Tamaño del mercado de fibra de carbono, participación e análisis de la industria, por precursor (Pan y Pitch), por remolque (remolque grande y pequeño remolque), por aplicación (aviación, aeroespacial y defensa, automotriz, turbinas eólicas, deportes y ocios, construcción y otros), y pronóstico regional, 2024-2032

El tamaño del mercado global de fibra de carbono se valoró en USD 2.65 mil millones en 2023 y se proyecta que crecerá de USD 2.82 mil millones en 2024 a USD 6.54 mil millones para 2032, exhibiendo una tasa compuesta anual del 11.1% durante el período de pronóstico. Asia Pacific dominó el mercado de fibra de carbono con una cuota de mercado del 36,6% en 2023. Además, se prevé que el tamaño del mercado de la fibra de carbono en los EE. UU. Crecerá significativamente, alcanzando un valor estimado de USD 1.98 mil millones en 2032.

La fibra de carbono, también conocida como fibra de grafito, está hecha de átomos de carbono con diámetros que varían de cinco a diez micrómetros. Tiene alta rigidez, una alta relación resistencia a peso, baja expansión térmica, alta resistencia a la tracción, tolerancia a alta temperatura y mayor resistencia química.

Tendencias del mercado de fibra de carbono

Investigación centrada en la fabricación de productos desde materias primas no convencionales para crear oportunidades de crecimiento lucrativas  

Los socios e investigadores de la industria están implementando proyectos para convertir el alquitrán de carbón, un subproducto, desde la producción de coque para la industria del acero en fibra de carbono y compuestos. Este nuevo producto podría aumentar el valor del tono de alquitrán de carbón en cinco a 55 veces su valor actual y encontrar aplicaciones en compuestos de bajo peso y alta rigidez.

En diciembre de 2020, el Departamento de Energía de los EE. UU. (DOE), el Laboratorio Nacional de Oak Ridge (ORNL) y el Centro de Investigación de Energía Aplicada de la Universidad de Kentucky (CAER) entraron en una asociación estratégica para alrededor de USD 10 millones de proyectos, que convierten principalmente carbón en CFS y compuesto. La investigación informará principalmente los principales desafíos relacionados con varias materias primas de carbón, procesamiento de carbón y fabricación de FQ. CAERS se centrará en convertir varias materias primas de carbón en FQ y compuestos. El papel de ORNL será correlacionar la estructura molecular del carbón. Dichos desarrollos acelerarán la producción de fibra de bajo costo, impulsando el crecimiento del mercado.

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Dinámica del mercado

Conductores del mercado

Aumento del uso del producto en la industria automotriz para impulsar el crecimiento del mercado

La fibra de carbono es un material muy liviano y fuerte con una relación baja de peso-fuerza. Es cinco veces más fuerte que el acero y el doble de rígido que el acero. Tiene resistencia química superior al acero. Estas propiedades del producto han llevado a un aumento en su uso en la industria automotriz para fabricar vehículos ligeros y altamente duraderos.

La fibra de grafito aumenta la durabilidad del automóvil y garantiza el largo ciclo de vida de las partes del cuerpo. La demanda colectiva de fabricación de piezas del cuerpo del automóvil, como capuchas, techos, puertas, tapas de cubierta y vigas de parachoques, favorece el consumo de productos. El aumento del consumo de fibra de grafitocompuestosEn Motorsport, los automóviles y los vehículos de lujo están impulsando el crecimiento del mercado.

La fibra de carbono es un material avanzado y se considera una solución ideal que cumple con los requisitos de los fabricantes de automóviles. Las empresas están invirtiendo en I + D y adoptando estrategias para innovar nuevos métodos que reducirían el peso general del vehículo mediante el uso de estas fibras. El material tiene una densidad tan baja como 1.6g/cc, lo que lo convierte en el material ideal para hacer piezas de cuerpo extremadamente livianas para automóviles. Un vehículo liviano proporciona una mejor eficiencia de combustible y una reducción del 10% de peso, ahorrando del 6% al 8% en combustible. Esto ha resultado en el amplio uso del polímero reforzado con fibra de carbono (CFRP) en varios vehículos que van desde ciclomotores hasta superdeportivos de alta gama.

La creciente industria automotriz global y el aumento en la necesidad de vehículos livianos están alimentando el crecimiento del mercado. El aumento de los ingresos disponibles y la creciente población joven están creando demanda de vehículos individuales, especialmente vehículos eléctricos, lo que ha llevado a varios fabricantes a aumentar la producción de automóviles. Por ejemplo, según la AIE (Agencia Internacional de Energía), las ventas de automóviles eléctricos se duplicaron a 6.6 millones en 2021, y se anticipa que aumentarán más pronto.

Las compañías automotrices, como Audi, BMW, Honda, Polestar y General Motors, se centran en la colaboración con los principales fabricantes de materiales compuestos de carbono para la producción y la inversión a gran escala en procesos para apoyar materiales compuestos de bajo costo. Por ejemplo, en mayo de 2019, General Motors colaboró ​​con Teijin, una compañía japonesa de tecnología de la información, productos químicos y farmacéuticos, para usar CFRTP en vehículos de alta producción, donde el material se utiliza para la producción en masa. Además, se prevé que el aumento de la industrialización y el ingreso disponible en las economías en desarrollo, como China, India y Brasil, impulsen significativamente el crecimiento de la industria automotriz. 

Aumento de la demanda de productos de las industrias de aviación y aeroespacial y defensa para impulsar el crecimiento del mercado

La creciente demanda de fibra de carbono en las industrias de aviación y aeroespacial y defensa es impulsada por sus propiedades únicas que ofrecen una alta relación resistencia / peso, resistencia a la corrosión y durabilidad. En la industria de la aviación, la naturaleza liviana del producto ofrece una mayor eficiencia de combustible, lo que lleva a menores costos operativos y una reducción de emisiones. En aeroespacial, se utiliza en componentes estructurales para mejorar el rendimiento y la seguridad. El sector de defensa se basa en fibras a base de carbono para armaduras livianas, protección balística y armamento avanzado, mejorando así la movilidad y la supervivencia. Además, los avances tecnológicos continuos están ampliando las aplicaciones de la fibra basada en el carbono en estas industrias, impulsando aún más el crecimiento del mercado. A medida que estos sectores priorizan la eficiencia, el rendimiento y la sostenibilidad, la versatilidad que ofrece el producto lo convertirá en un material crucial para futuras innovaciones en las industrias de aviación y aeroespacial y defensa. Esto, a su vez, se espera que impulse el crecimiento global del mercado de fibra de carbono.

Restricciones de mercado

Alto costo de producto para obstaculizar el crecimiento del mercado

Los compuestos de carbono se utilizan ampliamente en las industrias aeroespaciales, automotrices, de construcción, petróleo y gas y energía eólica debido a sus propiedades de alto rendimiento y livianas. El proceso de fabricación de la fibra de carbono es costoso, aumentando el precio general del producto. El costo del producto es un importante factor de restricción, que prohíbe el uso generalizado de los compuestos de carbono en diversas industrias. El costo de la CF está directamente relacionado con el rendimiento y el costo del precursor del que se obtiene. Actualmente, el costo promedio de las fibras a base de sartén y su grado no autospacial es de alrededor de USD 21.5 por kg, con una eficiencia de conversión de solo el 50%. Estos altos precios dificultan que los fabricantes nacionales y a pequeña escala ingresen al mercado, lo que limita el crecimiento del mercado. Además, la liberación de gases dañinos y peligrosos en el medio ambiente durante la fabricación de fibra de grafito ha resultado en la implementación de regulaciones estrictas sobre su fabricación en varios países desarrollados y en desarrollo como China, India, Estados Unidos, Japón y Brasil. Los gobiernos de todo el mundo están ajustando aún más estas regulaciones, afectando la demanda del producto y restricción del crecimiento del mercado.

Oportunidades de mercado

Adopción creciente de fuentes de energía renovable para crear nuevas oportunidades de crecimiento

Se anticipa que la creciente adopción de energía renovable, particularmente la energía eólica y solar, crea nuevas oportunidades de crecimiento del mercado. La alta relación de resistencia / peso de las fibras de carbono, la durabilidad y la resistencia a la fatiga los hacen ideales para componentes críticos en los sistemas de energía renovable.

Las turbinas eólicas modernas se están diseñando con cuchillas más largas para capturar más viento y aumentar la generación de energía. La alta relación de resistencia / peso de la fibra de carbono es ideal para producir estas cuchillas más grandes. Permite la creación de cuchillas sin agregar peso excesivo, lo cual es crucial para mantener la integridad estructural y el rendimiento. La resistencia y la durabilidad de la fatiga superior de la fibra de carbono contribuyen a la longevidad y la confiabilidad de las cuchillas de la turbina eólica. Esto reduce la frecuencia de mantenimiento y reemplazo, haciendo que los sistemas de energía eólica sean más rentables sobre su vida útil operativa.

Durante la última década, los parques eólicos en alta mar han ganado prominencia debido a su capacidad para aprovechar los recursos eólicos más fuertes y más consistentes. El medio ambiente cerca de estas granjas plantea desafíos significativos, incluida la exposición al agua salada y las condiciones climáticas severas. La resistencia de la fibra de carbono a la corrosión y la degradación ambiental lo convierte en un material óptimo para los componentes de la turbina eólica en alta mar, asegurando el rendimiento y la confiabilidad a largo plazo.

Desafíos de mercado

Factores de reciclaje y sostenibilidad para actuar como desafío para el crecimiento del mercado

Uno de los desafíos más significativos que enfrenta la industria de la fibra de carbono es su falta de métodos de reciclaje efectivos, lo que afecta directamente su sostenibilidad a largo plazo. Si bien la relación de resistencia a peso superior de la fibra de carbono lo hace muy deseable en industrias como la energía aeroespacial, automotriz y renovable, su huella ambiental es una preocupación creciente. A diferencia de los materiales como el acero o el aluminio, que pueden reciclarse y reutilizarse fácilmente, los compuestos de fibra de carbono son mucho más difíciles de descomponer y reutilizar.

El problema principal con el reciclaje de fibra de carbono proviene de su composición y la forma en que se fabrica. La fibra de carbono generalmente está integrada en una matriz de polímero (como la resina epoxi), lo que le da al material sus propiedades livianas y duraderas. Sin embargo, este fuerte enlace entre las fibras de carbono y la resina hace que sea extremadamente difícil separar las fibras de la matriz una vez que el producto alcanza el final de su vida.

Los métodos de reciclaje tradicionales, como la molienda mecánica o la trituración, pueden descomponer el material, pero a menudo resultan en una pérdida de las propiedades de alto rendimiento de las fibras de carbono. En la mayoría de los casos, estas fibras no se reutilizan en aplicaciones de alto valor, sino que se usan en productos de menor grado, lo que limita el potencial de sostenibilidad.

Impacto de Covid-19

El estallido de la pandemia Covid-19 detuvo la mayoría de los negocios compuestos debido al bloqueo nacional y un cierre parcial de las fábricas, afectando negativamente el crecimiento del producto. Durante la pandemia, los fabricantes de automóviles enfrentaron graves impactos. Por ejemplo, GM, Ford y FCA suspendieron su negocio de piezas de fabricación en los EE. UU. Y reutilizados para producir Covid -19dispositivos médicos. Sin embargo, la apertura gradual de las economías en 2021 aumentó la demanda del producto para diferentes aplicaciones.

Mercado de fibra de carbonoAnálisis de segmentación

Por precursor

Segmento PAN para mantener una mayor participación de mercado debido a la alta demanda de las industrias de uso final 

Dependiendo del precursor, el mercado está segmentado en PAN (poliacrilonitrilo) y tono.

El segmento PAN mantuvo una participación considerable del mercado en 2023 y se anticipa que dominará el mercado en el futuro cercano, debido a la creciente demanda de las industrias de uso final. La mayor demanda de fibra de grafito a base de sartén se atribuye a sus propiedades, incluida la rentabilidad, la alta módulo, la alta resistencia a la tracción y la mejor calidad de la fibra producida. Se anticipa que aumentar la demanda de productos en las aplicaciones aeroespaciales y de defensa, automotriz y artículos deportivos aumentará aún más la participación del segmento.

El segmento basado en tono puede mostrar una tasa de crecimiento significativa durante el período de pronóstico. Las propiedades como la baja resistividad eléctrica, el bajo coeficiente negativo, la alta conductividad térmica y el alto módulo lo hacen adecuado para las industrias y las industrias deportivas aeroespaciales.

Por remolque

Pequeño segmento de remolque para dominar el mercado debido a la creciente adopción de la industria aeroespacial y de defensa

Basado en el remolque, el mercado está segmentado en un remolque pequeño y un remolque grande.

El pequeño segmento de remolque representó la mayor participación en 2023. Las pequeñas fibras de remolque se refieren a las rovings que contienen 24,000 o menos filamentos. Se usan ampliamente en la industria aeroespacial y de defensa debido a su alta resistencia al módulo y a la tracción.

Las fibras que contienen 48,000 a 320,000 o más filamentos de carbono se llaman grandes fibras de remolque. Las grandes fibras de remolque también tenían una participación considerable del mercado, que se prevé que aumente en el futuro cercano, ya que las empresas están formando estrategias para producir grandes intermedios de remolque. Por ejemplo, en noviembre de 2017, Solvay adquirió European Carbon Fiber GMBH (ECF), un productor de fibra de gran pecho con sede en alemán. Esta adquisición permitirá a Solvay desarrollar una cartera de fibras de gran toque para complementar la gama de fibras de grado aeroespacial y PAN existente de la compañía.

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Por aplicación

Segmento de aviación, aeroespacial y defensa para tener una participación importante debido al aumento de la fabricación de aviones

Basado en la aplicación, el mercado está segmentado en aviación, aeroespacial y defensa, automotriz, turbinas eólicas, deportes y ociosos, construcción y otros.

Entre estas aplicaciones, el segmento de aviación, aeroespacial y defensa representaron la mayor participación de mercado en 2023 y puede continuar su dominio durante el período previsible. Los materiales compuestos se utilizan en la industria aeroespacial en interiores, cuchillas del motor, hélices/rotores, soportes, alas de pasillo único y alas de cuerpo ancho. Además, los ingenieros aeroespaciales están trabajando para hacer que el vuelo sea más sostenible y más seguro, lo que ha llevado al uso de materiales compuestos de fibra enhelicópteros, aviones y transbordadores espaciales. Por lo tanto, es probable que el aumento de la producción de aeronaves impulse el crecimiento del mercado.

Los materiales compuestos representan alrededor del 40% de los aviones modernos. Por ejemplo, el plano de pasajeros Dreamliner Boeing 787 comprende aproximadamente el 50% del material compuesto en peso, en su mayoría sándwich de fibra de carbono o laminado. Los materiales de fibra comprenden el cuerpo principal, partes de la cola, las alas y el fuselaje del avión. Boeing afirma que el uso de carbono y otros materiales compuestos permite menos mantenimiento, ya que no se oxidan.

El producto está ganando prominencia en la industria deportiva. El uso creciente de materiales de alto rendimiento y livianos en equipos deportivos impulsará el crecimiento del mercado en aplicaciones deportivas y de ocio. En el tenis, los materiales fabrican raquetas más ligeras y de forma única que permiten a los principales jugadores golpear la pelota más rápido. En el ciclo de alto rendimiento, el compuesto de carbono reduce elbicicletaPeso, mejorando los tiempos de vuelta.

Perspectivas regionales del mercado de fibra de carbono

Asia Pacífico

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Asia Pacific representó la participación de mercado líder en 2023 y fue valorada en USD 0.97 mil millones. China es el mercado más grande de fibra de carbono en Asia Pacífico y a nivel mundial. El rápido crecimiento industrial y las inversiones en infraestructura del país son impulsores importantes de la demanda de fibra de carbono. Las principales empresas chinas como Jiangsu Hengshanand Toray avanzaron los materiales han aumentado las capacidades de producción, centrándose en fibras de remolque grandes y pequeñas.

La industria automotriz en China está adoptando cada vez más componentes de fibra de carbono para mejorar la eficiencia del vehículo y reducir el peso, especialmente con el aumento de los vehículos eléctricos (EV). Según el ATA CFT Guangzhou Co. Ltd. (Guangzhou, China), China es el segundo mercado de compuestos de fibra de carbono más grande del mundo.

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Europa

Se espera que el mercado europeo registre un rápido crecimiento durante el período de pronóstico. Se espera que la presencia de un sector de aviación bien desarrollado en Alemania brinde una oportunidad de crecimiento del mercado favorable. La familia Eurofighter y Airbus A320 tienen sus unidades de fabricación en Alemania. El país ofrece bases de fabricación líderes para la industria de aeronaves y alberga varios proveedores de materiales y componentes, fabricantes de equipos, integradores de sistemas integrales y productores de motores. Por ejemplo, en febrero de 2019, el Centro Aeroespacial alemán desarrolló una solución de desbordamiento para puntos críticos en aviones que utilizan FQ y electricidad.

América del norte

América del Norte es una región muy industrializada con una industria automotriz y aeroespacial y de defensa bien desarrollada. La región tiene un alto nivel de vida y una demanda madura de vehículos de alta gama, lo que lleva al crecimiento continuo de la industria automotriz, impulsando aún más el mercado de fibras de carbono de América del Norte. Por ejemplo, según el American Automotive Policy Council, la industria automotriz contribuyó con el 3% del PIB de Estados Unidos.

América Latina

En el pasado reciente, América Latina fue testigo de una importante inversión en la construcción y las industrias automotrices. Por ejemplo, México, debido a su proximidad logística como exportador de los Estados Unidos y Canadá, ha sido testigo de importantes inversiones en el sector del automóvil. La rápida urbanización y la creciente industria automotriz en Brasil favorecerán las perspectivas de la industria en la región de América Latina.

El mercado de compuestos de carbono automotriz de Brasil contiene varias compañías de proveedores grandes y pequeñas como Cromitec, Fiacbras, Elekeiroz y Embrapol. Se anticipa que el aumento de la industrialización impulsado por la inversión extranjera impactará significativamente en el mercado.

Medio Oriente y África

El mercado en Medio Oriente y África está creciendo en una tasa compuesta tasa considerable debido a la creciente industrialización en la región. El aumento en el PIB de los países productores de petróleo ha llevado al crecimiento de la industria aeroespacial y de defensa en la región, que se anticipa que continuará pronto. La región del CCG domina el mercado de Medio Oriente y África debido a la alta demanda de automóviles en la región. Las industrias aeroespaciales, de defensa y de energía eólica bien desarrolladas en Israel y buenas relaciones comerciales con los EE. UU. Para los proyectos de defensa y militar probablemente crearán grandes oportunidades en el Medio Oriente.     

Panorama competitivo

Actores clave de la industria

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Las empresas se centran en la asociación estratégica y la adquisición para fortalecer su alcance del mercado

La mayoría de los productores clave se centran en la adquisición, los lanzamientos de nuevos productos y las asociaciones estratégicas para mejorar sus carteras de productos, ampliar su alcance del mercado y obtener una ventaja competitiva sobre otros participantes clave.

Los jugadores más grandes del mercado son Toray Industries, Zoltek Corporation, SGL Carbon, Mitsubishi Chemical Carbon Fiber and Composites Inc. y Teijin Limited. El mercado global de fibra de carbono se consolida, con los cinco principales jugadores que representan alrededor del 75% de la participación de mercado.

Lista de TopEmpresas de fibra de carbono:

• Toray Industries, Inc.(Japón)
• Syensqo (Bélgica)
• Nippon Graphite Fiber Co., Ltd. (Japón)
• Teijin Limited(Japón)
• Hexcel Corporation(A NOSOTROS.)
• Zoltek Corporation (EE. UU.)
• Materiales avanzados de Hyosung (Corea del Sur)
• Compuestos avanzados incrementos. (A NOSOTROS.)
• Mitsubishi Chemical Carbon Fiber and Composites, Inc. (EE. UU.)
• Formosa M Co., Ltd. (Corea del Sur)
• SGL Carbon (Alemania)

Desarrollos clave de la industria:

• Diciembre de 2023-Teijin Limited introdujo la fibra de carbono Tenax producida a partir de acrilonitrilo sostenible (AN) utilizando residuos y desechos de materias primas recicladas o productos derivados de biomasa.
• Octubre de 2023 -Toray Industries Inc. amplió su alto módulo y su alto módulo y las instalaciones de producción de fibras de carbono medianas regulares en la subsidiaria francesa Toray Carbon Fibers Europe S.A. Este movimiento se debe a la creciente demanda de fibra de carbono en Europa, reforzado por el movimiento hacia una sociedad neta de cero neto.
• Julio de 2021–Hexcel Corporation anunció que firmó un acuerdo con Dassault para suministrar prepregio de fibra de carbono para el programa Falcon 10X. Se anticipa que la medida fortalece la asociación existente entre los dos líderes aeroespaciales.
• Julio de 2021-Toray Industries Inc. completó la adquisición de compuestos avanzados de Tencate Holding BV, un productor y distribuidor holandés de materiales compuestos de fibra de carbono. La firma matriz de Tencate, Koninklijke Ten Cate BV, acordó vender el negocio a Toray por € 930 millones (USD 1 mil millones), incluida la deuda neta. Con esta adquisición, la compañía podría proporcionar una línea de productos más amplia, como tecnologías de polímeros y fibra de carbono.
• Febrero de 2021 -Teijin Limited lanzó marcas Tenax BM (Serie Beam) y Tenax PW (Serie Power) de materiales intermedios de fibra de carbono para aplicaciones deportivas. Este lanzamiento ayudará a la compañía a maximizar la potencia y la velocidad debido a su excepcional durabilidad y dureza.

Cobertura de informes

El informe de investigación de mercado proporciona un análisis detallado de mercado y se centra en aspectos cruciales como empresas líderes, materiales, productos y aplicaciones. Además, ofrece información sobre las tendencias del mercado de fibra de carbono y destaca los desarrollos vitales de la industria. Incluye datos históricos y pronósticos de crecimiento de ingresos a nivel global, regional y de países, y analiza la última dinámica y oportunidades de mercado de la industria. Además de los factores mencionados anteriormente, abarca varios factores que contribuyen al crecimiento del mercado en los últimos años.

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