世界のバイオ炭市場規模は2023年に2億800万米ドルと評価され、 2032年までに6億40万米ドルに達すると予測されており、予測期間（2024年～2032年）中に12.5%のCAGRを記録します。バイオ炭が土壌の肥沃度と植物の成長を改善する能力は、バイオ炭市場の成長の主な原動力になると予想されています。
バイオチャーは、酸素なしでバイオマスを加熱する熱分解によって生成される炭素を豊富に含む材料です。このプロセスにより、木片、農業残渣、有機廃棄物などの有機材料が安定した炭素源に変換され、土壌の健康状態の改善、炭素の隔離、農業生産性の向上につながります。人口増加、製造業の拡大、都市化、規制要件などの要因はすべて、水処理部門の大幅な成長に貢献しています。さらに、飲料水の不足が深刻化しているため、水処理活動の必要性が高まっています。
さらに、コレラ、下痢、腸チフス、アメーバ症、肝炎、胃腸炎、ジアルジア症、カンピロバクター症、疥癬、および寄生虫感染症などの水媒介性疾患の蔓延の増加により、水処理活動が活発化しており、バイオ炭は水や廃水からさまざまな汚染物質を除去する吸着剤として機能しています。さらに、バイオ炭は、吸着能力、比表面積、微細多孔性、およびイオン交換容量などの独自の特性により、水および廃水処理で広く使用されています。この要因により、成長している水処理分野でバイオ炭の需要が増加し、市場の成長が促進される可能性があります。
しかし、バイオ炭には、侵食による土地の喪失、バイオ炭の施用中の土壌の圧縮、ミミズの生存率の低下、殺虫剤の効力の低下など、いくつかの欠点があります。これらの要因により、市場の成長が鈍化すると予想されます。
ハイライト
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2023 |
| 研究期間 | 2020-2032 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 12.5% |
| 市場規模 | |
| 急成長市場 | 北米 |
| 最大市場 | アジア太平洋 |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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世界中の多くの政府が、土壌改良や炭素隔離戦略としてバイオ炭の使用を奨励する政策や規制を制定しています。農業におけるバイオ炭の使用を促進するために、農家や土地所有者には補助金、税額控除、助成金などのインセンティブが提供されています。さらに、カーボンオフセットプログラムや排出量取引制度は、企業が持続可能性の取り組みの一環としてバイオ炭の生産と使用に投資するための経済的インセンティブを提供しています。
さらに、米国政府には、バイオプリファード プログラム、保全管理プログラム、保全イノベーション助成金など、バイオ炭を促進するプログラムがいくつかあります。バイオプリファード プログラムは、バイオ炭や堆肥製品などのバイオベース製品の購入を奨励しています。保全管理プログラムは、農家や農業生産者がバイオ炭の生産などの新しい保全活動を実施するのを支援します。保全イノベーション助成金プログラムは、新しい天然資源保全方法の開発を促進します。2023 年、米国政府はバイオ炭研究ネットワーク法を導入しました。これは、1998 年の農業研究、普及、教育改革法を改正し、農務長官に全国的なバイオ炭研究ネットワークの設立を義務付けるものです。
同様に、インド政府は2023年12月に、鉄鋼業界の炭素排出量削減におけるバイオ炭の役割を認識するために、バイオ炭導入に関する第14次タスクフォースを結成しました。バイオ炭は、世界の食糧、エネルギー、環境の問題を解決する可能性もあります。たとえば、ペプシコ・インディアは、レトルト窯での熱分解によってバイオ炭肥料を生産し、残渣の焼却に対抗するためのパイロットプログラムをパンジャブで実施しています。
バイオ炭導入の主な障壁の 1 つは、バイオ炭生産施設および装置に必要な多額の初期投資です。熱分解プラントまたはバイオ炭生産ユニットの設置には多額の資本投資が必要であり、特に資金が限られている地域や市場の需要が不確かな地域では、潜在的な投資家を遠ざけ、バイオ炭プロジェクトの拡張性を制限する可能性があります。バイオ炭の生産コストは、原料と生産条件に応じて、0.67 ～ 17.80 米ドル/kg の範囲になります。ほとんどの生産者の平均価格は 1 トンあたり約 400 米ドルですが、これらの数字は非常に変動しやすく、急速に下落しています。いくつかの調査によると、バイオ炭のコストはフィリピンでは 1 トンあたり 90 米ドル、英国では 1 トンあたり 8,850 米ドルです。
雑誌「バイオマスとバイオエネルギー」に掲載された研究では、さまざまなバイオマス原料と熱分解技術を使用してバイオ炭を生産することの経済的実現可能性を評価しました。この研究では、バイオ炭生産システムの規模と複雑さに応じて、資本コストが総生産コストの 30% から 70% を占めることがわかりました。資本集約度が高く、回収期間が長いと、特に資金や政府の支援が限られている地域では、潜在的な投資家を遠ざけ、バイオ炭プロジェクトの拡張性を制限する可能性があります。
さらに、国際バイオ炭イニシアチブ（IBI）が実施した調査によると、世界中のバイオ炭生産者や起業家が直面する最も重大な課題の 1 つは、資金と資金調達へのアクセスです。資本へのアクセスが限られていること、投資リスクが高いこと、市場の需要が不確実であることは、バイオ炭の生産と商業化の増加に対する大きな障害でした。これらの財政的制約を克服するには、革新的な資金調達メカニズム、官民パートナーシップ、および支援的な政府政策によって、バイオ炭生産インフラと技術開発への投資を促進する必要があります。
バイオ炭は土壌の健康状態を改善し、作物の生産性を高め、従来の農業慣行による環境への影響を軽減することができます。消費者と政策立案者が持続可能な農業を優先するにつれて、バイオ炭は、合成肥料や農薬への依存を減らしながら、土壌の肥沃度、保水性、栄養循環を改善できる天然の土壌改良剤として人気が高まっています。農家にバイオ炭の利点を教育し、その有効性を実証するためのフィールド試験を実施し、土壌の健康と回復力を向上させるために再生農業システムにバイオ炭を組み込む機会があります。
さらに、気候変動と持続可能な農業に関する世界的な懸念の高まりを受けて、国際半乾燥熱帯作物研究所 (ICRISAT) はバイオ炭生産に関する画期的な研究を開始しました。農業の中心地であるインドは、毎年 5 億トン以上の農業残渣を生み出し、その 4 分の 1 が焼却され、健康や環境へのリスクをもたらしています。これらの残渣からバイオ炭を生産することは、農家に廃棄物管理ソリューションと潜在的な収入源を提供する持続可能な代替手段です。
プロジェクト・ドローダウンによると、この物質を土壌改良剤として広く使用することで、2050年までに世界の排出量を年間1.3～3ギガトンのCO2換算で削減できる可能性がある。これは、海洋発電の拡大による潜在的影響よりわずかに大きく、ハイブリッド車の路上走行台数が20倍に増えるよりわずかに小さい。国立家畜草地科学研究所は、動物飼料にバイオ炭を使用すると、牛からの温室効果ガス排出量を最大20％削減できると推定している。さらに、一度土壌に取り込まれると、数百年、場合によっては数千年は安定した状態を保ち、大気から炭素を効果的に除去することができる。
市場は技術によってさらに熱分解とガス化に細分化されています。
熱分解は、さまざまな原料を処理できる低コストで便利な技術として人気があるため、市場を支配すると予想されています。熱分解は酸素なしで熱分解するプロセスであり、有機物をバイオ炭、バイオオイル、合成ガスに変換します。熱分解では、木材チップ、作物残渣、有機廃棄物などのバイオマス原料が制御された環境で高温（通常300°C〜800°C）に加熱され、揮発性ガスが放出され、固体残渣としてバイオ炭が形成されます。熱分解により、多孔質構造の炭素を豊富に含むバイオ炭が生成され、土壌改良、炭素隔離、その他の用途に適しています。この技術は、温室効果ガスの排出削減に役立ちます。これにより、予測期間中の熱分解技術セグメントの成長が促進されます。
ガス化セグメントは、予測期間中に大幅に成長すると予想されています。ガス化は、バイオマスを主に水素、一酸化炭素、メタンからなる合成ガス (合成ガス) に変換する熱化学プロセスです。熱分解とは異なり、ガス化はより高温 (通常 800°C 以上) で行われ、制御された量の酸素または蒸気が反応室に導入され、バイオマス原料が部分的に酸化されます。結果として得られる合成ガスは、発電、建物の暖房、または化学物質の生成に使用できます。同時に、バイオ炭と呼ばれる固体残留物を回収して、土壌改良などの目的に使用できます。
さらに、この技術では、直接加熱され空気にさらされる反応容器内で生成される炭化物の量が少なくなります。この技術は大気汚染物質の排出が少ないため、市場需要と受け入れが拡大しています。ただし、この方法は他の方法よりも効率が悪いです。
市場は、用途によって農業、畜産、発電に分けられます。
農業分野が市場を独占すると予想されています。農業では、バイオ炭は主に土壌の健全性と作物の生産性を改善し、持続可能な農業慣行を促進するために使用されます。農家は、バイオ炭を農業用土壌に取り入れることで、土壌構造、保水性、栄養素の利用性、有益な土壌微生物の存在を改善できます。バイオ炭で改良された土壌は、多くの場合、栄養素の浸出が少なく、作物の収穫量が高く、干ばつや熱などの環境ストレスに対する耐性が高くなります。
さらに、バイオ炭は土壌炭素の隔離、温室効果ガスの排出削減、気候変動緩和への取り組みにも役立ちます。このような炭は、土壌の質を向上させながら土壌内の炭素の自然な割合を増やすのに役立つため、肥料として農業で広く使用されています。また、農業廃棄物と土壌からの温室効果ガスの排出も削減します。世界中の農家がこのような炭を使用することが増えており、予測期間中に農業セグメントの成長を促進するでしょう。
発電セグメントは、予測期間中に大幅に成長すると予想されています。バイオ炭は、ガス化または燃焼プロセスでバイオマス原料として使用できるため、発電および再生可能エネルギー生産の用途があります。ガス化により、バイオマス由来のバイオ炭は、水素、一酸化炭素、メタンを含む合成ガス（合成ガス）に変換され、発電、暖房、または化学製品の製造に使用できます。
同様に、統合ガス化複合サイクル（IGCC）システムやバイオマスエネルギープラントでは、バイオ炭を再生可能な燃料源として使用して電気、熱、またはバイオ燃料を生成し、化石燃料を置き換えて温室効果ガスの排出を削減しています。バイオ炭のエネルギーポテンシャルを活用することで、発電施設はエネルギーシステムの脱炭素化、エネルギー自立の促進、気候変動の影響の緩和に役立ちます。世界中の政府は、農業や林業などのさまざまなセクターからの炭素排出量を削減できるため、石炭を使用してエネルギーを生成することを奨励しています。
世界的なバイオ炭市場分析は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、中東、アフリカ、ラテンアメリカで実施されています。
アジア太平洋地域は、世界のバイオ炭市場で最も重要なシェアを占めており、予測期間中に12.6％のCAGRで成長すると予測されています。アジア太平洋地域は、世界市場で最大のシェアを占めています。この地域の土壌改良と炭素隔離の潜在性が、このセクターの主な原動力です。さらに、この地域の急速な経済および農業の発展が市場の成長に貢献しています。中国は、アジア太平洋地域でそのような炭の最大の生産国です。この地域は、作物残渣の処分、土壌汚染、品質低下、焼畑、および温室効果ガスの排出に重点を置いています。その結果、農業廃棄物をこの製品に組み込み、農地で土壌改良剤として使用することが、これらの問題に対処するためにこの地域での成長を促進しています。
さらに、熱化学プロセスが作物残渣をバイオ炭に変換するより費用対効果の高い方法になったため、インドのバイオ炭市場は急速に拡大しています。また、このプロセスは、アグロフォレストリー残渣の効果的な処分と管理も促進します。バイオ炭は、排水性、保水性、多孔性、かさ密度などの土壌の物理的特性を改善するのに役立ちます。さらに、インドの農業業界では、土壌栄養源として作物残渣を有効利用することで土壌の健康状態を改善したいという需要が高まっています。
さらに、Nature Communication によると、パリ協定の費用対効果の高い目標である地球の気温上昇を 2°C または 1.5°C に抑えるという目標を達成するには、CO2 削減と再生可能エネルギーの目標を達成するためにゼロ排出技術 (NET) を広く使用する必要があります。短期的 (2020 ～ 2030 年) に BIPP を使用して作物残渣の 73% を木炭処理し、2030 年以降は BECCS との展開を調整するという「中程度」のシナリオでは、2050 年までに総 GHG 排出量の削減量は 8620 MtCO2eq に達する可能性があります。
北米は予測期間中に年平均成長率 12.8% を示すと予想されています。北米は炭の市場としては世界第 2 位であり、オーガニック食品の需要増加と肉の消費量の増加により、大幅な成長が見込まれています。国内および世界規模で事業を展開する多くの地元および大手メーカーが、この分野の成長を牽引してきました。USBI によると、調査対象企業による国内炭生産量は年間 35,000 トンから 70,000 トンの範囲です。
さらに、米国は、この製品が国内で広く普及しているため、世界最大の収益を生み出しています。多くの中小規模のメーカーがこの分野の成長に貢献しています。資本不足と成長見込みの不足により業界から撤退する企業がいくつかありますが、今後数年間は全体的な成長見通しは有望です。
同様に、カナダでは、Airex Energy Inc.、Groupe Rémabec、SUEZがCARBONITYの開発に協力しています。これは、ケベック州ポールカルティエ（QC）にあるカナダ初の産業用バイオ炭生産プラントです。SUEZとAirex Energyのこのコラボレーションは、2035年までに35万トンのバイオ炭を生産することを目指しています。さらに、カナダの石油・ガス会社Petrox Resources Corporation（Petrox）は、再生可能エネルギープロジェクト開発者であるM＆L Renewable Energy Group Ltdと協力する覚書（MoU）に署名しました。この覚書は、アルバータ州エドモントンにバイオ炭施設を設立し、カナダ全土に同様のプラントを拡大することを目指しています。
ヨーロッパには、洗練され競争の激しい農業資材市場と成長を続けるオーガニック部門があります。オーガニック食品の需要はますます高まっており、オーガニック農業部門にとって潜在的な成長機会となっています。そのため、多くの新しい生産者が市場に参入し、自主的な欧州バイオチャー証明書（EBC）基準を満たしています。ドイツは、バイオチャープロジェクトを積極的に推進しているトップ国の1つです。たとえば、2021年11月には、森林作業からの木材残渣と廃木材をバイオチャーの形で安定した炭素に変換するNovoCarboバイオチャープロジェクトが開始されました。
