炭素複合材料市場 サイズと展望 2025-2033

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炭素繊維複合材市場の牽引要因

航空宇宙・防衛部門からの需要増加

複合材は、優れた物理的特性、特に軽量、高い引張強度と剛性、そして優れた耐火性により、航空宇宙産業で長年使用されてきました。炭素繊維強化プラスチックは、軽量、高い耐薬品性、耐腐食性、そして高い強度と剛性を備えているため、航空宇宙産業における軽量構造に最適です。

炭素繊維強化プラスチックは非常に耐久性が高く、アルミニウムや鋼鉄よりも大幅に軽量です。航空機の座席部品、無人航空機の構造部品、隔壁など、一次構造部品や二次構造部品、内装部品に使用されています。フランス、中国、ドイツなどの国々への航空宇宙部品の好調な輸出と、米国の堅調な個人消費は、航空宇宙産業の製造活動を活性化させており、これは米国の航空宇宙用途における炭素複合材市場の好調な発展を促す可能性があります。

風力エネルギー部門からの需要増加

風力タービンブレードの製造は、風力エネルギー部門における炭素複合材の最大の用途です。風力タービン複合材は、ブレードやナセルなどの風力タービン部品の製造に使用される複合材または部品であり、弾力性と引張強度を備えています。さらに、風力タービン構造部品の強度と剛性を向上させる複合材の需要増加も、風力タービン複合材市場の成長を牽引しています。長年にわたり、化石燃料価格の高騰や風力タービンの効率向上といった要因が風力発電産業の成長を後押しし、ひいては世界の炭素複合材市場を活性化させてきました。

市場の制約

他の複合材と比較して製造コストが高い

炭素複合材は、その優れた性能により、航空宇宙、風力エネルギー、自動車、工業、海洋など、様々な業界で広く利用されています。しかしながら、この複合材のコストは比較的高くなっています。炭素複合材は、変換時に消費されるエネルギー、前駆体のコスト、そして変換処理時間の長さのために高価です。

高度なポリマーマトリックス複合材は、レイアップと呼ばれるプロセスで製造されますが、これにはコストのかかる労働訓練と、環境および健康への懸念の高まりが伴います。ポリマー複合材はスチールボディよりも高価であると推定されています。製造プロセスの複雑さから、高度なポリマーマトリックス複合材の高価格は、予測期間中の市場成長を阻害する可能性があります。

市場機会

自動車産業における利用拡大

自動車用複合材に使用されるカーボン複合材は、様々な車両の製造において重要な役割を果たしています。カーボン複合材は、外装部品、内装部品、構造部品、エンジン部品、シャーシシステムなど、様々な用途に使用されています。したがって、市場の成長は自動車メーカーの市場拡大に直接影響されます。

最も重要な要因は、政府による電気自動車の販売促進の意向です。例えば、2019年6月、ドイツ政府と自動車業界は、電気自動車購入者への共同補助金を増額し、このプログラムを2025年まで延長することで合意しました。世界各国政府は、EV業界の二酸化炭素排出量削減を支援しています。これらの要因により、電気自動車（EV）の発売台数が増加し、炭素複合材の需要に影響を与える可能性があり、予測期間中に当該市場の成長機会が生まれることが予想されます。

タイプインサイト

ポリマーセグメントは世界市場を支配しています。ポリマーマトリックスセグメントは、タイプに基づいて熱硬化性ポリマーと熱可塑性樹脂ポリマーに分かれています。市場の大部分は熱硬化性ポリマーセグメントが占めています。熱硬化性複合材料は、熱硬化性ポリマーと炭素繊維またはガラス繊維を混合して製造されます。優れた強度対重量比、耐腐食性など、そして製造コストの低さから、様々な複合材料用途で魅力的です。炭素繊維で強化された熱硬化性複合材料の用途拡大に伴い、その需要も増加し、このセグメントの拡大に​​つながっています。

2種類以上の強化繊維を含む複合材料は、ハイブリッドマトリックス複合材料と呼ばれます。炭素アラミド強化エポキシ（強度と耐衝撃性を兼ね備える）とガラス炭素強化エポキシは、最も普及しているハイブリッド複合材料（手頃な価格で高強度の材料を提供する）です。ハイブリッドマトリックス複合材料は、様々な繊維タイプから得られる特性を融合させる必要がある場合、または縦方向と横方向の両方の機械特性が求められる場合によく使用されます。

プロセスインサイト

プリペグは、高強度強化繊維に熱硬化性樹脂または熱可塑性樹脂を単一方向または一方向に配列、あるいは織り込んだ複合材料です。プリペグは通常、室温では保存期間が非常に短い活性樹脂です。保存期間を延ばすには、プリペグを凍結温度（0℃）で保管する必要があります。繊維と樹脂が一緒に注入されたプリプレグは完全に硬化していません。一般的に使用される繊維は、ガラス繊維、炭素繊維、またはポリアラミドです。この段階の材料はBステージと呼ばれます。プリプレグシートは非常に柔軟で、任意の形状に成形および切断できます。

プルトルージョンプロセスは、高度に自動化された連続的な繊維積層プロセスであり、一定の断面積を持つ高繊維体積プロファイルを生成します。プルトルージョンプロセスは、繊維体積率が高いため、複合材料の強度対重量比が高くなります。同様に、ワインディングプロセスは、回転工具上でフィラメントを圧力と張力をかけながら巻き取ることで複合材料を自動化して製造する方法です。製造される複合材料は、優れた強度と剛性を備えた高品質の製品であり、人件費は低くなります。

アプリケーションインサイト

航空宇宙・防衛分野は、炭素複合材市場シェアに最も大きく貢献しています。当初、航空宇宙製造はアルミニウム、鋼鉄、チタンなどの金属に大きく依存しており、これらは航空機の総重量の約70%を占めていました。しかし近年、軽量化、優れた耐性、断熱性、レーダー吸収などの特性に対する需要の高まりにより、航空宇宙製造における炭素複合材の使用が劇的に増加しています。同様に、防衛産業はミサイル防衛、地上防衛、そして軍事用海洋用途に炭素複合材を使用しています。ボーイング社のような大手企業は、ボーイング787ドリームライナーをはじめとする航空機に、様々な炭素繊維ベースの複合材部品を採用しています。ボーイング社、ゼネラル・エレクトリック社、エアバスSEといった航空宇宙業界の既存企業は、先進複合材の研究開発（R&D）への投資を増やしており、炭素複合材市場の拡大に貢献しています。

スポーツ・レジャーは、炭素複合材市場における主要な最終用途産業です。一般的に、ゴルフ、自転車、ホッケー、テニス、ウィンタースポーツといった商業用スポーツ用品や、ボート製造や競技スポーツ用品といった高価格帯の製品が含まれます。この分野では、価格制約よりも技術要件とマーケティングの側面が重視されます。高性能スポーツ用品メーカーにとって、強度と軽量化は重要な課題です。炭素複合材は、最も過酷な環境下でも、最も強い衝撃に耐えることができます。これらは優れた機械的強度と疲労強度を付与し、ヨーロッパのトップスポーツおよびレジャーメーカーの多くに高く評価されています。

地域別インサイト

2024年の炭素複合材市場はアジア太平洋地域が43%のシェアを占め、引き続き世界最大の市場シェアを占めています。炭素複合材の主な需要源としては、航空宇宙・防衛産業、建設セクター、スポーツ・レクリエーション市場などが挙げられます。中国やインドといった新興国の存在が市場の成長を加速させると予想されています。中国の自動車生産台数は2021年に2,608万台に達し、2020年の2,523万台から3%増加しており、炭素複合材の需要をさらに押し上げると予想されています。さらに、IATAは、予測期間末までにインドが世界第3位の航空市場となり、2030年までに中国と米国を抜いて世界第3位の航空旅客市場になると予測しています。今後20年間で、インドは2,100機の航空機を必要とし、売上高は2,900億米ドルを超えると見込まれています。これらの要因により、航空宇宙産業は炭素複合材の需要を高め、地域市場の成長を牽引すると予測されています。

北米市場動向

北米では、航空宇宙、自動車、風力エネルギー、建設などの産業における炭素複合材の消費量の増加が、炭素複合材市場の拡大に貢献しています。自動車業界において炭素複合材を最も多く使用しているのは、国産スポーツカーの3モデル、シボレー・コルベット・スティングレイ、フォード・マスタング・シェルビーGT500KR、バイパーSRTです。自動車メーカーは、燃費効率と軽量化を実現するために、カーボン複合材などの軽量素材を使用しています。同様に、米国は世界最大の航空産業を擁しています。一般航空機製造者協会（GAMA）によると、一般航空機産業は米国経済に年間2,470億米ドル以上の貢献をし、120万人以上の雇用を生み出しています。したがって、上記の要因によりカーボン複合材の需要が増加し、予測期間中に北米のカーボン複合材市場の成長を促進すると予想されます。

欧州市場動向

ヨーロッパは緩やかな成長が見込まれています。NATO加盟国が国防予算の増額を目指し、GDPの2%を目標としていることから、欧州の防衛市場は資金増加により大幅な成長が見込まれます。バークレイズによると、これらの目標達成により、欧州全体の防衛費は年間600億ユーロ（670億米ドル）増加し、そのうち30～40%は装備品製造に充てられる見込みです。支出額が最も大きいのは、ドイツ、イタリア、スペイン、オランダです。この高い防衛費は、この地域の市場成長を後押しすると期待されています。同様に、都市型航空モビリティへの関心が高まる中、エアバスは2022年5月に、ドイツ国内の複数の企業、研究機関、大学、自治体と提携し、ドイツおよび世界中で航空モビリティのビジョンを実現するための航空モビリティ・イニシアチブを策定しました。このイニシアチブにより、今後数年間で航空宇宙産業の装備品および設計用途における炭素複合材の需要が増加すると予想されています。

ブラジルは南米地域における最大の収益貢献国であり、南米最大級の電子機器製造施設を数カ所有しています。ブラジルには、サムスン、LG、デル、マルチレーザー、ポジティボ、フォックスコン、AOC、レノボ、リーダーシップ・グループなど、数多くの大手電子機器製造工場があります。厳しい状況にもかかわらず、サムスンとLGは大手電子機器製造企業としての地位を強化しており、市場の潜在性は高いことが示唆されています。2021年11月の電気機器、家電製品、および材料の生産量は、2020年の同月比で6.7%増加しました。したがって、電子機器市場の継続的な回復が見込まれるため、ブラジルではこの分野における炭素複合材の需要が堅調に推移すると考えられます。

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炭素複合材料市場のトップ競合他社

1. Solvay
2. Nippon Carbon Co Ltd.
3. Teijin Aramid BV
4. TORAY INDUSTRIES INC.
5. Mitsubishi Chemical Holdings Corporation
6. Hexcel Corporation
7. Carbon Composites Inc.
8. SGL Carbon
9. Epsilon Composite
10. China Composites Group Corporation Ltd.
11. Rockman
12. Plasma Carbon Composites.

最近の開発状況

• 2025年6月、KCARBONはCitrine Informaticsと提携し、炭素繊維製造における新たな添加剤の開発にAIを活用しました。このAI主導の手法により、従来の研究開発よりも4倍速く効果的な配合を特定し、製品の品質を向上させました。また、AIはリアルタイムの生産監視にも適用され、プロセスの最適化、欠陥の検出、廃棄物の削減を実現し、効率性と拡張性を向上させています。
• 2025年3月、帝人カーボンは、円形炭素繊維複合材「Tenax Nex」シリーズを発売し、特に「Tenax Next&trade」を発表しました。 3月上旬に開催されたJEC World 2025において、東レ株式会社はHTS45 E23 24K炭素繊維フィラメントヤーンを発表し、性能とリサイクル性を最適化した先進的な炭素繊維材料を展示しました。
• 2025年2月、東レ株式会社はJEC World 2025において、持続可能性とエネルギーモビリティの向上を目指したTORAYCA®炭素繊維、先進的なトウプレグ、高性能熱硬化性複合材料、Cetex®熱可塑性複合材料などの次世代複合技術を展示しました。