AVRUPA VE DÜNYA KOMPOZİT MALZEME PAZAR ANALİZ DEĞERLENDİRMESİ. Prof. Dr. Mehmet Karahan

Transkript

1 AVRUPA VE DÜNYA KOMPOZİT MALZEME PAZAR ANALİZ DEĞERLENDİRMESİ Prof. Dr. Mehmet Karahan

2 İÇİNDEKİLER 1. Bölüm: Avrupa Cam Takviyeli Plastikler Pazarı... 3 Giriş Pazar Gözlemleri...3 Termoplastik Malzemeler...6 Endüstriyel Uygulama Alanlarına Bakış Yılı Ülke Bazında CTP Üretimi...8 Diğer Kompozit Malzemeler...9 Genel Görünüm Bölüm: Global Karbon Takviyeli Plastikler Pazarı 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

3 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).

4 Tüketim (1000 Ton) Şekil 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 SMC BMC ΣSMC-BMC El Yatırma Spreyleme ΣAçık Kalıplama RTM Lamine Pultrüzyon ΣKontinü Üretim Filament Sarma Santrifüj Döküm ΣBoru ve Tank GMT/LFT Diğer Metotlar Genel Toplam 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 yılında Avrupa CTP pazarı 2004

5 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.

6 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

7 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 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.

8 1% 15% Taşımacılık 35% Konstrüksiyon 15% Elektrik/Elektronik Spor ve Eğlence Ekipmanları Diğer 34% 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 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.

9 Şekil 4. Avrupa ülkeleri ve Türkiye karşılaştırmalı CTP ürün hacimleri (x1000 ton) İngiltere/İrlanda Belçika/Hollanda/Lüksemburg Finlandiya/Norveç/İsveç/Danimarka İspanya/Portekiz İtalya Fransa Almanya Avusturya/İsviçre Doğu Avrupa * Toplam Türkiye ** *: 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 yılında Avrupa da yaklaşık 2.2 milyon ton cam lif takviyeli plastik üretilmiştir 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 ton olarak belirlenmiştir. Doğal liflerden ton komponent üretimi gerçekleşmiş olup, bunların çok büyük bir kısmı otomotiv endüstrisinde kullanılmaktadır. Avrupa genelinde 2012 yılında 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-institut 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

10 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.

11 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 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) 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 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

12 Tüüketim (1000 ton) karbon lif talebi2009 da tondan 2013 yılında tona yükselmiştir. Bu durum yıllık %20 den fazla büyüme oranı demektir ve yıllık yaklaşık 1.7 milyar USD artış anlamına gelmektedir [1] ,5 26, ,5 43,5 46,5 Şekil 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]

13 Kapasite (x1000 ton) Şekil yılı üreticiler bazında karbon lif üretim kapasiteleri yılında toplam üretim kapasitesi PAN karbon lifleri için 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 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 tonun oldukça altındadır. Biz büyüme oranlarını oldukça ılımlı beklemekteyiz çünkü bu tür şirketlerin karbon lif üretim teknolojisi ve malzemelerine erişimi sınırlı olmaktadır [2].

14 İspanya; 0,6; 1% İngiltere; 4; 4% Fransa; 5,2; 5% Almanya; 5,8; 5% Dünyanın Geri Kalanı; 14,4; 14% USA; 31,1; 30% Macaristan; 6,4; 6% Meksika; 7,6; 7% Tayvan; 8,8; 8% Japonya; 20,7; 20% Şekil 3. Bölgeler bazında yıllık karbon lifi üretim kapasiteleri (x100 ton) (Genel toplam: 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, ton yıllık tüketim ile, toplam 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. Denizcilik; 0,8; 2% Sivil Mühendislik; 2,3; 5% Basınçlı Kaplar; 2,4; 5% Otomotiv; 5; 11% Diğer; 3,5; 7% Uzay-Havacılık ve Savunma; 13,9; 30% Kalıplama ve Bileşenler; 5,5; 12% Spor ve Eğlence ; 6,4; 14% Rüzgar Türbinleri; 6,7; 14% Şekil 4. Uygulama alanlarına bağlı olarak 2013 yılı global karbon lifi talebi (x1000 ton) [1].

15 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. Sivil Mühendislik; 68,5; 4% Basınçlı Kaplar; 72,7; 4% Otomotiv; 129,2; 7% Spor ve Eğlence ; 189; 11% Denizcilik; 18,1; 1% Diğer; 107,8; 6% Uzay-Havacılık ve Savunma; 860; 50% Kalıplama ve Bileşenler; 132; 8% Rüzgar Türbinleri; 155,7; 9% Şekil 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 de KTP talebi ton civarında iken, bir önceki yıla nazaran %9.1 artış göstermiştir. KTP deki büyüme 2020 ye kadar %10.6 oranında gerçekleşeceği öngörülmektedir.

16 Tüüketim (1000 ton) * 2018* 2020* Şekil 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 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. Hibrid; 0,74; 5% Metal; 1,1; 8% Termosetler; 7,15; 49% Polimer; 9,4; 64% Seramik; 1,47; 10% Karbon; 1,98; 13% Termoplastikler; 2,258; 15% Şekil yılı için karbon kompozitlerde kullanılan matris malzemelerin ekonomik hacmi (milyon USD) [2].

17 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. Pres ve enjeksiyon prosesleri; 612; 11% İnfüzyon prosesleri; 1176; 21% Diğer; 376; 7% Prepreg serme prosesi (otoklav ve otoklav dışında); 3434; 61% Şekil 8. Üretim proseslerine bağlı olarak KTP pazar payları (2013) (Toplam milyar USD) [2].

18 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. Asya&Pasifik; 1,91; 13% Japonya; 2,21; 15% Dünyanın Geri Kalanı; 0,81; 6% Batı Avrupa; 4,7; 32% Kuzey Amerika; 5,07; 34% Şekil 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.

19 Global Mevcut Rüzgar Enerji Türbin Kapasitesi (GW) Yeni Kurulmuş Rüzgar Enerji Türbin Kapasitesi (GW) Helikopterler; 288; 7% Özel Jet Sektörü; 329; 8% Diğer; 370; 9% Askeri Havacılık; 659; 16% Ticari Havacılık; 2470; 60% 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 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 yılında rüzgar enerji pazarında yaklaşık 1.8 milyar USD lik karbon kompozit cirosu gerçekleşmiştir. Ancak sektördeki karbon lif tüketimi 2012 yılından daha düşüktür ( 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) ,1 73,9 93,9 120, ,1 283,2 318, Şekil 11. Global olarak mevcut (kümülatif) ve yıllara bağlı olarak her yıl için ayrı ayrı yeni kurulmuş rüzgar enerji türbin kapasiteleri (GW cinsinden) [6] ,5 14,7 20,29 26,87 45,17 38,47 39,06 40,64 35,

20 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]. İtalya; 8,552; 3% Hindistan; 20,15; 7% İngiltere; 10,531; 4% Fransa; Kanada; 8,254; 3% 7,803; 3% Danimarka; 4,772; 2% Çin; 91,412; 34% İspanya; 22,959; 8% Almanya; 34,25; 13% USA; 61,091; 23% 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. Diğer; 397 Spor amaçlı sopa, başlık, (golf) vs.; 559 Bisiklet; 206 Raketler; 309 Şekil 13. Karbon kompozitlerin spor ve eğlence ekipmanlarında ciro miktarları (milyon USD).

21 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 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. Diğer; 176; 8% Trenler; 287; 13% Yarış Araçları; 331; 15% Otomobil; 1014; 46% Kamyon; 397; 18% 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 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:

22 - 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 tona ve cironun 16 milyar USD ye erişmesi öngörülmektedir 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 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 ye kadar toplam yıllık cironun 1.4 milyar USD olması öngörülmektedir [2].

23 Toplam Ciro (milyon USD) 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].

24 Toplam Ciro (milyon 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 yılına kadar yıllık cironun %7 büyüme göstereceği tahmin edilmekte sonrasında ise hızlanarak %12 ye çıkması beklenmektedir ye kadar yıllık global cironun 4.9 milyar USD ye çıkması beklenmektedir. bu yaklaşık yıllık 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 den itibaren yıllık büyümenin %7.5 olması öngörülmektedir. Bu durum, otomotiv, rüzgar enerji gibi alanlardan daha yavaş bir büyüme anlamına gelmektedir ye kadar 2.4 milyar USD pazar hacmi beklenmektedir. Bu segmentin otomotivin gerisinde kalacağı tahmin edilmektedir.

25 Toplam Ciro (milyon USD) Toplam Ciro (milyon 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 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 milyar Euro ayırmıştır [16] 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].

26 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 ( ortalaması) söylenebilir. Aynı şekilde KTP pazarının da %10.5 lik bir büyüme oranına eriştiği belirtilebilir yılında karbon lif tüketiminin 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: , Irving, USA, [2] Acmite Market Intelligence e.k., Market Report: Global Carbon Fiber Composite Market,Ratingen, [3] Toray Industries, Inc., " [Online]. Available: [Zugriff am ]. [4] BMW Group, "BMW Group PresseClub Deutschland," [Online]. Available: verdreifachen-produktionskapazit%c3%a4t-im-karbonfaserwerkmoseslake&outputchannelid=7&id=t de&left_menu_item=node [Zugriff am ]. [5] EWEA - The European Wind Turbines Association, [Online]. Available: [Zugriff am ]. [6] "Global Wind turbines Council - GWEC," [Online]. Available: am ]. [7] Mitsubishi Rayon Co., Ltd., " [Online]. Available: [Zugriff am ].

27 [8] Airbus, "AIRBUS Orders & deliveries," [Online]. Available: [Zugriff am ]. [9] Boeing, "Boeing 787 Model Summary," [Online]. Available: 7&optReportType=AllModels&cboAllModel=787&ViewReportF=View+Report. [Zugriff am ]. [10] Airbus, "Airbus A350 XWB Familiy," [Online]. Available: [Zugriff am ]. [11] Boeing, "Boeing Introducion the 777X," [Online]. Available: [Zugriff am ]. [12] S. Rentzing, "ee-news.ch," [Online]. Available: [Zugriff am ]. [13] D. Dürand, "Wirtschafts Woche," [Online]. Available: html. [Zugriff am ]. [14] W. Eckl-Dorna, "manager magazin online," manager magazin new media GmbH, [Online]. Available: magazin.de/unternehmen/autoindustrie/elektroautoherstellung-bmw-faehrt-i3-produktion-um-40- prozent-hoch-a html. [Zugriff am ]. [15] BMW Group, "BMW Group PressClub," [Online]. Available: [Zugriff am ]. [16] Deutsches Institut für Urbanistik, "Deutsches Institut für Urbanistik: Infrastruktur," [Online]. Available: [Zugriff am ]. [17] "SGL Group," [Online]. Available: karbonfaserwerk-moses-lake php. [Zugriff am ]. [18] AVK, CCeV, CFK Valley Stade, VDMA Forum Composite Technologie, "Composites Markterhebung - 1. Halbjahr 2014," Composites Germany, Berlin, [19] T. Roberts, "The Carbon Fiber Industry worldwide ," Materials Technology Publications, Watford, 2011.