2023年复合材料状态报告_殷天容.pdf

玻璃纤维2023 年 第 2 期 41视 窗2023 年复合材料状态报告2023年的前景乍一看来可能略显黯淡。许多经济学家预计，全球国内生产总值（GDP）将出现下滑，同时美国和欧洲的经济也将出现衰退。美联储预计今年的加息幅度将超过最初计划。此外，俄乌之战以及中国放弃动态清零的防疫政策，给市场带来了不确定性。然而，对复合材料行业来说，前景并非一片暗淡。复合材料制造杂志邀请顾问们分享他们对复合材料及终端市场今年及今后的展望，这是一个复杂的过程，但人们有理由保持乐观。航空航天市场空气动力学咨询公司常务董事Richard Aboulafia好消息是，航空航天市场大多领域的发展趋势向好；坏消息是，由于供应链中断，行业的产出已与市场健康脱节，交货的恢复速度因此远低于预期。首先从市场上来看，由于俄乌战争和西太平洋地区的紧张局势持续，全球国防开支处于高位，2021年全球国防开支首次超过2万亿美元。尽管通货膨胀使购买力复杂化，但我们仍然发现飞机市场以每年5%的速度增长，因为大国需要重新装备其军队以应付对手，而不是反叛乱行动和低强度战争，故而战斗机市场的状况尤其良好。单通道商用飞机是飞机市场最大的民用领域，需求非常旺盛，这些喷气机主要服务于国内市场，中国以外的市场已恢复到2019年的水平。国内航线是一种商品服务，航空公司基本上没有定价权，因此国内航空市场的经济情况依赖于成本的控制。当燃油价格为100美元/桶时，如果一家航空公司拥有空客A320Neo或波音737 MAX，而其竞争对手没有，那么拥有现代喷气式飞机的航空公司在价格和利润上都能超越竞争对手，因此单通道的商用飞机也受益于相对较高的燃油价格。大多数其他民用飞机部门也相当强大，公务飞机的使用率非常高。唯一可以称为疲软的是双通道喷气客机市场，新冠肺炎疫情是最先、最多且时间最长的影响国际交通的因素，这造成了双通道产能严重过剩的局面。随着第三方融资作用越来越大，双通道飞机的问题变得更糟，因为出租者和其他融资人更倾向于为单通道融资，这主要是因为它们的客户群体要大得多。与此同时，新型单通道飞机（亦即A320neo和737 MAX）的能力不断增强，使其成为中长途国际航线（尤其是跨大西洋航线）双通道飞机的替代品。不幸的是，这些双通道喷气式客机是最大量使用复合材料的民用飞机，因此复合材料行业特别依赖军用飞机的产量。在这里，F-35战斗机的产量继续缓慢增长，在未来几年内将达到每年156架的水平。紧随其后的是诺斯罗普公司的B-21“突袭者”隐形轰炸机，即将投入生产，空军的下一代空中优势战斗机将于本世纪末投入生产。然而对于这些民用及军用飞机的项目来说，产量目标都没有达到市场需求。这个问题在喷气发动机生产系统中最为严重，其中铸件和锻件是一个重要的瓶颈。这些铸件和锻件中很多都是钛制的，俄乌战争导致的俄罗斯钛供应中断（西方公司自发引起，因为俄罗斯并未阻止出口）加剧了已经存在的供应问题。2023 年复合材料状态报告DOI:10.13354/32-1129/tq.2023.02.008玻璃纤维2023 年 第 2 期 42视 窗问题的很多原因归结于劳动力市场的紧张，此外我们刚刚经历了第一次经济复苏，商务航空市场与其他行业相比复工较晚，故而导致了生产进度上的重大延误。民用和军用飞机市场依然强劲，生产延误迫使飞机制造商遵守某种纪律。因此这一经济部门很有可能从其他部门的降温中受益，从而降低生产成本并释放劳动力。这意味着未来18至24个月形势相对较好，增长可观，通货膨胀率较低。玻璃纤维市场Lucintel公司首席执行官Sanjay Mazumdar博士去年是北美复合材料行业的两个半场。2022年初该行业表现出强劲的增长，1月份的市场需求比上年同期增长了5%，2月份的市场需求增长了10%。尽管原材料和成品运输仍然是年初实现市场需求的最大挑战，但分销的小幅改善有助于保持较高的业绩。船艇、建筑和基础设施领域都表现良好，2022年初没有任何的应用领域表现特别差。相反在2022年下半年，由于休闲车、公共汽车、卡车、住房相关产品、船艇和其他行业的疲软，复合材料市场在大多数月份与上年同期相比下降了近7%。下半年需求下降的另一个因素是美联储加息，2022年美联储加息四次，以控制通货膨胀，因此上半年的显著增长在下半年被抵销。总体而言，2022年全球玻璃纤维市场增长约2%，需求量从2021年的118亿磅（合5，352，480吨）增加到120亿磅（合5，443，200吨），包括建筑、电气和电子、汽车在内的大多数主要领域在2022年都实现了增长。2022年全球玻璃纤维产能从2017年的116亿磅（合5，261，760吨）达 到130亿 磅（合5，896，800吨），玻璃纤维的市场需求从2017年的106亿磅（合4，808，160吨）增长到2022年的120亿磅（合5，443，200吨）。玻璃纤维工厂的产能利用率从2021年的90%提高到2022年的约92%。未来，随着风能、电气和电子、汽车、船舶和建筑等领域的需求不断增加，对玻璃纤维的需求将保持强劲。然而，由于美联储寻求在今年保持高利率以控制通货膨胀，2023年初有可能出现轻度的衰退。主要变量是通货膨胀的持续时间，以及它将如何影响投资和消费者行为。在过去两年里，困扰复合材料行业的主要挑战之一是原材料价格的上涨，影响纤维和树脂价格创历史新高的因素有很多，比如疫情后的消费者需求、燃料价格上涨、持续的供应链问题、地缘政治事件和俄乌战争。Lucintel公司的季度定价研究表明，大部分主要树脂（如不饱和聚酯树脂和环氧树脂）和纤维（如玻璃纤维和碳纤维）的价格在2021年上涨了20%80%。就竞争材料而言，2021年钢材和钢筋价格上涨了30%35%，2021年铝价格上涨了60%。好消息是，2022年下半年，由于市场需求的疲软，原材料价格开始稳定甚至下滑。汽车市场工业市场洞察公司总裁 Marc Benevento去年，全球轻型汽车产量出现了不均衡的复2023 年复合材料状态报告图1 全球玻璃纤维需求和产能来源：Lucintel20172022 年全球玻璃纤维需求和产能情况出货量（十亿镑）需求产能玻璃纤维2023 年 第 2 期 43视 窗苏，产量同比增长6%，为未来的增长留下了充足空间的同时，也为汽车复合材料供应商提供了一些喘息机会。汽车复合材料的需求随着产量的增长而相应增长，对减轻重量以提高内燃机（ICE）的燃料效率和蓄电池电动汽车（BEV）的续航里程的需求为新的用途提供了前景，这将推动未来应用市场的 增长。2022年，全球轻型汽车复合材料市场增长至40亿磅（合1，814，400吨），虽然比2021年增加了近7%，但仍比2018年的水平低10%，原因是新冠肺炎疫情期间全球汽车产量的大幅下降，半导体供应链中断推迟了市场复苏。全球地缘政治问题，如俄乌战争、英国脱欧以及疫情影响等，使情况进一步复杂化，并导致全球主要生产中心的产量复苏非常不均衡。2022年北美轻型汽车产量的增长以及汽车复合材料的增长最为强劲，汽车产量增长了12%。中国的汽车产量增长了6%。欧洲的产量略有下降，亚洲（除中国外）的产量仅略有增长，导致全球汽车产量增长6%，而汽车复合材料的增长略高于此。从好的方面来看，2022年的不均衡复苏为2023年留出了增长空间，届时轻型汽车复合材料预计将增长5%，汽车产量增长4%。预计这一增长将在未来一年内更均匀地分布在全球各制造中心，北美、欧洲和亚洲大部分地区预计将实现中部个位数的增长。尽管有这样的增长，但全球汽车复合材料需求可能还需要一两年才能恢复到2018年的水平，我们可以从增长指数中看出，100的值等于2017年全球复合材料上市量和车辆产量。尽管汽车行业正处于向电动汽车转型的边缘，但它在很大程度上属于过渡状态，内燃机动力系统仍占据整个行业的主导地位。2021年蓄电池电动汽车（BEV）在全球销量中所占比例不到10%，其中85%的BEV销量发生在中国和欧洲。2021年，在美国销售的汽车中，BEV的销量不到5%，混合动力电动汽车继续在北美取得了显著增长，因为它们提高了燃料经济性的同时也缓解了消费者对BEV的续航焦虑。与其他材料相比，汽车复合材料在成本、重量和性能方面的价值将继续增长。为了提高内燃机（ICE）汽车的效率，也为了最大限度地延长BEV的续航里程，减少车辆重量的需求从未像现在这样迫切。对于电池托盘等部件，复合材料具有减少零件数量和减轻重量的潜力，同时以具有竞争力的成本提供优越的耐腐蚀性和灭火性能。当然，随着BEV获得市场份额，玻璃钢进气歧管和阀盖等部件将开始消失。去年为全球轻型汽车生产带来了一些复苏，这种情况将持续到2023年，在短期内推动汽车复合材料的产量增长。从长远来看，不断变化的车辆驱动技术组合将为汽车复合材料供应商带来新的机遇和挑战。图2 轻型汽车生产与复合材料消费指数来源：工业市场洞察公司轻型车生产和汽车复合材料展望指数 2017=100汽车复合材料指数汽车生产指数碳纤维市场Lucintel公司首席执行官Sanjay Mazumdar博士经过2020年和2021年两年的低迷表现，碳纤维行业去年出现了反弹。2022年，全球碳纤维行业的产量增长约9%，达到1.91亿磅（36亿美元）。碳纤维出货量的美元价值在2022年增长了约27%，与2021年相比，碳纤维价格上涨了约20%。2023 年复合材料状态报告玻璃纤维2023 年 第 2 期 44视 窗在新冠肺炎疫情爆发之前，碳纤维价格呈下降趋势，但由于地缘政治问题和俄乌战争，这一趋势遭到破坏，导致石油和天然气以及各种原材料价格上涨。Lucintel预测，从2023年到2028年，全球碳纤维行业的需求量将以约7%的复合年增长率（CAGR）增长，原因有几个，包括碳纤维在风电叶片中的应用增加、飞机交付量的回升、轻型车辆生产和体育用品、娱乐车辆、电气及电子产品需求的增长。值得关注的是中国，该国正在大力投资碳纤维市场。例如，中石化启动了中国第一条大丝束碳纤维生产线，产能达1万吨。在中国的几次访问中，发现一些公司正在通过使用碳纤维来创新和颠覆各种终端市场。中国有数百家CFRP部件制造公司。此外，中国努力引领机器人和无人机市场，未来碳纤维市场将具有巨大潜力。另一个将影响碳纤维市场趋势是人们对氢经济的兴趣日益浓厚，其愿景是将氢能用作低碳能源，氢燃料汽车和电动汽车都为更清洁、更环保的公路环境铺平了道路。但与需要长时间充电的电动汽车不同的是，氢燃料汽车可以像汽油或柴油汽车加油一样从加氢站快速加氢，燃料电池可为乘用车、重型卡车、公共汽车、叉车、飞机和其他运输工具提供动力。2022年，由于氢能缺乏健全的基础设施，全球对燃料电池汽车的需求仅占汽车总销量的0.03%。此外，世界各地的消费者可选择的氢燃料电池汽车并不多。好消息是，近年来对燃料电池汽车的需求迅速增长。如果这一趋势持续下去，随着碳纤维被用于燃料电池、电解槽和储氢罐，对碳纤维的需求也将迅速增长。以材料和产品的再利用和再生为重点的循环经济趋势也将影响未来碳纤维的增长，就可持续性而言，碳纤维部件可显著减轻车身重量，从而减少燃料的消耗和温室气体的排放。但碳纤维部件在使用寿命结束时的回收是一个挑战。Lucintel的研究指出，许多案例表明，碳纤维是从工业废料中被回收的，但目前在使用寿命结束时还没有被回收。材料供应商和零部件制造商面临着越来越大的压力，需要他们参与支持循环经济的可持续发展实践。无论是汽车、风能还是航空航天领域的原始设备制造商，都希望听到碳纤维和碳纤维部件良好循环经济的故事。大多数原始设备制造商的目标是在2030年至2050年实现碳中和，他们已经开始考虑将回收利用作为下一代零部件制造之设计标准的一部分。那些能够使原始设备制造商通过利用创新技术和材料实现循环经济目标的材料和零部件供应商将在未来获得市场份额。建筑/基础设施市场美国总承包商协会首席经济师Ken Simonson建筑行业正在发生重大转变，新的领导者和落后者将对复合材料的需求有着重要影响。就建筑支出和就业而言，独户住宅建筑占据建筑支出和就业规模中最大的部分，但目前已经出现了180度大转弯。根据美国人口普查局（U.S.Census Bureau）的数据，从2020年6月新冠肺炎流行的低点到2022年4月达到峰值，22个月以来，独户住宅的建设支出增长了76%，但在接下来的6个月里，支出下降了15%。有关建筑许可证、开工和销售的数据都表明，未来几个月将进一步急剧下降。突然下滑的一个主要原因是利率的急剧上升，加上房价的快速上涨，导致许多潜在的购房者无法支付房屋购买价、每月租房成本，或两者兼而有之。利率的上升也给房地产的创收带来了麻烦，零售、仓储、办公和酒店物业的开发商正面临更高的融资和建设成本，他们需要为这些项目支付更高的租金（或酒店房费），才能在经济创收上更有意义。随着经济的下滑，人们对支付更高租金的抵触情绪加剧，更多的此类项目可能会被暂停或取消。但有三个细分市场的扩张幅度足以抵消这些负2023 年复合材料状态报告玻璃纤维2023 年 第 2 期 45视 窗面变化：制造业、基础设施和电力相关的建筑行业。幸运的是，与创收型房地产相比，这些细分市场对短期利率上涨的敏感度较低。按季节性调整年利率计算，制造业建筑支出在2021年1月触底，但到2022年10月飙升超过50%。（季节性调整是一种统计方法，用于消除时间序列中季节变动、假日等定期重复模式造成的变化）根据最新的公告和突破性进展可知，2022年前10个月中有8个月的制造业支出创下了新纪录，似乎还会更高。半导体制造设施、汽车组装、蓄电池和零部件厂以及为可再生能源项目提供部件的工厂支出达到了前所未有的水平，去年8月通过的 芯片和科学法案（Passage of the CHIPS and Science Act）将使制造业建筑市场进一步升温。能源项目涵盖一系列的发电、储能和电池充电设施。到目前为止，推动投资的因素包括政府的规定和激励措施，以及私人客户减少对化石燃料依赖的愿望。如果投资者认为最近颁布的 通货膨胀削减法案（Inflation Reduction Act）中的税收抵免和其他激励措施已经足够，项目需求可能会进一步增加。2021年第三项联邦立法，即 基础设施投资和就业法案（Infrastructure Investment and Jobs Act），将推动几类基础设施建设，包括高速公路、公共交通、铁路、宽带、供水和污水处理。然而合同授予的时间以及因此产生的支出仍然不确定。各机构必须就 建设美国，购买美国货法案（Build America，Buy America Act）和其他条款规定的国内内容要求和豁免提供更明确的指导。建筑业继续面临着材料成本高且价格不稳定、选择性供应链瓶颈以及长期缺乏合格劳动力的挑战，总体而言，材料成本的上涨速度没有以前那么快。向新的非住宅建筑投入物资和服务的生产者价格指数是所有材料和服务（如卡车运输和设计服务）的加权平均值，截至2022年4月，连续12个月以20%或更高的年利率增长。到10月份，这一利率逐渐降至11%。但这仍比消费者价格指数（cpi）7.7%的涨幅高得多，2023年很可能继续超过消费者通货膨胀。许多材料的交货期缩短了，但其他材料的交货情况却恶化了。值得注意的是，今年10月，波特兰水泥协会（Portland Cement Association）报告称，43个州的胶凝材料（包括粉煤灰、矿渣和水泥）出现短缺。因此，建设项目需要更长的时间才能完成，从而推动了成本的上涨，变压器等电气产品订单也面临很长时间的延期交货。劳动力供应仍然是许多建筑公司最关心的问题。2023年及以后，需要引进更多工人，向现有员工支付更多加班费以弥补短缺，以及投资购置节省劳动力的设备，这些举措都将推动建筑成本的提高。总而言之，建筑市场正在快速发展，但许多障碍仍然存在。图3 2021年10月至2022年10月的建筑支出变化来源：作者根据美国人口普查局（www.census.gov/constructionspending）数据的计算（总增长=9%）制造业 33%贸易 22%高速公路和街道 12%私人住宅 9%医疗卫生 8%教育 5%办公楼 1%统计检验力-10%流动美元，经季节性调整（殷天容 译）2023 年复合材料状态报告