炭素繊維強化ポリマー市場 サイズと展望 2025-2033

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炭素繊維強化ポリマー市場の成長要因

自動車分野における軽量炭素繊維強化ポリマーの用途

自動車メーカーは、自動車部品製造において、従来使用されている鉄やアルミニウムなどの代替材料を模索しています。2018年の炭素繊維強化ポリマー市場は、自動車業界から世界全体で約50億米ドルの収益を生み出しました。自動車分野では、炭素繊維強化ポリマーは、軽量な炭素繊維製リギング材として、レーシングヨットやスーパーヨットで広く知られています。

航空宇宙産業におけるアルミニウムのCFRPへの代替

航空宇宙産業における炭素繊維強化ポリマーの広範な採用により、世界的な需要は急速に増加すると予想されています。航空宇宙産業では、アルミニウムから炭素繊維強化ポリマー（CFP）への置き換えが進んでいます。CFPは、ラジコンヘリコプターの尾翼、エアバスの機体塗装、内装パネルなどの構造材料の製造に広く使用されています。

さらに、CFPは使用する繊維の種類にもよりますが、鋼鉄やアルミニウムの2～5倍の剛性を備えています。一方向の応力を受ける特定の部品を一方向CFPで製造した場合、その剛性は鋼鉄やアルミニウム（同重量）の5～10倍になります。

市場抑制要因

変動するコストと原材料の入手可能性

CFPは、ガラス繊維やアラミドなどの他の繊維強化ポリマーと比較して高価です。さらに、CFRPの価格は、自動車分野で使用されている鉄鋼やアルミニウムの約10倍にもなります。この要因は、世界市場における炭素繊維強化ポリマーの成長を阻害する可能性があります。現在、航空宇宙、防衛、高級車メーカーが主に炭素繊維強化ポリマーを使用しています。例えば、高級車メーカーのランボルギーニは、スーパーカーにCFRPを使用しています。さらに、炭素繊維強化ポリマーの生産サイクルが長いため、一定期間内の製品生産量が少なくなり、短期間で大量のCFRPが必要となる用途では、その使用が制限されます。

主要な市場機会

技術の進歩

技術の進歩は、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）セクターの特徴です。業界の主要企業は、独自の製造技術の開発に取り組んでおり、自社での前駆体製造に注力しています。構造用繊維強化プラスチック（CFRP）市場における優位性を維持し、新たな成長機会を捉えるため、企業は買収、提携、新製品開発への戦略的投資を行っています。

業界における採用状況

炭素繊維強化プラスチック（CFRP）は、高い強度対重量比と剛性といった優れた特性により、航空宇宙、防衛、自動車、スポーツ用品、海洋、土木工学、電気絶縁、建設など、様々な業界で人気が高まっています。軽量でありながら高い強度を持つ炭素繊維強化プラスチック（CFRP）は、航空宇宙産業においてアルミニウムなどの従来の材料に代わる材料としてますます多く使用されています。この結果、CFRPの採用と市場拡大が著しく促進されています。

樹脂インサイト

熱硬化性樹脂は、硬化すると化学反応を起こし、不可逆的な架橋構造を形成するポリマーです。炭素繊維強化ポリマー（CFRP）の製造において、これらの樹脂は優れた機械的特性と耐熱性を有するため、広く利用されています。CFRPでは、寸法安定性、剛性、強度が求められる用途に、ビニルエステル、エポキシ、ポリエステルなどの熱硬化性樹脂が頻繁に使用されています。これらの樹脂は、土木、スポーツ用品、航空宇宙、自動車など、様々な分野で広く利用されています。熱硬化性樹脂をCFRPに組み込むことで、複合材料の強度と軽量性が向上し、耐久性と性能が最も重要となる困難な用途に最適です。

熱可塑性樹脂は、熱によって軟化し、その後固化するポリマーであり、再成形やリサイクルが可能です。これらのポリマーは、堅牢性、リサイクル性、加工の簡便性など、様々な利点を備えています。CFRP市場では、Elium®樹脂に使用されているような熱可塑性樹脂が、コスト効率の高い製造、耐衝撃性、リサイクル性の可能性から注目を集めています。

風力エネルギー、建設、輸送、海洋、消費財など、あらゆる分野で熱可塑性樹脂が利用されています。Eliumに代表される熱可塑性樹脂をCFRP市場に導入することで、持続可能性への懸念は効果的に解決されています。このイノベーションは、リサイクル性、軽量性、耐久性、コスト効率など、数多くの利点をもたらします。このパラダイムシフトは、風力発電、船舶建造、水素貯蔵、コンクリート補強などの産業に大きな影響を与えると予想されています。

エンドユーザーインサイト

自動車業界では、燃費向上の可能性、軽量性、高い強度対重量比を理由に、CFRPの採用が進んでいます。自動車業界では、アルミニウムや鉄などの従来材料の代替として炭素繊維強化ポリマーを採用し、軽量化と性能向上を実現しています。航空宇宙業界では、軍用機やヘリコプターの軽量化、燃費向上、そして全体的な性能向上のために、CFRPが広く使用されています。航空宇宙分野では、優れた強度と軽量性を持つ炭素繊維強化ポリマーをアルミニウムに代替する傾向が高まっています。

スポーツ用品の製造では、CFRPの卓越した強度と軽量性から、CFRPが活用されています。レーシングヨットやスーパーヨットは、その優れた軽量性から、炭素繊維強化ポリマー（CFRP）を広く使用している主要な産業です。建築・建設分野におけるCFRPの使用は、特に内装パネルなどの構造材料の適用において大きな利点があります。ヨーロッパの建築・建設業界では、CFRPの使用によって大きな経済的利益が得られています。風力エネルギー分野は、CFRPアプリケーションを利用する重要なエンドユーザー産業です。高性能ポリマーで強化された炭素繊維複合材は、質量を大幅に削減し、構造的完全性を向上させるため、風力タービン部品に最適な材料となっています。

地域別インサイト

北米：年平均成長率8.35%を誇る主要地域

北米は最大の市場シェアを占め、予測期間中に年平均成長率8.35%で成長すると予測されています。北米はCFRP市場において重要な地域であり、米国、カナダ、メキシコが大きな貢献をしています。この地域は航空宇宙、自動車、風力エネルギー産業において強い存在感を示しており、CFRPの需要を大きく牽引しています。特に航空宇宙セクターは、航空機製造における燃費と性能の向上に不可欠な、軽量で高強度なCFRPの特性から恩恵を受けています。

さらに、米国の炭素繊維生産能力は2018年に45,300トンに達し、北米の市場における優位性を裏付けています。一方、ヨーロッパは、防衛、航空宇宙、自動車などの分野における大きな影響力により、CFRP市場で2番目に大きなシェアを占めています。CFRPの採用はこれらの地域で最も進んでおり、特に北米には自動車、航空宇宙、防衛産業の主要拠点が集まっています。

ヨーロッパ：年平均成長率9%で最も急成長している地域

ヨーロッパは、予測期間中に年平均成長率9%で成長すると予測されています。ドイツ、英国、フランス、イタリア、スペインは、先進的な自動車産業と航空宇宙産業を擁しており、特に成長に貢献しています。この地域では、炭素排出量の削減と自動車の燃費向上に重点が置かれており、CFRPの需要がさらに高まっています。さらに、ヨーロッパの風力エネルギー部門は、風力タービンブレードの製造におけるCFRPの活用から恩恵を受けています。ヨーロッパは急成長を遂げている建設産業に恵まれており、イタリアでは2017年に炭素繊維強化ポリマー（CFRP）の利用により約5億8,630万米ドルの収益を生み出しました。

アジア太平洋地域は、自動車、航空宇宙、建設といった重要セクターの急速な工業化と成長に牽引され、CFRPの最大の市場となっています。中国、日本、インド、韓国は重要なプレーヤーです。中国の自動車産業と航空宇宙産業の拡大は、市場の成長に大きく貢献しています。この地域では、インフラ開発に重点が置かれ、建設分野におけるCFRPの利用が増加していることも、需要を押し上げています。

中東・アフリカ地域は、CFRP市場の有望な成長ポテンシャルを示しています。サウジアラビア、UAE、南アフリカなどの国々が主要な貢献国です。この地域のインフラプロジェクトへの投資と、成長を続ける航空宇宙・自動車セクターが、CFRPの需要を牽引しています。さらに、耐腐食性を活かした石油・ガス用途でのCFRPの使用も、市場の成長を支えています。

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炭素繊維強化ポリマー市場のトップ競合他社

1. Hexcel Corporation (the U.S.) 
2. Formosa Plastics Corporation (the U.S.) 
3. DowAksa Advanced Composites Holdings B.V. (Turkey) 
4. Cytec Industries Inc. (the U.S.) 
5. Zhongfu Shenying Carbon Fiber Co.Ltd. (China) 
6. Toray Industries Inc.(Japan) 
7. Teijin Limited. (Japan) 
8. SGL Carbon SE (Germany) 
9. Mitsubishi Rayon Co.Ltd (Japan) 
10. Jiangsu Hengshen Fibre Material Co.Ltd. (China).

最近の開発状況

• 2024年2月～ NRELのバイオ由来エポキシ樹脂と熱成形技術を活用したリサイクル可能な炭素繊維複合材。この技術革新により、価格と温室効果ガス排出量が削減され、より持続可能で多用途な材料となります。国立再生可能エネルギー研究所（NREL）のニコラス・ローラー氏は、自動車製造の脱炭素化を目指し、重量のある鋼製部品をリサイクル可能な炭素繊維複合材に置き換えています。