合成グラファイト市場 サイズと展望 2025-2033

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合成黒鉛市場の成長要因

冶金分野における高い需要

冶金用途において、黒鉛は電極、耐火物、煉瓦、モノリスるつぼなど、様々な形で利用されています。電気炉（EAF）では、合成黒鉛は鉄鋼、合金鉄、アルミニウムの製造に使用されます。電気炉での鉄スクラップの溶解、セラミックの研磨、炭化カルシウムなどの化合物の製造など、高温で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、粗鋼およびアルミニウムの世界的な生産量の増加によって牽引されると予想されています。合成黒鉛電極は、電流を流す能力に基づき、超高出力（UHP）、高出力（HP）、通常出力（RP）など、様々なグレードで製造されています。

世界鉄鋼協会（WSA）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1億9,510万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、合成黒鉛も市場を牽引すると予想されています。

市場の制約

天然黒鉛に比べて高コスト

近年の精製・改質技術の進歩により、以前は合成黒鉛が唯一の選択肢であった用途において、天然黒鉛が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導電性と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。優れた品質と合成グラファイトとの大幅なコスト差から、現在、研究者たちはリチウムイオン電池の負極材への天然グラファイトの使用を検討しています。

球状グラファイトは天然フレークから作られ、これらの電池に使用される合成グラファイト（1キログラムあたり約18,000米ドル）よりも優れた品質を備えています。球状グラファイトは1キロトンあたり約6,000～10,000米ドルで販売されており、非常に費用対効果の高い製品であり、自動車用バッテリーシステムの価格を下げる手段となります。合成グラファイトはその純度の高さから、エネルギー貯蔵用の貴重なグラファイト源となっています。しかし、電気自動車はコストが高く、製造プロセスが複雑であるため、メーカーにとって普及が実現可能なレベルまでコストを削減することは困難です。

市場機会

電気自動車の需要増加

電気自動車に搭載されるリチウムイオン電池の負極は、合成黒鉛で作られています。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、これらの電気自動車を動かすリチウムイオン電池の負極の重要な部品です。バッテリーメーカーは、セルの負極として天然黒鉛の使用を増やしています。

しかし、製造コストの低さ、環境およびCO2排出量への懸念、そして供給規模の拡大の容易さから、天然黒鉛と合成黒鉛を混合するケースが依然として多く見られます。しかし、天然黒鉛の純度が低いため、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、天然黒鉛が10%、合成黒鉛が90%となっています。過去10年間で、電気自動車向け合成グラファイトの世界市場は飛躍的な進歩を遂げてきました。

しかしながら、近年、世界中で電気自動車の台数が増加しているにもかかわらず、排出ガスへの懸念の高まりや、世界各国の中央政府による環境政策の転換により、この業界は今後10年間でさらに拡大すると予想されています。

タイプ別インサイト

タイプ別に見ると、世界市場はグラファイトアノード、グラファイトブロック（ファインカーボン）、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、初期の充電/放電サイクルにおける不可逆性が低く、剥離現象に対する耐性が得られます。タマネギに似た炭素中空ナノ構造（OCHN）を豊富に含む合成グラファイトは、20ミリアンペアで1グラムあたり460mAhという高い比容量と、1グラムあたり最大可逆容量310.3mAhという優れたレート特性を備えています。

合成グラファイトは、特に従来のグラファイト系負極材料の利点と比較した場合、高性能リチウムイオン電池の有望な負極材料です。合成グラファイトは負極材料として天然グラファイトよりも高価ですが、その優れた純度からハイエンドバッテリーに好まれています。多くのバッテリー負極メーカーは、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を組み合わせています。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などの先進技術において、合成グラファイトがより頻繁に採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で製造されますが、使用されるコークスの構造には若干の違いがあります。これらのブロックは、等方圧成形、押し出し成形、そして成形というプロセスによって製造されます。これらのプロセスはすべて、様々な用途のグラファイト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、太陽光発電分野のポリシリコンの製造から、原子力発電事業における高温原子炉の製造まで、非常に多岐にわたります。押し出し成形されたグラファイトは、様々な形状とサイズで製造されます。粒子の大きさが約10倍大きい等方性グラファイトと比較すると、押し出し成形されたグラファイトは粒子が粗くなります。

さらに、押し出し成形されたグラファイトは、熱伝導性と電気伝導性の向上、耐熱衝撃性、耐薬品性、曲げ性など、いくつかの優れた特性を備えています。ただし、押し出し成形されたグラファイトの強度は劣ります。最も強度の高い合成グラファイトは、熱間等方圧加圧成形（HIP）によって製造されます。その結果、太陽エネルギー、LED、半導体、放電加工（EDM）、ガラス業界、化学薬品などの用途に最適です。

用途別インサイト

用途別に見ると、世界市場は冶金、部品・コンポーネント、バッテリー、原子力、その他の用途に分かれています。冶金分野は最大の市場規模を誇り、予測期間中は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、モノリス体、るつぼなど、冶金用途において様々な用途で使用されています。電気アーク炉（EAF）プロセスでは、合成グラファイトは鉄鋼、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。

合成グラファイト電極は、電気炉での鉄スクラップの溶解、セラミックの研磨、炭化カルシウムなどの化合物の製造など、高温で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、電流を流す能力に基づき、超高出力（UHP）、高出力（HP）、中出力（RP）など、様々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の増加によって牽引されると予想されています。しかしながら、これらの金属の生産動向の不安定さから、市場需要は不確実になると予想されます。

炭素黒鉛を必要な材料に添加すると、優れた強度、高い導電性および熱伝導性、低気孔率など、用途の性能を向上させるいくつかの特性が付与されます。部品への用途としては、主に電気および機械用途における各種バルブやシールが挙げられます。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などがあります。カーボングラファイトを使用したメカニカルシールには、主にパッキングシール、ポリマー製、エラストマー製、または金属製のリップシール、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、リングシールなどがあります。

発展途上国や古い機械では、パッキングシールは主に単純なシール作業に使用されています。エンドユーザーが長寿命、メンテナンスの容易さ、低いリーク率を期待しているため、これらのシールタイプの市場における使用は減少しています。ポリマーシールは安価ですが、耐久性が低いため、市場ではあまり使用されていません。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、高耐久性材料に使用できること、そしてユーザーが長寿命と低いリーク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。

地域分析

アジア太平洋地域は、収益への最大の貢献地域であり、予測期間中に5.66%の年平均成長率（CAGR）で成長すると見込まれています。中国は、リチウムイオン電池、エレクトロニクス、鉄鋼、太陽光発電、原子力といった新興産業からの旺盛な需要により、世界有数のグラファイト生産国となっています。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、トップの座に就きました。

この地位の向上は、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好ましい兆候です。中国は太陽光発電の生産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（テンゲル砂漠）も所在しています。当面の間、インド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ています。

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、予測期間中の国内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の一つとなるインドは、リチウムイオン電池と、合成グラファイトを含む付随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）電気自動車の普及と製造の促進フェーズII（FAME-II）」プログラムの下、電気自動車の普及を推進しています。2022年までに再生可能エネルギーから175GWの電力を生産するという野心的な目標を掲げています。さらに、政府は2030年までに国内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。

欧州の合成グラファイト市場動向

欧州は、予測期間中に2.36%の年平均成長率（CAGR）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期待されています。生産性を向上させる革新的な技術の導入と、設置能力の増強に対する政府の支援は、今後数年間、英国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ります。これは主に、電力価格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によるものです。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の削減、EUの排出権取引法の改正、そして輸入制限への配慮を宣言しました。

さらに、英国で生産された鉄鋼の欧州他地域への輸出活動への影響を考えると、Brexitは鉄鋼セクターに深刻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量を削減し、これは合成黒鉛電極の国内市場にとって悪影響です。

しかしながら、英国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負荷を軽減することを選択しています。環境問題への対応策として、電気炉による鉄鋼生産が有力な選択肢となっています。現在、全米各地の建物には50万枚以上の太陽光パネルが設置されています。しかし、2022年までに世界全体で1,000万枚以上の太陽光発電設備が設置されると予想されています。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ます。

米国は、合成黒鉛の輸入量上位5カ国の一つです。政府は合成黒鉛製造市場において重要なプレーヤーであり、Asbury Carbons、GrafTech International、Superior Graphiteといった米国企業に加え、ドイツのSGL Group、日本の昭和電工などが生産に携わっています。

貿易関税の上昇は、米国国内の鉄鋼製造業界に新たな活力を与え、合成黒鉛鋳型の需要増加にも貢献しました。米国で生産される鉄鋼の大部分（約70%）は、政府が全国的に環境に優しい生産技術の推進に重点を置いているため、電気炉法で生産されています。

2020年、米国の鉄鋼生産量は約7,200万トンでした。工場のパフォーマンス指標の向上と生産コストの削減により、米国の合成黒鉛電極メーカーは利益面で優位性を築いています。

カナダは、小型モジュール炉の活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を築いています。予測期間中、同国の原子力発電に対する姿勢は、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、原子力発電が国の電力の15%を賄っています。3つの州に5つの施設があり、合計22基の原子力発電所が稼働しています。カナダ原子力安全委員会は、同国における新たな原子力発電所の建設を承認するよう要請されています。予測期間中、市場は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におけるこうしたあらゆる動向が、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おり、その主な原因は中国製鉄鋼の需要と、ブラジル鉄鋼の主要消費者である自動車、機械、設備製造産業からの需要の減少です。ブラジルの経済状況は改善傾向にありますが、今後数年間、鉄鋼生産の伸びは鈍化すると予想されています。

したがって、今後数年間、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、太陽光発電所の建設プロジェクトが急増しています。太陽光発電部品メーカーのほとんどが、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。このコンポーネントにより、合成グラファイトなどの材料に新たな成長の機会が生まれます。

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合成グラファイト市場のトップ競合他社

1. Asbury Carbons
2. Beiterui New Material Group Co. Ltd
3. Shanshan Technology
4. Shenzhen Sinuo Industrial Development Co. Ltd
5. Mitsubishi Chemical Corporation
6. Imerys Graphite and Carbon
7. Mersen Corporate Services SAS
8. Graphit Kropfmhl GmbH
9. Shamokin Carbons
10. Showa Denko K.K.

最近の動向

• 2022年5月 - バンクーバーに本社を置くShanshan Technologyは、中国貴州省に拠点を置くリチウムイオン電池負極メーカーであるSunrise (Guizhou) New Energy Material Co., Ltd.との覚書（MOU）を締結したことを発表しました。 Sunrise社は、オンライン知識共有およびエンタープライズサービスプラットフォームを提供するGlobal Internet of People, Inc.の子会社であり、NasdaqでSDHのシンボルで取引されています。
• 2022年12月 - 大手バッテリー材料・テクノロジー企業であるNOVONIX Limitedは、米国における高性能合成グラファイトアノード材料の生産拡大計画の最新情報を発表しました。KORE Power, Inc.が米国で高性能合成グラファイトアノード材料の生産拡大を発表したことを受け、同社は米国における高性能合成グラファイトアノード材料の生産拡大計画の最新情報を発表しました。 （「KORE」）は、総額1億5,000万ドルの資金調達予定のうち、最初の7,500万ドルを調達しました。