量化。減重、減少能量消耗、減少二氧化碳排放應(yīng)成為裝備設(shè)計與應(yīng)用的重要出發(fā)點(diǎn)。例如，我國汽車年產(chǎn)量約為2200萬輛，占世界汽車產(chǎn)量的1/3，汽車擁有量約為2.7億輛。若每輛車減重100kg，則行駛30萬km能減少二氧化碳排放3-5t，減排數(shù)量非?？捎^。再來看飛機(jī)，波音787客運(yùn)飛機(jī)減重20%，能夠使二氧化碳排放減少2700t/年。由此可見，裝備重量變輕對節(jié)能減排十分重要。除了汽車運(yùn)輸、航空航天領(lǐng)域外，風(fēng)能、氫能、軌道交通、海洋裝備等都需要提升技術(shù)和裝備自動化，以提升行業(yè)整體水平，促進(jìn)產(chǎn)業(yè)升級，實(shí)現(xiàn)“碳中和”。
受疫情和區(qū)域經(jīng)濟(jì)影響，對整個復(fù)合材料行業(yè)沖擊較為明顯，尤其是我國中低端大量中小微復(fù)合材料企業(yè)因創(chuàng)新力不足、市場需求減弱、惡性競爭激化等問題更加突出。但受中國智能制造、碳中和、新農(nóng)村建設(shè)等時代趨勢的引領(lǐng)和推動，作為新型戰(zhàn)略材料的復(fù)合材料在高端市場發(fā)力也更為明顯，整個行業(yè)仍處于健康持續(xù)的增長態(tài)勢，行業(yè)發(fā)展前景看好。