繊維強化プラスチックリサイクル市場

市場概況

世界の繊維強化プラスチックリサイクル市場規模は、2021 年に 448 億 2,000 万米ドルの収益を記録しました。 2030 年までに 693 億米ドルに達すると予想されており、予測期間 (2022 ～ 2030 年) 中に5.6% の CAGRで成長します。

FRPはガラス繊維や樹脂などの副資材から構成されています。耐食性があり、軽量でメンテナンスが不要です。繊維強化ポリマー（FRP）は浴槽、ユニット、タンク、漁船などの日用品に幅広く利用されています。繊維強化されたプラスチックは軽量かつ堅牢です。それらはより硬く、より低い熱膨張、優れた引張強度、高い耐薬品性、および温度耐性を備えています。これらの利点により、高い強度重量比が必要とされる造船、航空宇宙、自動車などの業界で頻繁に使用されています。 FRP素材は商品価値が高く耐久性に優れているにもかかわらず、リサイクルが難しいと言われています。さまざまなリサイクル手順を使用してさまざまなコンポーネントを作成でき、多数のリサイクル パスへの道が開かれます。複合材料を粉砕することによって生成されるリサイクル可能な材料と、コンポーネントの端材から事前に含浸された廃棄物を使用して、これらの製品を作成することが可能です。

この市場は、混合廃棄物の量の増加、複合材料の廃棄に関する欧州の厳格な規則、炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の再利用を促進する新たな取り組みなどにより、今後数年間で発展すると予想されています。一方で、リサイクル手順で直面する課題、CFRPの適切なリサイクルプロセスの欠如、CFRPの耐用年数が長いため、複合廃棄物の入手が制限されることにより、FRPリサイクル市場の成長が妨げられると予測されています。 。繊維強化プラスチックのリサイクル市場は、複合材料のリサイクル分野における継続的な進歩の恩恵を受けることが予想されます。

市場動向

世界の繊維強化プラスチックリサイクル市場の牽引役

複合廃棄物の蓄積の増加

JECグループによると、複合材セクターは2021年に15以上の応用産業に部品や商品を供給し、推定生産額は1,000億ドル以上、量は1,200万トン以上となった。より軽量で耐久性の高い製品に対する需要の高まりにより、複合材料は航空宇宙、輸送、建設、風力エネルギーなどの世界経済の重要な分野でますます普及してきています。ただし、複合材料全体の生産量の 40% 以上が最終的に失われます。スクラップとして廃棄されるか、欠陥部品であることが判明します。環境意識の高まり、利用可能な天然資源の減少、都市化の拡大、世界人口の増加により、循環経済の必要性が高まっています。その結果、リサイクル可能な材料、特に炭素繊維強化プラスチック（CFRP）の必要性が高まるでしょう。

今後 20 年間で約 12,000 機の民間航空機が耐用年数を終えると予想されており、世界中で毎年約 600 万台の自動車が廃棄されています。さらに、風力エネルギー分野では、ローターブレードの製造に使用される複合繊維の 20% 以上が製造プロセス全体で失われることがよくあります。これらの改善により、これらの事業によって生成される複合ゴミの量が大幅に増加すると予想されます。何世紀にもわたって、埋め立てと焼却は複合廃棄物の問題に対処する最も効果的な方法でした。しかし、埋め立て地は大量の土地を消費し、健康上のリスクを引き起こすため、もはやゴミを処理する理想的な方法とは考えられていません。

複合ゴミはヨーロッパでも急速に蓄積している。 2050年までに、例えば風力タービン産業のタービンブレードの製造に使用される炭素繊維強化廃棄物がヨーロッパだけで48万3,000トン発生すると予想されている。その結果、さまざまな分野で複合材料の必要性が高まっていることを考えると、市場の成長を促進するために FRP リサイクルを重視する必要があるかもしれません。

世界の繊維強化プラスチックリサイクル市場の制約

低品質な表面材と代替品の紹介

通常、リサイクルプロセスでは材料の表面品質が劣化します。再生繊維にはサイジングが施されておらず、加工後に焦げや樹脂の残留物が残る場合があるため、繊維表面の状態を考慮することが重要です。通常、残留物は繊維とマトリックスの接着力を低下させる傾向があります。現在、炭素繊維強化プラスチックの処理に最適なリサイクル技術はほとんどありません。

ヨーロッパや米国の多くの国がより良い代替リサイクル方法の開発に取り組んでいるにもかかわらず、廃棄物を最良の状態で回収するための適切な方法がないことが困難を引き起こしています。さらに、ヨーロッパでは、非生分解性ポリマー、特に FRP を埋め立て地に廃棄することは法律違反です。この分野における数多くの EU Horizon 2020 の取り組みが資金提供を受けています。繊維強化プラスチックのリサイクル市場は、これらの問題によって妨げられることが予想されます。

世界の繊維強化プラスチックリサイクル市場の機会

FRP使用済み廃棄物の発生量の増加

繊維強化ポリマー (FRP) 複合材料の耐用年数終了 (EOL) 廃棄物の発生が加速しています。しかし、これらの複合材の耐用年数を終える戦略はほとんどなく、複合製品、材料、コンポーネントは、耐用年数を超えて簡単に分解、再利用、またはリサイクルできるようにすることを目的としていることはほとんどありません。リサイクルされたり他の用途に利用されたりすることはほとんどなく、埋め立てと焼却が複合材料からの廃棄物を処理する最も一般的な方法のままです。しかし、複合材料の市場が世界的に拡大するにつれて、廃棄物の発生量も着実に増加しており、複合材料の廃棄物を削減する効果的かつ手頃な方法の開発が必要となっています。その結果、世界中の多くの企業が新しいリサイクル方法やリサイクル複合品を生み出しています。

ワシントン州立大学機械材料工学部のジンウェン・チャン教授率いる研究チームは、現在の製造手順でリサイクル不可能なCFRPを簡単に置き換えることができる、リサイクル可能な炭素繊維強化複合材料を2021年に開発した。優れた機械的品質を備えた、便利にリサイクル可能な CFRP 複合材を今後の産業目的に提供することで、リサイクル不可能な複合材のゴミに対する長期的な解決策を提供できる可能性があります。

分析

世界の繊維強化プラスチックリサイクル市場は、製品タイプ、リサイクル技術、地域別に分類されています。

製品タイプごとに、世界の繊維強化プラスチックリサイクル市場は、ガラス繊維強化プラスチック、炭素繊維強化プラスチック、その他に分かれています。

ガラス繊維強化プラスチック部門は9.31%のCAGRで成長し、予測期間中に最大の市場シェアを保持すると予測されています。最も人気のある FRP はガラス繊維強化ポリマー (GFRP) で、成形が簡単で設計の柔軟性が高いなどの利点があります。建設、エネルギー、輸送、国家安全保障、化学工学、電子電力などは、それを利用するいくつかの最終用途産業です。その結果、GFRP 廃棄物の生成量も利用に伴って増加します。廃棄物処理に関する政府の法律や、リサイクルされた GFRP の最終用途の拡大により、GFRP リサイクルの必要性も雪だるま式に増加しています。

炭素繊維強化プラスチック部門は第 2 位の市場シェアを握ることになります。炭素繊維は、有機エポキシ樹脂がマトリックスとして機能する複合材料である炭素繊維強化プラスチック (CFRP) の補強材として機能します。高い引張強度、剛性、温度耐性、耐薬品性、低熱膨張などの品質により、航空宇宙、建築、自動車、スポーツ製品、消費者製品、風力などのさまざまな業界で利用されています。 CFRP は複数の分野で長年使用されてきたため、耐用年数に達した CFRP の数が増加しており、リサイクルの需要が高まっています。セキュリティと政府規制、費用対効果、環境への責任は、リサイクル CFRP のサプライチェーンに影響を与える主な変数です。

リサイクル技術によって、世界の繊維強化プラスチックリサイクル市場は、サーマル/ケミカルリサイクル、焼却および混焼、およびメカニカルリサイクルに分けられます。

焼却および混合焼却セクションは、CAGR 7.81% で進歩し、予測期間中に最大の市場シェアを保持すると予測されています。焼却は、燃焼廃熱からエネルギーを再利用できる熱プロセスです。熱は直接利用することも、電気に変換することもできます。この技術の欠点は、FRPスクラップの燃焼による大気汚染です。一方、同時焼却では、物質とエネルギーの両方を回収できます。セメントキルンは、リサイクルのための混焼手順に使用されます。材料とエネルギーの回収を組み合わせて提供するため、GFRP 廃棄物に対するより実用的で手頃なソリューションになります。高い発熱量と有害な排出物によってシステムが過負荷になるため、FRP の焼却は埋め立てよりも高価です。

メカニカルリサイクル部門が第2位のシェアを獲得します。メカニカルリサイクルは、スクラップ複合材をより小さなリサイクル可能な材料に分解する方法です。熱硬化性FRP複合材料の最も確立されたリサイクル方法はメカニカルリサイクルです。促進剤を含まず、安価なFRP材の最適な回収方法とされています。この方法では、粉砕、粉砕、または細断手順を使用してサイズを小さくし、繊維状材料と粉末状材料の混合物を作成します。この材料は、閉ループシステムでリサイクルしたり、新しい複合製品の充填材や補強材の代替品として使用したりできます。

地域分析

ヨーロッパは他の地域を上回る

世界の繊維強化プラスチックリサイクル市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、および世界のその他の地域にわたって地域別に分析されています。

ヨーロッパは市場で主導的な地位を占め、予測期間中に9.4%のCAGRで拡大すると予想されます。とりわけドイツ、イタリア、英国などの重要国からの需要の高まりが、この地域における欧州の優位性の主な原因となっている。ドイツを含む欧州諸国では埋め立てが禁止されており、再生プラスチックや複合材料の使用が増加している。これらのリサイクル FRP は、主に風力エネルギー、航空宇宙、建設業界で使用されます。ドイツの最大のエネルギー源は、世界のエネルギー転換戦略にとって不可欠な風力エネルギーに急速に進化しています。しかし、建設に必要な投入材料の安定した供給を保証し、気候変動対策目標の文脈内での技術の急速な成長が無数の新たな環境課題を引き起こすのを避けるために、研究者や製造業者は、調達と供給のより統合された一貫した枠組みを求めています。リサイクル作業。

ヨーロッパの風力産業は、廃止されたブレードの 100% の保存、リサイクル、または回収に断固として取り組んでいます。これは、この分野の複数のトップ企業がブレードのリサイクルと回収に関する野心的な計画を発表したことへの対応である。環境に優しいリサイクル技術の開発は、埋め立ての禁止によって加速される可能性があります。さらに、イタリアはパイロット施設の確立と他の大手工場の商業化への移行により、FRPリサイクル市場のプレーヤーでもあります。イタリアでは、再生可能エネルギー カタパルトが、2050 年までに 8 GW の陸上風力タービンが廃止されるだろうと予測しました。風力タービンの廃止措置の数は増加しており、その結果、風力産業からの FRP 廃棄物が増加しています。

北米はおそらく 9.35% の CAGR で成長し、予測期間中に 2 番目に大きな市場シェアを保持すると思われます。この地域全体の建設活動では、優れた機械的性能と過酷な化学的および熱的条件に対する強い耐性を備えた、リサイクルされたガラス繊維強化プラスチック複合材が使用されています。ガラス繊維強化プラスチックのゴミを粉砕するのではなく、より大きな断片に切断してコンクリート混合物に添加することもできます。米国エネルギー情報局は、2020 年の米国における風力タービンの年間追加容量が 14.2 ギガワットとなり、2012 年に確立された前回の 13.2 ギガワットを超えると予測しました (EIA)。風車の価格は廃FRPの焼却利用など新たな方法の開発により下落している。さらに、政府と業界の奨励金により、風力エネルギーのさらなる開発が促進されています。これにより、風力発電における再生FRPの使用が増加しています。

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