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橡塑材料在汽车轻量化中举足轻重

发布: 2018-07-12 | 来源:环亚娱乐 | 编辑:gdpia | 查看:

7月12日,“2018中国汽车轻量化产业高峰论坛”在上海隆重举行,论坛以“新技术、新材料、新工艺“为主题,旨在降低汽车自身重量同时提高输出功率、降低噪声、提升操控性和安全性,并对汽车轻量化政策趋势发展、整车轻量化平台化设计方案、关键零部件轻量化技术开发及汽车轻量化多材料应用及成本控制分析等问题展开探讨。

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IHS Markit副总监徐徐

来自IHS Markit的副总监徐徐以“汽车轻量化用非金属材料的市场现状和发展趋势”为题进行了主题演讲,徐徐认为:

1、跟发达国家相比,中国依旧是全球增速非常迅猛的经济体,而汽车市场的发展跟经济体的发展有类似之处,中国汽车产销量仍保持着正向增长的企稳状态。

2、2017年中国汽车保有量超过2.1亿量,汽车保有量带来很大的问题,如尾气排放、大城市限行等,近两年来,在整个产业的共同努力下,全球二氧化碳的排放已呈现向下走势。

3、关于轻量化路线,业界主要从材料、设计路线、工艺出发。其中,非金属材料在汽车领域的应用,主要分两块:一块是橡胶,一块是塑料。2017年全球塑料的需求超过2.5亿,其中汽车的用量已占到总需求量的4%,未来这一市场将存在巨大的增长空间,特别是内饰件、座椅、保险杠等。

4、随着整个汽车行业或者汽车技术的发展演变,在塑料行业中聚氨酯泡沫受到的发展冲击最小,该材料多应用于座椅和头枕,只要有车必不可少。

以下是演讲实录(有部分删减):

今天应盖世汽车的邀请给大家做“汽车轻量化用非金属材料的市场现状和发展趋势”的分享,我的分享主要聚焦在橡胶和塑料,今天下午会有同仁讲胶黏剂等方面的问题。

这是我今天演讲的目录,主要分三个部分,第一部分从宏观角度讲一下经济形势和汽车市场,第二部分看一下汽车轻量化概念提出至今有何意义?第三部分会跟大家分享非金属材料在汽车领域的应用。

首先给大家分享一下宏观经济市场跟汽车市场的情况。这张图是IHS的经济团队做的全球主要经济体GDP发展的趋势,底下的三条线分别代表的是相对发达的美国、欧洲跟日本,大家可以看到在过去的10年以及未来的若干年当中,这些主要的发达国家的经济体,它的GDP的增长其实是比较缓和,甚至是某些年份会出现简单倒退的趋势,这也是因为经济形势包括本身的社会体制的完善,相对应是中国GDP的增长,可以看到在过去大家国家GDP是爆棚式增长,在2010年以前大家国家GDP都是以两位数以上增长,近些年随着社会制度的完善,随着经济发展的水平,国家GDP增速降下来了,但是在这些年当中大家仍旧保持比较强势的增长。虽然说这些年GDP破7了,快到6了,但是跟发达国家相比,大家依旧是全球非常迅猛增长的经济体。

全球汽车市场增量的对比,这张图也同样的,大家罗列了全球几个主要的经济体,跟刚才一样北美、西欧、日本、中国,同样的一个比较明显的趋势是可以看到在汽车市场的发展跟经济体的发展有一些类似的地方,大家可以看到深蓝色这张图代表的是美国,灰色代表的是西欧,亮蓝色代表的是日本,在过去几年这些汽车市场的增速放缓,再往下的发展,有些地区大家预测可能会有简单的下降。而中国市场是什么样的?在过去若干年当中,中国市场的汽车增速也是非常之迅猛,可以看到在2013年、2014年汽车市场增速虽然说有一个明显的回落,但是也是较之于之前两位数的回落,还是一个非常健康的市场。受制于国家购置税政策的优惠,前两年汽车市场也出现了上扬的趋势,这些政策在未来不会体现的那么明显,大家国家的汽车产量还是体现正向增长的状态。

可以看到柱状图是过去若干年当中汽车的产量,灰色的曲线图是增长率的情况,跟刚才说的一样,大家看到2017年全国的汽车产量达到2900万辆,乘用车跟商用车增长的比率在去年相对而言会跟之前有一些不同,我也提到了主要是因为购置税政策的影响,在2016年曾经有一个爆棚,2017年是一个回落。

这是国家汽车保有量的图,可以看到大家国家是一个非常庞大的汽车经济体,2017年全国汽车保有量超过2.1亿量,汽车保有量带来很大的问题,包括尾气排放,大城市限行的问题,我所生活在的北京,从2010年开始也出现了限购,最新摇号已经达到2000比1的比例,无论怎么限制,现在汽车保有量依然是非常可观,或者相对而言有点恐怖的数字。

第二部分简单讲一下汽车轻量化的意义,我相信大家应该都知道,去年的9月28日工信部正式发布了《乘用车企业平均燃料消耗量与新能源汽车积分并行管理办法》这个管理办法在那段时间比较热,在媒体、网络平台上面关于这个东西是一个热炒的过程。大家国家有各种各样法律法规的规定,在油耗这方面的影响,促使车企、主机厂、零部件企业做一个改变。

减重的好处我不多说了,我有点班门弄斧,我用这些数据带出下面的话题,可以看出上面的碳排放的减少,这个是大家研究非常多的问题,这张图是关于全球二氧化碳排放的走势,从1971年一直到现在,可以看到几乎来说从1971年到现在全球的二氧化碳排放一直是增长的状态,除了个别年份都是发生了一些相对而言都是影响全球经济非常大的因素。比如说苏联解体,比如说2008年的全球金融危机,在这些年份当中出现回落的趋势。比较可喜的看到,最后两个柱状图,在2015、2016年,可以看到全球的经济体虽然说增速没有那么快,但是还是一个正向发展,并没有发生大的金融危机的状态。这两年全球的二氧化碳的排放是呈现一个向下走,虽然说很小,但毕竟是一个向下走的趋势,这也是要感谢在座的各位,也做了很大的贡献。这是全球二氧化碳碳排放源的分布,第三个深绿色是交通运输业,大家这个行业多做一点贡献,对二氧化碳的控制会有比较大的帮助。

二氧化碳排放每个国家有自己不同的标准,这个图也是大家做的,大家国家有一个自己的要求,相对而言来说比较坦白的讲,我相信各位应该比我知道,就目前而言,就目前的OEM,目前的主机厂来讲,二氧化碳还是一个比较大的问题,2020年各方面大家提到的要求来讲还是有一定的挑战,因为大家国家凡是出台一定的政策之后,行业的从业者反映还是比较迅速的,总体来讲,挑战很大也需要各位的努力,但大家还是相信这是大势所趋的方向。

至于轻量化的路线各家都有各家的说法,我只是摘取了一下,大部分来自于大家国内某一家主机厂曾经给大家分享过的,从材料本身、设计路线、工艺本身做一个简单的出发,在盖世汽车邀请我之前也曾经说徐徐能不能把非金属和金属都讲一下,我知道对现在来讲金属的减重效果来讲肯定是很明显,相对于非金属大家毕竟还是一个比较小的模块,但是确实因为我本身不是做这一块的,所以我还是会着眼于从非金属,从大家看到形形色色的材料给大家分享。

非金属材料在汽车领域的应用,非金属材料今天分两块,一块是橡胶,一块是塑料,首先讲一下塑料的市场。这个是塑料的金字塔,通常情况下把塑料分为三类,第一类是大家讲的通用塑料,经常见到的在汽车当中大量运用,最早运用的PP,聚丙烯,还有PC、PE、PS等等,在去年市场容量超过2亿吨,中间一块是工程塑料,工程塑料的种类比较广阔,包括通常意义的五大工程塑料,PC、尼龙、PET、聚甲醛、PPT,也包括PMMA、ABS等等。去年的容量超过4000万吨,最上面被大家称之为金字塔尖的塑料,价格非常昂贵,体量非常小,包括PEEK、PPS,相对这类材料来讲处于垄断供应的地位,在后面推广会遇到比较大的阻力和问题。

左边这张图就不用看了,汽车整个行业来讲,用到不同的塑料。右边这张图是全球塑料市场的分类,今天讲的是汽车,所以我没把它细分,去年全球塑料的需求超过2.5亿,汽车是一个比较庞大的行业,汽车行业能用多少呢?真正把所有的数字拎出来的时候有点惊到我了,2.5亿的4%也是非常大的量了,相较而言大家的空间还是蛮大的。这个是塑料制品在汽车行业当中主要的应用,大家在下游应用的分布给大家做一个简单的分析,最大的一块可能是内饰件、座椅、保险杠等等,塑料制品现状是什么样的?大家可以看到从1970年开始往下拉塑料在汽车中的应用呈现一个正增长的状态,就目前而言国内的一些车企做的车,塑料制品应用的范围还是比较大,塑料制品大规模的应用从某种程度上说明车企往前发展的速度。

这张图是比较老,2005年跟2015年在美国汽车平均每辆车的用材的比例分布,大家可以看到在过去的这些年当中,会有一个比较明显的趋势,最大的钢材是不会变的,比例是下降的状态。中间的第三部分的铝是比较明显的增长,因为现在铝合金的发展非常之快,在汽车轻量化应用当中非常之广。粉色这一块是塑料,相较于别的板块来讲,它可能并不是特别显眼,但是从横向的2005年到2015年的比较还是有一个比较明显的比例的增长。

如果细分一下,每辆车当中用材的变化,刚才我讲到了最大的毫无疑问是PP,这个材料发展的比较早,而且大家研究的比较多,不同的复合材料的配比种类繁多,包括了聚氨酯、尼龙、聚酰胺、PAC、PPS等等,按照地区分是什么状态,大家依旧拎取了美国、西欧、日本、中国四个主要的经济体,他们四个地区在汽车用的塑料当中分布比例的状态,总体来说应该是差不多,尤其在PP跟聚氨酯这一块比例毫无疑问是最大,相较而言大家明显的看到现在在市面上听到更多,最近被研究的比方说尼龙材料,比方说ABS,大家国家的量要比其他地区小的比较明显。大家国家PP和PU的量明显多于其他地区。

聚氨酯这个产品如果说在之前的时候有业界同仁问我,如果哪个塑料受整个汽车行业或者汽车种类技术的发展冲击最小,在塑料行业当中我觉得首推聚氨酯泡沫,这个东西最多的应用在座椅和头枕,只要有车这些东西必不可少。同样的聚氨酯这个材料它在汽车当中的应用增长非常稳定,它基本不太受整个大环境的影响,只要你生产车就会做这个东西。聚氨酯又以中国消费为全球最大,大家可以看到右边这张图,亮蓝色这一块大概接近30%的量。

聚氨酯分为软泡和硬泡,都可以应用于汽车工业。上面两张图我以终端消费做一个呈现,聚氨酯的软泡和硬泡当中各有一定的比例用于汽车行业。软泡占了20%的比例,在聚氨酯泡沫当中,中国还是保持比较正向的增长,基本上接近5%,不说领跑全球也算比较大的一块,在聚氨酯这个材料本身来讲,近些年发展比较快的还是在发展中国家,比方说中国和印度,前面这张图呈现了在发达国家当中应用的比例比较稳定。

刚才我讲了大家有一个金字塔尖的产品,包括PEEK、PPS等等,很多相应做汽车零部件的企业试过,这些材料真正去推、去应用有一定的比例,主要在于价格和供应商的问题,大家如果按照材料本身出发来讲,可以分为半结晶和无结晶两种。大家可以看一下PPS,它在很多地方可以代替金属件,还有PEEK,这个材料在很多地方可以替代金属件,但是有一个非常明显的问题,大概在两年前国内某个主机厂跟我聊过这个问题,PEEK在某些方面的性能比现有的金属性能高出5-6倍,PEEK的价格甚至是金属材料的20倍。这个材料往下推难度更多的是在钱这一块。

这些材料在全球的供应大家做一个简单的分析。基本上右边这张图是全球供应的情况,大家可以看到高性能的塑料还是被发达经济体北美西欧垄断,大家国家这些年总有人尝试,接触过这个材料的人都清楚,真正在汽车上用的东西还是以进口垄断为主。右边这张图可以明显的看到,几乎在每个地区,这一块都是交通运输行业,它也是一个比较大的对高性能工程塑料终端应用的点,如果推开的话这个材料确实是有比较大的发展。

如果说大家罗列出所有的材料,看看它在未来的一些年当中,它在汽车行业发展过程当中对它的影响,大家定义为三种,一个是较为积极的影响,一个是相对而言消极的影响,一个是中立,也可以说是基本上发展还会保持现状的状态。有两个材料在未来当中可能会遇到比较大的挑战,一个是尼龙PA的材料,可能现在对材料本身来讲最大的挑战都来自于汽车本身布局的变化,新能源汽车推广之后,固有的元器件会被替代,引擎盖、油箱会受到冲击。比较积极的影响,就是聚氨酯,还有PAT、PPT,这个会在新能源当中有比较大的应用。

弹性体这一块刚才讲了塑料,大家现在讲弹性体,通常来讲我喜欢把它分为两块来讲,有汽车就有轮胎,轮胎行业也是一个跟汽车绑的很紧,只要有车就会有轮胎,甚至说美国是一个行驶在汽车上的国家,这个图是全球主要轮胎种类平均重量,这是典型轮胎的配方,大部分配方都跟橡胶制品相关,全球丁二烯的消费量都是合成橡胶支撑,橡胶的需求大部分都是轮胎制品。这就是刚才我讲的,大家用汽车行驶公路历程数代表替换胎。无论是天然橡胶还是合成橡胶,大家国家所在的亚洲地区以及中国本身都是最大的消费市场,因为大家的车企的数量庞大,因为大家轮胎制品的数量庞大。

大家会看到有很多的橡胶弹性体制品用于汽车行业,这就是非轮胎制品,大家罗列出来应用比例,可以看到最大的两块有比较明显的特点,这个在汽车密封条有比较广泛的应用。这个是EPDM应用的例子,EPDM是一个非常垄断的产品,基本上全球大的供应商前6大供应商基本占了75%以上的产能,而这6大供应商当中没有大家国家的生产商,这个产品很多被出口垄断,尤其是在高性能材料用于汽车当中的产品,更多的是被国外的产品垄断。一个非常明显的有意思的例子,全球EPDM消费量跟汽车产量呈正相关的状态。

下面是热塑性弹性体,大的种类分为这5种,有以TPO、TPV应用比较广泛。热塑性弹性体是以汽车为导向的行业,最大的这一块接近50%的用量都在汽车行业,汽车行业的兴衰对这个行业的促进非常明显。TPV这个产品可以说是大家目前来讲整个弹性体材料在非轮胎制品当中一个新的宠儿,这个产品在发达国家的应用真的是非常广,相对而言大家国家还是比较滞后的状态,可以看到前面很多的消费都是以中国为最大,这张图很明显的看到,美国地区的消费是大家的两倍还多。大家可以想一下,美国的汽车过去若干年都是大家国家不到一半的产量,这个产量又是二分之一的状态,应该有4-5倍的空间可以挖,所以有些时候可能TPV、TPO这个产品在美国整车当中的应用可以达到10公斤左右,在大家国家相对而言还是差的很远。

右边这张图是在下游终端消费,无论是在发达国家还是在大家国家,TPV永远都是以汽车为主导的产品,汽车行业占了最大的消费板块。刚才讲了聚氨酯泡沫,聚氨酯其实还有一类弹性体,这一块在汽车内饰件当中应用非常广泛,这个产品相对而言受冲击的状态也比较明显,TPV跟传统PVC都是可以相互替代的,有些情况下在汽车推广当中考虑到性能稳定性和大家用习惯的状态,它会受到一定的冲击,可以看到大家国家是最大的TPO的消费国,右边这张图大家国家在汽车行业上的应用是远远不足发达国家。

一样的大家如果按照汽车行业的发展对材料的应用定义的话,可以看到在弹性体这一块,还是以正向的为主,比方说轮胎只要有汽车就有轮胎,比方讲TPV,这些年当中一直是正向发展。EPDM因为TPV大部分是用EPDM做的,EPDM肯定会受到比较大的冲击,TPU可替代性比较强,所以整个发展趋势还是一个相对稳定的状态。

最后做一个简单的总结,汽车轻量化可以说是非常火的主题,尤其2017年政策法规的出台,对它的刺激非常明显,大家的橡塑材料在其中会起到很大的作用,我承认跟金属相比大家的作用可能还是有限,但是我觉得它发展空间还是大的很多,汽车轻量化最大的市场毫无疑问是在中国。

来源:盖世汽车综合
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