世界のバイオリファイナリー市場: 原料別情報 (デンプンおよび砂糖作物、エネルギー作物、有機および農業残渣、マルチ原料)、プロセス別情報 (生化学プロセス、化学プロセス、機械的/物理的プロセス、熱化学プロセス)

市場概況

世界のバイオリファイナリー市場規模は、2023年に456億米ドルと評価され、 2032年までに998億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9.1%のCAGRを記録します。世界の人口増加、エネルギー消費の増加、および温室効果ガス排出量の増加による気候変動の加速は、バイオリファイナリー市場の成長を後押しする主な市場推進要因です。

バイオリファイナリーは、さまざまな方法を使用してバイオマスをバイオ燃料、生化学製品、バイオプラスチック、その他のバイオベースの材料などの価値ある製品に変換する施設です。バイオリファイナリーは、従来の石油精製所と同様に、原油を処理して燃料や化学製品を製造します。農業残渣、林業廃棄物、エネルギー作物、藻類、有機廃棄物などの再生可能なバイオマス原料を使用して、化石ベースの製品に代わる持続可能な代替品を生み出します。

環境安全に対する人々の関心が高まるにつれ、バイオベースの製品が汚染物質の排出を削減するため、産業活動におけるバイオベースの製品の使用が増加しています。さらに、バイオ精製製品は、化粧品、樹脂、アルコールの製造に広く使用されています。さらに、バイオ精製プロセスで生成される燃料は、安価で温室効果ガスの排出が少ないエネルギー要件を満たすために使用されます。したがって、これらの要因は、予測期間中に世界のバイオ精製市場の成長に寄与すると予測されています。ただし、顧客とサプライヤー間のギャップにより、世界のバイオ精製製品市場の発展が制限されています。

ハイライト

• デンプンと砂糖の作物が原料を通じて市場を支配しています。
• 生化学プロセスは、プロセス別で最も高い収益シェアを生み出します。
• 製品別ではエネルギーが市場をリードした。

市場動向

世界のバイオリファイナリー市場の推進要因:

政府の規制と再生可能エネルギー政策

多くの国が再生可能燃料基準またはバイオ燃料義務を採用しており、バイオ燃料などの再生可能資源からの輸送燃料を一定量必要としています。これらの義務によりバイオ燃料の需要が高まり、規制要件を満たすためにバイオ精製所への投資が奨励されています。米国の再生可能燃料基準 (RFS) では、輸送燃料にエタノールやバイオディーゼルなどの再生可能燃料を最低限の量含めることが義務付けられています。RFS は、温室効果ガスの排出を削減し、再生可能燃料セクターを拡大し、輸入石油への依存を減らすために、2005 年に議会によって制定されました。2007 年のエネルギー独立安全保障法により、再生可能燃料基準が強化および拡張されました。

さらに、米国環境保護庁（EPA）は2023年6月21日、輸送燃料に必要なバイオ燃料の量を2023年から2025年にかけて増加させる最終規則を発行しました。この規則により、再生可能燃料の総量は2023年に1.5％、2024年に4.4％、2025年に8.2％増加します。この規則では、セルロース系バイオ燃料の量要件も2023年に25％、2024年に29％、2025年に33％引き上げられます。

さらに、政府はバイオリファイナリーのような再生可能エネルギー技術の開発と導入を奨励するために、税制優遇、補助金、助成金、融資保証を頻繁に提供しています。これらの財政的インセンティブは、バイオリファイナリー プロジェクトの初期コストを下げ、その経済的実現可能性を高めます。たとえば、米国連邦政府は、エタノール混合に対するブレンダー税額控除やセルロース系バイオ燃料生産に対する生産税額控除など、バイオ燃料生産者にさまざまな税額控除やインセンティブを提供しています。これらのインセンティブは、バイオリファイナリーへの投資を奨励し、バイオ燃料産業の構築に役立ちます。

世界のバイオリファイナリー市場の制約:

原料の入手可能性と持続可能性の課題

バイオリファイナリーで利用される農業残渣、林業廃棄物、エネルギー作物などのバイオマス原料は、食品や飼料製造などの他の産業と頻繁に競合します。バイオリファイナリーの原料としての可能性を秘めたトウモロコシの茎葉や麦わらなどの作物残渣は、家畜の敷料、土壌改良、浸食防止のために農業でも利用されています。2023年の世界の飼料生産量は12億8,700万トン（BMT）と予想されており、2022年から0.2％減少しています。IEAの再生可能エネルギー2022調査では、バイオ燃料業界が2022年から2027年にかけて原料供給不足を経験すると予測されています。分析では、予測期間中に植物油、廃棄物、残留油脂の需要が56％増加して7,900万トンになると推定されています。

さらに、バイオマス原料が耕作地をめぐって食用作物と競合すると、土地利用紛争が発生します。トウモロコシやサトウキビなどのバイオ燃料生成用のエネルギー作物の栽培は、森林破壊、土地の転換、食糧生産の転換につながる可能性があり、食糧安全保障と生物多様性の減少に関する懸念が生じます。単一栽培農業と集約農業は、土壌の劣化、水質汚染、生物多様性の喪失など、環境に悪影響を及ぼす可能性のあるバイオマス生産戦略の例です。たとえば、東南アジアでのバイオ燃料生産用のパーム油プランテーションの拡大は、森林破壊と生息地の破壊につながり、絶滅危惧種と生態系に脅威を与えています。

さらに、トウモロコシはエタノール生産に使用される主な原料であり、米国におけるバイオ燃料原料の消費量の大部分を占めています。USDAは、2023～24年に53億ブッシェルのトウモロコシがエタノール生産に使用されると予想しており、この予測は9月のWASDEでも再確認されています。政府は、2022～23年のトウモロコシエタノール使用量の予測を、先月の51億9,500万ブッシェルから51億7,700万ブッシェルに引き下げました。これは、バイオリファイナリー業界における原料供給と持続可能性の問題を示しています。しかし、トウモロコシエタノール生産は、食品、飼料、輸出など、トウモロコシの他の用途と競合するため、農業資源が食品生産から多様化することへの懸念が生じています。

世界のバイオリファイナリー市場の機会:

高度な変換技術の統合

バイオリファイナリー技術は進歩し、バイオマスをバイオ燃料、生化学製品、バイオプラスチック、バイオ複合材料などの幅広いバイオベース製品に変換しています。酵素加水分解、熱分解、ガス化などの高度な変換技術を統合することで、プロセス効率、製品収量、柔軟性が向上し、製品の革新と市場拡大の新たな可能性が生まれます。

さらに、ハイブリッドバイオリファイナリーの設計では、生化学経路や熱化学経路などの変換プロセスを統合して、リソースの使用、プロセス効率、製品の多様性を高めます。ハイブリッドバイオリファイナリーは、原料の柔軟性、製品の統合、プロセスの最適化を組み合わせることで、経済的および環境的な持続可能性を実現できます。Neste は、フィンランド、オランダ、シンガポールの製油所で再生可能な製品を製造するために、持続可能な方法で生産された幅広い原材料を使用しています。Neste は、持続可能な方法で生産された植物油も少量使用しており、短期から中期的には、再生農業の実践から得られる独自の植物油を原材料ポートフォリオに導入しようとしています。

分析

世界のバイオ精製市場は、原料、プロセス、製品に基づいてセグメント化されています。

原料別の市場はさらに、デンプンおよび砂糖作物、エネルギー作物、有機および農業残渣、および複合原料に分類されます。

デンプンおよび砂糖作物のカテゴリーは、主にその高い入手可能性により、支配的な市場シェアを維持すると予測されています。デンプンおよび砂糖作物は、豊富なデンプンまたは糖分含有量のために主に栽培されており、これらは発酵可能な糖に容易に変換され、バイオ燃料や生化学製品を製造できます。作物の例としては、トウモロコシ、サトウキビ、テンサイ、小麦などがあります。

さらに、これらの作物にはグルコースやスクロースなどの炭水化物が多く含まれており、酵素加水分解や発酵によって分解され、バイオエタノール、バイオブタノール、その他のバイオベースの製品が作られます。第一世代のバイオ燃料生産では、糖分やデンプン含有量が豊富で加工技術が確立されているため、デンプンや砂糖の作物が広く利用されています。

エネルギー作物は、バイオ精製所でバイオエネルギーを生産するためだけに栽培されるバイオマス作物です。これらの作物は、大量の植物材料を生産する可能性、成長速度が速いこと、農業に適しているか、または損傷を受けた土地での栽培に適しているかに基づいて選択されます。

さらに、エネルギー作物は、セルロースエタノールや再生可能ディーゼルなどの非食用バイオマス源から得られるリグノセルロース系バイオ燃料を生産するために、第 2 世代のバイオ精製所でより一般的に利用されるようになっています。

プロセスに基づいて、市場は生化学、化学、機械/物理、熱化学、およびマルチプロセスに細分化されています。

生化学のカテゴリーは、世界のバイオリファイナリー市場で最大の市場シェアを占めています。生化学プロセスでは、生物または酵素を利用して、バイオマスをバイオ燃料、生化学物質、その他のバイオベース製品に変換します。これらの方法には通常、発酵と酵素加水分解が含まれます。発酵では、酵母や細菌などの微生物を利用して、炭水化物をエタノール、バイオブタノール、またはその他の化合物に変換します。酵素加水分解では、酵素を利用して、バイオマス内の複雑な炭水化物を発酵可能な糖に分解します。1 つの例は、農業残渣などのリグノセルロース原料からセルロースエタノールを製造することです。生化学的方法には、選択性や穏やかな操作条件などの利点があります。

しかし、バイオマスを酵素や微生物が利用できるようにするための前処理手順が頻繁に必要になります。国際エネルギー機関は、バイオ精製所で採用されている主な方法は生化学的変換であり、この分野では発酵が広く利用されていると述べています。

化学プロセスでは、化学反応を利用してバイオマスを価値ある製品に変換します。これらのプロセスでは、触媒が枯渇することなく化学反応を促進する触媒作用が頻繁に使用されます。例としては、植物油や動物性脂肪をバイオディーゼルに変換するエステル交換反応や、セルロースなどの複雑なポリマーをより基本的な分子に分解する加水分解などがあります。化学プロセスでは、バイオ燃料、バイオプラスチック、特殊化学薬品など、さまざまな製品を生成できます。これらの技術は変換効率に優れており、個々の製品に合わせてカスタマイズできます。ただし、大量のエネルギー入力が必要になり、適切に処理する必要がある化学廃棄物が発生する場合があります。

市場は製品別にさらにエネルギー、化学薬品、材料に分けられます。

エネルギー駆動セグメントが市場を独占すると予測されており、化石燃料コストの変動がエネルギー駆動製品の競争力に影響を与えています。化石燃料コストが上昇するにつれて、再生可能エネルギー源の経済的魅力も高まります。この要因が、このセグメントの成長の主な原動力です。

さらに、多くの人々が、自分の選択が環境に及ぼす影響についてより意識するようになり、持続可能な特性を持つ製品を積極的に探しています。バイオリファイナリー由来の製品には、エネルギーを駆使した製品の持続可能性を示すグリーン ラベルが付いていることがよくあります。この要素は、このセグメントの拡大をさらに強調しています。

材料主導のセグメントは、市場で最も魅力的な構成要素になると予想されています。バイオリファイナリーは、バイオマテリアル、バイオプラスチック、生化学薬品など、さまざまな業界で使用される材料を生産します。これらの品目は、化石燃料から得られる従来の材料の代替品として一般的に使用されているため、環境意識の高い顧客や業界にとって魅力的です。

地域分析

アジア太平洋地域が世界市場を支配

世界的なバイオ精製所市場の分析は、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、世界のバイオリファイナリー市場で最も重要なシェアを占めており、予測期間中に8.8％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2023年に市場を支配し、予測期間中に大幅な拡大が見込まれています。この地域の拡大は、環境汚染と廃棄物のエネルギー源への変換に対する認識の高まりに起因する可能性があります。この地域の人口の継続的な増加は、天然ガス、石油、石炭などのエネルギー源の必要性に大きな影響を与えています。注目すべき研究開発で知られるアジアに拠点を置くバイオリファイナリー企業であるEcoCeres Inc.は、農業廃棄物のみから作られたエタノールのヨーロッパ市場への最初の出荷を発表しました。

さらに、PwC Indiaの報道によると、2022年11月、新再生可能エネルギー省（MNRE）は、国家バイオエネルギープログラムとの協力を2025～2026年まで維持するため、エネルギー回収に85億8千万ルピーの予算を割り当てると発表した。このプログラムは、バイオマス、牛の糞、産業廃棄物を利用してエネルギーを抽出し、インドのバイオエネルギー利用促進の取り組みを支援するものである。

北米は予測期間中に8.6%のCAGRを示すことが予想されます。北米は市場で最も急速に拡大している地域であり、予測期間中に大幅な成長を遂げると予想されます。原材料、インフラ、輸送手段が利用可能であることは、都市化を促進します。北米のバイオ精製所市場の拡大は、主に産業革命によるものです。さらに、ユナイテッド エアラインズ ベンチャーズは、NEXT Renewable Fuelsへの戦略的投資を発表しました。これにより、オレゴン州ポート ウェストワードにバイオ燃料精製所が設立され、2026年に操業を開始する予定です。

さらに、バイオエネルギー開発プログラムへの政府支出の増加により、米国は予測期間中、北米市場を支配することが予想されています。2022年6月、米国エネルギー省（DOE）は、米国の農村部でのバイオ燃料とバイオ製品の製造を強化するために5,900万ドルを割り当てました。この資金は、持続可能な航空燃料グランドチャレンジの一環として、2030年までに年間30億ガロン、2050年までに350億ガロンの航空バイオ燃料を生産するという政府の目標達成を支援することを目的としています。

ヨーロッパは大きな市場シェアを占めています。2023年には、ドイツがヨーロッパ市場で支配的な地位を占めていました。ドイツの予想される拡大は、政策の発展の高まりによって推進されると予想されています。2020年1月のドイツの新バイオエコノミー戦略は、ドイツの潜在力を最大限に活用し、バイオエコノミーの分野でのリーダーとしての地位を固めるために必要な前提条件を確立しています。この計画は、生物学的知識と革新的な技術を組み合わせて、未来志向で持続可能で気候中立な経済を創出することに重点を置いています。特に、業界によるバイオジェニック原材料の活用に焦点を当てています。

ラテンアメリカ市場では、ブラジルが最前線に立つと予想されています。この地域では、持続可能なエネルギーの開発と炭素排出量の削減に重点が置かれており、クリーンエネルギー源とバイオリファイナリーに重点を置いた複数の投資活動の導入が促進されています。

中東およびアフリカ市場は、技術の進歩により拡大すると予想されています。たとえば、2022年1月にはイスタンブールにバイオ精製所が正式にオープンしました。この工場では藻類を航空燃料に変換します。精製所では、リアクターとタンクで培養された藻類を利用して、バイオ燃料、有機バイオ肥料、動物飼料、栄養補助食品を製造します。

最近の動向

• 2024 年 5 月 - Honeywell は Enel North America と提携し、エネルギー管理の自動化を実装して電力網の安定性を強化しました。
• 2024年3月-セカブは温室効果ガス排出を根絶するために著名な企業と独自の研究パートナーシップを締結しました。