报告概述

到 2034 年，全球蜂窝约束系统市场规模预计将从 2024 年的2.691 亿美元增长到14.942 亿美元左右，复合年增长率为在 2025 年至 2034 年的预测期内，这一数字将达到 18.7%。2024 年，北美占据了主导市场地位，占据了超过42.9%的份额，收入4.567 亿美元。

蜂窝约束系统 (CCS) 或土工格室是三维蜂窝结构，通常由制造商制造由 HDPE 或高级聚合物合金制成，可限制颗粒或土壤填充物，以提高承载能力、控制侵蚀并稳定斜坡和路堤。它们最初是为军事负载支持应用而开发的，现在广泛应用于公路、铁路、港口、管道、采矿和城市景观美化，它们允许更薄的路面结构和使用边缘最终或回收的填充物。

从工业角度来看，CCS 处于岩土工程和可持续基础设施的交叉点。为跟上经济和人口变化的步伐，2016 年至 2040 年间全球基础设施投资需求估计约为94 万亿美元，这突显了 CCS 可以发挥作用的地面改良需求的规模。其他分析指出，到 2040 年，基础设施需求将增至约106 万亿美元，从而增强了交通、能源和水务项目的长期机会规模。

交通扩张是直接的数量驱动因素。仅美国就拥有近 660 万公里的道路，这是世界上最大的网络，新兴经济体正在迅速建设新的走廊，以缩小连通性差距。随着公路和铁路项目深入到软土、沿海地区和丘陵地带，CCS 提供了更轻、更快且经常需要的解决方案。传统碎石和钢筋混凝土型材的低碳替代品，同时保持性能和使用寿命。

能源转型投资创造了另一个强劲的需求载体。国际能源署 (IEA) 报告称，2023 年可再生能源新增产能增长约 50%，达到近 510 GW，其中太阳能光伏发电约占新增产能的四分之三。根据现有政策，预计到 2028 年，全球可再生能源装机容量将达到7,300 吉瓦左右，远高于目前的装机容量，从而推动一波新的太阳能园区、风电场和相关电网基础设施的建设，这些基础设施需要通路、起重机平台、路堤和排水系统，这些都是 CCS 有吸引力的应用。

大型新兴市场的政府举措进一步支持 CCS 的采用。印度新能源和可再生能源部预计非化石能源发电容量将达到约300吉瓦，其中超过40 GW 的其他项目已进入后期阶段，这意味着需要对地基、内部道路和输电走廊进行广泛的土木工程，土工格室可以减少材料的使用。另外，世界银行估计，到 2050 年，印度将需要约 2.4 万亿美元的城市基础设施投资，这突显了地铁、BRT 系统、城市道路和雨水渠道经济高效的地面稳定的巨大潜力。

主要要点

• 蜂窝约束系统市场规模预计将增长到 2034 年，其价值将从 2024 年的2.691 亿美元增至约14.942 亿美元，复合年增长率为 18.7%。
• 高密度聚乙烯占据市场主导地位，占据67.2%以上份额。
• 中心化占据主导市场地位，占领了超过在蜂窝约束系统市场中占有 >45.8% 的份额。
• 建筑和基础设施占据主导市场地位，在蜂窝约束系统市场中占有超过 55.4% 的份额。

通过材料分析

高密度聚乙烯因其耐用性和成本效益而占据主导地位，占 67.2% 的份额。

2024 年，高密度聚乙烯 占据主导市场地位，按材料划分，在蜂窝约束系统市场占据超过 67.2% 份额；这种领先地位得到了 HDPE 久经考验的拉伸强度、耐化学和紫外线降解性以及低生命周期维护要求的支持，这使其成为道路路基加固、斜坡防护和渠道衬砌的首选。

该材料易于安装，可进一步促进采用——面板可以与替代材料相比，可在现场快速扩展和填充，从而缩短项目进度并降低安装劳动力成本。公共工程和基础设施招标文件中不断提高的规范补充了性能优势，其中优先考虑长期耐用性和可预测的工程行为。

通过应用分析

荷载支撑由于其提高承载能力和延长路面寿命的能力而占据主导地位，占 45.8%。

到 2024 年， Centralized 占据了市场主导地位，通过负载支撑应用占据了蜂窝约束系统市场超过 45.8% 的份额，而这种领先地位的基础是该材料在新建和修复项目中分配车轮负载、减少车辙和降低路基沉降的能力。规范由项目所有者和设计驱动优先考虑长期绩效和降低终生成本的员工；因此，CCS 解决方案越来越多地被选择用于需要提高承载性能的交通繁忙道路、铁路引道板和临时施工通道。

合同中指出了安装效率，其中快速现场扩展和填充程序降低了进度风险，工程团队报告了可预测的结构行为，从而简化了设计检查并减少了应急准备金。

按最终用户分析

建筑和基础设施以 55.4% 的份额领先，因为大型项目继续采用 CCS 来实现稳定性和长期耐用性。

2024 年，建筑和基础设施 占据主导市场地位，在最终用户的蜂窝约束系统市场中占据了超过 55.4% 的份额，这种强劲的领先地位得到了不断增长的支持在需要提高土壤稳定性和抗侵蚀性的高速公路、路堤、挡土结构和公共工程中使用 CCS。该细分市场受益于政府对交通网络、城市扩张和防洪工程的稳定投资，与传统加固技术相比，CCS 提供了可预测的工程性能，并减少了材料消耗。

承包商和设计公司继续青睐这些系统，因为它们有助于稳定薄弱路基、降低维护成本并延长路面寿命，使其适合新建和修复项目。

主要市场细分

按材料

• 高密度聚乙烯
• 聚丙烯
• 聚酯
• 其他

按应用

• 荷载支撑
• 渠道和边坡保护
• 屋顶绿化和植被生长
• 保留墙壁
• O其他

最终用户

• 建筑与基础设施
• 采矿与能源
• 军事与国防
• 水资源管理
• 其他

新兴趋势

基于自然，食品系统友好型设计正在重新定义细胞限制系统

细胞限制系统（CCS）的一个明显新趋势是工程师现在如何将其用作农场、灌溉和食品物流更广泛的基于自然的解决方案的一部分，而不仅仅是作为“道路技术”。重点正在从纯粹的承重转向保护土壤、温和地管理水资源以及融入政府和捐助者正在努力建立的气候适应型粮食系统。

水资源压力是这一趋势加速的原因之一。联合国教科文组织《2024 年世界水资源开发报告》指出，农业消耗的淡水已占全球淡水消耗的 70% 左右，工业和家庭用水仅占不到 30%。 FAO 补充说，在过去 30 年里，粮食产量增加了一倍多，而农业仍然使用了约 70% 的提款额。更高的产量和紧张的用水预算相结合，正在推动规划者寻求用最少的混凝土稳定运河、农场水库和排水管道的解决方案。 CCS 填充了当地的土壤或砾石，并且经常种植植被，符合这一要求。

粮食损失数字又为这一趋势增添了一层色彩。粮农组织《2019 年粮食和农业状况》显示，全球约 14% 的粮食在收获后和零售前损失，每年价值约 4000 亿美元。发生这种情况的很大一部分原因是道路洪水、堆场泥泞或暴风雨期间排水失败。因此，设计者不仅在高速公路上使用 CCS，而且在包装棚、冷库和收集中心周围使用 CCS，以保持表面坚固且排水良好，这直接支持国家减少粮食损失战略。

土地退化和恢复目标也在指导 CC面向与食品相关、基于自然的应用。联合国荒漠化简报警告说，到2030年可能需要恢复多达15亿公顷的土地，才能实现土地退化中立的世界，并且“万亿美元的土地恢复经济”正在兴起。 G20 支持的评估估计，恢复超过 10 亿公顷土地可产生 1.5 至 2 万亿美元的经济价值。在这种背景下，CCS 越来越多地应用于梯田、拦河坝、田间道路和沟壑，因为它们可以稳定土方工程，同时允许植被恢复。

驱动因素

保护农田和粮食供应推动细胞封闭系统需求

细胞封闭系统 (CCS) 使用日益增长背后最强大的力量之一是随着土地退化加剧，迫切需要保护农田和粮食供应基础设施。联合国粮食及农业组织 (FAO) 估计，人类引起的土壤退化现在，农业用地受到约 34% 的影响，相当于 16.6 亿公顷，而我们95%以上的粮食仍然来自陆地生产。在此背景下，CCS 成为稳定斜坡、农田轨道、灌溉渠道和堆场、减少侵蚀和保持土地生产力的实用工具。

粮食需求趋势使这种结构性风险变得更加紧迫。粮农组织预测，要在 2050 年养活全世界，全球粮食产量将比 2000 年代中期提高约60-70%。在满足这种增长的同时，由于侵蚀、盐碱化和板结而失去肥沃的土地是不现实的。保护表土、稳定路堤并保持农村道路在雨季畅通的基础设施变得具有重要的战略意义。 CCS 允许使用当地或回收的填充物，同时保持承载能力，这对低预算农业和食品物流项目很有吸引力。

农村生计又增加了一个层到这个驱动程序。世界银行指出，农业可以帮助世界上约 80% 的贫困人口提高收入和粮食安全，这些贫困人口主要生活在农村地区并务农。在印度，政府数据显示，大约65％的人口生活在农村地区，47％的人口依靠农业为生。对于这些国家来说，农场道路、小型灌溉水坝或粮食储存场的任何破坏都可能迅速转化为粮食和收入损失。 CCS 提高了这些资产的耐用性，无需厚混凝土板，符合农村发展和成本控制优先事项。

政府和多边土地恢复倡议也支持 CCS 的采用。在联合国防治荒漠化公约缔约方会议第十六届会议上，各国重申了到 2030 年恢复10亿公顷退化土地的全球目标，其中包括约2.5亿公顷农业用地，以及更多超过120亿美元承诺用于干旱和土地退化恢复力，全球环境基金承诺2.82亿美元用于粮食系统计划。

限制

农村粮食基础设施资金有限阻碍了细胞封闭系统

阻碍细胞封闭系统（CCS）更广泛使用的一大障碍是金钱。 CCS 对于稳定农田道路、灌溉堤岸和堆场非常有效，但大多数受益最大的人（小农和农村社区）的预算非常紧张。联合国粮食及农业组织 (FAO) 估计，全球有超过6.08 亿个家庭农场，管理着全球约70-80%的农田，生产的粮食约占全球80%的价值。

FAO 和世界银行的数据表明，这一基地实际上是多么分散且现金有限。详细研究结果世界上5.7亿农场中约有84%的面积小于2公顷，这些小农场只耕种了全部农业用地的大约12%，却生产了世界上大约35%的粮食。这些农民中的许多人也是全球最贫困的人口，这意味着他们倾向于利用当地劳动力来修补土路和运河，而不是投资于工程 CCS 层、土工织物或专业安装。

气候资金缺口使事情变得更加困难。气候政策倡议 2024 年的一份报告估计，农业食品系统每年需要约1.1 万亿美元气候相关资金，而各国目前的气候承诺计划每年加起来仅为约2015 亿美元——缺口近1 万亿美元。联合国环境规划署还警告说，发展中国家将需要310-3650亿美元 到 2030 年代中期，每年用于气候适应的资金只有约260 亿美元，仅占所需资金的12-14%。

机遇

气候适应型食品和水基础设施为细胞封闭创造了巨大机会系统

细胞限制系统（CCS）最明显的增长机会之一在于建设具有气候适应性的基础设施，以保持粮食系统从田间到市场的运行。随着全球粮食需求的增加以及土地和水资源压力的加剧，各国需要更明智的方法来稳定农田道路、运河、仓储场和农业物流中心。 CCS 以其轻质蜂窝结构和使用当地填充物的能力，自然地适合新一代低影响的农村和城郊基础设施。

仅粮食需求就构成了强大的背景。粮农组织的长期前景表明，喂养约 9.到 2050 年，10 亿人口将需要将粮食总产量比 2005/07 年水平提高大约70%。 《Nature Food》的一项单独荟萃分析发现，2010 年至 2050 年间，全球粮食需求可能会增加35-56%。满足这一额外需求不仅需要更好的种子和实践，还需要可靠的物质基础设施，使农民能够在所有季节转移投入物和农作物，这是 CCS 可以增加实际价值的领域。

土地恢复目标打开了另一扇门。 《联合国防治荒漠化公约》指出，各国承诺到 2030 年恢复约 10 亿公顷退化土地，其中包括约 2.5 亿公顷农田。更广泛的气候议程讨论到 2030 年恢复最多 15 亿公顷土地并建立“万亿美元的土地恢复经济”。这些公顷土地将需要梯田、拦河坝、支线道路、溢洪道和排水渠。 CCS 提供了一个机会能够用更少的混凝土快速交付这些结构，同时让植被生根。

农村通道是另一个服务不足的大型空间。世界银行对农村交通指数的更新估计，全球约 73% 的人口居住在距离全天候公路 2 公里范围内，而数亿人仍然无法与外界联系。对于粮食系统来说，道路缺失或质量低下意味着更高的运输成本和更多的损失。 CCS 允许工程师使用更薄的颗粒层和当地土壤将土路升级为全天候农场到市场的道路，这在预算紧张的情况下至关重要。

区域见解

北美以 43.90% 的份额引领蜂窝约束系统市场，价值 162.0 美元百万

2024 年，北美在蜂窝约束系统 (CCS) 市场占据主导地位，占据约 43.90% 份额，价值约为162.0 百万美元，得益于其庞大的基础设施基础和对可持续建设的强烈关注。仅美国就拥有约 660 万公里的道路，这是全球最大的道路网络，对加固路面、斜坡和排水结构的岩土解决方案产生了持续的需求。

各地区政府也在加大气候适应型基础设施支出；例如，美国《基础设施投资和就业法案》指定超过 1100 亿美元用于道路、桥梁和重大项目，鼓励使用土工格室等先进稳定系统来延长资产寿命并减少维护。与此同时，加拿大投资加拿大基础设施计划的目标是在 12 年内在公共交通、绿色基础设施和贸易支持走廊领域投资超过1800 亿加元，进一步扩大路基、铁路、港口和能源走廊 CCS 的可利用基础。

主要地区和国家洞察

• 北美
  • 美国
  • 加拿大
• 欧洲
  • 德国
  • 法国
  • 英国
  • 西班牙
  • 意大利
  • 其他欧洲
• 亚太地区
  • 中国
  • 日本
  • 韩国
  • 印度
  • 澳大利亚
  • 亚太地区其他地区
• 拉丁语美洲
  • 巴西
  • 墨西哥
  • 拉丁美洲其他地区
• 中东和非洲
  • 海湾合作委员会
  • 南非
  • 中东和非洲其他地区

主要参与者Analysis

Strata Systems 因其工程土工格栅和蜂窝约束解决方案而受到认可，广泛应用于加筋土结构、边坡稳定和路面应用。该公司专注于基于性能的设计，提供针对负载di优化的土工格室技术分布和长期土壤限制。 Strata 在运输、采矿和商业基础设施领域拥有强大的影响力，集工程支持、测试和定制于一体。它与安装商和政府机构合作，支持在复杂的土壤环境中扩大采用可持续且经济高效的地面加固系统。

PRS Geo-Technologies 以其基于 Neoloy® 的土工格室系统而闻名，该系统旨在提高挑战性地面条件下的弹性、耐用性和承载强度。该公司专注于聚合物科学和现场验证驱动的创新，将其解决方案定位于道路、路堤、集装箱堆场和军事基础设施等应用。凭借国际影响力和强大的技术参与度，与颗粒层或 R 等传统稳定材料相比，PRS 强调生命周期价值、可持续性效益和长期性能。钢筋混凝土。

Presto Geosystems 是土工格室产品的主要供应商，其产品用于商业、公共和环境项目的土壤稳定、雨水管理和侵蚀控制。该公司利用数十年的经验为工程师提供设计工具、案例研究和项目支持。 Presto 的解决方案用于基础设施、能源和环境修复领域，以提高地面性能、保护斜坡并延长路面寿命。该公司还强调环保设计，促进植被生长并减少土木建筑工作流程中的材料消耗。

主要参与者展望

• Strata Systems
• PRS Geo-Technologies
• Presto Geosystems
• Terram Geosynthesis
• BOSTD Geosynthesis 青岛
• GEO 产品，
• 汇丰土工合成材料
• SABK International
• Admir Technologies

近期行业发展

2024 年，Strata Systems：StrataWeb® 土工格室因其纹理 HDPE 结构和经过验证的现场性能而被广泛指定用于负载支撑、斜坡保护和通道衬砌；通常使用单元深度为 75、100、150 和 200 毫米的产品变体来满足工程要求。

2024 年 Presto Geosystems：发布的规范版权归 Reynolds Presto Products, Inc. 所有（© 2024），为设计团队确认了当前的产品标准和材料属性。