世界の合成グラファイト市場規模は、2022年に23億6,936万米ドルと評価されました。予測期間（2023～2031年）中に4.70%のCAGRで成長し、 2031年には39億2,685万米ドルに達すると予測されています。冶金分野での需要の高さなどの要因が、合成グラファイト市場の成長を牽引しています。
グラファイトは、電気自動車から耐火物、鋳物、潤滑剤、建築材料まで、さまざまな用途を持つ炭素鉱物です。グラファイトには、耐摩耗性、耐熱性、機械加工のしやすさ、金属除去率の高さなど、さまざまな特性があり、広く採用されています。グラファイトは金属ではありませんが、剛性、強度、電気と熱の伝導性など、金属に典型的な特性がいくつかあります。電気自動車に動力を与えるリチウムイオン電池のアノードは、合成グラファイトで作られています。
電気自動車 (EV) の生産が加速するにつれ、合成グラファイトは最近注目を集めています。合成グラファイトは、これらの車両に電力を供給するリチウムイオン電池に使用されるアノードの重要な部分です。電池の顧客は、セルのアノードとして天然グラファイトを使用する方向にシフトしています。しかし、生産コストの低さ、環境および CO2 への影響への懸念、および供給の拡大が容易なことから、天然グラファイトと合成グラファイトを混合する傾向が続いています。
| レポート指標 | 詳細 |
|---|---|
| 基準年 | 2022 |
| 研究期間 | 2021-2031 |
| 予想期間 | 2024-2032 |
| 年平均成長率 | 4.70% |
| 市場規模 | |
| 急成長市場 | アジア太平洋地域 |
| 最大市場 | ヨーロッパ |
| レポート範囲 | 収益予測、競合環境、成長要因、環境＆ランプ、規制情勢と動向 |
| 対象地域 |
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冶金用途では、グラファイトは電極、耐火物、レンガ、モノリシックるつぼなど、さまざまな形で利用されています。電気アーク炉 (EAF) では、合成グラファイトを使用して鋼鉄、フェロアロイ、アルミニウムが生産されます。電気炉での鉄スクラップの溶解、セラミックの研磨、カルシウムカーバイドなどの化合物の製造、および高温でクリーンなエネルギー源を必要とするその他のプロセスなどの冶金プロセスでは、合成グラファイト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グラファイトの使用は、粗鋼とアルミニウムの世界的な生産増加によって促進されると予想されています。合成グラファイト電極は、電流を流す能力に基づいて、超高出力 (UHP)、高出力 (HP)、通常出力 (RP) など、さまざまなグレードで製造されています。世界鉄鋼協会によると、粗鋼生産量は2020 年の 18 億 7,900 万トンから 2021 年には 19 億 5,100 万トンに増加しました。鉄鋼やアルミニウムなどの重要な金属や合金の生産が増加するにつれて、合成グラファイトも市場を牽引すると予想されます。
天然グラファイトは、精製と改質の最近の進歩により、以前は合成グラファイトが唯一の選択肢であった用途で、合成グラファイトに取って代わっています。精製された天然フレークグラファイトは、結晶度が高いため、合成グラファイトよりも電気伝導性および熱伝導性に優れています。天然グラファイトは、合成グラファイトとは異なり、剥離してシート状に圧縮できるため、ヒートシンク、燃料電池、ガスケットの材料として使用されています。天然グラファイトは品質が優れており、合成グラファイトとコストが大きく異なるため、研究者は現在、リチウムイオン電池のアノードに天然グラファイトを使用することを検討しています。
球状グラファイトは天然の薄片から作られ、これらのバッテリー用の 1 キログラムあたり約 18,000 米ドルの合成グラファイトよりも優れた品質を備えています。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、自動車バッテリー システムの価格を下げる手段となっています。合成グラファイトは、その純度により、エネルギー貯蔵用の貴重なグラファイト源です。しかし、その高コストと製造プロセスの悪さから、電気自動車のメーカーが広範囲に採用できるレベルまでコストを削減することは困難です。
電気自動車に搭載されるリチウムイオン電池のアノードは合成グラファイトでできています。合成グラファイトは、電気自動車（EV）の製造が加速するにつれて、最近注目を集めています。合成グラファイトは、これらの車両に電力を供給するリチウムイオン電池に使用されるアノードの重要な部分です。電池の顧客は、セルのアノードとして天然グラファイト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、環境とCO2への影響の懸念、供給の拡大のしやすさから、依然として合成グラファイトと混合されています。しかし、天然グラファイト材料の純度が低いため、自動車用バッテリーの天然グラファイトと合成グラファイトの比率は、天然が10％、合成が90％です。過去10年間で、電気自動車向けの世界の合成グラファイト市場は驚異的な進歩を遂げてきました。しかし、世界のEVの数は最近増加しているものの、排出量に対する懸念の高まりと世界中の中央政府による環境政策の変化により、今後10年間で業界はさらに拡大すると予想されています。
タイプ別に見ると、世界市場はグラファイト陽極、グラファイトブロック（微細炭素）、その他のタイプ（グラファイト電極など）に分かれています。
グラファイトアノードセグメントは、市場への最大の貢献者であり、予測期間中に7.6％のCAGRで成長すると予測されています。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、グラフェン層の間にリチウム原子を挿入して、層間化合物（例：LiC6）を形成できることです。これにより、初期負荷/放電サイクル中の剥離現象に対する不可逆性が低くなり、耐性が高まります。タマネギに似た豊富な炭素中空ナノ構造（OCHN）を備えた合成グラファイトは、20ミリアンペアで460mAh/グラムという高い比容量と、1agで310.3mAh/グラムという最大可逆容量という優れたレート能力を備えています。
合成グラファイトは、特に従来のグラファイトアノード材料の利点と比較した場合、高性能リチウムイオン電池用の有望なアノード材料です。合成グラファイトはアノード材料としては天然グラファイトより高価ですが、純度が優れているため、高級バッテリーに好まれています。ほとんどのバッテリーアノードメーカーは、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を使用しています。しかし、合成グラファイトの電気抵抗の低減と均一性の向上により、NCA や NMC 811 などの高度な技術では、合成グラファイトがより頻繁に使用され始めています。
合成グラファイトブロックは、電極と同じ石油コークス法を使用して製造されますが、使用されるコークスの構造がわずかに異なります。これらのブロックは、等方圧、押し出し、および成形プロセスによって作成されます。これらの手順はすべて、さまざまな用途のグラファイトの製造に利用されており、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様で、太陽光発電部門のポリシリコンの製造から原子力事業の高温原子炉まで多岐にわたります。押し出されたグラファイトは、さまざまな形とサイズで作成されます。粒子が約10倍大きい等方性グラファイトと比較すると、押し出されたグラファイトの粒子は粗くなります。
さらに、押し出しグラファイトには、熱伝導性、電気伝導性、耐熱衝撃性、耐薬品性、曲げ性など、いくつかの独特な特性があります。ただし、押し出しグラファイトの強度は劣ります。熱間静水圧プレス (HIP) により、最も強度の高い合成グラファイトが作られます。その結果、太陽エネルギー、LED、半導体、放電加工 (EDM)、ガラス分野、化学薬品などの用途に最適です。
用途に基づいて、世界市場は冶金、部品、バッテリー、原子力、およびその他の用途に分かれています。
冶金セグメントは最大の市場を所有しており、予測期間中に3.57％のCAGR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、モノリシックオブジェクト、るつぼなど、冶金アプリケーション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アノードとして使用され、鋼、フェロアロイ、アルミニウムが生産されます。合成グラファイト電極は、電気炉でのスクラップ鉄の溶解、セラミックの研磨、カルシウムカーバイドなどの化合物の生成など、エネルギー源として高温でクリーンなソースを必要とする冶金プロセスで使用されます。合成グラファイト電極は、電流を運ぶ能力に基づいて、超高出力（UHP）、高出力（HP）、平均出力（RP）など、さまざまなグレードで製造されています。冶金アプリケーションでの合成グラファイトの使用は、粗鋼とアルミニウムの世界的な生産の増加によって促進されると予想されます。しかし、これらの金属の生産動向は不安定であるため、市場の需要は不確実になると予想されます。
カーボン グラファイトを必要な材料に加えると、優れた強度、高い電気伝導性と熱伝導性、低多孔性など、アプリケーションのパフォーマンスを向上させるいくつかの特性が付与されます。部品やコンポーネントでの使用は、主に電気および機械アプリケーションにおけるさまざまなバルブやシールです。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。ほとんどの場合、パッキング シール、ポリマー、エラストマー、または金属リップ シール、樹脂結合グラファイト 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、カーボン グラファイトを使用するメカニカル シールの一部です。
発展途上国や古い機械では、パッキン シールは主に単純なシーリング作業に使用されています。エンド ユーザーが長寿命、メンテナンスの手間の少なさ、漏れ率の低さを期待しているため、市場でのこれらのシール タイプの使用は減少しています。安価であるにもかかわらず、ポリマー シールは耐久性が低いため、市場ではまれにしか使用されていません。ただし、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、耐久性の高い材料で使用できることや、ユーザーが長寿命と漏れ率の低さを期待していることから、工業用途で頻繁に使用されています。
世界の合成グラファイト市場は、北米、ヨーロッパ、アジア太平洋、LAMEA の 4 つの地域に分かれています。
アジア太平洋地域は、収益への最大の貢献者であり、予測期間中に5.66％のCAGRで成長すると予想されています。中国は、リチウムイオン電池、電子機器、鉄鋼、太陽エネルギー、原子力などの新興産業からの膨大な需要により、世界最大のグラファイト生産国の1つです。過去10年間2位と3位を維持していた日本と韓国は、中国に追い抜かれてトップの座に就きました。地位の向上は、主に政府の支援政策、大規模な製造拠点、保護主義的な規制、拡大するバッテリー需要によるもので、これらはすべて中国のバッテリー市場にとって良い兆候です。中国は太陽エネルギー生産の世界的リーダーであり、最大級の太陽光発電所（テンゲル砂漠）の所在地でもあります。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ます。
さらに、中国は太陽エネルギーの使用量を大幅に増やしたいとしており、予測期間中に同国の市場調査の需要が高まります。今後数年間で電気自動車の最大の新興市場となるインドは、合成グラファイトを含むリチウムイオン電池と付随する原材料の大きな潜在的需要を秘めています。インド政府は、ハイブリッド車と電気自動車のより迅速な導入と製造フェーズ II (FAME-II) プログラムの下、電気自動車を推進しています。政府は、2022 年までに再生可能エネルギー源から 175 GW 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。
ヨーロッパは予測期間中に年平均成長率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源への移行において重要な役割を果たすと予想されています。生産性を向上させるための革新的な技術の採用と、設置能力を高めるための政府の支援により、今後数年間で同国の太陽光発電事業が推進される可能性があります。過去数年間、英国の鉄鋼業界は衰退しています。これは主に、電気料金が高いにもかかわらず鉄鋼生産がより手頃な価格である中国からの輸入増加の結果です。この問題に対処するため、政権は2016年にエネルギーコストを削減し、EUの国内排出法を改正し、輸入制限を考慮すると宣言しました。
さらに、国内で生産された鉄鋼のヨーロッパの他の地域への輸出活動への影響を考えると、Brexit は鉄鋼部門に大きな影響を与えました。需要の減少により、国内の鉄鋼メーカーは生産を削減しましたが、これは合成グラファイト電極の国内市場にとって悪影響です。しかし、国内の多くの鉄鋼メーカーは、鉄鋼製造中に発生する二酸化炭素排出による環境への害を軽減することを選択しています。EAF アプローチによる鉄鋼生産は、環境問題に対処するための好ましい選択肢です。現在、全国の建物には 50 万枚以上のソーラーパネルが設置されています。しかし、2022 年までには、世界中で 1,000 万を超えるソーラー設備が設置されると予想されています。合成グラファイトの需要は、予測期間中に増加すると予想されます。
米国は、人造黒鉛の輸入量上位5カ国のうちの1つです。政府は人造黒鉛製造市場で重要な役割を果たしており、生産者には、Asbury Carbons、GrafTech International、Superior Graphiteなどの米国企業のほか、ドイツのSGL Group、日本の昭和電工などがあります。貿易関税の上昇により、米国国内の鉄鋼製造業界は新たな命を吹き込まれ、人造黒鉛鋳型の需要も高まりました。米国で生産される鉄鋼の大部分（約70％）は、政府が全国で環境に優しい生産技術の推進に重点を置いているため、EAF法で生産されています。2020年、米国は約7,200万トンの鉄鋼を生産しました。工場のパフォーマンス指標を強化し、生産の運用費用を削減することで、国内の人造黒鉛電極生産者は利益の面で優位性を獲得しています。
カナダは、小型モジュール炉の使用に関する調査を通じて、原子力発電（SMR）の新時代をリードする立場に立っています。予測期間中、原子力発電に対する同国の姿勢は、同国の世界市場の成長において重要な役割を果たすでしょう。カナダでは、原子力エネルギーが国内の電力の15％を生成しています。3つの州の5つのサイトに22基の原子力発電所があります。カナダ原子力安全委員会は、同国での新しい原子力発電所の建設を承認するよう求められています。予測期間中、市場は同国の拡大する原子力発電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のこのようなすべてのトレンドが、合成グラファイト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、中国製鉄鋼の需要と、ブラジルの鉄鋼の主要消費者である自動車、機械、設備製造業界からの需要の減少が主な原因で、深刻な危機に直面しています。ブラジルの経済状況は改善傾向にあるため、今後数年間は鉄鋼生産の伸びが鈍化する見込みです。そのため、今後数年間は、鉄鋼製造用途で使用される合成黒鉛電極の需要が徐々に拡大すると予想されます。アルゼンチンは輸入された太陽光発電部品に大きく依存しており、太陽光発電所の導入プロジェクトの開発が急増しています。太陽光発電部品のほとんどの製造業者は、予想される需要を満たすために投資し、製造能力を増強する準備ができています。この部品は、合成黒鉛などの材料に新たな成長の機会をもたらすでしょう。
