炭素繊維市場 - 世界の産業規模、シェア、トレンド、機会、予測、原材料別（パンベース、ピッチベース、レーヨンベース）、製品タイプ別（連続、長繊維、短繊維）、繊維タイプ別（バージン、リサイクル）、弾性率別（標準、中、高）、用途別（複合、非複合）、最終用途産業別（自動車、航空宇宙および防衛、風力エネルギー、海洋、その他）、地域および競合別、2019～2029年予測

市場概要

世界の炭素繊維市場

航空宇宙分野では、炭素繊維は航空機の製造において、重量を減らし、構造的完全性を高めるために広く使用されています。防衛産業でも、その強度と汎用性から、さまざまな用途に炭素繊維を利用しています。風力エネルギー部門では、タービンブレードの製造に炭素繊維を採用しています。これらの材料は過酷な環境でもより効率的で耐久性があるためです。自転車、テニスラケット、ゴルフクラブなどのスポーツ用品やレジャー用品におけるカーボンファイバーの人気は、その性能向上能力により急上昇しています。

主要な市場推進要因

自動車および航空宇宙産業における需要の高まりが世界のカーボンファイバー市場を牽引

かつては高性能用途で主に使用されていたニッチな素材であったカーボンファイバーは、現在、主に自動車および航空宇宙産業によって牽引され、需要が急増しています。この傾向は世界のカーボンファイバー市場の状況を変えつつあり、メーカーとエンドユーザーの両方に大きな影響を及ぼしています。

自動車部門では、軽量化の追求が、燃費の向上、航続距離の延長、排出量の削減のための重要な戦略として浮上しています。カーボンファイバーは強度と重量の比が非常に優れているため、スチールやアルミニウムなどの従来の素材に代わる魅力的な素材です。シャーシ、ボディパネル、内装などの車両部品にカーボンファイバー強化複合材 (CFRP) を組み込むことで、自動車メーカーは構造的完全性や安全性を損なうことなく大幅な軽量化を実現できます。さらに、世界的に厳しい規制要件により、自動車メーカーは燃費基準と排出目標を満たすために軽量素材を採用せざるを得なくなっています。電気自動車やハイブリッド車が普及するにつれ、バッテリーの効率と性能を最適化するために、車両重量の削減がさらに重要になっています。これにより、自動車業界ではカーボンファイバーの需要が高まり、大手メーカーは高まる市場ニーズに対応するためにカーボンファイバーの生産能力に投資しています。

同様に、航空宇宙産業はカーボンファイバー採用の大きな推進力となっています。航空機メーカーは、胴体、翼、内部構造などの重要な部品の製造にカーボンファイバー複合材を採用する傾向が強まっています。航空宇宙部門は、航空機の安全性と性能を確保するために不可欠な特性である強度、剛性、耐疲労性のためにカーボンファイバーを高く評価しています。航空機にカーボンファイバーを使用すると、大幅な軽量化が実現し、燃費の向上と積載量の増加につながります。航空会社が運用コストと環境への影響を削減しようとしている中、カーボンファイバーはこれらの目標を達成するための魅力的なソリューションとして浮上しています。さらに、炭素繊維技術の進歩により、より大型で複雑な航空宇宙部品の製造が可能になり、次世代の航空機設計の開発が促進されています。

自動車および航空宇宙用途における炭素繊維の需要の高まりは、世界の炭素繊維市場に大きな影響を与えています。メーカーは、業界固有の要件を満たし、新たな機会を活用するために、生産能力を拡大し、研究開発に投資しています。さらに、製造プロセスの進歩により炭素繊維の生産コストが下がり、量販自動車用途での経済的実現可能性が高まっています。このコスト削減と、軽量で高性能な車両に対する消費者の嗜好の高まりが相まって、自動車部門での炭素繊維の採用がさらに加速しています。航空宇宙分野では、メーカーが高度な航空機設計や持続可能な航空ソリューションに炭素繊維の特性を活用する新しい方法を模索するにつれて、炭素繊維の役割は現在の用途を超えて拡大する態勢が整っています。航空宇宙産業の炭素排出量削減と運用効率向上への取り組みは、今後数年間、炭素繊維の需要を引き続き牽引するでしょう。

持続可能性と環境規制が世界の炭素繊維市場を牽引

持続可能性への移行は、世界中の産業慣行を形成する原動力となっています。自動車、航空宇宙、再生可能エネルギー、消費財など、さまざまな分野のメーカーが、持続可能性の目標を業務に組み込むようになっています。炭素繊維は、鉄鋼やアルミニウムなどの従来の素材に比べて温室効果ガスの排出量とエネルギー消費量を削減する可能性があり、持続可能性の目標を達成するための焦点となっています。炭素繊維の製造には、他の多くの素材に比べて汚染物質の排出が少なく、エネルギー消費も少ないプロセスが含まれます。たとえば、炭素繊維複合材の製造には、一般的に低温と短い処理時間が必要なため、炭素排出量が削減されます。企業が環境に優しい資格を強化しようとする中、持続可能な代替品としての炭素繊維の需要が急増しています。

自主的な持続可能性イニシアチブに加えて、厳格な環境規制により、業界はよりクリーンな技術と材料を採用することを余儀なくされています。世界中の政府は、炭素排出量を抑制し、製造業における環境に優しい材料の使用を促進する政策を実施しています。炭素繊維は、車両の重量を減らし、燃費を向上させる役割を果たしているため、自動車の排出基準が厳しくなる中で有利な立場にあります。環境規制は、航空宇宙、建設、エネルギー部門における材料の選択にも影響を与えます。たとえば、炭素繊維強化プラスチック (CFRP) は、厳しい排出目標と騒音規制を満たすために、航空機製造でますます採用されています。建設業界では、炭素繊維は、構造強度を高め、建物の環境への影響を軽減するための持続可能なソリューションとして検討されています。

持続可能性イニシアチブと規制圧力の合流により、幅広い業界で炭素繊維の採用が促進されました。自動車製造では、軽量の炭素繊維部品が、燃費の向上と車両の排出量の削減に役立ちます。大手自動車メーカーは、航続距離の延長と性能の向上を実現した電気自動車 (EV) を開発するために、炭素繊維技術に投資しています。同様に、航空宇宙業界では、航空機の重量を減らし、運用効率を高めるために炭素繊維複合材を採用しています。カーボンファイバーは、その並外れた強度と耐腐食性により、航空機部品に最適で、航空機の寿命全体にわたって燃料消費量とメンテナンスコストの削減に貢献します。

主要な市場課題

コストと生産効率

カーボンファイバー市場が直面している主な課題の 1 つは、スチールやアルミニウムなどの従来の材料と比較して生産コストが高いことです。カーボンファイバーの製造プロセスには、前駆体の製造、炭化、仕上げなど、複雑でエネルギーを大量に消費する手順が含まれます。これらのプロセスは生産コストの増加につながり、カーボンファイバー製品を比較的高価なものにしています。品質を損なうことなく生産効率を改善し、コストを削減することは、メーカーにとって依然として大きなハードルです。この課題に対処し、より広範な市場で炭素繊維の競争力を高めるには、原材料調達、プロセスの最適化、リサイクル技術の革新が不可欠です。

市場の多様化と用途開発

炭素繊維市場は、航空宇宙、自動車、風力エネルギーなどの主要産業に需要を大きく依存しています。特定のセクターに過度に依存すると、これらの産業に影響を与える景気後退や市場の変化の際にリスクが生じます。市場の用途を多様化し、建設、スポーツとレジャー、消費財などの新しいセクターを開拓することは、依存を減らし、新しい成長機会を生み出すための重要な戦略です。ただし、これらの市場に参入するには、カスタマイズされた製品開発、規制遵守、および炭素繊維ソリューションの利点を示す広範な顧客教育が必要です。

主要な市場動向

技術の進歩

近年、技術の進歩は、世界の炭素繊維市場の成長と変革を促進する上で極めて重要な役割を果たしてきました。優れた強度対重量比と汎用性で知られる炭素繊維は、製造プロセス、材料開発、および適用技術の継続的な革新により、さまざまな業界で採用が増えています。

ナノテクノロジーと新しい材料の革新の統合により、炭素繊維の用途に新たな可能性が開かれました。カーボンナノチューブやグラフェンなどのナノ材料は、炭素繊維複合材の機械的特性、導電性、および耐久性を向上させるために組み込まれています。研究者たちはナノテクノロジーを活用して、極限の条件に耐え、優れた性能特性を備えた次世代の炭素繊維材料を開発しています。これらの進歩により、高性能材料が不可欠な航空宇宙、自動車、再生可能エネルギー分野の特殊な用途で炭素繊維の採用が進んでいます。

技術の進歩により、特定の用途要件を満たすように設計されたカスタマイズされた炭素繊維複合材の製造が可能になりました。メーカーは現在、繊維の配向、樹脂マトリックス、複合構造をカスタマイズして、さまざまな最終用途の強度、剛性、重量特性を最適化できます。炭素繊維複合材をカスタマイズできることで、業界全体で製品の設計とエンジニアリングに革命が起こりました。軽量の炭素繊維部品が、自動車のシャーシ、航空機の内装、スポーツ用品、家庭用電化製品で従来の材料に取って代わり、性能、エネルギー効率、持続可能性が向上しています。

シミュレーションとテストのテクノロジーは、重要な用途での炭素繊維の採用を加速させる上で重要な役割を果たしてきました。コンピュータ支援設計 (CAD) ソフトウェアと有限要素解析 (FEA) ツールを使用すると、エンジニアはさまざまな条件下で炭素繊維構造のパフォーマンスをシミュレートして最適化できます。仮想プロトタイピングとテストにより、設計の迅速な反復と改良が可能になり、市場投入までの時間と開発コストが削減されます。さらに、高度な非破壊検査方法により、炭素繊維コンポーネントの品質と完全性が保証され、厳しい環境における信頼性と安全性がさらに向上します。

セグメント別インサイト

繊維タイプ別インサイト

ベース

アプリケーション別インサイト

予測期間中、複合材セグメントは急速な成長が見込まれています。炭素繊維強化複合材は、金属 (鋼鉄やアルミニウムなど) や他のプラスチックなどの従来の材料と比較して、軽量特性と高強度の魅力的な組み合わせを提供します。この独自の特性により、炭素繊維複合材は、構造的完全性を損なうことなく軽量化が重要な用途に非常に適しています。自動車、航空宇宙、風力エネルギーなどの業界では、より軽量で燃費の良い車両、航空機、風力タービン部品を実現するために、カーボンファイバー複合材への注目が高まっています。カーボンファイバー複合材は、腐食、疲労、衝撃に対する耐性など、優れた性能特性を示します。このため、耐久性と信頼性が最も重要となる海洋、スポーツ用品、建設などの業界の厳しい用途に最適です。カーボンファイバー複合材の優れた強度対重量比により、堅牢でありながら軽量な構造の開発が可能になり、最終製品の全体的な性能と寿命が向上します。複合材用途分野でカーボンファイバー複合材が急速に成長しているもう 1 つの理由は、その固有の設計柔軟性と、特定の性能要件に合わせて調整できることです。メーカーは、繊維の配向、織りパターン、樹脂配合を調整することで、正確な機械的特性を持つカーボンファイバー複合材を設計できます。このカスタマイズ機能により、自動車のボディパネルから航空宇宙部品まで、さまざまな用途のニーズを正確に満たす複雑な形状と最適化された構造を作成できます。

地域別インサイト

2023年、世界の炭素繊維市場ではヨーロッパが支配的な地域として浮上し、価値の面で最大の市場シェアを占めました。炭素繊維市場でヨーロッパが優位に立っている主な理由の1つは、その高度な製造能力です。ヨーロッパ諸国、特にドイツ、イギリス、フランス、イタリアには、優れたエンジニアリングと技術革新の強い伝統があります。これらの国には、研究開発に多額の投資を行っている大手炭素繊維メーカーがあり、その結果、高品質の炭素繊維材料を生産できる最先端の生産施設が誕生しました。ヨーロッパのメーカーは、効率を高めて生産コストを削減する革新的な製造プロセスも開拓しており、炭素繊維をより幅広い業界で利用しやすくしています。ヨーロッパは、炭素繊維材料の主要な消費者である航空宇宙および自動車部門が堅調です。特に航空宇宙産業は、航空機製造において軽量化と燃費向上のために複合材料を活用し、炭素繊維の採用の最前線に立ってきました。エアバスなどの欧州の航空宇宙企業は、航空機構造における炭素繊維強化プラスチック (CFRP) の需要を大幅に高め、この地域の炭素繊維市場の成長に貢献してきました。同様に、欧州の自動車産業は軽量化用途に炭素繊維複合材を採用してきました。厳しい排出規制と電気自動車やハイブリッド車への注目の高まりにより、欧州の自動車メーカーは車両重量の削減と性能向上のために炭素繊維にますます注目するようになっています。BMW、アウディ、ポルシェなどの大手自動車メーカーは、高性能モデルにカーボンファイバー部品を組み込んでおり、この地域でのカーボンファイバーの需要がさらに高まっています。

最近の開発状況

• 2024年4月、Exel Composites Plc（フィンランド、ヴァンター）とKineco Ltd.の合弁会社であるインドのゴアに拠点を置くKineco Exel Composites India（KECI）は、南アジアの大手風力タービンメーカーにスパーキャップ用の引抜成形カーボンファイバー板を供給する複数年契約を締結しました。これらのカーボンファイバー板は、風力タービンブレードの構造において重要な役割を果たしており、ブレードのサイズが大きくなるにつれて特に重要になる、並外れた強度、剛性、軽量性を提供します。この契約は、厳格なサプライヤーの能力と品質基準を満たすために KECI とその顧客が行った広範な開発努力の集大成です。契約の一環として、顧客は KECI から年間最小購入量を約束しましたが、具体的な契約金額は両当事者間の合意により非公開とされています。

主要市場プレーヤー

• Hexcel Corporation
• 日本グラファイトファイバー株式会社
• Toray Composite Materials America, Inc.
• SGL Carbon SE
• 3M Co.
• 三菱ケミカル株式会社
• Teijin Carbon Europe GmbH
• Arrow Technical Textiles Private Limited
• DowAksa Advanced Composites Holdings BV
• Kureha Corporation