バイオベースの1,4-ブタンジオール市場 サイズと展望 2024-2032

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市場ダイナミクス

市場牽引要因

厳格な政府規制

様々な政府規制により、バイオ由来の1,4-ブタンジオールは、様々な製造企業やエンドユーザー企業から好まれています。これは、二酸化炭素排出量の削減と事業の持続可能性向上を通じて環境対策の改善を示すよう、企業へのプレッシャーが高まっているためです。Novamont社は、化石燃料由来のBDOと比較して、バイオ由来のBDOはライフサイクル全体で温室効果ガス排出量を60%削減できると主張しています。さらに、Qore社（カーギルとHELM社の合弁会社）の試算によると、植物由来の糖から作られる次世代BDOであるQIRAは、既存の製造方法と比較して、温室効果ガス（GHG）排出量を93%削減します。世界各国は、温室効果ガス排出量削減のための政策を制定・宣言するために、様々なアプローチを採用しています。これらの規則は、バイオマテリアル由来の1,4-ブタンジオールの使用を奨励し、産業の拡大につながります。

欧州委員会は複数の立法勧告を発表しました。その一つは、欧州連合（EU）が2050年までに気候中立（クライメート・ニュートラル）を目指し、2030年までに温室効果ガス排出量を2019年比で少なくとも55%削減するという中間目標を掲げています。この目標は当初の目標から少なくとも40%増加しています。EUは2030年までに55%削減という目標を設定しており、今回の新たな提案は、その期限までに包括的な計画を策定するという欧州グリーンディールにおける約束を裏付けるものです。さらに、この考え方は、地球の気温上昇を1.5℃に抑え、2℃未満に抑えるための対策を追求するというパリ協定の目標とも整合しています。

市場の制約

化石燃料由来製品との激しい競争

バイオ由来1,4-ブタンジオールの製造施設や関連する取り組みは、当初から数多く提案または開始されていました。しかしながら、現在までに生産に関する開発や情報は十分に公開されていません。自動車分野では、ステアリングホイール、フロントエンド部品、リアエンド部品、バンパー、コネクターなど、多くの自動車部品がPBTなどのバイオ由来の1,4-ブタンジオール誘導体を使用して製造されています。パンデミックは自動車産業に大きな影響を与え、バイオ由来のBDO誘導体で作られた様々な自動車部品やコンポーネントの需要を低下させ、市場の拡大を阻害しました。電気・電子分野では、バイオ由来の1,4-ブタンジオール誘導体は、家電製品のランプホルダー、家電製品の筐体、回路遮断器のリセットレバーなどの部品に使用されています。今回のパンデミックにより、電気・電子製品の売上は大幅に減少し、この業界への投資にも影響を与えています。現在の産業活動の停止は、社会的排除と隔離措置によって引き起こされた製造施設における労働力不足の結果でもあります。

市場機会

ポリブチレンテレフタレート（PBT）の需要増加

ポリブチレンテレフタレートは、主に炭水化物の発酵によって生成されるバイオベースの1,4-ブタンジオール（PBT）をテレフタル酸で重合して製造されます。PBTは、半結晶性の白色またはオフホワイト色の熱可塑性ポリエステルで、優れた電気抵抗、優れた耐薬品性、そしてより高い衝撃強度を備えています。電気、電子、通信・情報技術（IT）、そして自動車産業は、PBTの独自の特性から、あらゆる産業でその恩恵を受けることができます。 DSMはこれに先立ち、Genomaticaのプロセス技術を用いて製造されたバイオマテリアル由来の1,4-ブタンジオール（BDO）と、PBT合成用の石油化学由来の1,4-ブタンジオール（BDO）を調査し、比較しました。同社は、正味重縮合（PC）時間や重縮合（PC）時間など、複数の変数に基づいて重合を評価しました。

バイオベースBDOと従来のBDOは、いずれの重合パラメータにおいても大きな差はありませんでした。Genomaticaの技術を用いて製造されたバイオベースBDOで構成されたPBTは、企業が設定したパラメータを理想的に満たしていました。さらに、石油化学由来BDOとバイオベースBDOの両方における変動は、典型的な測定変動の範囲内でした。また、この実験では、バイオ由来PBTと石油化学由来PBTの融解エンタルピーと融解熱の間に顕著な類似性が見られました。

セグメント分析

世界のバイオベース1,4-ブタンジオール市場は、用途別およびエンドユーザー産業別にセグメント化されています。

用途別では、世界のバイオベース1,4-ブタンジオール市場は、テトラヒドロフラン（THF）、ポリブチレンテレフタレート（PBT）、ガンマブチロラクトン（GBL）、ポリウレタン（PU）、その他の用途に分かれています。

テトラヒドロフラン（THF）セグメントは市場への最大の貢献者であり、予測期間中に30.39%のCAGRで成長すると予測されています。BDOやTHFなどの化学構成要素は、エンジニアリングプラスチック、ポリウレタン、生分解性ポリエステル、スパンデックス、その他の特殊物質など、産業、商業、消費者向けのさまざまな物質の製造に使用されています。テトラヒドロフランは、有機化合物溶媒やポリマー製造の原料として、多くの産業で広く利用されています。ポリテトラメチレンエーテルグリコールのモノマーとして利用されるTHFへの変換は、世界のBDOの約50%で行われています。従来の方法で製造される1-4-BDOと比較すると、バイオベースの1-4-BDOは全体のごく一部を占めるに過ぎません。テトラヒドロフランの製造には、いくつかの技術が用いられてきました。

テトラヒドロフランは通常、フランまたは1,4-ブタンジオールを水素化または脱水することによって製造されます。バイオベースの1,4-BDO製造技術の開発により、バイオベースの1,4-BDOを脱水するという環境に優しいプロセスでTHFを製造できるようになります。しかし、山東ランディアン・バイオロジカル・テクノロジーのような企業は、バイオベースのコハク酸（SA）を化学的に変換することで、バイオベースのTHFを製造しています。硫酸などの無機酸触媒は、1,4-ブタンジオールの脱水に使用できます。しかし、この方法には、無機酸の危険性と反応器への腐食作用という問題があります。1,4-ブタンジオールからテトラヒドロフランを製造するには、いくつかの異なる酸触媒を使用できます。1,4-ブタンジオールの脱水プロセスには、例えば、アルミナ触媒、シリカ-アルミナ触媒、アルミナ担持酸化タングステン触媒、ヘテロポリ酸触媒などが利用できます。

ポリウレタンの製造では、1,4-ブタンジオールは鎖延長剤として頻繁に使用されます。 1,4-ブタンジオールは、硬度と低温柔軟性の優れた組み合わせを提供します。1,4-ブタンジオールは、他のジオールと比較して、優れた反応性、直線性、そしてシステム全体への適合性を備えています。ポリウレタンキャストエラストマーは、1,4-ブタンジオールを用いて大量に生産されています。軟質および硬質フォーム、ワニスおよびコーティング、接着剤、電気ポッティングコンパウンド、そしてスパンデックスやPULなどの繊維は、ポリウレタンの多様な物理的特性を活かした数多くの用途のほんの一部です。冷凍庫や冷蔵庫、建物の断熱材、家具やマットレスの詰め物、自動車部品、コーティング、接着剤、ローラー、タイヤ、複合木材パネル、靴底、スポーツウェアなど、幅広いエンドユーザー用途に最適な素材です。断熱材としての利用拡大により、PUフォームセグメントは予測期間中に大幅に拡大すると予想されています。

エンドユーザー産業別に見ると、世界のバイオベース1,4-ブタンジオール市場は、自動車、電気・電子、繊維、その他のエンドユーザー産業に分かれています。

繊維セグメントは最大の市場規模を誇り、予測期間中は33.78%のCAGRで成長すると予測されています。皮革、プラスチック、ポリエステルラミネート、ポリウレタン製フットウェアでは、1,4-BDOが接着剤として使用されています。熱可塑性ポリウレタン（TPU）の製造に使用される最初の化学物質は1,4-ブタンジオールであり、これは合成皮革のソール素材にも使用されます。しかし、1-4-BDOは主にTHFの製造に使用され、その後、アパレル業界に革命をもたらした素材であるスパンデックス繊維の製造に使用されます。スパンデックスは、軽量でシルキーな質感、そして優れた柔軟性を備えた合成素材です。スパンデックスの伸縮性は、伸縮性のある衣類の製造に利用されています。スパンデックス繊維は80%のポリテトラメチレンエーテルグリコール（PTMEGまたはポリTHF）で構成されており、時間が経っても形状を失うことなく、元の長さの最大700%まで伸ばすことができます。

さらに、スパンデックス繊維の成長率は約10%と予想されており、これは繊維の成長率を大幅に上回っています。この分野の需要は、着心地に優れた快適なアパレルへのトレンドによって牽引されています。急速な都市化、新興国の経済成長、そして視聴者獲得を競う多数のチャンネルの出現は、この増加の要因となっています。さらに、スポーツ業界は、オンラインでのスポーツコンテンツの視聴の増加、モバイル、タブレット、その他のガジェットの普及率の向上、そして新興国における手頃な価格のインターネットの登場によって牽引されています。これにより、調査対象市場の拡大が加速しました。

電子機器、磁性線材コーティング、エンジニアリング樹脂などに利用されるN-メチル-2-ピロリドン（NMP）の製造は、1,4-ブタンジオールを原料として用いることから始まります。GBLは、低い凝固点、高い沸点、特殊な溶剤、電気特性などの特性を持つため、電気・電子産業で使用されています。感光性樹脂や特殊インクの溶剤として、分散剤や仕上げ剤として利用されています。また、リチウム電池やコンデンサの電解液溶剤としても使用されています。バイオマテリアル由来のPBTは、従来の方法で製造されたPBTと同様の物理的特性を示します。PBTは、高い強度、優れた熱安定性、そして並外れた耐久性を備えているため、電気・家電産業で幅広く使用されています。 PBTは、ポリエステルを含む様々な熱可塑性プラスチックと組み合わせることができます。

家庭では、ポリブチレンテレフタレートは、シャワーヘッド、アイロン、電気工学ハウジングのプラグコネクタ、車両構造、プラグコネクタなどに使用されています。熱可塑性ウレタンエラストマーは、バイオベースの1,4-ブタンジオールを鎖延長剤として使用することもできます。家電製品の電気絶縁ケースはこのポリウレタンで作られています。2020年、エレクトロニクス市場は全体的に緩やかに拡大しました。携帯電話、コンピューターアクセサリー、家電製品の需要が堅調だったコンシューマーエレクトロニクス部門が市場を大きく支えました。重要な地域におけるリモートワークのルールにより、コンピューター、ノートパソコン、その他の周辺機器の需要が増加しました。2020年には、医療機器、業務用および家庭用空気清浄機、消毒装置などの電子部品の需要が急増しました。

地域分析

世界のバイオベース1,4-ブタンジオール市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEAの4つの地域に分かれています。

ヨーロッパが世界市場を席巻

ヨーロッパは収益に最も大きく貢献しており、予測期間中は年平均成長率（CAGR）10.43%で成長すると予想されています。世界的な健康危機とそれに伴う制約により、工業生産は前年比8.5%減少しました。ドイツ政府は、ウイルスの国内拡散を抑制するため、不要不急の企業の閉鎖など、流行への対応として多くの封じ込め措置を実施しました。ヨーロッパ最大の自動車産業とエレクトロニクス産業はどちらもドイツに拠点を置いています。ドイツの国内総生産（GDP）の3%に加え、電気工業生産は全工業生産（GDP）の10%を占めています。ドイツで2番目に大きな消費財産業は繊維・アパレル部門です。英国には約18,000社のエレクトロニクス企業が拠点を置いており、英国は高級家電製品において欧州最大の市場となっています。英国の家電市場では、先端技術を駆使した電子製品に対する需要が著しく増加しています。この需要増加は、英国のエレクトロニクス産業を牽引し、電子機器に使用されるバイオ由来の1,4-ブタンジオール市場の拡大につながると予想されています。

アジア太平洋地域は、予測期間中に年平均成長率（CAGR）15.95%で成長すると予想されています。中国では、製造業を基盤とした戦略の初の10カ年行動計画である「中国製造2025」が発表されました。製造業は経済の屋台骨であり、国家の基盤であり、繁栄の鍵であり、そして強力な国家の原動力です。インド国内でバイオベースの1-4 BDOを製造する最大手企業の一つが、山東藍殿生物科技です。この中国のスタートアップ企業は、微生物発酵を利用してコハク酸を生産し、精製、エステル化、水素化を経てBDOに変換しています。しかし、インドはBDOとその誘導体を製造する大手企業を支援していることから、バイオベースの1-4 BDO生産拠点を確立する大きなチャンスがあります。世界のBDO消費量のほぼ半分は中国によるもので、予測期間中も市場を支配し続けると予想されます。

インドのブタンジオールセクターはまだ初期段階にあり、THF（テトラヒドロフラン）、PTMEG（ポリテトラメチルエーテルグリコール）、GBL（ガンマブチロラクトン）などの誘導体に対する化学業界からの需要が、BDO市場全体を牽引すると予想されます。アジア太平洋地域におけるバイオベースBDOおよび誘導体の生産能力の向上は、私たちが注目している産業を活性化させ、誘導体分野への投資拡大を促す可能性があります。インドはポリエステル繊維の生産において長い歴史を持ち、PBTとスパンデックスの主要生産国となる可能性があります。インドのスポーツ用品は世界中で人気があり、世界のスポーツ用品市場で確固たる地位を築いています。国内部門が総生産量の約60%を輸出しているため、これらの製品は有利な環境で生産することができます。スポーツウェアや運動器具に使用されるスパンデックスの需要は、今後増加すると予想されています。

米国は世界第2位の自動車生産国であり、最大のエレクトロニクス市場でもあります。米国の繊維部門は、中国とインドに次いで世界第3位です。今後数年間、米国はバイオベースの1,4-ブタンジオールに大きな可能性を秘めています。バイオベースBDOは現在、ドイツとイタリアに生産施設を持つヨーロッパ諸国から調達されています。調査対象市場は、バイオベース代替品への移行と新規工場の設立によって牽引されると予測されています。繊維部門とアパレル部門を合わせると、カナダの製造業の中で最も多くの雇用を生み出しています。カナダの主要製造業の一つはエレクトロニクス部門です。この国では、1,4-ブタンジオールの潜在性は非常に高いです。

しかしながら、予測期間全体を通して、カナダにおけるバイオベースBDOの需要は、バイオベース1,4-ブタンジオール工場の建設停止の影響を受け続けると予想されます。世界最大の薄型テレビ生産国・輸出国の一つはメキシコです。また、メキシコは世界第8位のエレクトロニクス生産国であり、コンピューター輸出国としても有数の規模を誇ります。国際貿易庁（ITA）は、繊維部門がカナダのGDPの約2.4%を占めていると推定しています。現在、カナダでは1,4-ブタンジオールの生産は行われていません。さらに、バイオ由来のBDOの消費量は実質的にわずかです。しかし、北米地域での新工場建設により、今後数年間でバイオ由来の1,4-ブタンジオールの需要が増加すると予想されています。

南米で最も重要な電子機器製造施設のいくつかはブラジルにあります。サムスン、LG、フォックスコン、デル、マルチレーザー、ポジティボ、AOC、レノボ、リーダーシップグループなど、多くの大手電子機器メーカーがブラジルに大規模な生産施設を有しています。困難な状況にもかかわらず、サムスンとLGはトップの電子機器メーカーとしての地位を維持しています。ブラジルの繊維産業は製造業で世界第5位であり、技術進歩により成長が見込まれています。バイオ由来の1,4-ブタンジオール市場は南米で大きな可能性を秘めています。調査対象の市場は、2024年までに稼働開始が見込まれる米国におけるバイオベースの1,4-ブタンジオール工場の建設によって牽引されると予測されています。周辺地域に工場があるため、多くの南米諸国は優れた輸入の可能性を秘めています。

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バイオベースの1,4-ブタンジオール市場のトップ競合他社

1. BASF SE
2. DSM
3. DuPont Tate and Lyle Bio Products
4. Genomatica Inc.
5. LCY Group
6. Novamont SpA
7. Qira
8. Shandong LanDian Biological Technology Co. Ltd
9. Toray Industries Inc.

最近の開発状況

• 2024年5月 -パーソナルケアおよびアパレル業界向けに創造的で持続可能なソリューションを創造する世界のリーダーであるライクラ・カンパニーと、ダイレンケミカル株式会社（DCC）は、次世代の1,4-ブタンジオール（BDO）であるQIRA®を、特許取得済みのバイオ由来のLYCRA®繊維の主成分である低環境負荷のPTMEGに変換する意向書を締結しました。この環境負荷の低いバイオPTMEGを世界で初めて大量商業化した企業は、ダイレンです。
• 2024年5月 - Primient Covation LLCは、CovationBio PDO（旧DuPont Tate & Lyle Bio Products LLC）の名称でPDO事業を展開しており、2024年はZemea®およびSusterra®プロパンジオールの商業化に向けた最初の投資から20周年を迎えることを発表しました。これらの高性能で持続可能な方法で調達されたバイオマテリアルは、消費者向けおよび産業用のさまざまな用途において、世界の石油由来材料への依存を軽減するのに役立っています。