Marktbericht zu Verbundwerkstoffen für Schienenfahrzeuge: Größe, Marktanteil und Trendanalyse nach Harztyp (Epoxidharz, Polyesterharz, Phenolharz, Vinylesterharz, Sonstige), Fasertyp (Glasfaser, Kohlenstofffaser, Sonstige Fasertypen), Anwendung (Außenbereich, Innenbereich) und Region (Nordamerika, Europa, Asien-Pazifik, Naher Osten und Afrika, Lateinamerika) – Prognosen für 2025–2033

Wachstumsfaktoren des Marktes für Schienenverbundwerkstoffe

Erweiterung des Umfangs der Eisenbahnbauarbeiten in der Asien-Pazifik-Region

Das Wachstum der Eisenbahnindustrie in Asien wird vermutlich durch die zunehmende Urbanisierung, die Verschärfung der Verkehrsprobleme und den Ausbau der Eisenbahnnetze in wichtigen Ländern angetrieben. Die Regierungen der Region engagieren sich aktiv in der Branche, um bestehende Schienennetze zu erweitern und dieses bereits jetzt sicherste und kostengünstigste Verkehrsmittel komfortabler und umweltfreundlicher zu gestalten. Die Expansion des Eisenbahnsektors ist vor allem darauf zurückzuführen, dass im asiatisch-pazifischen Raum zahlreiche Eisenbahnbauprojekte laufen.

Hemmende Faktoren für den Markt für Schienenverbundwerkstoffe

Mangelnde Eisenbahninfrastruktur in Vietnam, Indonesien und Thailand

Der Warenverkehr zwischen Ländern wird durch ein gut ausgebautes Schienennetz deutlich erleichtert. Eines der größten Probleme in vielen südostasiatischen Ländern, insbesondere in Vietnam, Indonesien und Thailand, ist jedoch die unzureichende Infrastruktur und Instandhaltung bestimmter Schienennetze. Dies verzögert häufig zahlreiche Geschäfte in Südostasien und bremst das erwartete rasante Wachstum der Region. Der Bedarf an einem Ausbau des Schienennetzes wird daher immer deutlicher. Vietnam, Indonesien und Thailand sind die drei Länder mit dem größten Mangel an Schienennetz. Das vietnamesische Schienennetz, das derzeit nur aus sieben eingleisigen Strecken besteht, muss dringend verbessert werden. Die Schienenverbindung zwischen Vietnam, Kambodscha und Laos existiert nicht.

Das südostasiatische Land Vietnam verfügt über ein gut ausgebautes und weitverzweigtes Schienennetz. Dieses Netz hat im Laufe seines hundertjährigen Bestehens Höhen und Tiefen erlebt und ist nach wie vor veraltet, entwicklungsunfähig und in einem desolaten Zustand. Infrastruktur, Rollmaterial, Signal- und Telekommunikationssysteme könnten verbessert werden. Da das jährliche Instandhaltungsbudget der Regierung nur etwa 30 % des Gesamtbedarfs decken kann, ist eine Instandhaltung dringend erforderlich. Daher erscheint es sinnvoll, auf die Nutzung von Zügen und anderen Verkehrsmitteln zu verzichten.

Marktchancen für Schienenverbundwerkstoffe

Rasant steigende Nachfrage nach Hochgeschwindigkeitszügen

Hochgeschwindigkeitszüge haben die weltweiten Transportmöglichkeiten deutlich erweitert. Im Vergleich zum Fliegen können Fahrgäste mit Hochgeschwindigkeitszügen schneller oder in der gleichen Zeit zwischen zwei Stadtzentren befördert werden. Die Effizienz von Flughäfen und Straßen kann durch die Integration von Hochgeschwindigkeitszügen als nahtlos integriertes Verkehrssystem gesteigert werden. Bürger in ländlichen Gebieten und kleineren Städten profitieren von mehr Optionen, wenn mehr Umsteigebahnhöfe und Zubringerdienste an zukünftige Hochgeschwindigkeitsstrecken angebunden werden. Laut IEA entfallen 8 % des weltweiten Personenverkehrs und etwa 9 % des gesamten Güterverkehrs auf Hochgeschwindigkeitszüge, jedoch nur 3 % des gesamten Energieverbrauchs im Verkehrssektor. China hat in den letzten zehn Jahren eine Vorreiterrolle beim Ausbau des Hochgeschwindigkeitsnetzes und der Metropolregionen eingenommen. Indien, mit dem zweitlängsten Schienennetz der Welt, elektrifiziert sein Schienennetz umfassend. An mehreren anderen Standorten wurden kürzlich gleichzeitig Vorversuche mit Wasserstoffzügen abgeschlossen.

Noch vor zehn Jahren benötigte China dringend mehr Hochgeschwindigkeitsstrecken. Heute verfügt das Land jedoch über zwei von drei Hochgeschwindigkeitsstrecken. Jährlich werden mehr als 600 Milliarden Fahrgäste pro Kilometer mit Hochgeschwindigkeitszügen befördert. China kündigte 2020 an, sein Hochgeschwindigkeitsnetz in den folgenden 15 Jahren von 36.000 auf 72.000 Kilometer zu erweitern. Nach Fertigstellung könnten alle Städte mit mehr als 200.000 Einwohnern an das Schienennetz angeschlossen sein. China hat die Fertigstellung eines Hybridzuges mit Wasserstoff-Brennstoffzellenantrieb bekannt gegeben und die Eröffnung des ersten vollelektrischen Hochgeschwindigkeitszuges in Tibet verkündet.

Segmentanalyse

Nach Harztyp

Das Polyestersegment trägt am meisten zum Markt bei und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,95 % wachsen. Die meisten harzbasierten Verbundwerkstoffe, die weltweit in der Produktion von Eisenbahnteilen eingesetzt werden, bestehen aus Polyester. Polyester eignet sich gut für verschiedene Fertigungstechniken, darunter Spritzgießen, Formpressen, Harzinjektionsverfahren (RTM) und Gießen. Häufig werden sie mit Glasfaserverstärkungen kombiniert. Große, leicht formbare Platten aus Polyesterverbundwerkstoffen werden für Tür- und Sitzkomponenten, Fensterrahmen und Wandverkleidungen verwendet. Der Einsatz von Polyesterverbundwerkstoffen ermöglicht Leichtbaukonstruktionen und reduziert die Wartungskosten. Allerdings besteht ein Problem hinsichtlich der Brandsicherheit von Polyesterverbundwerkstoffen. Beispielsweise verbrennt Polyester in seiner ungesättigten Form schnell und erzeugt große Mengen an Rauch und schädlichen Gasen.

Beim Bau von EisenbahnfahrzeugenEpoxidharz-VerbundwerkstoffEpoxidharz-Verbundwerkstoffe werden am häufigsten eingesetzt. Sie sind bekannt für ihr geringes Gewicht und ihre hohe Festigkeit. Alle Schienenkonstruktionen, einschließlich tragender Innenteile, Türbefestigungen, Stoßdämpfer und Drehgestelle, verwenden Epoxidharz-Verbundwerkstoffe. Wenn für Brandschutzsysteme verbesserte mechanische Eigenschaften erforderlich sind, kommen Epoxidharz-Verbundwerkstoffe zum Einsatz. Sie weisen ausgezeichnete Flammenausbreitungseigenschaften auf und werden in Bauteilen verwendet, die eine höhere strukturelle Belastbarkeit als Phenolharze erfordern, wie beispielsweise die Bodenbeläge in Eisenbahndrehgestellen. Wenn ein optimales Verhältnis von Brandverhalten und mechanischen Eigenschaften benötigt wird, werden Epoxidharz-Verbundwerkstoffe gelegentlich zusammen mit Phenolharz-Verbundwerkstoffen ausgehärtet. Diese Hybridverbundwerkstoffe werden häufig zur Herstellung von Sandwichpaneelen für Bodenbeläge verwendet.

Unter allen Harzarten sind Phenolharze die am dritthäufigsten verwendeten Verbundwerkstoffe für Schienenfahrzeuge. Phenolharze wie Phenol und Formaldehyd entstehen durch die Verbindung von aromatischem Alkohol und einem Aldehyd. Sie kommen zum Einsatz, wenn kostengünstige, schwer entflammbare und raucharme Produkte benötigt werden, beispielsweise für schwer entflammbare Innenverkleidungen. Komponenten von Schienenfahrzeugen, die in Tunneln und anderen geschlossenen Räumen verwendet werden, bestehen häufig aus Phenolharz-Verbundwerkstoffen. Diese Verbundwerkstoffe werden beispielsweise in den Waggons von U-Bahnen wie der Londoner U-Bahn eingesetzt. Dies ist auf die strengen FST-Vorschriften für U-Bahn-Fahrzeuge zurückzuführen.

Nach Fasertyp

Das Segment der Glasfaserverbundwerkstoffe ist marktführend und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,75 % wachsen. Glasfaser ist die am häufigsten verwendete Verbundfaser im Schienenverkehr. Die meisten Verbundwerkstoffe für die halbstrukturellen Innenausstattungsteile von Eisenbahnwaggons basieren auf Glasfaser. Dazu gehören Speisekammern, Sitzsysteme, Seitenwände, Gepäckfächer, Trennwände und Rückwände, Luken und Türen, Verbindungsbögen, Trennwände sowie Paneele für Böden, Decken und Decks. Glasfaserverbundwerkstoffe sind einfach herzustellen, weisen eine geringe Dichte und eine hohe Festigkeit auf. Im Vergleich zu Aramid- und Kohlenstofffasern sind Glasfaserverbundwerkstoffe kostengünstiger und besitzen bessere mechanische Eigenschaften, was sie zur bevorzugten Wahl für Bahnanwendungen macht. Für die meisten Anwendungen im Schienenverkehr werden Glasfasern häufig als Kurzfasermatten (CSM) und Endlosfasermatten (CFM) eingesetzt.

Kohlenstofffaserverbundwerkstoffe sind der zweithäufigste Fasertyp im Schienenverkehr. Sie stellen möglicherweise den größten Markt für Verbundwerkstoffe in diesem Bereich dar. Dank ihrer enormen Festigkeit und ihres geringen Gewichts erfreuen sie sich zunehmender Beliebtheit. 2018 stellte CRRC Changchun Railway Vehicles den weltweit ersten U-Bahnzug aus Kohlenstofffaserverbundwerkstoffen vor. Dieser Waggon, der 35 % leichter ist als sein Pendant aus Metall, sollte weniger Energie verbrauchen und mehr Fahrgäste befördern können. Weitere Vorteile von Waggons aus Vollkohlenstofffaser sind die verbesserte Formgebung und die größere Flexibilität bei den Abmessungen.

Durch Bewerbung

Das Segment der Außenteile trägt am meisten zum Markt bei und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 5,65 % wachsen. Obwohl Verbundwerkstoffe ursprünglich nur für den Innenausbau von Eisenbahndrehgestellen verwendet wurden, haben Hersteller in den letzten Jahren aufgrund signifikanter Fortschritte hinsichtlich ihrer strukturellen Eigenschaften und ihres geringen Gewichts dazu veranlasst, Verbundwerkstoffe auch für Außenkomponenten einzusetzen. Kinematische Luken, Dachpaneele, Außenseitenverkleidungen, Seitenschürzen und Türen sind Beispiele für Außenstrukturelemente, bei denen Verbundwerkstoffe zum Einsatz kommen können. Zu den ersten Anwendungen von Polyester-Glasfaser-Verbundwerkstoffen zählten Außenfronten. Der Anteil von Kohlenstofffasern in Außenkomponenten hat jedoch in letzter Zeit zugenommen.

Weltweit werden für die Innenausstattung von Reisebussen am häufigsten Verbundwerkstoffe verwendet. Dazu gehören Deckenpaneele, Seitenwände, Fensterrahmen und Gepäckablagen, Sitzgruppen, Badezimmer, Küchen und Fahrerkabinen. Komplexe Bauteile lassen sich aus Verbundwerkstoffen formen, was die Anzahl der Teile und den Wartungsaufwand reduziert. Zudem kann die Oberflächenstruktur Graffiti vorbeugen. Verbundwerkstoffe auf Phenolharzbasis werden häufig für nicht-tragende Innenausstattungsteile eingesetzt.

Regionale Einblicke

Asien-Pazifik: Dominante Region mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 6,10 %

Der asiatisch-pazifische Raum ist der bedeutendste Umsatzträger und wird im Prognosezeitraum voraussichtlich mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate (CAGR) von 6,10 % wachsen. China verfügt dank der rasanten Fortschritte in der Branche heute über den größten Eisenbahnmarkt. Das chinesische Eisenbahnnetz wuchs von 80.000 Kilometern Gleis im Jahr 2009 auf 139.000 Kilometer im Jahr 2019. China hat über 35.000 Kilometer des weltweit bekannten Hochgeschwindigkeitsnetzes gebaut – mehr als zwei Drittel davon. Das weltweit am weitesten ausgedehnte elektrifizierte Eisenbahnnetz mit über 100.000 Kilometern Gleis befindet sich ebenfalls in China. Nach dem Zusammenschluss der beiden Unternehmen CNR und CSR im Jahr 2015 wurde die China Railway Rolling Stock Corp., die jährlich über 500 Hochgeschwindigkeitszüge, 12.000 U-Bahn-Wagen und 50.000 Güterwagen produziert, zum weltweit führenden Hersteller von Schienenfahrzeugen.

Europa: Am schnellsten wachsende Region mit einer durchschnittlichen jährlichen Wachstumsrate von 5,70 %

Für Europa wird im Prognosezeitraum ein durchschnittliches jährliches Wachstum von 5,70 % erwartet. Die deutsche Wirtschaft ist die fünftgrößte der Welt und die größte Europas. 2019 wuchs sie um rund 0,6 % – die niedrigste Wachstumsrate der letzten sechs Jahre. Zahlreiche Faktoren, darunter exporthemmende Handelskonflikte, von der US-Regierung initiierte Zollstreitigkeiten und der Ausbruch von COVID-19, beeinflussen das Wirtschaftswachstum des Landes. Deutschland gehört zu den am stärksten von der COVID-19-Pandemie betroffenen Ländern Europas. Laut IWF führte der COVID-19-Ausbruch 2020 zu einem Rückgang des deutschen BIP um 6 %.

In den USA gibt es drei Arten von Schienenverkehrssystemen: S-Bahn, Stadtbahn und Fernbahn (z. B. U-Bahn). Das US-amerikanische Schienennetz umfasst insgesamt 225.308,16 km Gleise. Der Großteil der nationalen Schieneninfrastruktur befindet sich in Privatbesitz, wobei Amtrak die meisten der wichtigsten Personenzugstrecken betreibt. Die Herausforderungen für die Schieneninfrastruktur sind enorm, insbesondere im Bereich des Personenverkehrs. Die Lokomotivinfrastruktur altert landesweit rapide, und Sanierungsprojekte sind nach wie vor nicht finanziert. Hawaii verfügt über keine Schieneninfrastruktur, was einen starken Kontrast zu Texas darstellt, durch das über 16.000 km Güterzüge verkehren.

In Riad, Saudi-Arabien, wird ein Schnellverkehrssystem namens Metro Riad gebaut. Es ist das bedeutendste Vorhaben in …öffentliche VerkehrsmittelDas RPTP umfasst den Bau eines Bussystems, eines U-Bahn-Netzes und weiterer Verkehrsmittel in Riad. Während die Tunnelarbeiten für die Linie 1 im Juli 2015 begannen, startete der Bau der Riad-U-Bahn bereits im April 2014. Die U-Bahn nahm im August 2018 den Testbetrieb auf und soll demnächst eröffnet werden. Die Strecke ist 176,4 Kilometer lang. Ein Unternehmen in Brasilien beantragte die Genehmigung zum Bau zweier Eisenbahnprojekte. Eines davon soll über 420 Kilometer zwischen den Gemeinden Ipatinga in Minas Gerais und So Mateus im Bundesstaat Espírito Santo verlaufen.