2012美国复合材料行业状况
(一) 综 述
美国在复合材料市场中占据了非常重要的位置。由2008至2009年金融危机引起的衰退之后，2012年美国复合材料工业有了良好的增长，这显著地影响了高性能材料的需求。
2007年美国复合材料市场的需求量在大约51亿磅(约合230万吨)，2008~2009年期间异常地突降了33％，2009年下降为严重。2010年市场开始强力反弹并在2011年和2012年保持增长的态势。2012年美国复合材料市场需求估值为68亿磅(约合308万吨)，记录的年度发货量为46亿磅(约合208万吨)。参考关键经济指标及市场动态，2013年的增长大约为4.3％，发货量将达到4.8亿磅(约合218万吨)。
由于经济危机存在于不同区域，复合材料市场中的不确定因素依然存在。虽然在过去两年中，美国市场一直在增长，但欧洲、及印度的经济状况正在影响美国对增长前景完全乐观的看法。2013年预计美国GDP增长率为2.12％，这将帮助美国复合材料部件制造商找回失去的市场信心。
美国在多种不同应用上使用复合材料拥有着丰富的历史，跨越了航空、运动器材、能源、汽车、建筑、造船、管罐及电力电子等许多行业。优秀的设计及制造能力、政府鼓励及资金支持、终用户对使用复合材料益处的认知等都对其提供了有力的支持。
GDP及CCI(消费者信心指数)是一个工业增长的重要指针。美国2011~2012年GDP增长率预计在2.1％。受就业机会增加、燃料价格稳定及房屋市场改善因素的驱动，CCI在2012年也有提升，预计由2011年的57.2提高到67.2，增加了16％，是自2009年的增长趋势中的第三年。
2011年美国是人均复合材料消费量高的，明显于发达并大大于“金砖” (巴西、俄罗斯、印度和)，如表所示为几个主要的人均GDP及人均复合材料消费量对比。美国和在2011年消费的复合材料总量相当，但美国的人均消费量高出很多。这表明随着经济的增长，金砖及其它仍有具大的增长潜力。据预测，到2018年，美国复合材料市场需求将达到104亿美元，复合年均增长率(CAGR)为7.2％。预计到2018后交通、航空及建筑行业的强力恢复将成为这一趋势的驱动力。
(二)风 能
美国风能行业―没有PTC就没有出路
由于对绿色、可再生能源的极大关注及能源需求的增长，在过去20多年里，风能行业得到了稳定地发展。在美国及全的能源市场，很多公司正在进行激烈的竞争。2012年，美国风能领域的复合材料总用量增长率估测为25％，风能领域的复合材料消费量自1998年以来大约增加了10倍，2007年时美国风能产业复合材料消费量仅相当于2012年记录消费量的一半。因此，这是复合材料行业中一个快速增长的细分市场。复合材料是制造风机叶片及机舱罩的选择材料。
到2012年底，预计有近8430兆瓦的新增风能发电能力被安装，比2011年增长了25％，但少于2009年安装的9922兆瓦。尽管2010年装机急剧下降，但当2012年风能生产税减免政策(PTC)将要到期时，风能行业仍享受着联邦及州政府对新风场投资的鼓励政策，以保持其吸引力。PTC制造商提供30％的投资信贷，用于投入资本装备来制造在美国境内的清洁能源项目的部件。2012年奥巴马总统延长PTC以支持清洁能源发电，他相信PTC将是经济及能源复兴的一个非常重要的环节。
联邦政府的能源政策不是清晰地继续向前走，这将导致风能市场至少三分之二私人投资的下降。因此，制造商们尽可能多地努力安装风机，力争在2012年底到期前获得PTC的优势。风能市场很有可能在2013年由PTC到期而遭受打击，这将导致37000个以上的工作岗位丢失。Vestas风力系统公司的CEO，Ditlev Engel说，如果PTC消失，2013年美国风能市场将大大下降80％，PTC在这种可再生能源发电的个10年运营中，每千瓦时提供了2.2美分的补贴。[编者按：在本文刊发后，美国参议院财务委员会将PTC议案放入减税一览子计划中，于2013年1月1日先后通过参议院及白宫审议，已交由总统奥巴马签字生效。
(三)汽 车
环保政策及燃料经济性驱动
自2009~2011年，美国的汽车销售量由1040万辆、1160万辆上升到1270万辆。汽车需求的增长由低利率、消费者信心增加及旧车更新需求所驱动，预计2012年美国轻型汽车市场持续增长，使复合材料的消费量也有类似的增长方式。美国市场对更加经济的燃料汽车的需求，预期在2018年后将持续增加，这将带动汽车行业对复合材料的需求。
复合材料用于汽车内饰、底盘系统、保险杠梁及仪表盘。2012年美国汽车市场复合材料的需求增长约为11.8％。在赛车及高性能汽车部件上复合材料使用的增长，如底盘、引擎罩及车顶等，是汽车行业复合材料用量增加的驱动因素，不仅仅在这个细分市场，而且作为试验场，复合材料用在了更多种类的部件中。
针对复合材料，奥巴马政府设定了一个新的标准，要求轻型汽车的平均燃油经济性标准(Corporate Average Fuel Efficiency，简称CAFE)到2017年提高到每加仑36.6英里，到2025年提高到每加仑54.5英里(译者注，合每百公里行驶消耗汽油不到5升)。联邦政府提高CAFE标准的建议将刺激轻质材料诸如复合材料的使用，对汽车制造商带来了额外的压力，使其用更具空气动力学设计的轻型车体结构，及在不牺牲动力的同时减少引擎尺寸来提高行程。
复合材料的高需求源于行业的加速恢复及燃料经济型小汽车大范围的引入，汽油价格的反复无常及对未来燃料价格增长的关心，能够成为设计工程师和复合材料制造商合作使用新型树脂、玻纤、碳纤、新型增强物及制造工艺解决这一问题的机会。
汽车制造商已经投入了可观的时间和金钱，用于研发减少污染排放的混合动力及电动汽车。2013年BMW公司将引入MCV(Megacity VetLicle)汽车，它是一款使用碳纤维增强塑料(CFRP)制成的电池的量产纯电动汽车。该车的新构造使生产工艺更加简单、灵活和节能。
CFRP大约比钢轻50％，比铝轻30％。材料的减重将直接影响MCV汽车的燃料效率，它比相当尺寸的电动车轻了750镑，因此蓄电池每千瓦时可以获取更多的里程，同时在汽车工业中使用生物树脂及天然纤维的兴趣也在不断提高，以满足可持续性问题。
(四)建筑业
房屋市场正在恢复
建筑市场中复合材料的应用包括浴缸、淋浴房底盘、淋浴隔间、热水浴池、游泳池、住宅及车库门、窗框及波形建筑板等。2012年，建筑行业消耗了复合材料交货量的约30％，比2011年增加了11.7％。建筑行业继续成为继交通行业之后的第二大复合材料市场。建筑业使用复合材料的主要驱动力来自新住宅开工及改造开支，在2008~2009年时上述活动极度疲软。
美国住宅市场将适度增长，近的数据令人鼓舞。住宅开工及许可证数据显示出意味深长的改善，同样的情况适用于现有住宅的销售(上升趋势)及住宅价格(缓慢上升)，住宅购买贷款及住宅销售指标也有类似的增长。所有这些进展将使复合材料市场恢复在住宅建设应用中的健康成长，如卫浴及门窗应用。
2012年美国基础设施建设市场及其相关的复合材料应用也继续增长。美国联邦政府正扩大在基础设施项目上的投资，主要用于桥梁及公路的维修。目前美国桥梁的平均使用寿命达42年，其中几乎一半桥梁需要在今后15内进行主体结构投资。
(五)管罐行业
石油探测使用量增加
管道和储罐是Lucintel公司估值的美国主要复合材料应用产业之一，复合材料管罐市场在2012年增长4.8％。管罐行业(也被称为防腐蚀行业)包括FRP管道和储罐，在恶劣的环境中使用，用于存储或运输腐蚀性物质。
防腐行业为复合材料制造商提供了巨大的机会。在管罐市场中，复合材料与钢、塑料和混凝土竞争。在某些应用中复合材料占主导地位，而在其他行业，钢铁、塑料和混凝土更有利。
2011年11月，奥巴马政府提出了一个海上石油钻井五年计划，该计划促进在墨西哥湾和阿拉斯加的海上钻探，以发现新的产油区。据Baker Hughes Inc公司称，在美国的石油钻井平台数量是自1987年以来的高。复合材料使用在石油和天然气市场仍然是有限的，但它提供了显著的增长机会。
(六)航天航空应用
飞得更高―波音787和空客A380
复合材料开始主宰新的航空航天设计，由于比金属轻很多，甚至更强于金属，复合材料作为替代材料使用，可以帮助减少飞机的燃料和维护费用。Lucintel公司估计在2012年，美国复合材料在航空航天上的应用增长9.9％。新的商用飞机项目―波音公司的B787和B747―8和空客A380和A350，及支线和商用飞机客户需求的增加，有助于加速复合材料的增长。对于民用和军用市场旋翼飞机的增长，也增加了复合材料的用量。
更多地使用复合材料的趋势，在推出新型的波音787 Dreamliner时是明显不过的了。波音787在飞机的主体结构上使用了50％的复合材料，这在飞机设计上树立了新的标准，鼓励其他原始设备制造商在他们的新飞机上更显著地使用复合材料。波音787也创下了销售速度快商用飞机的纪录。复合材料在787 Dreamliner上的广泛使用降低了油耗20％，超过同尺寸的任何其他飞机。在其他细分市场，如通用航空飞机、直升机和可替代结构如机体、机身和叶片，复合材料的使用也增加了。
在商用飞机的内部应用上，复合材料的使用量也在增加，如地板，舱壁和机舱分隔栏，厕所，厨房，墙壁和天花板和储物箱。座椅和各种小支架、夹子、托盘、底座和其他结构中的使用也在增加。使用可再生的碳纤维和低成本的碳纤维与热塑性树脂制造飞机内饰的探索正在进行，一些非传统的技术不断涌现，降低了成本并缩短生产周期。
(七)造船应用
造船行业与经济同步稳定复苏
在2008~2009年期间，造船市场由于美国经济步履蹒跚而受到严重影响。金融危机影响了海洋产业和消费者信心严重受损，流动性收紧和利率上升。这些因素影响了复合材料船艇的销售，船艇制造商的数量在过去五年中已经出现了下降。由于经济持续改善和消费支出的增加，2012年美国造船市场预计增长6.6％。在美国造船工业中，大约70％的船艇使用复合材料制造，如船体，甲板，舱壁，驾驶舱，舱口盖，内饰和发动机部件，使用玻纤粗纱、方格布、毡、乙烯基酯树脂、聚酯树脂、环氧树脂、balsa轻木、泡沫、蜂窝芯材、胶衣、填料和粘合剂。
2012年和2011年，造船用复合材料消费和生产的船只数量同时增长，年增长率在的6％左右。零售和批发船市场正在改善，造船数量增加的主要驱动力，来自消费者信心提高和住宅房地产市场的稳定，同样也受益于美国玻璃钢舷外机船市场的发展趋势和强劲增长的零配件销售的有利趋势。
(八)结 论
1.关注复合材料应用水平低的市场
复合材料的应用超过30000个以上，辨别正确的发展机遇是成功的关键。在许多应用领域，复合材料的普及率不到2％，因此提供了增长的机会。为确定新的发展机遇，复合材料供应商和部件制造商可以重点发展那些复合材料应用少的市场，提供复合材料产品在生命周期成本和性能上的优势。进入这些市场的机遇和风险并存，先进的分析工具和以数据驱动的决策将减少风险。图8示出复合材料普及率低并且强度重量要求高的行业。汽车、航空航天、石油和天然气、高压容器、电子和医疗将是未来10年提供复合材料良好发展机遇的行业。
复合材料正在各个应用领域获得认可，能满足多种需求，如在极端恶劣的环境条件下的机械性能和高可靠性。随着航空航天和汽车行业不断追求燃油效率和安全性，复合材料将扮演一个重要的角色，提供更高的强度重量比、设计的灵活性、高抗疲劳和耐腐蚀性。商业航天市场仍然是主导复合材料在航空航天和国防部门应用的产业，两项期待已久的复合材料密集使用的商业喷气客机波音787梦幻飞机和空中客车A350，为复合材料利益相关者提供了更高的业务期望。在这些飞机上对复合材料的使用及其有效性，为将来复合材料在其使用率低的一些应用，如机身、机翼蒙皮和肋骨、稳定器、控制面板、内饰和发动机部件中的使用树立了典范；在汽车行业，汽车和摩托车复合材料零部件的用途正在开发，除了耐热、耐腐蚀，保险杠横梁、车门组件、车顶、仪表板、车身底部系统，座椅结构和内饰顶棚等部件皆受益于复合材料的耐用性及强度和重量上的优势。要达到美国汽车燃油经济性(CAF)要求的新标准(每加仑行驶36.6英里)，到2017年，复合材料供应商和部件制造商需要与原始设备制造商紧密合作，为各种车辆开发新的复合材料应用，如变速器、传动轴、发动机、悬挂系统和车身，汽车零件的轻量化有助于提高燃油效率和减少碳排放。原始设备制造商对复合材料的潜力非常重视，近通用汽车，宝马，戴姆勒和大众汽车纷纷与各碳纤维供应商成立合资企业；在高压容器市场，Luxfer，Dynetek和Ragasco公司是使用碳纤维和玻璃纤维制造复合材料容器的重点制造商，未来10年天然气汽车的强劲增长将带动压缩气瓶的使用。在过去的五年中，新的天然气车辆的增长超过20％，在未来几年预计以同样的速度增长。
对于复合材料的医疗需求，其应用也取得了医学界的认可。重量轻、结构复杂及无缝隙人造假肢和医疗诊断设备的优势，是复合材料医疗产品发展的主要驱动因素；在电气和电子细分市场，复合材料很可能将降低制造和维护成本、增加种类并减轻重量。人均收入和消费支出的增加，将带动笔记本电脑和智能手机等电子产品使用的显著增加。潜在的电气和电子应用包括笔记本电脑外壳，手机外壳，印刷电路板，开关柜框架等；海洋工业向更深的海域发展，石油和天然气行业复合材料的使用量也将显著增加，复合材料的减重、高强和耐腐蚀特性要结合水中支撑结构的浮力应用，为了达到这样的特性，将使用复合材料作为竖管、系链和缆绳。
2.复合材料的潜力和未满足的需求
在这个快速变化的时代，企业都在寻求转型增长以在竞争中保持。了解复合材料行业各个细分市场中未满足的需求，将为从业者提供快速增长的机会。材料供应商和部件制造商需要共同努力，在复合材料行业推动创新，满足用户市场的需求。复合材料行业推动创新的领域包括可持续发展、减轻重量、降低价格和缩短生产周期。
开发新产品，满足未实现市场的需求将推动复合材料行业到达一个新高度。例如，如果复合材料产品的成本降低30％，会大大增加复合材料在美国的市场机会，到2018年时市场价值将从300亿美元增加到870亿美元。复合材料在更多应用中广泛使用的一个主要障碍是成本因素，成本的降低将有助于提高其市场渗透率数倍，从而显着提高复合材料的用量。
总之，复合材料有数以百计的机会伸手可及，其概念已被证明，技术风险已经消除，客户的基本认可已经取得，市场占有率的提高还有极大的潜力。市场机会存在于建筑复合材料筋和窗架、汽车传动轴和顶板，石油和天然气管和缆链，航空航天和国防工业中的机身和机翼等，上述复合材料应用的市场占有率不到1％，对这些应用市场5至10倍的市场占有率会显著提高复合材料的需求。了解客户的未满足需求、需求驱动因素和成功因素，将帮助企业获得竞争优势，并大限度地减少成功的弯路。
