Marktbericht zu biobasiertem 1,4-Butandiol: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Anwendungen (Tetrahydrofuran (THF), Polybutylenterephthalat (PBT), Gamma-Butyrolacton (GBL), Polyurethan (PU), Sonstige Anwendungen), nach Endverbraucherbranche (Automobilindustrie, Elektrotechnik und Elektronik, Textilindustrie, Sonstige Endverbraucherbranchen) und nach Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2023–2031

Marktdynamik

Markttreiber

Strenge staatliche Vorschriften

Aufgrund verschiedener staatlicher Vorschriften wird biobasiertes 1,4-Butandiol von zahlreichen Herstellern und Endverbrauchern bevorzugt, da diese zunehmend unter Druck stehen, ihre Verbesserungen im Umweltschutz durch die Reduzierung ihres CO₂-Fußabdrucks und die Steigerung der Nachhaltigkeit ihrer Geschäftstätigkeit nachzuweisen. Novamont gibt an, dass biobasiertes BDO im Vergleich zu fossilbasiertem BDO eine Reduzierung der Treibhausgasemissionen über den gesamten Lebenszyklus um 60 % aufweist. Darüber hinaus wird QIRA, das BDO der nächsten Generation aus pflanzlichen Zuckern, im Vergleich zu bestehenden Herstellungsverfahren die Treibhausgasemissionen laut Berechnungen von Qore (dem Joint Venture von Cargill und HELM) um 93 % senken. Weltweit verfolgen Länder unterschiedliche Ansätze zur Verabschiedung und Bekanntgabe von Richtlinien zur Reduzierung von Treibhausgasemissionen. Diese Richtlinien fördern die Verwendung von 1,4-Butandiol.aus Biomaterialien gewonnenund damit die Branche auszubauen.

Die Europäische Kommission hat mehrere Legislativempfehlungen veröffentlicht. Eine davon fordert, dass die Europäische Union bis 2050 klimaneutral wird, mit dem Zwischenziel einer Netto-Reduzierung der Treibhausgasemissionen um mindestens 55 % bis 2030 gegenüber dem Stand von 2019. Dieses Ziel wurde gegenüber dem ursprünglichen Ziel um mindestens 40 % deutlich erhöht. Die Europäische Union hat sich ein Ziel von 55 % bis 2030 gesetzt; der neue Vorschlag bekräftigt das im Europäischen Green Deal gegebene Versprechen, bis zu diesem Zeitpunkt einen umfassenden Plan vorzulegen. Darüber hinaus steht der Vorschlag im Einklang mit den Zielen des Pariser Abkommens, den Anstieg der globalen Temperatur auf 1,5 °C zu begrenzen und Maßnahmen zu ergreifen, um ihn unter 2 °C zu halten.

Marktbeschränkung

Enorme Konkurrenz durch Produkte auf Basis fossiler Brennstoffe

Zahlreiche Produktionsanlagen für biobasiertes 1,4-Butandiol und damit verbundene Initiativen wurden zunächst vorgeschlagen oder in Angriff genommen. Bislang wurden jedoch nur wenige Entwicklungen oder Informationen zur Produktion veröffentlicht. Viele Automobilteile und -komponenten, wie Lenkräder, Vorder- und Hinterachsbauteile, Stoßfänger, Steckverbinder und vieles mehr, werden im Automobilsektor aus biobasiertem 1,4-Butandiol hergestellt.1,4-ButandiolDerivate wie PBT. Die Pandemie hat die Automobilindustrie erheblich beeinflusst und die Nachfrage nach verschiedenen Autoteilen und -komponenten aus biobasierten BDO-Derivaten gesenkt, was das Marktwachstum gebremst hat. Im Elektro- und Elektroniksektor werden aus biobasierten 1,4-Butandiol-Derivaten Lampenfassungen für Haushaltsgeräte, Gerätegehäuse, Rückstellhebel für Schutzschalter und andere Komponenten hergestellt. Der Absatz von Elektro- und Elektronikprodukten ist während der Pandemie deutlich zurückgegangen, was sich auf die Investitionen in dieser Branche ausgewirkt hat. Der Stillstand der industriellen Produktion ist auch auf den durch soziale Ausgrenzung und Quarantäne bedingten Arbeitskräftemangel in den Produktionsstätten zurückzuführen.

Marktchancen

Steigende Nachfrage nach Polybutylenterephthalat (PBT)

Zur Herstellung von Polybutylenterephthalat (PBT) wird Terephthalsäure zur Polymerisation von biobasiertem 1,4-Butandiol (BDO) verwendet, das hauptsächlich durch Fermentation von Kohlenhydraten gewonnen wird. PBT ist ein teilkristalliner, weißer oder cremefarbener thermoplastischer Polyester mit verbesserter elektrischer und chemischer Beständigkeit sowie höherer Schlagfestigkeit. Die Elektro-, Elektronik-, Telekommunikations- und Informationstechnologie- (IT) sowie die Automobilindustrie profitieren aufgrund seiner einzigartigen Eigenschaften von PBT. Zuvor untersuchte und verglich DSM 1,4-Butandiol (BDO) aus Biomaterialien, das mithilfe der Prozesstechnologie von Genomatica hergestellt wurde, mit 1,4-Butandiol (BDO) aus petrochemischen Rohstoffen für die PBT-Synthese. Das Unternehmen bewertete die Polymerisation anhand verschiedener Variablen, wie z. B. der Netto-Polykondensationszeit (PC) und der Polykondensationszeit (PC).

Das biobasierte und das konventionelle BDO unterschieden sich in keinem der Polymerisationsparameter signifikant. Das mit biobasiertem BDO hergestellte PBT, das mithilfe der Genomatica-Technologie produziert wurde, entsprach idealerweise den Vorgaben des Herstellers. Darüber hinaus lagen die Abweichungen sowohl des petrochemischen als auch des biobasierten BDO im Bereich der üblichen Messschwankungen. Das Experiment zeigte zudem eine bemerkenswerte Ähnlichkeit zwischen der Schmelzenthalpie und der Schmelzwärme von PBT aus bio- und petrochemischen Quellen.

Segmentanalyse

Der globale Markt für biobasiertes 1,4-Butandiol ist nach Anwendung und Endverbraucherbranche segmentiert.

Basierend auf der AnwendungDer globale Markt für biobasiertes 1,4-Butandiol ist in Tetrahydrofuran (THF), Polybutylenterephthalat (PBT), Gamma-Butyrolacton (GBL), Polyurethan (PU) und sonstige Anwendungen unterteilt.

Das Tetrahydrofuran-Segment (THF) trägt am meisten zum Markt bei und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 30,39 % wachsen. Chemische Bausteine ​​wie BDO und THF werden zur Herstellung einer Vielzahl von Substanzen für industrielle, kommerzielle und private Anwendungen verwendet, darunter technische Kunststoffe, Polyurethane, biologisch abbaubare Polyester, Spandex und andere Spezialstoffe. Tetrahydrofuran findet in vielen Branchen breite Anwendung als organisches Lösungsmittel und Rohstoff für die Polymerherstellung. Die Umwandlung von THF, das als Monomer zur Herstellung von Polytetramethylenetherglykol dient, erfolgt mit etwa 50 % des weltweiten BDO. Im Vergleich zu konventionell hergestelltem 1,4-BDO macht biobasiertes 1,4-BDO nur einen geringen Anteil der Gesamtmenge aus. Zur Herstellung von Tetrahydrofuran wurden verschiedene Verfahren eingesetzt.

Tetrahydrofuran (THF) wird üblicherweise durch Hydrierung oder Dehydratisierung von Furan oder 1,4-Butandiol hergestellt. Mit der Entwicklung biobasierter 1,4-Butandiol-Herstellungstechnologien kann THF umweltschonend durch die Gewinnung von biobasiertem 1,4-Butandiol gewonnen werden. Unternehmen wie Shandong Landian Biological Technology stellen jedoch biobasiertes THF durch chemische Umwandlung von biobasiertem 1,4-Butandiol her.Bernsteinsäure (SA).Anorganische Säurekatalysatoren wie Schwefelsäure können zur Dehydratisierung von 1,4-Butandiol eingesetzt werden. Aufgrund der Gefährlichkeit anorganischer Säuren und ihrer korrosiven Wirkung auf den Reaktor birgt diese Methode jedoch Probleme. Tetrahydrofuran lässt sich aus 1,4-Butandiol mithilfe verschiedener Säurekatalysatoren herstellen. Für die Dehydratisierung von 1,4-Butandiol eignen sich beispielsweise Aluminiumoxid-Katalysatoren, Siliciumdioxid-Aluminiumoxid-Katalysatoren, auf Aluminiumoxid geträgerte Wolframoxid-Katalysatoren und Heteropolysäure-Katalysatoren.

Bei der Herstellung von Polyurethanen wird 1,4-Butandiol häufig als Kettenverlängerer eingesetzt. Es bietet eine optimale Kombination aus Härte und Flexibilität bei niedrigen Temperaturen. Im Vergleich zu anderen Diolen zeichnet sich 1,4-Butandiol durch überlegene Reaktivität, Linearität und allgemeine Systemverträglichkeit aus. Polyurethan-Gießgummis werden in großen Mengen mit 1,4-Butandiol hergestellt. Flexible und starre Schäume, Lacke und Beschichtungen, Klebstoffe, Vergussmassen für die Elektroindustrie sowie Fasern wie Spandex und PUL sind nur einige der vielen Anwendungsgebiete, die die vielfältigen physikalischen Eigenschaften von Polyurethanen nutzen. Es ist das bevorzugte Material für eine breite Palette von Endanwendungen, darunter Gefrierschränke und Kühlschränke, Gebäudedämmung, Möbel- und Matratzenpolsterung, Automobilteile, Beschichtungen, Klebstoffe, Walzen, Reifen, Holzwerkstoffplatten, Schuhsohlen und Sportbekleidung. Aufgrund seiner zunehmenden Verwendung als Dämmstoff wird für den PU-Schaum-Markt im Prognosezeitraum ein deutliches Wachstum erwartet.

Basierend auf der EndverbraucherbrancheDer globale Markt für biobasiertes 1,4-Butandiol ist in die Bereiche Automobilindustrie, Elektrotechnik und Elektronik, Textilindustrie und sonstige Endverbraucherbranchen unterteilt.

Das Textilsegment hält den größten Marktanteil und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 33,78 % wachsen. Leder, Kunststoffe, Polyesterlaminate und Polyurethan-Schuhe verwenden 1,4-Butandiol (1,4-BDO) als Klebstoff. 1,4-Butandiol ist eine Ausgangschemikalie für die Herstellung von thermoplastischem Polyurethan (TPU), das wiederum zur Produktion von Kunstledersohlen verwendet wird. Hauptsächlich dient 1,4-BDO jedoch zur Herstellung von THF und anschließend von Spandexfasern – einem Material, das die Bekleidungsindustrie revolutioniert hat. Spandex ist ein leichtes, seidiges und äußerst flexibles Synthetikmaterial. Seine elastischen Eigenschaften werden für die Herstellung von Stretchkleidung genutzt. Spandexfasern bestehen zu 80 % aus Polytetramethylenetherglykol (PTMEG oder PolyTHF) und lassen sich bis zu 700 % ihrer ursprünglichen Länge dehnen, ohne dabei dauerhaft ihre Form zu verlieren.

Darüber hinaus wird für Spandexfasern ein Wachstum von rund 10 % erwartet, was deutlich über dem Wachstum der Textilbranche liegt. Die Nachfrage in diesem Bereich wird durch den Trend zu bequemer Kleidung mit hohem Tragekomfort angetrieben. Rasante Urbanisierung, die Expansion von Schwellenländern und die Entstehung zahlreicher, um Zuschauer konkurrierender Kanäle tragen zu diesem Anstieg bei. Auch die Sportbranche profitiert vom zunehmenden Konsum von Online-Sportinhalten, der steigenden Verbreitung von Mobiltelefonen, Tablets und anderen Geräten sowie dem Aufkommen von erschwinglichem Internet in Schwellenländern. Dies beschleunigte das Wachstum des untersuchten Marktes.

Die Herstellung von N-Methyl-2-pyrrolidon (NMP), das in elektronischen Anwendungen, magnetischen Drahtbeschichtungen und technischen Kunststoffen Verwendung findet, beginnt mit der Verwendung von 1,4-Butandiol als Rohstoff. Aufgrund seines niedrigen Gefrierpunkts, hohen Siedepunkts, seiner besonderen Lösemitteleigenschaften, seiner elektrischen Eigenschaften und weiterer Merkmale wird Bio-Butandiol (GBL) in der Elektro- und Elektronikindustrie eingesetzt. Es dient als Lösemittel in lichtempfindlichen Harzen und Spezialtinten sowie als Dispersions- und Veredelungsmittel. Darüber hinaus wird es als Elektrolytlösungsmittel für Lithiumbatterien und Kondensatoren verwendet. PBT aus Biomaterialien weist ähnliche physikalische Eigenschaften wie konventionell hergestelltes PBT auf. Aufgrund seiner hohen Festigkeit, ausgezeichneten thermischen Stabilität und außergewöhnlichen Haltbarkeit findet PBT breite Anwendung in der Elektro- und Haushaltsgeräteindustrie. PBT lässt sich mit verschiedenen Thermoplasten, darunter Polyestern, kombinieren.

Polybutylenterephthalat findet im Haushalt Verwendung in Duschköpfen, Bügeleisen, Steckern für Gehäuse in der Elektrotechnik, im Fahrzeugbau und in Steckverbindern. Thermoplastische Urethan-Elastomere können auch biobasiertes 1,4-Butandiol als Kettenverlängerer nutzen. Elektrische Isoliergehäuse von Haushaltsgeräten werden aus diesem Polyurethan hergestellt. Im Jahr 2020 wuchs der Elektronikmarkt insgesamt langsam, aber stetig. Der Bereich der Unterhaltungselektronik, der eine starke Nachfrage nach Mobiltelefonen, Computerzubehör und Haushaltsgeräten verzeichnete, stützte den Markt maßgeblich. Der Bedarf an Computern, Laptops und anderen Peripheriegeräten stieg aufgrund der Regelungen zum Homeoffice in kritischen Regionen. Im Jahr 2020 stieg die Nachfrage nach elektronischen Bauteilen für medizinische Geräte, gewerbliche und private Luftreiniger, Desinfektionsgeräte und andere Produkte sprunghaft an.

Regionalanalyse

Der globale Markt für biobasiertes 1,4-Butandiol ist in vier Regionen unterteilt: Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik und LAMEA (Lateinamerika, Naher Osten und Afrika).

Europa dominiert den Weltmarkt

Europa ist der bedeutendste Umsatzträger und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 10,43 % wachsen. Im Vergleich zum Vorjahr ging die Industrieproduktion aufgrund der weltweiten Gesundheitskrise und der damit verbundenen Einschränkungen um 8,5 % zurück. Die deutsche Regierung ergriff als Reaktion auf die Epidemie zahlreiche Eindämmungsmaßnahmen, darunter die Schließung nicht lebensnotwendiger Betriebe, um die Ausbreitung des Virus im ganzen Land zu begrenzen. Europas größte Automobil- und Elektronikindustrie ist in Deutschland ansässig. Die elektrische Industrieproduktion trägt 10 % zum gesamten industriellen BIP bei und macht 3 % davon aus. Deutschlands zweitgrößter Konsumgütersektor ist die Textil- und Bekleidungsindustrie. Mit rund 18.000 in Großbritannien ansässigen Elektronikunternehmen ist das Vereinigte Königreich der größte europäische Markt für hochwertige Unterhaltungselektronik. Der britische Markt für Unterhaltungselektronik verzeichnete einen deutlichen Anstieg der Nachfrage nach technologisch fortschrittlichen Elektronikprodukten. Es wird erwartet, dass dieser Anstieg der Nachfrage die Elektronikindustrie des Landes ankurbeln und den Markt für biobasiertes 1,4-Butandiol, das in elektronischen Anwendungen eingesetzt wird, erweitern wird.

Für den asiatisch-pazifischen Raum wird im Prognosezeitraum ein jährliches Wachstum von 15,95 % erwartet. Chinas Plan „Made in China 2025“, der erste Zehnjahresplan für die produktionsorientierte Strategie, wurde veröffentlicht. Der Produktionssektor ist das Rückgrat der Wirtschaft, der Grundstein der Nation, der Schlüssel zum Wohlstand und der Motor eines starken Staates. Eines der größten Unternehmen des Landes, das biobasiertes 1,4-Butandiol (BDO) herstellt, ist Shandong LanDian Biological Technology. Dieses chinesische Start-up-Unternehmen nutzt mikrobielle Fermentation zur Herstellung von Bernsteinsäure, die gereinigt, verestert, hydriert und in BDO umgewandelt wird. Da China einige der größten Unternehmen der BDO- und Derivateproduktion unterstützt, besteht eine bedeutende Chance, eine Produktionsstätte für biobasiertes 1,4-BDO zu errichten. Fast die Hälfte des weltweiten BDO-Verbrauchs entfällt auf China, das den Markt im Prognosezeitraum weiterhin dominieren wird.

Der Butandiolsektor in Indien steckt noch in den Kinderschuhen. Die Nachfrage der chemischen Industrie nach Derivaten wie THF (Tetrahydrofuran), PTMEG (Polytetramethyletherglykol) und GBL (Gamma-Butyrolacton) dürfte den Markt für Butandiol (BDO) insgesamt ankurbeln. Ein Anstieg der Produktionskapazitäten für biobasiertes BDO und Derivate im asiatisch-pazifischen Raum könnte die Branche beflügeln und weitere Investitionen in den Derivatesektor anregen. Indien blickt auf eine lange Tradition in der Polyesterfaserproduktion zurück und könnte sich zu einem bedeutenden Hersteller von PBT und Spandex entwickeln. Indische Sportartikel sind weltweit beliebt und haben sich auf dem Weltmarkt etabliert. Da der Inlandssektor rund 60 % seiner Gesamtproduktion exportiert, können diese Produkte in einem vorteilhaften Umfeld hergestellt werden. Es wird erwartet, dass die Nachfrage nach Spandex, das in Sportbekleidung und Trainingsgeräten verwendet wird, steigen wird.

Die Vereinigten Staaten sind der zweitgrößte Automobilhersteller und der größte Elektronikmarkt der Welt. Nach China und Indien belegt der US-amerikanische Textilsektor weltweit den dritten Platz. In den kommenden Jahren besteht in den USA ein erhebliches Potenzial für biobasiertes 1,4-Butandiol. Derzeit wird biobasiertes BDO aus europäischen Ländern bezogen, mit Produktionsstätten in Deutschland und Italien. Der untersuchte Markt wird voraussichtlich durch den Übergang zu biobasierten Alternativen und die Errichtung neuer Produktionsanlagen getrieben. Die Textil- und Bekleidungsbranche gehören zusammen zu den größten Arbeitgebern im kanadischen verarbeitenden Gewerbe. Einer der führenden Industriezweige des Landes ist die Elektronikbranche. In Kanada ist das Potenzial für 1,4-Butandiol sehr hoch.

Es wird jedoch erwartet, dass die Nachfrage nach biobasiertem BDO in Kanada während des gesamten Prognosezeitraums weiterhin durch den Baustopp von Anlagen zur Herstellung von biobasiertem 1,4-Butandiol beeinträchtigt sein wird. Mexiko ist einer der größten Hersteller und Exporteure von Flachbildfernsehern weltweit. Es ist außerdem der achtgrößte Elektronikproduzent der Welt und einer der größten Computerexporteure. Die Internationale Handelsbehörde (ITA) schätzt, dass der Textilsektor etwa 2,4 % zum mexikanischen BIP beiträgt. Derzeit wird in Mexiko kein 1,4-Butandiol produziert. Auch der Verbrauch von biobasiertem BDO ist sehr gering. Es wird jedoch erwartet, dass der Verbrauch von biobasiertem 1,4-Butandiol in den kommenden Jahren aufgrund des Baus neuer Anlagen in Nordamerika steigen wird.

Einige der bedeutendsten Elektronikfertigungsstätten Südamerikas befinden sich in Brasilien. Zahlreiche große Elektronikhersteller, darunter Samsung, LG, Foxconn, Dell, Multilaser, Positivo, AOC, Lenovo und die Leadership Group, betreiben umfangreiche Produktionsstätten in dem Land. Trotz schwieriger Rahmenbedingungen behaupten Samsung und LG ihre Position als führende Elektronikhersteller. Brasiliens Textilindustrie, die weltweit den fünften Platz in der Textilproduktion belegt, dürfte aufgrund technologischer Fortschritte ein starkes Wachstum verzeichnen. Der Markt für biobasiertes 1,4-Butandiol birgt in Südamerika großes Potenzial. Prognosen zufolge wird der Markt durch den Bau einer Anlage zur Herstellung von biobasiertem 1,4-Butandiol in den Vereinigten Staaten angetrieben, deren Inbetriebnahme für 2024 erwartet wird. Zahlreiche südamerikanische Länder verfügen dank der vorhandenen Produktionsanlagen in der Region über ein hohes Importpotenzial.