AVRUPA VE DÜNYA KOMPOZİT MALZEME PAZAR ANALİZ … · rağmen, diğer malzemeler (özellikle de termoplastikler) 2014 yılında SMC-BMC malzemelere oranla %3 daha fazla büyüme

AVRUPA VE DÜNYA

KOMPOZİT MALZEME

PAZAR ANALİZ

DEĞERLENDİRMESİ

Prof. Dr. Mehmet Karahan

İÇİNDEKİLER

1. Bölüm: Avrupa Cam Takviyeli Plastikler Pazarı ........................................................................... 3

Giriş

Pazar Gözlemleri .....................................................................................................................................3

Termoplastik Malzemeler .......................................................................................................................6

Endüstriyel Uygulama Alanlarına Bakış ..............................................................................................7

2014 Yılı Ülke Bazında CTP Üretimi ....................................................................................................8

Diğer Kompozit Malzemeler ..................................................................................................................9

Genel Görünüm .......................................................................................................................................9

2. Bölüm: Global Karbon Takviyeli Plastikler Pazarı ...................................................................... 11

Giriş

Kullanılan Terimlerin Tanımı ..............................................................................................................11

Global Karbon Lif pazarı .....................................................................................................................11

Üreticiler ................................................................................................................................................12

Bölgesel Durum .....................................................................................................................................13

Uygulama Alanları ................................................................................................................................14

Global Karbon Kompozit Pazarı .........................................................................................................15

Matriks Malzemeler ..............................................................................................................................16

Üretim Prosesleri ...................................................................................................................................17

Bölge Bazında Değerler ........................................................................................................................18

Uygulama Alanları ................................................................................................................................18

Trendler ve Genel Bakış .......................................................................................................................21

Sonuç ve Genel Değerlendirme ............................................................................................................26

Referanslar ............................................................................................................................................ 26

1. Bölüm: Avrupa Cam Takviyeli Plastikler Pazarı

Giriş Avrupa da üretilen cam takviyeli plastiklerin (CTP) 2014 yılında %2 büyüme gösterdiği tespit

edilmiştir. Lif takviyeli kompozitler alanında dünyada şimdiye kadar en hızlı büyüme

gösteren alan CTP malzemeler olduğu için, artık bir stabilleşme veya doygunluk oluşmuştur.

CTP malzemelerin en büyük uygulama alanı taşımacılık ve konstrüksiyon olduğu için -bu

alan toplam Avrupa ekonomisi için hayati önem taşımaktadır- CTP pazarı aynı zamanda

Avrupa ekonomisinin aynası veya göstergesi durumundadır.

Kompozit malzemeler pazarı sadece üretici firma büyüklüğü ve CTP üretiminde kullanılan

tekniklere bağlı olarak değil aynı zamanda üretilen parçalara ve komponent tiplerine göre de

oldukça heterojen bir yapıya sahiptir. Aynı zamanda bölgesel farklılıklar da mevcuttur:

Almanya, İngiltere ve doğu Avrupa ülkeleri gibi Avrupa ülkelerinde ortalamanın üzerinde bir

büyüme vardır. Bazı güney Avrupa ülkeleri -az da olsa- yeniden büyüme eğilimine

görmelerine rağmen, İskandinav ülkeleri ve Fransa da daralma gözlenmektedir.

Pazar çeşitliğinin dinamikleri büyük ölçüde endüstrinin hangi komponentleri yapabildiğine

göre değişir.

Avrupa pazarının trendi dünya pazarının gelişmesinden ayrışması mümkün değildir, çünkü

küçük Avrupa CTP firmaları bile, global gelişmelerin bir parçasıdır. Sınır ötesi düşünceler

tedarik, satış ve üretimle ilgili kararları giderek daha fazla etkilemektedir. Avrupa daki

büyüme hızının dünya geneline göre geri kalmasına ve dünya CTP pazar payının Avrupa

hissesine düşen kısmının giderek küçülmesine rağmen, uzmanlaşmış Avrupa şirketleri için bu

alanda hala önemli fırsatlar mevcuttur.

Pazar Gözlemleri Önceki yıllardaki gibi, 2014 Avrupa CTP pazarı verileri, Avrupa ülkeleri verilerine bağlı

olarak oluşturulmuştur. Türkiye üreticileri hala uzun dönemli kıyaslamalı verilere sahip

olmadığı için gerçekçi bir değerlendirmeye tabi tutulamamaktadır.

Aşağıdaki raporda CTP tanımı tüm cam elyaf takviyeli termoset kompozitleri ve aynı

zamanda cam elyaf keçe takviyeli termoplastik plastikleri (GMT) ve uzun lifli

termoplastikleri (LFT) içermektedir.

Kısa lif takviyeli termoplastikler konusundaki veriler sadece genel miktar olarak

kullanılmakta ve yukarıda bahsedilen tiplerden ayrılmaktadırlar.

Rapor aynı zamanda diğer takviye liflerinin (doğal lifler, bazalt lifleri) büyüklüğünü de

içermektedir. Karbon lif takviyeli plastikler (KTP) pazar raporunun ikinci kısmında ayrı bir

bölüm olarak sunulmuştur. CTP 2014 üretimi: Genel gelişmeler Avrupa CTP üretiminde 2014

için çok iyi bir başlangıç olduğunu ve bu yılın çok iyi geçtiğini göstermektedir. İlk 6 ay ve

özellikle ilk çeyrek dönem çoğu piyasa katılımcılarının beklentilerinin üzerinde

gerçekleşmiştir. Büyüme konusunda yılın ikinci yarısında zayıflama beklentisi olmasına

rağmen, bu beklenti aşılmış ve büyüme trendi devam etmiştir. Avrupa pazarı %2 den fala

büyümüş ve 1.04 milyon ton üretim gerçekleştirmiştir (şekil 1).

Şekil 1. 2004 yılından bu yana Avrupa genelinde CTP tüketimi (x1000 ton)

Şekil 2. Proses ve komponentlere bağlı olarak CTP alanında Avrupa geneli üretim miktarları

(x1000 ton)

Product 2014 2013 2012 2011 2010

SMC

BMC

190

74

184

71

188

70

198

69

198

69

ΣSMC-BMC 264 255 258 267 267

El Yatırma

Spreyleme

138

94

142

90

145

90

160

98

160

92

ΣAçık Kalıplama 232 232 235 258 252

RTM 132 126 120 120 113

Lamine

Pultrüzyon

84

48

84

47

78

47

77

51

72

47

ΣKontinü Üretim 132 131 125 128 119

Filament Sarma

Santrifüj Döküm

79

66

78

66

80

67

86

69

82

66

ΣBoru ve Tank 145 144 147 155 148

GMT/LFT 121 114 108 105 100

Diğer Metotlar 17 18 17 16 16

Genel Toplam 1043 1020 1010 1049 1015

Gözlemciler, CTP için uzun dönemli trendin ekonomik trende oldukça paralel olacağını

öngörmektedirler. Bu durum CTP komponentlerin taşımacılık ve konstrüksiyon alanındaki

ulusal ekonomileri için önemli bir pazara sahip olan en büyük satıcıları için oldukça sürpriz

bir sonuç olmuştur. Avrupanın yerel gayri safi yurtiçi hasılası (GSH) küresel boyuttaki

GSH'nın bir payı olduğu için, CTP hacmi dünya genelinin bir parçası olduğu için dünya

geneli ile birlikte azalmaya devam etmektedir. Üretim ve tüketim dünya genelinde GSH nın

paylaşımının giderek artan oranda alındığı ülkeler olan BRIC ülkelerine doğru (Brezilya

Rusya, Hindistan ve Çin) hissedilir derecede yer değiştirmektedir. Avrupa daki CTP üretimi

dünya genelindeki trende bağlı olarak genişlemektedir. 2014 yılında Avrupa CTP pazarı 2004

1041 1065 1132

1195

1058

815

1015 1049 1010 1020 1043

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

Tüke

tim

(1

00

0 T

on

)

yılındaki seviyeye doğru geri gitmektedir. Dolayısı ile henüz ekonomik ve mali kriz öncesi

boyuta erişebilmiş değildir. Ancak pazar trendleri üretim proses tiplerine, endüstriyel

uygulama alanındaki gereksinimlere ve hatta belirli Avrupa ülkelerinin özel taleplerine büyük

oranda bağlıdır. Bu nedenle bu farklılıklar arasında iyi değerlendirme yapabilmek önemlidir

(şekil 2).

Gelişmiş Proses ve Komponentlerdeki Trend

Termoset Malzemeler

SMC-BMC

Zorlu bir 2013 yılının ardından otomotiv endüstrisi 2014 yılında tedarikçi ve CTP

üreticilerine önemli bir uyarıda bulundu. Çinin dünyanın en büyük pazarı olmasında rağmen

Avrupa ve özellikle Almanya da binek araç ve ticari araç pazarında pozitif bir gelişme

mevcuttur. Üretimdeki araç sayısı arttıkça, sadece üretim hacmi değil, aynı zamanda CTP

üreticileri tarafından alınan yeni siparişlerin sayısı da artmaktadır. SMC ve BMC (hazır

kalıplama bileşeni) komponent üreticileri otomotiv endüstrisinde en hacimli tüketime sahip

ürünleri yapmaktadır. Elektronik endüstrisi uygulamalarında da BMC hala far reflektörlerini

ciddi bir hacimde üretmeye devam etmektedir. SMC üretimi geçen yıla oranla düşmesine

rağmen, diğer malzemeler (özellikle de termoplastikler) 2014 yılında SMC-BMC

malzemelere oranla %3 daha fazla büyüme göstermiştir.

Bu kompozit pazarının şimdiye kadar en büyük alanıdır ve üretilen CTP nin toplam hacminin

dörtte birinden fazla kısmına karşılık gelmektedir, gene de örneğin karbon lifli kompozitlerle

kıyaslandığında daha a ilgi çekmektedir. Bu alandaki Avrupa üretimi global karbon lif

kompozitlere (KTP) nazaran önemli ölçüde daha büyüktür. Ciddi hacme sahip SMC ve BMC

teknolojileri, teknoloji ve proses olarak doyma durumuna erişmişlerdir.

karbon liflerinin SMC ve BMC yönteminde kullanımı ise değerlendirilmektedir. Gerek

otomotiv endüstrisi, gerekse havacılık endüstrisi için hem malzeme hem de proses geliştirme

amacıyla çok sayıda araştırmacı ve kurum efor sarf etmektedir.

Açık Kalıplama

CTP nin açık kalıplama metotlarıyla üretimi 2014 yılında duraklamıştır. Çok sayıda

komponentin üretiminde kullanılan açık el yatırma teknikleri durmaya başlamıştır. tam tersine

geçen yıllarda spreyleme metodu ile üretimde büyüme gözlenmişti. Bu durum pazardaki

küçük üretici firmaların sadece "kapalı kalıplama" (RTM gibi) teknikler ile rekabet amacıyla

değil, aynı zamanda özellikle Avrupalı olmayan rakipleri ile rekabet etmek için bir çıkış

yoludur. Büyük parçaların olarak üretimi artış göstermektedir ve Batı Avrupa dan Doğu

Avrupa, Orta Doğu ve Asya ülkelerine kaymaktadır. Düşük büyüme, otomasyonun yüksek

giderleri yakın gelecekte Avrupa ülkeleri için zorlayıcı unsurlar olarak görülmektedir.

Yıllardır, yüksek kaliteli komponentleri üreten üreticiler, düşük maliyetle düşük kaliteli iş

yapan firmaların neden olduğu imajdan etkilenmişlerdir. Gene de açık kalıplama yöntemleri,

Avrupa da nispeten yüksek pazar payına sahiptir.

RTM

Reçine transfer metodu (RTM) üretimindeki büyüme geçtiğimiz yıla nazaran ortalama

büyümeden çok daha iyi gerçekleşmiştir (hemen hemen %5). Bu kategori prosesler

birbirinden oldukça farklı olsa da (infüzyon ve enjeksiiyon gibi) tüm kapalı kalıplama

yöntemlerine içermektedir. Özellikle otomobil endüstrisi proses ve malzeme geliştirmede

oldukça etkin bir sektördür, hatta bu tür kapalı kalıplama yöntemleri hacimli seri üretimler

için uygun olmasa bile, bu geliştirme çalışmaları devam etmektedir. Diğer teknolojiler ile

kıyaslandığında, bu proseslerin avantajı daha geniş çeşitlilikte kuru ham malzeme ve yarı

emprenyeli (prepreg) ürünlerin kullanılabilmesidir.

Sürekli Prosesler

Geçen yıl gerçekleşmiş olan nispeten iyi performansın ardından, sürekli prosesleri kullanan

CTP Avrupa üretimi 2014 yılında duraklamıştır. genellikle tır, kamyon gibi büyük araçlarda

kullanılan paneller, örneğin tır yan panelleri, karavan gövdeleri veya ticari araçların arka

kısımları birincil üretim parçalarıdır. Bu tür malzemelerin yapı sektöründeki uygulamalarında

ise (köprü elemanları, bina taşıyıcı sistemleri gibi) pultrüzyon tekniği kullanılmaktadır. Bu

konularda standardizasyon eksikliği CTP malzemelerin özellikle köprü gibi yapılarda yaygın

olarak kullanımını engellemiştir. Sürekli proses segmentleri yüksek oranda otomasyon ile

karekterize edilmiştir. Ancak sektörde nispeten az sayıda üreticilerin kullandığı proses bazı

üretici firmaların kendi geliştirdiği gereksinimlere adapte edilebilmektedir.

Boru ve Tanklar

CTP boru ve tanklar santrifüj döküm ve filament sarma sistemi ile üretilirler, bu ürünler

ağırlıklı olarak kimya, petrol ve gaz endüstrisinde kullanılırlar. Avrupa pazarı dünya

çapındaki üretimin dörtte birine sahiptir ancak küçülmeye başlamıştır. Pazar bir kaç büyük

üreticinin etkisinde domine edilmektedir. Dünya çapında beş büyük üretici bu pazarın

yaklaşık %75 ine hakimdir. Su ve atık su projeleri için kullanılan boru sektöründeki büyüme

beklentilerinden dolayı, bu pazarda ciddi bir hacim artışı beklenmektedir. Bu potansiyel

elbette kilometrelerce döşenen boru sektörü nedeniyle oluşmaktadır. Bu nedenle Avrupa

dışında da oldukça dinamik bir pazar mevcuttur. Özellikle Almanya su ve atık su borularında

büyük kullanıcılardan birisidir. Doğu Avrupa ülkelerinin pek çoğu bu sistemi kullanmaya

başlamışlardır.

Termoplastik Malzemeler GMT/LFT

Cam keçe takviyeli termoplastikler (GMT) ve uzun lif takviyeli termoplastikler (LFT) 2014

yılında hala ortalamanın %6 üzerinde bir büyüme gerçekleştirmektedir. Diğer prosesler gibi

burada da birincil sektör otomotiv uygulamalarıdır, bu sektördeki firmalar gelişmelerden ve

yeni uygulamalardan yararlandığı gibi, Avrupa pazarındaki genel dinamizmden de

yararlanmaktadırlar. Ayrıca daha önce termoset malzemelerden yapılan malzemelerin

termoplastik malzemeler ile ikame edilmesi, ilave bir büyüme potansiyeli oluşturmaktadır.

Son yıllarda bu alanda gerçekleştirilen araştırma ve proje sayılarında artış gözlenmiştir.

Termoplastiklerin kullanımı ve prosesleri, ön emprenyeli yarı bitmiş malzemeler ve özel lif

oryantasyonları, bu alandaki gelişmelerde üzerinde durulan konulardır. yeni geliştirilen

ürünlerde özellikle yük taşıma yönünde oryantasyon ile daha yüksek performanslı

malzemeler elde edilmektedir. Ayrıca pek çok araştırmacı, "organosheet" olarak bilinen geniş

yüzey alanlı yarı bitmiş malzemeleri geliştirmeye çalışmaktadır.

Kısa Lif Takviyeli Termoplastikler

Kısa lif takviyeli termoplastiklerin büyük bir pazar segmenti olması nedeniyle GMT/LFT

miktarlarına ilave olarak belirtilmesinde fayda vardır. 2013 yılında cam takviyeli plastikler

Avrupa termoplastik pazarında yaklaşık 1160 kton olarak aynı periyotta bu raporun fokus

olduğu alanlardan (termoset malzemeler ve GMT/LFT) daha geniş bir yer tutmuştur. Bu

segmentteki üretim hacimleri yüksek seviyedeki otomasyon nedeniyle (enjeksiyon kalıplama

sistemleri) yıllık %5 civarında daha hızlı bir büyüme sergilemiştir [kaynak : AMAC]. Bu

bileşenler için poliamid ve polipropilen bazlı olarak en büyük uygulama alanları taşımacılık

sektörüdür ve ayrıca elektrik/elektronik ve spor ve eğlence ekipmanları olarak belirtilebilir.

Endüstriyel Uygulama Alanlarına Bakış

Çeşitli üretim prosesleri için pazarda gözlenen hafifde olsa farklı trendlere rağmen, Avrupanın

genelindeki majör uygulama alanlarındaki CTP kullanım oranları hemen hemen sabit

kalmaktadır. Taşımacılık ve konstrüskiyon sektörleri toplam üretimin üçte birine tekabül

etmektedir. Diğer uygulama alanları ise elektrik/elektronik ve spor ve eğlence ekipmanları

olarak belirtilebilir (şekil 3). Ulaşım sektörü sadece kara taşıtlarını (binek ve ticari araçlar)

içermez, aynı zamanda raylı sistemler, lokomotif ve vagonlar, denizcilik taşımacılığındaki

araçlar ve hava taşıtları bu gruba girmektedir. Resmi CO2 emisyon standartlarını karşılamak

için her şeyden önce hafifletilmiş konstrüksiyon çözümleri taşımacılık sektöründe üzerinde en

çok durulan konulardan birisidir. Rüzgar türbin komponentlerinin üretimi -konstrüksiyon

sektörü için önemli bir unsurdur. Rüzgar enerji projelerinin sayısı hala planlamaların onayını

beklediği için Avrupa pazarında bu alandaki potansiyelin oldukça altında kalmıştır. Elbette

özel uygulamalarda katma değer ve hacim arasındaki farklılık önemlidir. Katma değer trendi

konstrüksiyon ve elektrik/elektronik sektörlerinde düşük olabilir Ancak konstrüksiyon

sektöründe bile rüzgar enerjisi gibi bazı alanlarda oldukça yüksek olabilmektedir. Taşımacılık

sektöründe katma değer (havacılık endüstrisi gibi) diğer alanlara nazaran kısmen daha

yüksektir.

Şekil 3. Farklı uygulama alanları için 2013 yılı Avrupa geneli CTP tüketim miktarları

2014 Yılı Ülke Bazında CTP Üretimi Şekil 4 Avrupa pazar trendinin uniform olmadığını göstermektedir. Ortalamanın üzerinde

büyüyen bölgeler ile değil, başka unsurlarda vardır. Anahtar büyüme faktörü ülkelerin ulusal

ekonomideki durumları ve ülkelerdeki majör CTP uygulamalarıdır.

Sürekli ortalamanın üzerinde büyüyen Almanya, İngiltere, ve doğu Avrupa ülkeleri hemen

hemen stabilize olmuşlardır. 2009 yılına kadar Almanya Avrupa da CTP üretiminde en büyük

üçüncü üretici konumunda idi. Avrupa nın en büyük hızla büyüyen ekonomisi oldu ve

kompozit alanında 2010 yılında en büyük ikinci, 2012 yılında ise en büyük birinci üretici

konumuna yükselmiştir. Bu trend Almanya daki otomotiv endüstrisi ve İngiltere deki

konstrüksiyon sektörü tarafından desteklenmiştir. Doğu Avrupa kompozit pazarı daha farklı

faktörler ve uygulama alanları ile gelişmektedir. Bu ülkelerde CTP pazarı boru ve tarım

konstrüksiyonlarına bağlı olarak büyümektedir.

İlk defa İspanya, Portekiz ve İtalya da CTP üretim hacminde hafif bir büyüme

gerçekleşmiştir. Ancak Fransa verileri düşüş göstermiştir. Bu gelişmeler bu ülkelerdeki

otomotiv, gemicilik, konstrüksiyon gibi kor endüstrilerdeki trendler nedeniyle bu tür

gelişmeler devam etmektedir. Ülkelerin eski grubunda çok düşük seviyede olsa da ekonomik

gelişmeyi gösteren çok sayıda unsur vardır. Bunların CTP pazarına etkileri de faydalı sonuçlar

vermektedir. Daha küçük pazarlar olan Beneluks ülkeleri, Avusturya, İsviçre, daha düşük

doygunluktadır ve hafifçe gelişmekte veya stabil hale gelmiştir. Türkiye pazarı ise Kompozit

Sanayiciler Derneği verilerine göre değerlendirilmiştir. Türkiye'de sektör bir önceki yıla göre

ortalamanın %5 üzerinde büyüme göstermiştir (Ref: KSD). Türkiye pazarı 2011 raporunda

ayrı ayrı çeşitlendirilmiştir. Türk CTP pazarı Almanya pazarına kıyasla daha büyüktür. Majör

uygulama alanları ise Avrupa ülkelerinden oldukça farklıdır. Büyük yapısal projeler için Boru

ve tank üretimi toplam CTP üretiminin yaklaşık %50 lik kısmına tekabül etmektedir. Bu

durum iki temel faktöre bağlıdır: Birinci olarak, konstrüksiyon sektöründe büyük potansiyel

vardır; ikincisi, CTP pazarında karar vericiler diğer ülkelere nazaran daha az şüphecidir.

Konstrüksiyon sektöründeki diğer projeler %20 ye yükselmiş, taşımacılık sektörü ise %18 lik

paya sahiptir.

35%

34%

15%

15%

1%

Taşımacılık

Konstrüksiyon

Elektrik/Elektronik

Spor ve Eğlence Ekipmanları

Diğer

Şekil 4. Avrupa ülkeleri ve Türkiye karşılaştırmalı CTP ürün hacimleri (x1000 ton).

2014 2013 2012 2011 2010

İngiltere/İrlanda 146 140 134 126 130

Belçika/Hollanda/Lüksemburg 43 42 43 42 40

Finlandiya/Norveç/İsveç/Danimarka 42 44 44 52 50

İspanya/Portekiz 154 152 160 200 217

İtalya 148 146 152 165 154

Fransa 108 112 117 122 116

Almanya 200 192 182 172 161

Avusturya/İsviçre 18 17 17 17 16

Doğu Avrupa* 184 175 161 153 131

Toplam 1043 1020 1010 1049 1015

Türkiye**

225 214 195 180 - *: Polonya, Çek Cumhuriyeti, Macaristan, Romanya, Sırbistan, Hırvatistan, Makedonya, Litvanya, Slovakya, Slovenya, Letonya **: Türkiye verileri kompozit sanayiciler derneğinden alınmıştır.

Diğer Kompozit Malzemeler

CTP kompozit endüstrisinde şimdiye kadar en büyük pazar durumundaydı. Cam lifleri

takviye lifleri arasında %95 oranında kullanım hacmine sahipti. 2014 yılında Avrupa da

yaklaşık 2.2 milyon ton cam lif takviyeli plastik üretilmiştir. 2014 de global kompozit

üretiminde ise, öngörü olan 8.5 milyon tonu aşmıştır. Bunların bu raporda belirtilen

detaylarından CTP ürünlere ait kısmı 1.04 milyon ton ve kısa lif takviyeli termoplastiklere ait

kısmı ise 1.16 milyon ton olarak belirlenmiştir.

Dünya genelinde karbon lif takviyeli kompozitler (KTP) 2014 yılında 79.000 ton olarak

belirlenmiştir.

Doğal liflerden 92.000 ton komponent üretimi gerçekleşmiş olup, bunların çok büyük bir

kısmı otomotiv endüstrisinde kullanılmaktadır. Avrupa genelinde 2012 yılında 260.000 ton

ağaç takviyeli plastik kullanılmıştır. Almanya şimdiye kadarki bu ürünlerdeki en büyük pazar

durumunda idi. Bio kompozitler Avrupa da üretilen kompozit toplamında %15 lik paya

sahiptir (Kaynak: novs-İnstitut GmbH). Bazalt liflerine olan ilgi yüksek performanslı

ürünlerde artmaktadır.

Düşük elektrik iletkenliği ve yüksek termal stabilite ve iyi fiyat/performans oranı bu

malzemeleri global pazar için oldukça cazip hale getirmektedir. hatta karbon liflerine daha

küçük pazar olmalarına rağmen, bu cazibeleri gün geçtikçe artmaktadır. Uzun yıllardır

bilinmelerine rağmen,, bazalt lifleri halen ciddi bir pazar payı edinememişlerdir.

Genel Görünüm Kompozit endüstrisi için pazarda çok büyük sınırlamalar mevcuttur. Aşağıda bunların

özellikle CTP üreticileriyle ilgili olanları yer almaktadır:

Termoplastik Malzemeler

Endüstriyel firmalar termoplastik malzemelerde büyük potansiyel görmektedir ve geleceğe

yönelik önemli yatırımlar planlamaktadırlar. Sonuç olarak termoplastikler termoset

malzemelerden daha büyük cazibe göstermektedir. Araştırmacılar özellikle yapısal

termoplastik kompozitler alanında çalışmalar gerçekleştirmektedir. Seri üretim teknikleri,

termoset kompozitlere nazaran termoplastik kompozitlerde daha fazla çekim alanı meydana

getirmektedir. Termoplastiklerin form alabilirliği, yarı bitmiş ürünlere yeniden form

verilebilirliği gibi esneklikler, onları daha cazip hale getirmektedir.

Yeni prosesler ve otomasyon için ortaklıklar

makine üreticileri özellikle kompozit malzeme alanında geleceğin anahtar trendleri konusunda

önemli çalışmalar yapmaya ve işbirlikleri geliştirmeye devam etmektedirler. Bu nedenle

özellikle taşımacılık ve havacılık endüstrilerinde çok disiplinli büyük projeler

gerçekleştirilmektedir. Son zamanlarda büyük firmalar büyük yatırımlar ile sektöre

girmektedirler, bunlar küçük firmaların asla ulaşamayacakları bir seviyeden işe

başlamaktadırlar. Büyük endüstriyel firmalar sistematik olarak yeni partnerler aramakta ve

kendi başlarına yeni ortaklıklar oluşturmaktadırlar. Proje talepleri genellikle küçük firmaların

finansal kapasitelerini aşmaktadır. Yeni üretim teknikleri veya farklı teknolojilerin

kombinasyonları oluşturulmaktadır. Ancak bunların önemli bir kısmı şimdiye kadar plastik

alanında gerçekleştirilmiş olup, kompozitler alanına yönelik olmamıştır.

Hibrid Malzemeler

Farklı malzemelerin iyi özelliklerini bir arada kullanmak için kombin edilmeleri gelecek için

bulunan yollardan birisidir. Geliştirmeciler ve endüstri tek malzemeden ziyade farklı

malzemeleri bir arada kullanarak çözümler üretmeye çalışmaktadır.

Yeni Uygulama Alanları

Son yıllarda kompozitler için yeni uygulama alanları bulunmaktadır. Mesela konstrüksiyon

sektöründeki özel gereksinimler pek çok fırsat sunmaktadır. Standardizasyon daha önce

keşfedilmemiş uygulama alanlarının kompozit malzemelere uygulanması konusunda yeni

fırsatlar sunmaktadır.

2. Bölüm: Global Karbon Takviyeli Plastikler Pazarı

Giriş Kompozit pazar raporu CCeV ve AVK tarafından gerçekleştirilmiştir ve yıllık olarak 2010

yılından bu yana yayınlanmaktadır. CCeV 251 üyesi ile önemli bir firmadır ve Almanya,

Avusturya ve İsviçre deki karbon lif ve kompozit sektörlerini incelemektedir.

karbon lif (KL) pazarında CCeV üyelerine örnekler, SGL; Toray, Toho Tenax, Cytec ve

Hexcel olarak verilebilir. Bu firmalar dünya karbon lif üretiminin yaklaşık yıllık 55200 ton

kapasite ile %53 lük kısmını gerçekleştirmektedirler. Bu rapordaki veriler çeşitli

kaynaklardan ve CCeV üyelerinden elde edilmiştir. Lucintel [1] ve Acmite [2] tarafından elde

edilen veriler, mevcut pazar verileri ve diğer veriler birbirleri ile kıyaslanmıştır.

Kullanılan Terimlerin Tanımı Bazı raporlar bu raporda belirtilmiş olan ortalama büyüme oranlarını hesaplamada

kullanılacak yöntemleri içermezler. bazen bu metotlar oldukça karmaşıktır. Bu raporu daha

açık hale getirmek için aşağıda verilen hesaplama yöntemlerine değindik:

- Ortalama Yıllık Büyüme Oranı = Aritmetik ortalama getiri (AMR)=yıllık büyümenin

artimetik ortalaması (AGR):

- Bileşik yıllık büyüme oranı (CAGR)= n yıl arasında kabul edilen sabit büyümede yıllık

büyüme oranı:

Büyüme oranları bu pazarda daima CAGR kullanılarak hesaplanır, bu durum büyüme oranları

sabitken eksponansiyel büyümeyi daha iyi yansıtmaktadır. Sonuç olarak trend çizgileri

aşağıdaki grafiklerden eksponansiyel eğrilerden elde edilir.

Global Karbon Lif pazarı 2014 pazar raporu sürekli genişleme göstereceğini öngörmektedir ve global karbon lif

pazarındaki gelişmeler bu durumu teyit etmektedir (şekil 1). 46.500 tonda 2013 yılı geçen

yıllarda öngörülen pazar raporlarına göre bir miktar düşük geçekleşmiştir. Tüketim 2012 ye

göre %6.9 yüksektir ve 2008 ile kıyaslandığında toplamda %47.6 büyüme göstermiştir. Bu

durum yıllık %8.1 büyümeye karşılık gelmektedir. Eğer 2009 yılı baz alınırsa, bu yıl finansal

kriz olması nedeniyle 26.500 ton üretim gerçekleşmiş olup, yıllık büyüme oranı %15.1 den

bile yüksek gerçekleşmiştir. Acmite göre, karbon lif pazarı 2013 de toplam 1.77 milyar USD

iken 2012 de 1.63 milyar USD idi [2].

Son birkaç yıldır karbon lif pazarındaki gelişmeye bakılırsa (şekil 1) pazarın 2009 ekonomik

krizinden sonra düzenli ve istikrarlı bir büyüme gösterdiği görülmektedir. Bu dönem içinde

karbon lif talebi2009 da 26.500 tondan 2013 yılında 46.500 tona yükselmiştir. Bu durum

yıllık %20 den fazla büyüme oranı demektir ve yıllık yaklaşık 1.7 milyar USD artış anlamına

gelmektedir [1].

Şekil 1. 2008-2020 arası global karbon lif talep öngörüsü [1, 2].

En son pazar raporlarından alınan talep öngörüleri gelecek birkaç yıldaki beklentileri bir

miktar aşağı yönlü revize etmiştir. Ancak yıllık büyüme oranı 2020 ye kadar hala %10

civarındadır.

Üreticiler 2011 ve 2013 yılları arasında karbon lif üreticileri üretim kapasitelerini sürekli artan global

talebi göz önünde bulundurarak artırmışlardır. Ayrıca özellikle Rusya, güney Kore ve

Hindistan gibi ülkelerde yeni firmalar ve kapasiteler oluşmuştur. Mevcut kapasitenin 2013 yılı

için %41 lik kısmı PAN liflerinden elde edilen karbon liflerine aittir [1]. Sonuç olarak pazar

liderleri 2013 yılında herhangi yeni bir kapasite artışı oluşturmamıştır. Bu durum halen

mevcut kapasitenin kullanım oranının doygunluğa erişmemesinden kaynaklanmaktadır.

Şekil 2 değişik üreticiler tarafından gerçekleştirilen karbon lif üretimini göstermektedir. Genel

olarak karbon lif pazarı 10 büyük üretici tarafından domine edilmekte olup, bu üreticiler 2013

yılında toplam lif üretiminin %91 lik kısmına sahiptirler. Mart 2014 de Toray Zoltek firmasını

alarak pazarın lideri durumuna geçmiştir [3]. SGL yıllık üretim kapasitesini artırmayı

hedeflemektedir. SGL ve BMW 100 milyon USD yatırım ile yeni bir yatırım gerçekleştirmiş

ve 3000 tondan 6000 tona kapasitesini artırmıştır [4].

31,5 26,5

33 38,5

43,5 46,5

51

59

71

89

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2018 2020

Tüü

keti

m (

10

00

to

n)

Şekil 2. 2013 yılı üreticiler bazında karbon lif üretim kapasiteleri.

2014 yılında toplam üretim kapasitesi PAN karbon lifleri için 101.200 ton civarındadır.

Japonyada, USA ve Çin, karbon lifi üretiminde Pitch-precursor yöntemini kullanmaktadır. Bu

metotla üretim yıllık yaklaşık 3400 ton civarıdır.

Bölgesel Durum Teorik toplam kapasite karbon lifinde yıllık 2014 yılında 104.600 tondur. Yıllık üretim

kapasitesi bölgelere bağlı olarak şekil 3 de verilmiştir. En önemli bölgeler Kuzey Amerika,

%30 üretim kapasitesi, Avrupa (%24) ve Japonya (%20) dir. Dünyanın geri kalanı ise Çin,

Güney Kore, Rusya ve Hindistan dır. özellikle Çin deki üreticiler hakkında hiç bir güvenilir

rakam mevcut değildir. Bu verilere rağmen, tüm üreticilerin aktüel toplam kapasitesi hala

10.000 tonun oldukça altındadır. Biz büyüme oranlarını oldukça ılımlı beklemekteyiz çünkü

bu tür şirketlerin karbon lif üretim teknolojisi ve malzemelerine erişimi sınırlı olmaktadır [2].

0

5

10

15

20

25

Kap

asit

e (

x10

00

to

n)

Şekil 3. Bölgeler bazında yıllık karbon lifi üretim kapasiteleri (x100 ton) (Genel toplam:

104.600 ton) [1].

Uygulama Alanları Son yıllarda karbon liflerinin uygulama alanları oldukça artmaktadır. Havacılık ve Savunma

uygulamaları önemli ölçüde gelişmektedir ve bugün karbon lif tüketiminin en büyük payı

almaktadır, 13900 ton yıllık tüketim ile, toplam 46.500 tonun yaklaşık %30 una karşılık

gelmektedir (şekil 4). Bunu spor ve eğlence ekipmanları ve rüzgar enerji türbinleri

izlemektedir, bu sektörler toplamın %14üne karşılık gelmektedir. otomotiv segmentlerinde

karbon liflerinin kullanımı artarak devam etmektedir, yıllık 5000 tonluk kapasitelere

erişilmiştir. Bu artışta BMW i modelinin etkisi kuşkusuz büyüktür. Diğer uygulamalar ise

basınçlı kaplar, sivil mühendislik, denizcilik, kalıp malzemeleri ve konstrüksiyonlardır.

Şekil 4. Uygulama alanlarına bağlı olarak 2013 yılı global karbon lifi talebi (x1000 ton) [1].

USA; 31,1; 30%

Japonya; 20,7; 20% Tayvan; 8,8;

8%

Meksika; 7,6; 7%

Macaristan; 6,4; 6%

Almanya; 5,8; 5%

Fransa; 5,2; 5%

İngiltere; 4; 4%

İspanya; 0,6; 1%

Dünyanın Geri Kalanı; 14,4;

14%

Uzay-Havacılık ve Savunma; 13,9;

30%

Rüzgar Türbinleri; 6,7; 14%

Spor ve Eğlence ; 6,4; 14%

Kalıplama ve Bileşenler; 5,5;

12%

Otomotiv; 5; 11%

Basınçlı Kaplar; 2,4;

5%

Sivil Mühendislik; 2,3; 5%

Denizcilik; 0,8; 2% Diğer; 3,5; 7%

Uygulama alanlarına bağlı olarak karbon liflerinin kazançlarını analiz ederken, (şekil 5)

standart üretim süreçlerine ve kalite gereksinimlerine bağlı olarak sektörler arasındaki

farklılıkları unutmamak lazımdır. Mesela havacılık ve savunma endüstrisi %30 oranında

karbon lifi kullanmasına rağmen, değer olarak bu %50 ye karşılık gelmektedir. Burada

maliyeti artıran unsurlar sadece yüksek kalite değil, aynı zamanda lisans ve muayene giderleri

de etkilidir.

Diğer tüm uygulama alanları ise % tüketim miktarları açısından daha düşüktür. Ancak şekil 4

de gösterilen durumla aynıdır. Karbon lif tüketiminde ve yaratılan ciroda özellikle havacılık

ve savunma sektörlerinde, sivil mühendislik alanlarında ve otomotiv sektörlerinde 2012 ile

kıyaslamalı olarak yaratılan ciro ve tüketim miktarları mevcuttur. Buradaki % terimleri rüzgar

enerjisi segmentinde ciroya göre oluşturulmuştur.

Şekil 5. 2013 yılı için sektörlere bağlı olarak karbon lifi ciroları (milyon USD) [1].

Global Karbon Kompozit Pazarı Gerçekte üretilen tüm karbon lifi karbon kompozit ürüne dönüşmektedir. Sonuç olarak karbon

kompozitlerdeki büyüme trendi karbon lifleri ile aynıdır. Ancak kompozit malzemelerde

hemen hemen karbon lifi kadar reçine matris kullanıldığı için rakamlar neredeyse iki katına

çıkmaktadır. Şekil 6, global KTP talebini göstermektedir. 2013 de KTP talebi 72.000 ton

civarında iken, bir önceki yıla nazaran %9.1 artış göstermiştir. KTP deki büyüme 2020 ye

kadar %10.6 oranında gerçekleşeceği öngörülmektedir.

Uzay-Havacılık ve Savunma; 860;

50%

Rüzgar Türbinleri; 155,7; 9%

Spor ve Eğlence ; 189; 11%

Kalıplama ve Bileşenler; 132; 8%

Otomotiv; 129,2; 7%

Basınçlı Kaplar; 72,7; 4%

Sivil Mühendislik; 68,5; 4%

Denizcilik; 18,1; 1%

Diğer; 107,8; 6%

Şekil 6. 2008-2020 arası global KTP talebi (x1000 ton) (*: tahmini değer)

Matriks Malzemeler Karbon lif takviyeli kompozitler çeşitli matris reçineler kullanılarak üretilmektedir. Özel

uygulamalarda seramik, karbon ve metal matrisler kullanılmasına rağmen, karbon lif takviyeli

plastiklerde aşağıdaki bölümde belirtilen matrisler kullanılmaktadır. 2013 yılında karbon

kompozitler sektöründeki toplam ciro 14.7 milyar USD dır ve bunun 9.4 milyar USD lik

kısmı karbon takviyeli plastikler ile gerçekleştirilmiştir (şekil 7). polimer matris kompozitler

toplam cironun %64 ünü oluşturmaktadır [2]. KTP üretiminde kullanılan matris malzemeler

iki gruba ayrılmaktadır, bunlar termosetler ve termoplastiklerdir (şekil 7). Termoset plastikler

karbon liflerinde en yaygın kullanılan matris tipidir. Şekil 7 de gösterilen paylaşım aynı

zamanda bu plastiklerin paylaşımını da göstermektedir.

Şekil 7. 2013 yılı için karbon kompozitlerde kullanılan matris malzemelerin ekonomik hacmi

(milyon USD) [2].

47 41

51 59

66 72

79

94

109

146

0

20

40

60

80

100

120

140

160

2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015* 2018* 2020*

Tüü

keti

m (

10

00

to

n)

Karbon; 1,98; 13%

Seramik; 1,47; 10%

Metal; 1,1; 8%

Hibrid; 0,74; 5%

Termosetler; 7,15; 49%

Termoplastikler; 2,258; 15%

Polimer; 9,4; 64%

Termoset plastiklerde pazar payına katkıda bulunan faktörler aşağıda sıralanmıştır:

-iyi mekanik özellikler

-ısıl direnç

-düşük nem absorbsiyonu

-kullanıcılar için düşük malzeme maliyeti

-geniş bir aralıkta matris tipi mevcudiyeti

-kısa proses süreleri

-ani darbe direnci, yüksek hasar toleransı

-iyi form alabilirlik ve ıslatma özelliği,

-kolay stoklama

-geri kazanılabilirlik

Şimdiye kadar elastomer matrislerin gelecekte değişebilecek özellikleri nedeniyle yaygın

kullanımı gerçekleşememiştir, özellikle şaft bağlantı yerleri, makine mühendisliği

uygulamalarında sınırlayıcı olmuştur.

Üretim Prosesleri KTP malzemelerin üretiminde farklı üretim metotları kullanılmaktadır (şekil 8). Bu yılın

raporlarında geçen yıla nazaran kullanılan üretim proses tipleri hafif değişiklikler ile

sınıflandırılmıştır. Prepreg kullanılarak gerçekleştirilen serme metotları (%37) bu konuda en

büyük paya sahiptir ve giderek büyümektedir. Ancak pultrüzyon sarma metotları da toplam

pazarın %40 gibi bir oranını alarak prepreg le birlikte en büyük paya sahip üretim metotları

haline gelmişlerdir. Ayrıca kolay üretim metodu olmaları nedeniyle enjeksiyon ve presleme

metotları (mesela RTM), manuel olarak gerçekleştirilen yaş laminasyon ve vakum infüzyon

teknikleri de sıklıkla kullanılan yöntemler arasındadır.

Şekil 8. Üretim proseslerine bağlı olarak KTP pazar payları (2013) (Toplam 9.408 milyar

USD) [2].

Prepreg serme prosesi

(otoklav ve otoklav

dışında); 3434; 61%

İnfüzyon prosesleri; 1176; 21%

Pres ve enjeksiyon

prosesleri; 612; 11%

Diğer; 376; 7%

Bölge Bazında Değerler Şekil 9, karbon kompozitlerin bölgeler bazında cirosunu göstermektedir. Kuzey Amerika ve

özellikler Amerika havacılık ve savunma alanında en büyük üretici durumundadır ve global

cironun 5 milyar USD ile hemen hemen üçte birini tek başına gerçekleştirmektedir. Pazarın

bu arzına bağlı olarak batı Avrupa bu alanda 4.7 milyar USD ile ikinci büyük üretici

durumundadır. ancak eğer Avrupa Macaristan (Zoltek) gibi ülkelerinde içeren bir bütün

olarak ele alınırsa, bu durumda kuzey Amerika yı 2. liğe doğru ittirecek kapasite

oluşmaktadır. Güçlü bir havacılık endüstrisine sahip kuzey Amerika yanı sıra , Avrupa da pek

çok alanda güçlü üretim sektörlerine sahiptir, rüzgar enerjisi, otomotiv, ve makine

mühendisliği alanında önemli bir karbon kompozit talebi mevcuttur. Japonya çok sayıda lif

üreticisine sahip olduğu için, 2.2 milyar USD ile 3. büyük karbon kompozit üreticisi

durumundadır. Asya ve Çin de rüzgar enerjisi sektörü bu bölgede 1.9 milyar USD lik bir

pazar oluşmasına neden olmuştur.

Şekil 9. 2013 yılına ait bölgeler bazında KTP ciroları [2].

Uygulama Alanları Aşağıdaki bölümlerde karbon kompozitlerin dört önemli uygulama alanına göre pazar payları

ve önemli alt sektörleri açıklanmıştır.

Havacılık ve Savunma

USA ve Avrupa havacılık ve savunmada en önemli ekonomik bölgelerdir ve Boeing ve

Airbus gibi firmalara sahiptirler. Pazar segmentleri özellikle ticari sivil havacılık sektörleri

tarafından domine edilmektedir, bunun yanı sıra kargo ve büyük yolcu uçakları da önemli bir

paya sahiptir. Bu alanda yaklaşık 2.5 milyar USD lik (%60) ciro gerçekleşmektedir. Askeri

uçaklar ve taşımacılık uçakları bu alanda ikinci büyük ciroya sahiptir, yaklaşık yıllık 700

milyon USD ciro yapmaktadır, bunu business (özel jet) uçaklar, helikopterler ve diğer ürünler

izlemektedir, özellikler spor havacılık ve uzay ekipmanları da bu alanda giderek büyüme

göstermektedirler.

Batı Avrupa; 4,7; 32%

Kuzey Amerika; 5,07; 34%

Japonya; 2,21; 15%

Asya&Pasifik; 1,91; 13%

Dünyanın Geri Kalanı; 0,81; 6%

Şekil 10. Havacılık ve Savunma alanında alt segmentlere bağlı KTP ciroları (milyon USD)

(2013) [2].

Rüzgar Türbinleri

Rüzgar enerji türbinleri, karbon kompozitlerin tüketiminde ikinci büyük segmenttir. Global

rüzgar enerji kapasitesi 2005 yılından bu yana genişlemektedir (şekil 11) ve 2013 yılında

yaklaşık 318 GW kapasiteye erişmiştir. Her bir türbin için elektrik üretimi rotor çapının ikinci

dereceden bir fonksiyonu ile hesaplanmaktadır ve bu nedenle üreticiler çok daha büyük

çaplarda ve hafif türbinler üretme konusunda kapasitelerini zorlamaktadır. 1985 yılında

ortalama rotor çapları 15 m ve elektrik çıkışı 1 MW iken, 2013 yılında ortalama rotor çapları

100 m ve ortalama elektrik üretimi 2.5 MW kapasiteye erişmiştir [5]. Bunlar multi megawatt

rüzgar enerji türbinleri olarak adlandırılır ve 40 ve 50 m uzunlukta kanat uzunluklarına sahip

oldukları için istenen ağırlıkta ve dayanımda olabilmesi için ancak karbon lif kompozitlerle

üretilebilirler. 2013 yılında rüzgar enerji pazarında yaklaşık 1.8 milyar USD lik karbon

kompozit cirosu gerçekleşmiştir. Ancak sektördeki karbon lif tüketimi 2012 yılından daha

düşüktür (10.000 ton). Bu duruma sebepler teknik ve idari olarak ikiye ayrılmaktadır,

genellikle düşük otomasyon, konstrüksiyondaki zorluklar, finansal problemler, lisans

almadaki zorluklar bunlara örnek verilebilir. Mesela dünya genelinde 2013 yılında sadece 35

GW yeni kapasite oluşmuştur (şekil11).

Şekil 11. Global olarak mevcut (kümülatif) ve yıllara bağlı olarak her yıl için ayrı ayrı yeni

kurulmuş rüzgar enerji türbin kapasiteleri (GW cinsinden) [6].

Ticari Havacılık; 2470; 60%

Askeri Havacılık; 659; 16%

Özel Jet Sektörü; 329; 8%

Helikopterler; 288; 7%

Diğer; 370; 9%

59,1 73,9

93,9 120,6

159

198

238,1

283,2

318,1

0

50

100

150

200

250

300

350

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Glo

bal

Me

vcu

t R

üzg

ar E

ner

ji

Türb

in K

apas

ites

i (G

W)

11,5 14,7

20,29

26,87

38,47 39,06 40,64

45,17

35,29

0

10

20

30

40

50

2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013

Yen

i Ku

rulm

uş

Rü

zgar

En

erji

Tü

rbin

Kap

asit

esi

(GW

)

Bu sektör 3 major ulusal ekonomi tarafından domine edilmektedir: Çin, 2013 yılında 91 GW

ile dünya toplamının üçte birini teşkil etmektedir ve her yıl kapasitesini artırmaktadır. Bunu

USA izlemektedir, 62 GW. Almanya ise 34 GW ile dünya üçüncüsüdür (şekil12) [6].

Şekil 12. Dünyada bölgeler bazında kurulu rüzgar enerji kapasitesi (GW) (Aralık 2013) [6].

Spor ve Eğlence Ekipmanları

Spor ve eğlence ekipmanlarının 2013 yılında karbon kompozitlerde dünya geneli cirosu 1.8

milyar USD dir. Bu sektör karbon kompozitlerin ilk uygulama alanlarından birisidir. Karbon

kompozitler sadece yüksek performanslı ürünlerde değil, aynı zamanda böyle spor

ekipmanlarında da kullanılmaktadır: golf sopaları, tenis raketleri, bisiklet gövdeleri, vs (şekil

13). Aynı zamanda kış sporları ve su sporlarında da uygulamaları mevcuttur.

Şekil 13. Karbon kompozitlerin spor ve eğlence ekipmanlarında ciro miktarları (milyon

USD).

Çin; 91,412; 34%

USA; 61,091; 23%

Almanya; 34,25; 13%

İspanya; 22,959; 8%

Hindistan; 20,15; 7%

İngiltere; 10,531; 4%

İtalya; 8,552; 3% Fransa; 8,254; 3%

Kanada; 7,803; 3%

Danimarka; 4,772; 2%

Spor amaçlı sopa, başlık,

(golf) vs.; 559

Raketler; 309

Bisiklet; 206

Diğer; 397

Otomotiv

KTP otomotiv endüstrisinde CO2 emisyonu azaltılması, hafif yapıların üretilebilmesi için

önemli bir malzeme haline gelmiştir. KTP lerin otomotiv endüstrisinde kullanımı hala

başlangıç safhasındadır ve ilerisi için önemli potansiyel arz etmektedir. Ancak bu durum

özellikle karbon lifi fiyatlarının düşmesine de bağlıdır.

1980 lerde ilk karbon lif uygulaması tahrik millerinde gerçekleşmişti, bundan sonra motor

sporları dışında da uygulamalar başladı ve yüksek segmentli küçük hacimse üretilen seri

üretimlerde kendini göstermeye başladı. Karbon kompozitler araçlarda bugün yapısal

parçaların uygulamalarında önemli miktarda kullanılmaktadırlar (fren balatalarından, crush

box, monokok, yolcu kompartımanı ve römorkor tipi kompartımanların üretiminde

kullanılmaktadır). karbon kompozitler aynı zamanda raylı sistemlerde de önemli bir paya

sahip olmuştur. Örneğin ön cam silecekleri gibi küçük parçalardan, vagonların ön parçalarının

ve zemin parçalarının üretimine kadar kullanımı yaygınlaşmıştır. Otomotiv segmentlerinde

2.2 milyar USD ile karbon kompozit pazarı önemli bir hacme ulaşmıştır. Bu alanda binek

araçlar %46 lık pay ile en önemli segmenttir. Karbon kompozitlerin yüksek maliyeti onların

orta ve düşük sınıf araçlarda kullanımını sınırlamaktadır. Ancak lüks sınıf araçlarda

kullanılabilmektedirler. Kompozitlerin diğer kullanım alanları olan kamyonlar (%18), motor

sporları (%15) ve trenler (%13) toplamda otomotiv endüstrisi tarafından üretilen ciroya

önemli miktarlarda katkı sağlamaktadır.

Şekil 14. Otomotiv endüstrisinde KTP malzemelerin ciro miktarları (2013 yılı için, milyon

USD cinsinden) [2].

Trendler ve Genel Bakış Gelecek 5 yıl için analistler karbon lif pazarında yıllık büyümeyi %9 civarında

öngörmektedirler. Daha sonrasında ise büyüme %10 olarak öngörülmektedir (şekil 1). Bu

tahminlere dayanarak global karbon lif talebi 2020 itibarıyla 89.000 tona erişecektir ve 3.3

milyar USD ciroya ulaşacaktır. Mevcut durumda kapasite fazlalığı olmasına karşın, bazı elyaf

üreticileri geleceğe dönük kapasite artışı planlamasına girdiklerini açıklamaktadırlar:

Otomobil; 1014; 46%

Kamyon; 397; 18%

Yarış Araçları; 331; 15%

Trenler; 287; 13%

Diğer; 176; 8%

- SGL ve BMW 100 milyon USD yatırım yapmışlardır ve üretim kapasitesini 6000 tondan

9000 tona çıkarmışlardır, bu yolla yıllık 300 milyon USD ciro yapmayı hedeflemektedirler

[4].

- Mitsubishi rayon kapasitesini 2000 ton genişleterek 2016 ortalarına doğru katlamayı

hedeflemektedir [7].

Karbon kompozit pazarı 2013 yılında 14.7 milyar USD ciroya erişmiştir, ve aynı oranda

büyümeye devam etmesi beklenmektedir. KTP malzemeler bu alanda 9.4

milyar USD ile en büyük paya sahiptir [2]. KTP pazarı istikrarlı ve kararlı büyümeye devam

etmektedir. KTp lerin havacılık ve rüzgar enerji sektörlerindeki artışına ilaveten otomotiv ve

endüstriyel uygulamalardaki kullanımı da artmaktadır. pazar incelemeleri ortalama yıllık

büyümenin gelecek beş yılda %6-11 arasında olacağını ve daha sonra %10 lara erişeceğini

öngörmektedir. Mesela 2020 de KTP talebinin 146 000 tona ve cironun 16 milyar USD ye

erişmesi öngörülmektedir. 2020 için diğer matris malzemelerle birlikte öngörü 25 milyar USD

dir [2].

Havacılık ve Savunma

Havacılık ve savunma sektörleri karbon kompozitlerin gelişiminde önemli bir rol

oynamaktadır. A380 modeli ile Airbus ve Dreamliner 787 modeli ile Boeing firmaları yolcu

uçaklarının gelişiminde önemli mesafeler kat etmiştir. Her iki modelde karbon kompozitlerin

yapısal uygulamalarında çok önemli bir örnek teşkil etmektedir.

Pazar araştırmaları Airbus firmasının bu uçaklardan 25-30 adet yaptığını ve 180 adet eni

sipariş aldığını göstermektedir [8]. Boeing 887 Dreamliner için yeni siparişler almıştır [9].

Gelecek projeler (A350XWM modelinde %53 kompozit kullanılmaktadır [10] ve Boeing

777X karbon kanatlardan yapılmıştır [11]), karbon kompozitlerin havacılık endüstrisinde

giderek kullanımının artacağını ve uçak modellerinde karbon kompozit kullanım oranlarının

artacağını göstermektedir. Endüstriyel analistler gelecek yıllarda %8-13 arasında büyüme

öngörmektedirler. Karbon kompozitlerin yolcu uçaklarında kullanımının 2022 yılında 6

milyar USD olacağı öngörülmektedir.

Karbon kompozit yapılar savunma endüstrisinde de iyi bir yere sahiptir. Tüm modern

savunma projeleri mesela A400M, F-22, F-35, Eurofighter or Eurocopter Tiger, kompozit

malzemelerin giderek artan şekilde kullanıldığı projelerdir. Ancak bütçe kesintileri ve ihracat

sınırlamaları büyümeyi sınırlamaktadır. Buna rağmen yıllık büyüme oranları %6-12 arasında

beklenmektedir. 2022 ye kadar toplam yıllık cironun 1.4 milyar USD olması öngörülmektedir

[2].

Şekil 15. Havacılık ve savunma sektörlerinde milyon USD cinsinden yıllara bağlı olarak ciro

miktarları [2].

Rüzgar Türbinleri

Yıllık ortalama büyümenin %9.7 nin üzerinde Yenilenebilir enerjiye geçiş ve rüzgar çiftlikleri

ile ilişkili genişleme beklentileri tarafından yönlendirilen% 9,7 ortalama yıllık büyüme, rüzgar

türbini segment için öngörülmektedir. Analistler 2022 yılında yıllık 4 milyar USD ciro

öngörmektedir [2]. Yeni multi-megawatt türbinler büyük kanatlarla yapılmaktadır ve enerji

kapasiteleri yüksektir. Mesela rotor çapları 83.5 m olan türbinlerde 7MW çıkış vardır ve

bunların özellikle 2015 yılında kuzey denizinde uygulamaları artacaktır [12]. Fraunhofer

enstitüsü verilerine göre, 20 MW türbinler 2020 yılına kadar kullanıma geçecektir. Bu

nedenle makul ağırlıklarda ve istenen dayanımda büyük kanat imalatı için karbon

kompozitlerin kullanımı kaçınılmaz olarak kullanılacaktır [13].

Şekil 16. Rüzgar enerji türbinlerinde KTP malzemelerin ciro miktarları [2].

4116 4412

5072

5826

7371

9316

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

2013 2014 2016 2018 2020 2022

1764 1893

2179

2509

3188

4047

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

3500

4000

4500

2013 2014 2016 2018 2020 2022

Top

lam

Cir

o (

mily

on

USD

)

Otomotiv

BMW, yeni i-serisi ile büyük ölçek üretim konusunda ciddi bir adım atmıştır. Üretim 2013

eylül ayında başlamıştır ve günlük 100 adet kapasiteye ulaşmıştır [14]. BMW grubu diğer

modellerde de KTP kullanımını artırmayı hedeflemektedir. Bunun için BMW sadece karbon

lif üreticisi olan SGL ile ortaklıkla yetinmeyip aynı zamanda KTP üretim proses kapasitesini

de artırmıştır. Son zamanlarda firma KTP üretimi için 20 milyon USD ilave yatırım daha

gerçekleştirmiştir [15]. Diğer üreticilerde KTP kullanımını artırmayı hedeflemektedirler,

ancak karbon liflerinin yüksek maliyeti nedeniyle temkinlidirler. 2018 yılına kadar yıllık

cironun %7 büyüme göstereceği tahmin edilmekte sonrasında ise hızlanarak %12 ye çıkması

beklenmektedir. 2022 ye kadar yıllık global cironun 4.9 milyar USD ye çıkması

beklenmektedir. bu yaklaşık yıllık 20.000 ton karbon lifi anlamına gelmektedir [2]. Otomotiv

uygulamaları pazar liginde rüzgar türbinlerinin önünde yükselen ikinci değer olması

beklenmektedir.

Şekil 17. Otomotiv sektöründe KTP malzemelerin ciro miktarları [2].

Spor ve Eğlence Ekipmanları

Spor ve eğlence ekipmanlarındaki pazar segmentleri, karbon kompozitler alanında en güçlü

gelişen alanlardan birisidir. Fiyat baskıları nedeniyle bu alanda gelecek yılarda sadece yıllık

%4 büyüme öngörülmektedir. 2018 den itibaren yıllık büyümenin %7.5 olması

öngörülmektedir. Bu durum, otomotiv, rüzgar enerji gibi alanlardan daha yavaş bir büyüme

anlamına gelmektedir. 2022 ye kadar 2.4 milyar USD pazar hacmi beklenmektedir. Bu

segmentin otomotivin gerisinde kalacağı tahmin edilmektedir.

2205 2357 2689

3070

3874

4884

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

2013 2014 2016 2018 2020 2022

Top

lam

Cir

o (

mily

on

USD

)

Şekil 18. Spor ve eğlence ekipmanlarında KTP malzemelerin ciro miktarları [2].

Konstrüksiyon

Analistler konstrüksiyon alanında karbon liflerinin potansiyelinin mükemmel düzeylerde

olduğunu göstermektedir. Yeni yapılarda karbon liflerinin kullanımının yanısıra , eski köprü

ve yapılarda karbon liflerinin güçlendirme amacıyla kullanımı da artmaktadır. Malzeme

maliyetlerinin çelik takviyeli betonlardan yüksek olmasına rağmen, uygulama kolaylıkları ve

hafiflik ve kolay taşınabilirlik özellikleri ve uzun dönemdeki avantajları nedeniyle, daha üstün

özellikleri mevcuttur.

Konstrüksiyon sektörü karbon betonların maliyetinin biraz düşmesi durumunda çok ciddi

fırsatlar sunmaktadır. USA da yaklaşık 600.000 köprünün yarısı restorasyon gerektiren

yaşlara erişmiştir. Avrupa da pek çok köprü restorasyon veya onarım gerektiren yaşlara

erişmiştir. Bu araştırmaya bağlı olarak, Almanya tek başına 2030 yılına kadarki projeler için

16-17 milyar Euro ayırmıştır [16]. 2013 yılında bu sektördeki karbon lif talebi, 2300 ton

olarak tahmin edilmişti. Karbon kompozit cirosu ise 590 milyon USD civarındadır (şekil 19).

Yıllık gelişme oranı %6 iken, sonraki 5 yıl için %9 olarak tahmin edilmiştir.

Şekil 19. Konstrüksiyon sektöründe KTP malzemelerin ciro miktarları [2].

1470 1532 1660

1801

2082

2405

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

2013 2014 2016 2018 2020 2022

Top

lam

Cir

o (

mily

on

USD

)

590 622 686

770

910

1070

0

200

400

600

800

1000

1200

2013 2014 2016 2018 2020 2022

Top

lam

Cir

o (

mily

on

USD

)

Sonuç ve Genel Değerlendirme İlk yıllardaki ve 2009 yılındaki finansal ve ekonomik kriz dönemi dikkate alınmadığında,

karbon lif pazarının hemen hemen istikrarlı ve sabit %10 luk bir büyüme oranına eriştiği

(2010-2013 ortalaması) söylenebilir. Aynı şekilde KTP pazarının da %10.5 lik bir büyüme

oranına eriştiği belirtilebilir. 2014 yılında karbon lif tüketiminin 50.000 tonu aşması ve oluşan

cironun 1.77 milyar USD olması beklenmektedir. Karbon kompozitler pazarının toplam

cirosunun ise 2014 yılında 15 milyar USD olması beklenmektedir.

%10 civarındaki sürekli büyüme gelecek yıllarda havacılık-savunma, rüzgar türbinleri ve spor

ve eğlence ekipmanları gibi sektörler tarafından öngörülen büyüme tahminleri ile garanti

edilmektedir. Bunlara ilaveten otomotiv ve konstrüksiyon sektörleri de daha az belli olmakla

birlikte, büyüme trendi içindedir. Her iki sektörde büyük hacimde karbon ve karbon kompozit

kullanma potansiyeline sahip oldukları için, karbon liflerinin maliyetinin düşmesinde etkili

olabileceklerdir. Bu belirsizlik karbon ve karbon kompozit pazarındaki öngörü ciroları

yansıtmaktadır. Genellikle pozitif görünüm iş dünyası üyeleri arasında yılda iki kez yapılan

toplantılardan elde edilen Almanya Kompozit malzeme pazar araştırması sonuçlarına

yansımaktadır. Kompozit Almanya 2013 yılında Almanyada ki dört büyük kuruluş tarafından

(AVK, CCeV, CFK Valley Stade ve VDMA Forum Composite Techn.) tarafından

kurulmuştur. Ezici bir çoğunlukla üyeler şirketlerinin pozitif veya çok pozitif anlamda

büyümesinden bahsetmiştir. Hatta muhafazakar tahminler bile gelecekte pazarın son derece

canlı olacağından bahsetmiştir. Ancak endüstri maliyetlerin düşmesi, seri üretim için hızlı

üretim tekniklerinin ve otomasyonun geliştirilmesi, gibi çok sayıda zorlukla mücadele etmek

zorundadır.

Fiyat-performans oranı malzemelerin birlikte kombin edilmesi ile uygulama alanlarına adapte

edilebileceğini öngörmektedir. Ekolojik faktörler elbette bu süreçte en az ekonomik faktörler

kadar göz önünde bulundurulmalıdır..

Referanslar [1] Lucintel LLC, Growth Opportunities in the Global Carbon Fibre Market: 2014-2019, Irving, USA, 2014. [2] Acmite Market Intelligence e.K., Market Report: Global Carbon Fiber Composite Market,Ratingen, 2014. [3] Toray Industries, Inc., "http://www.toray.com," 03 2014. [Online]. Available: http://www.toray.com/news/manage/nr140303.html. [Zugriff am 09 09 2014]. [4] BMW Group, "BMW Group PresseClub Deutschland," 09 05 2014. [Online]. Available: https://www.press.bmwgroup.com/deutschland/pressDetail.html?title=bmw-group-und-sglgroup verdreifachen-produktionskapazit%C3%A4t-im-karbonfaserwerk-moseslake&outputChannelId=7&id=T0179312DE&left_menu_item=node__4088. [Zugriff am 07 07 2014]. [5] EWEA - The European Wind Turbines Association, [Online]. Available:http://www.ewea.org/uploads/pics/EWEA_Wind_energy_factsheet.png. [Zugriff am 02 09 2014]. [6] "Global Wind turbines Council - GWEC," [Online]. Available: http://www.gwec.net/globalfigures/.[Zugriff am 27 08 2014]. [7] Mitsubishi Rayon Co., Ltd., "https://www.mrc.co.jp," 30 06 2014. [Online]. Available:https://www.mrc.co.jp/english/pressroom/detail/pdf/20140630192937.pdf. [Zugriff am 08 08 2014].

[8] Airbus, "AIRBUS Orders & deliveries," 31 07 2014. [Online]. Available:http://www.airbus.com/no_cache/company/market/orders-deliveries/. [Zugriff am 19 08 2014]. [9] Boeing, "Boeing 787 Model Summary," 31 07 2014. [Online]. Available:http://active.boeing.com/commercial/orders/displaystandardreport.cfm?cboCurrentModel=787&optReportType=AllModels&cboAllModel=787&ViewReportF=View+Report. [Zugriff am 19 082014]. [10] Airbus, "Airbus A350 XWB Familiy," 19 08 2014. [Online]. Available:http://www.airbus.com/aircraftfamilies/passengeraircraft/a350xwbfamily/. [Zugriff am 19 08 2014]. [11] Boeing, "Boeing Introducion the 777X," 19 08 2014. [Online]. Available:http://www.boeing.com/boeing/commercial/777X/index.page. [Zugriff am 19 08 2014]. [12] S. Rentzing, "ee-news.ch," 07 02 2014. [Online]. Available: http://www.eenews.ch/de/wind/article/28102/rotor-laengere-fluegel-fuer-mehr-leistung. [Zugriff am 28 082014]. [13] D. Dürand, "Wirtschafts Woche," 29 11 2012. [Online]. Available:http://www.wiwo.de/technologie/umwelt/windenergie-wer-dreht-das-groesstewindrad/ 7457982.html. [Zugriff am 28 08 2014]. [14] W. Eckl-Dorna, "manager magazin online," manager magazin new media GmbH, 15 04 2014.[Online]. Available: http://www.manager-magazin.de/unternehmen/autoindustrie/elektroautoherstellung-bmw-faehrt-i3-produktion-um-40-prozent-hoch-a-964633.html. [Zugriff am 31 08 2014]. [15] BMW Group, "BMW Group PressClub," 01 08 2014. [Online]. Available: https://www.press.bmwgroup.com/deutschland/pressDetail.html?title=weltweit-einmalige-cfkstackanlage-geht-nach-rekordbauzeit-inbetrieb&outputChannelId=7&id=T0190324DE&left_menu_item=node__4088. [Zugriff am 31 08 2014]. [16] Deutsches Institut für Urbanistik, "Deutsches Institut für Urbanistik: Infrastruktur," 30 09 2013. [Online]. Available: http://www.difu.de/presse/2013-09-30/infrastruktur-viele-kommunalestrassenbruecken-muessen-bis.html. [Zugriff am 20 08 2014]. [17] "SGL Group," 09 05 2014. [Online]. Available: http://www.sglnewsroom.com/de/meldungen/bmw-group-sgl-group-verdreifachenproduktionskapazitaet- karbonfaserwerk-moses-lake.12352.php. [Zugriff am 08 08 2014]. [18] AVK, CCeV, CFK Valley Stade, VDMA Forum Composite Technologie , "Composites Markterhebung - 1. Halbjahr 2014," Composites Germany, Berlin, 2014. [19] T. Roberts, "The Carbon Fiber Industry worldwide 2011-2020," Materials Technology Publications, Watford, 2011.