米国カーボンファイバー市場規模、シェア及びCOVID-19影響分析：前駆体別（PAN及びピッチ）、トウ別（大型トウ及び小型トウ）、用途別（航空、航空宇宙・防衛、自動車、風力タービン、スポーツ・レジャー、建設、その他）、及び国別予測 2023-2030年

米国の炭素繊維市場規模は2022年に9億5310万米ドルに達し、予測期間中に年平均成長率（CAGR）7.7％で成長すると見込まれています。

炭素繊維は90％以上の炭素含有率を有します。PANとピッチを原料とし、熱変換プロセスによって製造される。高い剛性、低い熱膨張率、高い引張強度、優れた耐薬品性といった製品特性により、複数の産業分野での需要が増加している。航空宇宙・防衛、航空、自動車、風力タービン、スポーツ・レジャー、建設など、本製品への需要が大きい産業の成長が、予測期間中の米国炭素繊維市場の拡大を牽引すると見込まれる。

COVID-19パンデミック時の複合材製造減少は自動車セクターの低迷を招き、結果として炭素繊維産業に影響を与えました。しかし、2021年に輸送活動が正常化するにつれ車両需要が漸増したことで、米国における繊維製品の消費量はピークに達しました。

最新動向

競争優位性確保のための持続可能な製品製造

複数の最終用途産業では、炭素排出量の削減と環境規制への適合を図るため、持続可能な原材料を用いた製品製造に注力している。従来の材料から炭素系繊維を製造すると、多大な炭素排出が発生する。したがって、市場の主要プレイヤーは、代替となる持続可能な原材料から製品を製造し、炭素排出量を削減することに注力している。研究者や産業パートナーは、鉄鋼産業で生成される副産物であるコールタールから製品を製造するプロジェクトに関与している。開発された製品は、コールタールピッチの価値を現在の5倍から55倍に引き上げる。この製品は、高剛性かつ軽量な複合材料の製造に適している。

2020年12月、オークリッジ国立研究所（ORNL）はケンタッキー大学応用エネルギー研究センター（CAER）と共同で、石炭を炭素繊維及び複合材料への転換プロジェクトを推進。約1,000万米ドルを投資し、石炭原料・加工プロセス及び製品製造における主要課題の解明を目的として研究を開始。低コスト製品の生産拡大を通じ、米国炭素繊維市場の成長を促進する開発を目指した。

成長要因

航空宇宙・防衛産業における製品需要の拡大が市場成長を促進

航空宇宙産業において燃料効率と移動時間は重要な要素であり、炭素系繊維の需要増加を牽引する主要因となっている。航空宇宙産業における本製品の高需要を促す主な要因は、軽量化と強度比、高温耐性、高剛性、高引張強度といった特性である。これらの利点により航空機の燃料効率向上が可能となる。ヘリコプター、航空機、スペースシャトルの軽量化は、飛行に必要な燃料量の削減に直結します。さらに、軽量な航空機は移動時間の短縮と航続距離の延伸を実現し、給油停止の頻度を低減または不要にします。これにより航空宇宙産業における製品需要が増加します。

航空機産業では、翼・座席フレーム・外装・尾翼の製造に複合材料を主要構成要素とする有利な炭素繊維部品が採用されている。例えば、ボーイング社が製造・販売する787ドリームライナーには約35メートルトンの複合材料が使用されており、耐久性と軽量性を実現しています。これにより、さらなる燃料効率と優れた空力特性が得られ、メンテナンス頻度が減少するため、繊維複合材航空機の収益性が高まります。この結果、航空宇宙・防衛産業における炭素系繊維の需要が高まり、市場成長を牽引しています。

抑制要因

製品製造コストの高さが市場成長を制限

製品の製造コストは、原料コストと直接連動しています。PANやピッチを含む原料は、最近大幅な価格上昇を経験しています。さらに、航空宇宙・防衛産業など複数産業における重要用途向け製品製造コストは、高品質原材料の必要性により増加している。

ピッチ価格は原油や石炭などの原材料価格の影響で最近大幅な変動が見られる。非航空宇宙用途向けPAN系繊維の平均コストは1kgあたり約21.5米ドルで、変換効率はわずか50%である。高価格化は小規模・国内メーカーの市場競争力を低下させ、市場成長を阻害している。

セグメンテーション

前駆体別分析

前駆体別では、市場はPAN（ポリアクリロニトリル）とピッチに二分される。

2022年にはPANセグメントが米国炭素繊維市場で最大のシェアを占め、予測期間中も優位性を維持すると見込まれています。PANベース製品の特性（高い引張強度、高弾性率、高温耐性の向上など）により、自動車、航空宇宙・防衛、建設を含む複数の最終用途産業からの需要が増加しています。さらに、風力タービンやスポーツ・レジャー用途からの製品需要増加が、市場成長を大幅に牽引すると予想される。

ピッチセグメントは、予測期間終了までに著しい成長率を記録すると見込まれる。ピッチ系製品は負の係数が低く、電気抵抗率が低く、高弾性率、高熱伝導性を有するため、スポーツ・レジャー産業や航空宇宙・防衛産業からの需要が高まっている。

トウ分析別

製品のトウ（束）に基づき、市場は大径トウと小径トウに区分される。

小径トウセグメントは2022年に最大のシェアを占め、予測期間中は比較的高いCAGRで成長すると見込まれる。小径トウ繊維は24,000本以下のフィラメントを含むロービングである。スモールトウ繊維が提供する高い弾性率と強度により、航空宇宙・防衛産業での応用が可能となり、予測期間中の製品採用を牽引すると見込まれています。

ラージトウ繊維は48,000本から320,000本の炭素フィラメントを含みます。ラージトウセグメントは予測期間中に著しい成長が見込まれています。この成長は、ラージトウ繊維の生産に向けたメーカーの投資増加に起因すると考えられます。

用途別分析

用途別では、航空、航空宇宙・防衛、自動車、風力タービン、スポーツ・レジャー、建設、その他に分類される。

航空・航空宇宙・防衛セグメントは2022年に最大の市場シェアを占め、予測期間中も首位を維持すると見込まれる。本製品は航空・宇宙・防衛産業において、内装材、プロペラ/ローター、エンジンブレード、ブラケット、ワイドボディ翼、単通路機翼などに広く使用されている。近年の技術進歩により航空宇宙・防衛産業全体で製品需要が大幅に増加しており、予測期間中もこの傾向が続くと見込まれる。  

高弾性率、引張強度、耐熱性、強度重量比といった製品特性により、自動車、風力タービン、スポーツ・レジャー産業からの需要が増加しています。エネルギー効率が重要な役割を果たす製品の製造に本製品が選ばれています。この傾向は予測期間中も継続し、米国市場の成長を促進すると見込まれます。

主要業界プレイヤー

業界で活動する主要プレイヤーには、既存企業と新興市場プレイヤーが含まれます。市場で活動する主要企業には、ヘクセル・コーポレーション、ゾルテック・コーポレーション、東レ株式会社、ソルベイ、ヒョソン・アドバンスト・マテリアルズ、三菱化学カーボンファイバー・アンド・コンポジッツ株式会社、帝人株式会社などが挙げられます。市場の大半の企業は、パートナーシップの締結や地域企業の買収を通じて、地理的範囲の拡大に注力している。さらに、市場における既存企業は、製品の持続可能性の向上に注力している。

主要企業プロファイル一覧:

• ヘクセル社 (米国)
• ゾルテック社 (米国)
• アドバンスト・コンポジッツ社（米国）
• 三菱ケミカル カーボンファイバー・アンド・コンポジッツ社（米国）
• ヒョソン・アドバンスト・マテリアルズ（韓国）
• 東レ株式会社（日本）
• ソルベイ（ベルギー）
• 日本グラファイトファイバー株式会社（日本）
• 帝人株式会社（日本）
• フォルモサM株式会社（韓国）

主要産業動向:

• 2022年5月 - ソルベイはSolvaLite製品群を拡充し、Xencor LFT生産ユニットに投資。自動車ボディパネル向けプリプレグをラインアップに追加。SolvaLite 714 プリプレグは、エポキシ樹脂 SolvaLite 714 を事前に含浸した、新世代の単方向織物および炭素繊維製品ポートフォリオです。
• 2021年6月 – Zoltek Companies, Inc. は、メキシコ、グアダラハラにある工場の炭素繊維生産能力を増強しました。同工場の年間生産量は13,000トンに達し、PX35繊維の年間総生産量は28,000トンとなる見込み。この措置により、同社の市場におけるリーダーとしての地位強化が期待される。

レポート対象範囲

An Infographic Representation of 米国の炭素繊維市場

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本調査レポートは、主要企業、用途、製品などの重要要素を詳細に分析しています。市場動向や業界の重要な進展も提供します。近年における市場成長に寄与した様々な変数と、上記の要因を含みます。業界の最新市場動向、機会、歴史的データ、および国別の収益成長予測を検証します。

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