世界の二酸化炭素回収膜市場規模は、2025年には15億8,000万米ドルと評価され、2026年の18億3,000万米ドルから2034年には55億2,000万米ドルに成長すると予測されており、予測期間（2026年～2034年）における年平均成長率（CAGR）は14.79%となる見込みです。北米は、2025年に39.76%の市場シェアを占め、二酸化炭素回収膜市場を牽引しました。
二酸化炭素回収膜は、半透膜材料を用いて工業用ガス流、発電所排出物、天然ガス処理、水素製造などから二酸化炭素（CO₂）を選択的に回収・分離する高度な分離システムです。これらの膜は、温室効果ガス排出量の削減、二酸化炭素回収効率の向上、産業の脱炭素化を支援するとともに、従来の溶剤系二酸化炭素回収技術よりもエネルギー消費量が少なく、操作も簡便です。
二酸化炭素回収膜市場の需要は、二酸化炭素排出量削減への関心の高まり、厳格な環境規制、そして産業分野全体における二酸化炭素回収技術の導入拡大によって牽引されています。産業界は、二酸化炭素回収効率の向上とエネルギー消費量の削減を目指し、これらのシステムを採用しています。膜技術の進歩、二酸化炭素回収プロジェクトへの投資増加、そして産業脱炭素化イニシアチブの拡大も、二酸化炭素回収膜市場の成長に貢献しています。
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二酸化炭素回収膜市場は、特殊な膜材料、高度なポリマー、精密製造装置、および世界各地から調達される部品に依存しているため、サプライチェーンの混乱に非常に脆弱です。原材料の入手可能性、モジュール生産、および国際物流の混乱は、製造コストを増加させ、発電、セメント、鉄鋼、化学、水素産業における二酸化炭素回収システムの導入を遅らせます。これらの課題は、プロジェクトの実行を遅らせ、調達サイクルを延長し、製造業者にサプライヤーの多様化と地域生産能力の強化を促すことで、世界の市場エコシステムに影響を与えています。市場は、二酸化炭素回収技術への投資の加速、支援的な気候変動対策、および急速に拡大する産業脱炭素化プロジェクトによって、混乱前の水準を超える需要を生み出し、J字型の回復を遂げています。
二酸化炭素回収効率の向上に対するニーズの高まりは、CO₂選択性と耐久性を向上させた先進的な膜材料の開発を促進しています。これにより、業界は従来のポリマー膜から、厳しい産業条件下でより優れた性能を発揮する混合マトリックス膜や複合膜技術へと移行しつつあります。その結果、産業ユーザーはエネルギー消費量の削減、膜寿命の延長、プロセス効率の向上を実現しています。例えば、エア・リキード社は、産業用ガス分離および二酸化炭素回収用途向けの高性能膜技術の開発を進めています。
柔軟な脱炭素化ソリューションへの需要の高まりは、産業施設全体でモジュール式炭素回収膜システムの導入を加速させています。これにより、メーカーは既存のプラントに容易に統合でき、設置時間を短縮できるコンパクトな工場生産型膜ユニットの開発を進めています。その結果、企業は設備投資と運用上の複雑さを軽減しながら、段階的に炭素回収能力を拡大することが可能になります。例えば、MTR（Membrane Technology and Research, Inc.）は、発電および産業排出源向けのモジュール式膜型炭素回収システムを開発しています。
二酸化炭素回収膜市場では、二酸化炭素回収・利用・貯留（CCUS）プロジェクトの普及拡大、炭素排出規制の強化、エネルギー効率の高い二酸化炭素回収技術への需要の高まりを背景に、投資活動が継続すると予測されています。投資家は、次世代膜材料、高性能ガス分離システム、そして二酸化炭素回収効率の向上、運用コストの削減、産業の脱炭素化を支援するモジュール式二酸化炭素回収ソリューションを開発する企業に注目しています。
炭素回収膜市場における主要な投資および資金調達活動、2025年～2026年
MTRカーボン回収
2700万米ドル
2026年4月、MTR Carbon Capture社は、膜分離技術を用いたガス分離および二酸化炭素回収技術の規模拡大を目指し、シリーズBラウンドの資金調達を実施した。
エクアティック
1,160万米ドル
2025年8月、Equatic社は海水電解による炭素除去技術の規模拡大を目指し、シリーズAラウンドの資金調達を完了した。
カーボンアップサイクル
1800万米ドル
2025年6月、カーボンアップサイクリング社は、セメント産業向けの二酸化炭素回収・利用技術を規模拡大するために投資を募った。
排出規制遵守の必要性の高まりと水素生産活動の増加が市場を牽引
厳格な炭素排出規制により、排出量の多い産業全体で効率的な炭素回収技術への需要が高まっています。これにより、環境基準への準拠を支援しつつ運用上の複雑さを軽減する膜分離型炭素回収システムの導入が加速しています。規制要件の強化は、発電、セメント、鉄鋼、化学などの分野で需要を拡大させ、供給業者に商業生産の規模拡大を促しています。例えば、ホルシム社はセメント工場で炭素回収技術を導入し、プロセス排出量の削減に取り組んでいます。
水素生産の急速な拡大に伴い、高度なCO₂分離技術への需要が高まっている。この拡大は、水素および産業ガス施設における膜分離技術への需要を牽引している。例えば、エア・プロダクツ社は、炭素管理の改善と低炭素水素生産の支援のため、ブルー水素プロジェクトに炭素回収技術を統合している。
低CO₂濃度流における性能の限界と、高度な膜材料の高コストが市場拡大を阻害している。
二酸化炭素回収膜は、二酸化炭素濃度が低い排ガスを処理する場合、分離効率が低下する。このため、特定の産業用途への適用が制限され、多くの場合、追加の分離工程やハイブリッドシステムが必要となる。結果として、導入がより複雑かつ高コストになり、一部の最終用途産業における普及が遅れる。
高性能ポリマー、複合材料、精密製造プロセスの使用は、二酸化炭素回収膜システムのコストを増加させる。こうした初期費用の高さは、特に資本予算が限られている中小規模の産業施設における導入を阻害する要因となっている。結果として、市場の成長は、より強力な資金援助を受けられる大規模プロジェクトに集中している。
二酸化炭素回収設備の改修件数の増加と、新たに登場する直接空気回収技術は、市場参加者に成長機会を提供する。
既存の産業施設の改修が増加するにつれ、二酸化炭素回収膜メーカーやエンジニアリングソリューションプロバイダーにとって新たな成長機会が生まれています。産業界は、大規模なインフラ変更を伴わずに排出量を削減するため、既存のプラントをコンパクトな膜システムでアップグレードしています。この傾向により、セメント、鉄鋼、製油所、化学プラントなど、対象市場が拡大すると同時に、導入の複雑さも軽減されます。改修プロジェクトが世界的に増加するにつれ、サプライヤーは長期契約と継続的なサービス収益を確保できます。例えば、MTR（Membrane Technology and Research, Inc.）は、産業用二酸化炭素回収のための膜ベースの改修ソリューションを開発しています。
直接空気回収プロジェクトの拡大は、膜開発企業や先端材料メーカーにとって大きなビジネスチャンスを生み出しています。次世代膜技術は、二酸化炭素分離効率を向上させると同時に、DACシステムのエネルギー消費量を削減できます。政府や民間投資家が二酸化炭素除去プロジェクトを拡大するにつれ、高性能膜ソリューションへの需要は増加すると予想されます。
大規模な商業的検証の限定と不十分なCO₂輸送・貯蔵インフラが市場成長の課題となっている。
大規模な商業用膜分離型二酸化炭素回収プロジェクトの数が限られているため、長期的な運用性能と信頼性に関して不確実性が生じている。多くの産業事業者は、大容量用途において依然として成熟した溶剤系技術に依存しており、膜分離システムの商業化を遅らせている。このような慎重な導入は投資判断を遅らせ、市場全体の成長を抑制する。
二酸化炭素輸送パイプラインと恒久的な貯蔵インフラの不足は、多くの地域で二酸化炭素回収膜システムの導入を阻害している。回収技術が利用可能な地域であっても、下流インフラの不備がプロジェクトの実施を遅らせ、投資への信頼を低下させている。例えば、ヨーロッパ各地の複数の産業用二酸化炭素回収プロジェクトは、二酸化炭素輸送・貯蔵ネットワークの不備により実施が遅れており、市場全体の成長を妨げている。
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ポリマー膜セグメントは、商業的な成熟度、コスト効率、大規模製造の容易さ、および産業用ガス分離用途における幅広い採用により、57.86%のシェアを占めました。高い化学的安定性、拡張可能な生産、天然ガス処理、水素製造、燃焼後炭素回収における導入の拡大は、このセグメントの市場における地位をさらに強化し続けています。
混合マトリックス膜（MMM）分野は、高性能CO₂分離材料への需要の高まりを背景に、予測期間中に年平均成長率（CAGR）約16.84%で成長すると予想されています。金属有機構造体（MOF）、ゼオライト、グラフェン系フィラーの統合により、膜の透過性と選択性が向上し、これらの膜は次世代の産業用二酸化炭素回収システムにとって魅力的なものとなっています。
石油・ガス分野は、天然ガスの脱硫、ガス流からのCO₂除去、ガス処理効率の向上などに膜分離システムが広く利用されていることから、2025年には34.62%のシェアを占める見込みです。LNGインフラとブルー水素製造への投資拡大も、この分野の市場における地位をさらに強化しています。
セメント業界は、製造工程におけるCO₂排出量の削減と厳しい脱炭素化目標の達成に向けた圧力の高まりを背景に、予測期間中に年平均成長率（CAGR）16.03%で成長すると見込まれています。セメント製造施設への膜分離型二酸化炭素回収技術の導入拡大も、この業界の急速な成長を支えています。
ポリマー膜技術分野は、商業的な成熟度、製造コストの低さ、そして産業用二酸化炭素回収用途における幅広い展開により、2025年には61.28%のシェアを占めると予測されています。膜の耐久性とガス分離効率の継続的な向上も、その普及をさらに後押ししています。
ハイブリッド膜システム分野は、膜と吸着技術または極低温技術を組み合わせた統合型二酸化炭素回収ソリューションの採用拡大を背景に、予測期間中に年平均成長率（CAGR）17.08%で成長すると予想されています。これらのハイブリッドシステムは、CO₂回収率の向上、エネルギー消費量の削減、そして大規模な産業施設における費用対効果の高い導入を可能にします。
セメント、鉄鋼、化学、精製、石油化学施設からのCO₂排出量が多いため、2025年には産業プロセス排出セグメントが全体の58.94%を占める見込みです。産業脱炭素化への取り組みの強化と厳しい排出削減目標により、これらのセクター全体で膜分離型二酸化炭素回収システムの導入が加速しています。
発電部門は、排出規制遵守のため天然ガス火力発電所や石炭火力発電所における二酸化炭素回収技術の導入拡大を背景に、予測期間中に年平均成長率（CAGR）15.68%で成長すると見込まれています。二酸化炭素回収・利用・貯留（CCUS）プロジェクトや低炭素発電への投資増加も、この部門の成長をさらに後押ししています。
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北米：強力なCCUS導入と炭素削減を支援する政策が市場支配を牽引
北米の炭素回収膜市場は、炭素回収・利用・貯蔵（CCUS）プロジェクトの大規模な展開、厳格な炭素排出規制、産業脱炭素化への投資増加を背景に、2025年には地域別シェア39.76%で最大となりました。この地域は、成熟した炭素回収エコシステム、先進的な膜技術開発者、石油・ガス、発電、水素、化学産業における強力な採用の恩恵を受けています。米国エネルギー省（DOE）によると、同国は2026年に産業実証プログラムと炭素回収イニシアチブを通じて炭素管理プロジェクトに60億ドル以上の連邦資金を投入し、先進的な炭素回収技術の大規模な展開を支援すると発表しました。
米国の二酸化炭素回収膜市場は、産業用二酸化炭素回収プロジェクトの導入拡大と低炭素水素製造への投資増加を背景に、2025年には4億8000万米ドル規模に達すると予測されています。産業界の事業者は、製油所、天然ガス処理プラント、発電所、化学プラントなどにおいて、排出量を削減しつつ操業効率を向上させるため、膜分離式CO₂分離システムを導入しています。強力な政府インセンティブ、CCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留）インフラの拡大、そして主要な二酸化炭素回収技術開発企業の存在が、米国全土における二酸化炭素回収膜の需要をさらに高めています。
カナダの二酸化炭素回収膜市場規模は、2025年には1億2,000万米ドルと評価されており、これは同国における二酸化炭素回収インフラの拡大と、オイルサンド、天然ガス処理、重工業操業からの排出量削減への注力の高まりによって支えられている。連邦政府および州政府の炭素削減プログラムは、産業界に先進的な二酸化炭素回収技術の導入を促しており、CCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留）拠点や水素製造プロジェクトへの投資の増加は、膜技術の導入にとって好ましい環境を引き続き作り出している。
アジア太平洋地域：産業の脱炭素化とCCUS投資の拡大が牽引する最速の成長
アジア太平洋地域の二酸化炭素回収膜市場は、予測期間中に年平均成長率（CAGR）16.21%で成長すると予想されており、地域別では最速の成長率を示しています。この成長は、急速な工業化、CCUS投資の拡大、水素生産能力の向上、主要経済圏における炭素排出規制の強化によって支えられています。政府や企業は、セメント、鉄鋼、発電、精製、化学の各分野の脱炭素化のために二酸化炭素回収技術に投資しています。日本の経済産業省（METI）によると、日本は2030年までに年間600万～1200万トンのCO₂を回収・貯留することを目指しており、2026年には複数の商業用CCUSプロジェクトが進展し、二酸化炭素回収膜技術の長期的な需要を支えると見込まれています。
中国の二酸化炭素回収膜市場規模は、CCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留）実証プロジェクトの急速な拡大と、発電、セメント、鉄鋼、化学産業における二酸化炭素削減への取り組みの強化を背景に、2025年には2億1000万米ドルに達すると予測されている。産業の脱炭素化を支援する政府政策に加え、クリーンエネルギーインフラや水素製造への大規模投資も、膜ベースの二酸化炭素回収技術の普及を加速させている。
インドの二酸化炭素回収膜市場規模は、産業脱炭素化への投資増加、クリーン水素イニシアチブの拡大、セメント、精製、鉄鋼産業からの排出量削減への注力の高まりを背景に、2025年には0.09億米ドルと評価されている。国内における二酸化炭素回収パイロットプロジェクトの導入拡大と、低炭素技術を支援する政府政策は、膜ベースの二酸化炭素回収システムにとって好ましい機会を生み出している。
日本の二酸化炭素回収膜市場は、2025年には1億1,000万米ドル規模に達すると予測されています。これは、カーボンニュートラルへの強い取り組みと、商業規模のCCUS（二酸化炭素回収・利用・貯留）および水素プロジェクトの拡大に支えられています。産業界は、発電、化学製造、産業ガス処理におけるエネルギー効率の向上と排出量削減のため、先進的な膜分離技術の導入をますます進めています。炭素管理インフラと先進的なガス分離技術への継続的な投資が、日本全国における二酸化炭素回収膜市場の成長を後押ししています。
地域別インサイトを確認国別データと地域動向をご確認ください。
二酸化炭素回収膜市場の競争環境は、既存の膜技術企業、産業ガスソリューションプロバイダー、二酸化炭素回収技術開発企業の間で競争が集中しており、中程度の統合が進んでいます。主要企業は、膜材料の改良、CO₂分離効率、システムの拡張性、二酸化炭素回収・利用・貯留（CCUS）プロジェクトとの統合を通じて競争しています。新興企業もまた、次世代膜技術の開発、パイロットプラントおよび商業プラントの展開拡大、産業エンドユーザーとのパートナーシップ強化に注力しています。二酸化炭素回収膜市場のエコシステムは、厳格な炭素排出規制、産業脱炭素化イニシアチブの増加、CCUSインフラの拡大、排出量を削減しながら運用コストを低減するエネルギー効率の高い二酸化炭素回収ソリューションへの需要の高まりによって形成されています。
2026年4月：エボニック・インダストリーズAGは、MTC Orec Sdn. Bhd.（MTCO）と、アジア全域のバイオガス高度化プロジェクト向けに、同社のSEPURAN Green膜技術および特許取得済みシステムを供給する商業契約を締結した。
2026年3月：コーニング社とエアキャプチャー社は、炭素回収用途向けに先進的なセラミック材料を用いたモジュール式直接空気回収（DAC）システムを商業展開するため、協力関係を拡大した。
2025年10月：SLB Capturiは、アジア太平洋地域および中東地域における産業プロジェクト向け燃焼後CO₂回収技術に関して、JGCホールディングス株式会社と協力するための覚書を締結した。
2025年9月：日東電工株式会社は、産業用二酸化炭素回収用途向けの促進輸送膜技術の実用化を加速するため、アクアラング・カーボン・キャプチャー社と共同開発契約（JDA）を締結しました。
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著者の詳細
Research Analyst
Pavan Warade is a Research Analyst with over 4 years of expertise in Technology and Aerospace & Defense markets. He delivers detailed market assessments, technology adoption studies, and strategic forecasts. Pavan’s work enables stakeholders to capitalize on innovation and stay competitive in high-tech and defense-related industries.
掲載実績：
sales@straitsresearch.com