合成黒鉛市場の規模、シェア、トレンド分析レポート：タイプ別（黒鉛アノード、黒鉛ブロック（ファインカーボン）、その他のタイプ（黒鉛電極など））、用途別（冶金、部品・コンポーネント、バッテリー、原子力、その他の用途）、地域別（北米、欧州、アジア太平洋、中東・アフリカ、ラテンアメリカ）予測、2025年～2033年

合成黒鉛市場の成長要因

冶金分野における高い需要

冶金分野では、黒鉛は電極、耐火物、レンガ、一体型るつぼなど、さまざまな形で利用されています。電気アーク炉（EAF）では、合成黒鉛が鋼鉄、フェロアロイ、アルミニウムの製造に用いられます。電気炉での鉄くずの溶解、セラミックスの研磨、炭化カルシウムなどの化合物の製造、その他高温かつクリーンなエネルギー源を必要とする冶金プロセスでは、合成黒鉛電極がエネルギー源として使用されます。

冶金用途における合成黒鉛の使用は、世界的な粗鋼およびアルミニウム生産量の増加によって促進されると予想されている。合成黒鉛電極は、電流を流す能力に基づいて、超高出力（UHP）、高出力（HP）、標準出力（RP）など、さまざまなグレードで製造されている。

世界鉄鋼協会によると、原油鋼鉄生産量は2020年の18億7900万トンから2021年には19億5100万トンに増加した。鉄鋼やアルミニウムといった主要金属・合金の生産量が増加するにつれ、合成黒鉛も市場を牽引していくと予想される。

市場抑制

天然黒鉛と比較して高コスト

天然黒鉛は、近年の精製・改質技術の進歩により、これまで合成黒鉛が唯一の選択肢であった用途において、合成黒鉛に取って代わりつつあります。精製された天然フレーク黒鉛は、結晶度が高いため、合成黒鉛よりも電気伝導性および熱伝導性に優れています。天然黒鉛は、合成黒鉛とは異なり、剥離してシート状に成形できるため、ヒートシンク、燃料電池、ガスケットなどの材料として利用されています。合成黒鉛とは大きく異なる優れた特性とコストから、研究者たちは現在、リチウムイオン電池の負極材への天然黒鉛の利用を検討しています。

球状黒鉛は天然のフレークから作られ、これらのバッテリーに使用される合成黒鉛よりも優れた特性を持ち、合成黒鉛は1キログラムあたり約18,000米ドルかかります。球状黒鉛は1キロトンあたり約6,000～10,000米ドルで販売されており、非常にコスト効率の高い製品であり、自動車用バッテリーシステムの価格を下げる方法となっています。合成黒鉛は純度が高いため、エネルギー貯蔵用の黒鉛の貴重な供給源です。しかし、高コストで製造プロセスが扱いにくいため、電気自動車メーカーが広く普及できるレベルまでコストを下げることは困難です。

市場機会

電気自動車への需要の高まり

電気自動車の動力源となるリチウムイオン電池の負極は、合成黒鉛でできています。電気自動車（EV）の製造が加速するにつれ、合成黒鉛は近年ますます注目を集めています。合成黒鉛は、これらの車両に電力を供給するリチウムイオン電池の負極の重要な構成要素です。電池メーカーは、電池の負極として天然黒鉛をより多く使用する方向にシフトしています。

しかし、製造コストの安さ、環境やCO2への影響への懸念、供給規模の拡大の容易さから、依然として合成黒鉛との混合が行われています。ただし、天然黒鉛材料の純度が低いため、自動車用バッテリーにおける天然黒鉛と合成黒鉛の比率は、天然が10%、合成が90%となっています。過去10年間で、電気自動車向けの合成黒鉛の世界市場は目覚ましい進歩を遂げました。

しかし、世界における電気自動車の台数は近年増加傾向にあるものの、排出ガスに対する懸念の高まりや世界各国の中央政府による環境政策の転換により、今後10年間で業界はさらに拡大すると予想されている。

地域分析

アジア太平洋地域は最も収益に貢献している地域であり、予測期間中に年平均成長率（CAGR）5.66%で成長すると予想されています。中国は世界有数の黒鉛生産国であり、その主な理由はリチウムイオン電池、電子機器、鉄鋼、太陽光発電、原子力発電といった新興産業からの莫大な需要です。過去10年間2位と3位を占めていた日本と韓国は、中国に追い抜かれてトップの座を獲得しました。

中国の地位向上は、主に政府の支援政策、大規模な製造基盤、保護主義的な規制、そしてバッテリー需要の拡大によるものであり、これらはすべて中国のバッテリー市場にとって好材料となっている。中国は太陽光発電において世界をリードしており、世界最大級の太陽光発電所（騰格里砂漠）も擁している。近い将来、中国は再生可能エネルギーへの最大の投資国であり続けると予想される。

さらに、中国は太陽エネルギーの利用量を大幅に増やしたいと考えており、予測期間中の同国の市場調査に対する需要が高まっています。今後数年間で電気自動車の最大の新興市場の1つであるインドは、リチウムイオン電池と合成黒鉛などの関連原材料に対する大きな潜在的需要があります。インド政府は、ハイブリッド車と電気自動車の普及と製造の迅速化フェーズII（FAME-II）プログラムの下で、電気自動車の普及を推進しています。政府は、2022年までに再生可能エネルギー源から175GWの電力を生産するという野心的な目標を設定しています。さらに、政府は2030年までに国内の自動車の少なくとも15％を電気自動車にすることを目指しています。

欧州合成黒鉛市場の動向

欧州は予測期間中、年平均成長率（CAGR）2.36%で成長すると予想されています。太陽光発電（PV）は、ドイツの再生可能エネルギーへの移行において重要な役割を果たすと見込まれています。生産性向上のための革新的な技術の導入と、設置能力強化のための政府支援が、今後数年間におけるドイツの太陽光発電事業を牽引する可能性があります。

ここ数年、英国の鉄鋼業界は衰退傾向にある。これは主に、電気料金が高いにもかかわらず鉄鋼生産コストが比較的低い中国からの輸入増加が原因である。この問題に対処するため、政府は2016年にエネルギーコストの削減、EU排出規制の改正、輸入制限の検討を行うと発表した。

さらに、国内で生産された鉄鋼のヨーロッパ他地域への輸出活動への影響を考慮すると、ブレグジットは鉄鋼業界に大きな影響を与えた。需要の減少により国内の鉄鋼メーカーは生産量を削減せざるを得なくなり、これは合成黒鉛電極の国内市場にとってマイナス要因となった。

しかし、国内の多くの鉄鋼メーカーは、鉄鋼製造時に発生する二酸化炭素排出による環境への悪影響を軽減することを選択している。電気炉（EAF）方式による鉄鋼生産は、環境問題への対応策として好まれている。現在、国内の建物には50万枚以上の太陽光パネルが設置されている。しかし、2022年までに世界中で1000万枚以上の太陽光発電設備が設置されると予想されている。合成黒鉛の需要は、予測期間中に増加すると見込まれている。

米国は合成黒鉛の輸入量で上位5カ国に入る。政府は合成黒鉛製造市場において重要な役割を担っており、米国企業であるAsbury Carbons、GrafTech International、Superior Graphiteのほか、ドイツのSGLグループや日本の昭和電工などが生産に関わっている。

貿易関税の引き上げは、米国内の鉄鋼製造業に新たな活力を与え、合成黒鉛鋳型の需要増加にもつながった。米国で生産される鉄鋼の大部分（約70%）は、政府が環境に優しい生産技術の全国的な推進を重視しているため、電気炉（EAF）方式で生産されている。

2020年、米国は約7200万トンの鉄鋼を生産した。合成黒鉛電極を製造する米国の企業は、工場の性能指標を向上させ、生産にかかる運営コストを削減することで、利益面で優位性を獲得している。

カナダは、小型モジュール式原子炉（SMR）の利用に関する調査を通じて、原子力発電の新時代をリードする立場を確立しようとしている。予測期間中、カナダの原子力発電に対する姿勢は、同国における世界の原子力市場の成長に重要な役割を果たすだろう。

カナダでは、原子力発電が国内電力の15%を供給しています。3つの州の5つの敷地に22基の原子炉が分散しています。カナダ原子力安全委員会は、国内に新たな原子力発電施設を建設する許可を求められています。予測期間中、市場は国内の原子力発電の拡大によって牽引されると予想されます。したがって、予測期間中、エンドユーザー産業におけるこうした傾向はすべて、合成黒鉛の国内消費を促進すると予想されます。

ブラジルの鉄鋼業界は現在、深刻な危機に直面している。その主な原因は、中国産鉄鋼の需要増加と、ブラジル産鉄鋼の主要消費産業である自動車、機械、設備製造業からの需要減少にある。ブラジルの経済状況が改善するにつれ、今後数年間は鉄鋼生産量の伸びが鈍化すると予測されている。

したがって、今後数年間で、鉄鋼製造用途で使用される合成黒鉛電極の需要は徐々に拡大すると予想されます。アルゼンチンは太陽光発電部品の輸入に大きく依存しており、太陽光発電所建設プロジェクトの開発が急速に進んでいます。太陽光発電部品メーカーのほとんどは、予想される需要を満たすために投資を行い、製造能力を増強する準備ができています。この需要増は、合成黒鉛などの材料にとって新たな成長機会をもたらすでしょう。

タイプインサイト

種類に基づいて、世界の市場はグラファイト負極、グラファイトブロック（ファインカーボン）、およびその他の種類（グラファイト電極など）に二分されます。グラファイト負極セグメントは市場への貢献度が最も高く、予測期間中に年平均成長率（CAGR）7.6%で成長すると推定されています。リチウムイオン電池用途における合成グラファイトの利点は、グラフェン層間にリチウム原子を挿入してインターカレーション化合物（例：LiC6）を形成できることです。これにより、初期の負荷/放電サイクル中に低い不可逆性と剥離現象に対する耐性が実現します。タマネギに似た豊富な炭素中空ナノ構造（OCHN）を持つ合成グラファイトは、20ミリアンペアでグラムあたり460mAhの高い比容量と、1agでグラムあたり最大310.3mAhの可逆容量という優れたレート特性を備えています。

合成黒鉛は、高性能リチウムイオン電池の有望な負極材料であり、特に従来の黒鉛負極材料の利点と比較した場合、その優位性が際立ちます。合成黒鉛は負極材料として天然黒鉛よりも高価ですが、その優れた純度からハイエンド電池に好んで用いられています。ほとんどの電池負極メーカーは、コストと性能のバランスを取るために合成材料と天然材料の両方を使用しています。しかし、合成黒鉛は電気抵抗が低く均一性が高いため、NCAやNMC 811といった先進技術において、より頻繁に採用されるようになっています。

合成黒鉛ブロックは、電極と同じ石油コークス法を用いて製造されますが、使用するコークスの構造に若干の違いがあります。これらのブロックは、静水圧成形、押出成形、および成形法によって製造されます。これらの製法はすべて、さまざまな用途の黒鉛を製造するために用いられ、それぞれに独自の利点があります。

合成ビルディングブロックの用途は非常に多岐にわたり、ポリシリコン太陽光発電分野から原子力産業の高温炉まで、幅広い用途で使用されている。押出成形された黒鉛は、さまざまな形状とサイズで製造される。粒径が約10倍大きい等方性黒鉛と比較すると、押出成形黒鉛は粒径が粗い。

さらに、押出成形グラファイトは、熱伝導率と電気伝導率の向上、耐熱衝撃性、耐薬品性、曲げ強度など、いくつかの特徴的な性質を備えています。ただし、強度は劣ります。熱間等方圧プレス（HIP）法によって製造される合成グラファイトは、最も強度が高く、太陽エネルギー、LED、半導体、放電加工（EDM）、ガラス産業、化学薬品などの用途に最適です。

アプリケーションインサイト

用途別に見ると、世界の市場は冶金、部品・コンポーネント、電池、原子力、その他の用途に二分されます。冶金分野が最大の市場規模を占めており、予測期間中に年平均成長率（CAGR）3.57%で成長すると予測されています。グラファイトは、電極、耐火物、レンガ、一体成形品、るつぼなど、冶金用途でさまざまな方法で使用されています。電気アーク炉（EAF）プロセスでは、合成グラファイトが鋼、フェロアロイ、アルミニウムの製造における陽極として使用されます。

合成黒鉛電極は、電気炉での鉄くずの溶解、セラミックスの研磨、炭化カルシウムなどの化合物の製造など、高温かつクリーンなエネルギー源を必要とする冶金プロセスで使用されます。合成黒鉛電極は、電流伝導能力に基づいて、超高出力（UHP）、高出力（HP）、中出力（RP）など、さまざまなグレードで製造されています。

冶金用途における合成黒鉛の使用は、粗鋼およびアルミニウムの世界的な生産量増加によって促進されると予想される。しかしながら、これらの金属の生産動向が不安定であるため、市場需要は不確実なものになると見込まれる。

カーボン黒鉛を必要な材料に添加すると、優れた強度、高い電気伝導率と熱伝導率、低多孔性など、用途性能を向上させる様々な特性が付与されます。部品や構成要素への使用は、主に各種バルブやシール、特に電気および機械用途に限られます。その用途には、流体およびガス産業で使用されるラビリンスシールやメカニカルシールが含まれます。一般的に、パッキングシール、ポリマー、エラストマー、または金属製のリップシール、樹脂結合黒鉛シール、シャフトシール、ラビリンスシール、リングシールなどが、カーボン黒鉛を使用したメカニカルシールです。

発展途上国や旧式の機械では、パッキンシールは主に単純なシール作業に使用されています。しかし、エンドユーザーが長寿命、低メンテナンス、低漏洩率を期待するようになったため、これらのシールタイプの市場利用は減少傾向にあります。ポリマーシールは安価であるにもかかわらず、耐久性が低いため市場での使用はごくまれです。一方、樹脂結合シール、シャフトシール、ラビリンスシール、リングシールは、高耐久性材料にも使用できること、またユーザーが長寿命と低漏洩率を期待していることから、産業用途で頻繁に使用されています。