CF および CFRP 市場 - 世界の業界規模、シェア、傾向、機会、予測、原材料タイプ別 (ポリアクリロニトリル (パン)、ピッチ、レーヨン)、製造プロセス別 (レイアッププロセス、圧縮成形プロセス、樹脂トランスファー成形プロセス、その他)、エンドユーザー別 (航空宇宙および防衛、自動車、その他)、地域および競合状況別 2018-2028

市場概要

世界のCFおよびCFRP市場は、2022年に302.5億米ドルと評価され、2028年までの予測期間中に5.34％のCAGRで堅調な成長が見込まれています。炭素繊維（CF）と炭素繊維強化ポリマー（CFRP）は、航空宇宙、自動車、鉄道輸送、インフラ、再生可能エネルギーなど、多くの業界で広く利用されています。これは主に、パフォーマンスと効率の点で大きな利点を提供する、その優れた軽量特性によるものです。ポリマーマトリックスに埋め込まれた炭素繊維で構成されるCFRPは、優れた強度対重量比を示し、幅広い用途で非常に求められています。

これらの高度な材料は、優れた強度、剛性、軽量化、および優れた疲労耐性を必要とする用途に特に適しています。アルミニウムやスチールなどの従来の材料と比較して、炭素繊維は、使用される繊維の種類に応じて、約10倍の比強度を誇ります。その結果、CFRP は 50 年以上にわたって航空宇宙、自動車、鉄道輸送、海洋、風力エネルギーの各分野で効果的に活用されてきました。

航空宇宙業界では、CFRP は現代の航空機の開発において極めて重要な役割を果たしてきました。特に、最新の長距離航空機であるエアバス A350 とボーイング 787 では、機体に CFRP が広範囲に取り入れられており、航空機の総重量の 50% 以上を占めています。この統合により、燃費と全体的なパフォーマンスが大幅に向上しています。

同様に、自動車分野では、特にボディパネル、ルーフ、フロア構造など、高い剛性が求められる重要な部品において、炭素繊維は車両の軽量化とパフォーマンスの向上に大きな利点をもたらします。これらの領域で炭素繊維複合材を使用すると、重量が軽減されるだけでなく、全体的な運転体験も向上します。

さらに、風力エネルギー分野でも炭素繊維のメリットが実証されています。炭素繊維はEガラス繊維に比べて比弾性率が優れているため、より長くてスリムな風力タービンブレードの製造が可能になります。これらの空気力学的改善は、エネルギー効率と発電の向上に貢献します。

ただし、世界のCFおよびCFRP市場はCOVID-19パンデミックの影響を大きく受けていることは注目に値します。空の旅やスポーツ活動の減少、および民間航空機の地上待機により、炭素繊維とその複合材料の需要が減少しました。この需要の減少は航空宇宙産業に直接影響を及ぼし、航空機の注文が大幅に減少し、それに続いて世界の炭素繊維消費が減少しました。

東レやヘクセルなどの大手炭素繊維サプライヤーは、パンデミックの影響で売上が急激に減少しました。こうした課題にもかかわらず、CF および CFRP 市場の長期的な成長見通しは、さまざまな業界での軽量で高性能な材料に対する継続的な需要に牽引され、有望なままです。

主要な市場推進要因

自動車業界における CF および CFRP の需要拡大

自動車業界では、独自の特性を持つ炭素繊維 (CF) と炭素繊維強化ポリマー (CFRP) の採用が増えています。CF と CFRP は、非常に高い強度対重量比、耐腐食性、優れた疲労特性で知られています。これらの優れた特性により、構造部品、ボディパネル、内装部品など、自動車分野の幅広い用途に非常に適しています。

さらに、CF と CFRP は、より軽量で燃費の良い車両を絶えず追求する業界において重要な役割を果たしています。自動車メーカーが厳しい排出基準を満たし、燃費向上に努める中、CFやCFRPなどの軽量素材の利用がますます広がっています。

電気自動車（EV）の台頭も、CFとCFRPの需要増加に貢献しています。EVは航続距離の最大化を目指しており、軽量化がさらに重要になっています。その結果、EVでのCFとCFRPの使用は大幅に増加し、CFとCFRP市場の成長をさらに促進すると予想されています。

自動車業界が燃費の良い電気自動車へと進化し続ける中、CFとCFRPの需要は今後も増加し続けると予想されます。さらに、進行中の研究開発活動は、CFとCFRPの特性をさらに強化すると同時に、生産コストを削減することに重点を置いています。これらの取り組みは、自動車分野での用途を拡大し、新たな可能性を切り開く可能性があります。

結論として、自動車業界からのCFとCFRPの需要の高まりは、世界のCFとCFRP市場の重要な推進力となっています。これらの材料のユニークな特性と、業界の軽量車両への移行が相まって、この需要は引き続き高まり、自動車製造の未来を形作っています。

建設業界における CF および CFRP の需要の高まり

建設業界では、炭素繊維 (CF) および炭素繊維強化ポリマー (CFRP) 材料がそのユニークな特性によりますます人気を集めています。これらの材料は、非常に高い強度対重量比、環境による損傷に対する優れた耐性、優れた耐久性で知られています。その結果、CF および CFRP は幅広い建設用途で使用されています。

CF および CFRP の大きな利点の 1 つは、構造を強化する効果です。これらの材料は、橋や建物などの老朽化したインフラストラクチャの改修や修復によく使用されます。従来の方法と比較して、CF および CFRP はコスト効率と時間効率に優れたソリューションを提供します。これらの材料の適用により、これらの構造物の寿命が大幅に延び、重要なインフラストラクチャの安全性と機能性が確保されます。

さらに、建設業界では持続可能性と回復力への関心が高まっており、CF と CFRP の需要が高まっています。これらの材料は、エネルギー効率と自然災害に対する耐性の点で優れた性能を発揮します。たとえば、CFRP は優れた耐震性を示し、従来の建設材料よりも優れています。その結果、地震の多い地域で好まれる選択肢となり、建築環境全体の回復力に貢献しています。

今後、建設業界における CF と CFRP の需要は上昇傾向を続けると予想されます。これらの材料の特性を強化し、生産コストを削減することを目的とした継続的な研究開発の取り組みにより、建設分野での使用がさらに拡大する可能性があります。需要の増加と技術の進歩の組み合わせにより、世界の CF および CFRP 市場の成長が促進されます。

結論として、建設業界の CF および CFRP に対する需要の高まりは、世界市場の大きな原動力です。これらの材料の優れた特性と、業界が重視する持続可能性と回復力により、これらの材料は現代の建設現場に欠かせないものとなっています。CF および CFRP 技術の継続的な進歩により、これらの材料が建設業界の未来を形作る上でますます重要な役割を果たすことが期待できます。

主要な市場の課題

CF および CFRP の限られた生産能力

炭素繊維 (CF) および炭素繊維強化ポリマー (CFRP) の製造プロセスは、複雑で時間がかかるだけでなく、高度な技術と熟練した労働力も必要です。これらの要因により、CF および CFRP は高価格となり、その結果、それらの広範な使用が制限されます。

さらに、CF の製造には一連の化学処理と熱処理が含まれるため、多くの場合、製造サイクルが長くなります。この長いプロセスは、サプライチェーンにボトルネックを生み出し、生産を急速に拡大する能力を制限する可能性があります。その結果、自動車、航空宇宙、風力エネルギー、建設などの業界全体で高まるCFおよびCFRPの需要と、限られた生産能力との間に大きなギャップが生じています。この需要と供給のギャップは価格の変動と市場の不確実性につながり、メーカーと消費者の両方に課題をもたらします。

さらに、CFとCFRPの生産プロセスはエネルギー集約型であり、大量の廃棄物が発生します。持続可能性と環境保護がますます優先される時代に、これらの要因はCFとCFRPの生産能力の拡大をさらに制限する可能性があります。

結論として、CFとCFRPの限られた生産能力は世界市場にとって大きな課題を提示しますが、進行中の研究と革新により、このハードルを克服できる可能性があります。業界が進化し続ける中、需要と持続可能で効率的な生産方法のバランスをとることが長期的な成功のために重要になります。

主要な市場動向

製造技術の進歩の拡大

技術革新により、炭素繊維 (CF) と炭素繊維強化ポリマー (CFRP) の製造プロセスに革命が起きています。これらの進歩により、繊維とマトリックスの特性が向上するだけでなく、ラミネート全体の特性も向上し、優れた品質の製品が生まれます。この強化された製品は、自動車、航空宇宙、建設、風力エネルギーなどの業界の多様なニーズを満たすことができます。

プロセス改善と、特に航空宇宙産業における CF と CFRP のアプリケーションへの採用増加との関係は、継続的な技術研究の重要性を強調しています。これらの進歩は、世界規模での市場拡大を加速させ、より効率的でコスト効率の高い生産プロセスにつながる可能性があります。

研究開発の取り組みは、これらの技術進歩を促進する上で重要な役割を果たします。こうした献身的な努力を通じて、新しく改良された製造技術が生まれ、市場の成長を促し、CF と CFRP の適用範囲が広がります。

特に重点を置くべき領域は、生産サイクル時間の短縮です。CF の生産には、長い生産サイクルにつながる一連の複雑な化学処理と熱処理が含まれるため、これらのプロセスの合理化を目的とした進歩により、生産能力が大幅に向上し、より効率的でタイムリーな製造が可能になります。

テクノロジーの限界を継続的に押し広げ、研究開発に投資することで、CF と CFRP の製造をさらに進歩させる可能性は無限大です。これらの進歩は、さまざまな業界の高まる需要を満たすだけでなく、より持続可能で革新的な未来にも貢献します。

セグメント別インサイト

原材料タイプ別インサイト

原材料タイプ別では、ピッチセグメントが2022年のCFおよびCFRPの世界市場で主要なプレーヤーとして浮上しました。ピッチベースの炭素繊維は、アクリル材料または石油/石炭ピッチから生成され、その後熱処理プロセスを経る多用途の繊維状炭素材料です。このユニークな材料は、従来の金属材料と比較して多くの利点を提供します。ピッチ系炭素繊維は軽量であるだけでなく、剛性も高いため、強度と耐久性が最も重要となる用途に最適です。

ピッチ系炭素繊維は、軽量で剛性が高いという特性に加え、他にも注目すべき特性を備えています。熱膨張率が低いため、極端な温度変化下でも優れた寸法安定性を確保します。また、熱伝導率が高いため、電子機器やその他の熱管理アプリケーションで効率的に熱を放散できます。この材料は電気伝導性も優れているため、さまざまな電気および電子部品での使用に適しています。さらに、ピッチ系炭素繊維は摩擦が少なく、動的システムの摩耗を軽減します。

ピッチ系炭素繊維の注目すべき利点の 1 つは、熱伝導性フィラーとしてさまざまな種類のプラスチックやエラストマーと互換性があることです。この特性により、ピッチ系炭素繊維はさまざまな複合材料の熱伝導率を改善するための貴重な添加剤となり、放熱の面での全体的な性能を高めます。

効果的な熱管理の需要が高まり続ける中、ピッチ系炭素繊維は衛星技術だけでなく、電子機器やその他の熱に敏感なシステムにも応用されています。その優れた特性により、効率的な熱制御と性能向上の追求において欠かせない材料となっています。

エンドユーザーの洞察

予測期間中、自動車部門は急速な成長が見込まれています。炭素繊維 (CF) と炭素繊維強化ポリマー (CFRP) は、軽量自動車の製造にますます使用されるようになっている革新的な材料です。これらの自動車は、優れた性能だけでなく、高級感も提供し、しかもすべて経済的な価格で提供されます。

CF と CFRP の市場は、より軽量で、より安全で、よりクリーンで、よりコスト効率の高い自動車に対する需要の高まりに牽引されて、著しい成長を遂げています。これらの先端材料は、外装部品、フード、ボンネット、テストプレートなど、さまざまな自動車部品に広く使用されています。

さらに、小型商用車の生産増加は、CFおよびCFRP市場の拡大に大きく貢献しています。国際自動車工業会によると、2019年の世界の自動車生産台数は驚異的な91,786,861台に達し、2018年の生産台数96,869,020台をわずかに下回りました。この世界規模での生産増加は、世界中の量の面でCFおよびCFRP市場の成長を牽引する上で極めて重要な役割を果たしました。

自動車業界でのCFとCFRPの活用は、業界が革新、効率、持続可能性を絶え間なく追求していることの証です。軽量で高性能な車両の需要が高まり続ける中、CFとCFRPは自動車産業の未来を形作る上で不可欠な役割を果たすでしょう。

地域別インサイト

北米は2022年に世界のCFおよびCFRP市場で支配的なプレーヤーとして浮上し、価値の面で最大の市場シェアを占めました。北米の経済は主に米国やカナダなどの国の経済動向に左右されます。しかし、北米の経済発展のための外国直接投資の増加に伴い、現在の状況は大きく変化しています。北米諸国は航空宇宙および防衛部門で目覚ましい成長を遂げています。

特に米国は、インフラと製造活動の面で最大の航空宇宙産業の1つを誇っています。2018年だけでも、航空宇宙産業の輸出は驚異的な1,550億ドルを占め、880億ドルの貿易収支を生み出しました。この目覚ましい成長は、民間航空機と軍用航空機の需要の高まりと、防衛費の大幅な増加に起因しています。

その結果、航空宇宙および防衛産業は予測期間中に大幅な成長が見込まれています。この成長は、航空機の継続的な需要と防衛予算の継続的な拡大によって推進されます。このような展開により、北米の航空宇宙および防衛市場はさらなる拡大と繁栄に向けて準備が整っています。

最近の動向

• 2019年12月、先端材料と特殊化学品の世界的リーダーであるソルベイと、炭素ベースソリューションの大手プロバイダーであるSGLカーボンは、複合材料の商品化で協力するための共同開発契約（JDA）を締結しました。これらの材料は、並外れた強度と軽量特性で知られるラージトウ中弾性率（IM）炭素繊維に基づいています。ソルベイとSGLカーボンは、それぞれの専門知識を組み合わせることで、航空宇宙産業に革新的なソリューションを導入し、この分野の主要プレーヤーとしてのソルベイの地位をさらに強化することを目指しています。
• 2019年7月、多国籍化学・製薬会社の帝人株式会社は、自動車部品および複合材料の有名なサプライヤーであるベネット・オートモーティブSROを買収するという戦略的買収を行いました。ベネット・オートモーティブは、強度と耐久性のために自動車業界で広く使用されている高級ガラス繊維強化プラスチックと炭素繊維強化プラスチックを提供する専門知識で高く評価されています。この買収により、帝人の先端材料ポートフォリオが拡大するだけでなく、包括的で革新的なソリューションを提供することで、同社は市場にさらに深く参入できるようになります。
• 2018 年 7 月、炭素繊維および複合材料の大手サプライヤーである東レ株式会社は、炭素繊維複合材の大手メーカーである TenCate Advanced Composites Holding BV を買収するという大きな動きを見せました。この戦略的な買収により、東レは TenCate の専門知識と能力を活用して、特に防衛および宇宙分野の新しい市場に参入できるようになります。東レは、イノベーションと製品開発に注力し、これらの業界の厳しい要件を満たす最先端の炭素繊維ソリューションの導入を目指しています。

主要市場プレーヤー

• 帝人株式会社
• 三菱ケミカル株式会社
• ヘクセル株式会社
• ソルベイSA
• 中富神英炭素有限公司
• クレハ株式会社
• 吉林化学繊維集団有限公司
• 江蘇省恒神株式会社Ltd.
• Aeron Composite Pvt. Ltd.
• 日本グラファイトファイバー株式会社