核融合技術向け先端材料市場 [材料:タングステン、ベリリウム、その他] – 世界産業分析、規模、シェア、成長、動向、予測、2022-2031年
2031年の市場展望
核融合技術向け先端材料の世界市場規模は 2021年に0.4百万米ドル
2022年から2031年までの年平均成長率は7.3%で 、 2031年末には0.8百万米ドルに 達すると推定される。
核融合技術向け先端材料市場に関するアナリストの見解
世界が持続可能な開発目標の達成に注力する中、発電のための再生不可能なエネルギー源の使用をなくす必要性は高い。二酸化炭素を排出しないエネルギーを生み出すエネルギー源への転換が急務となっている今、新たな技術革新の波が押し寄せている。そこで注目されているのが、核融合技術によって生産される原子力エネルギーである。核融合技術による原子力エネルギーの開発には、原子炉に関連する厳しい環境、すなわち意味のある量の電力を生み出すのに必要な温度に耐えるための高度な材料が必要である。
そのため、タングステンやベリリウムのような材料が、世界初の商用核融合技術プラントの建設に使用された。メーカー各社は、これらの材料から作られた複合材料の研究開発に力を注いでいる。現在の投資はすべて、二酸化炭素排出量の削減に役立つ材料の特性を高めるために行われている。さらに、世界レベルでは、G20がグリーン成長、クリーンで気候変動に強いインフラストラクチャーを支援しており、これが予測期間中、世界のエネルギーミックスにおける核融合技術用先端材料市場のシェアを押し上げると推定される。
市場紹介
核融合の理論が1930年代に解明されて以来、科学者とエンジニアは核融合を地上で再現する使命を担ってきた。この技術は、燃料1kgあたり核分裂(原子力発電所で使用)の4倍、石油や石炭を燃やすよりも400万倍近いエネルギーを生み出すことができる。
核融合技術は、数グラムの重水素と三重水素の混合物でも膨大なエネルギーを生み出すため、核融合によるひずみに耐えられる耐久性のある材料が必要とされている。拡大する研究の中で、いくつかの材料や技術が検討され、否定されてきた。有望な材料としては、V合金、酸化物分散強化鋼、SiC複合材料などがある。
低炭素発電へのニーズの高まり
現在、世界が直面している最も差し迫った課題のひとつが、気候変動との闘いである。パリ協定の長期目標は、世界の平均気温の上昇を産業革命以前に比べて2℃以下に抑えることである。2015年12月に193カ国によって批准された。協定の全締約国は、温室効果ガス(GHG)排出量削減のための国家決定貢献(NDC)と低炭素開発戦略の提出を求められている。
2019年7月末現在、世界各国の政府が長期計画を提出している。その中で、核融合エネルギーは、カナダと日本が潜在的な最先端原子力技術の1つとして挙げている。各国政府は、パリ協定の長期目標を達成するために、NDCの緩和野心を高めるとともに、国内政策の規模を拡大し、実効性を高める必要がある。核融合技術によるエネルギー生産は、それを実現するものとして期待されている。
現在、核融合技術のための構造材料の選定は、適切な機械的特性、照射下での挙動、他の材料や冷却媒体との適合性だけでなく、放射線学的特性、すなわち放射能、崩壊熱、放射性毒性に基づいて行われている。これは、環境的に安全な機械の状態を維持するために行われる。これらの制限により、一般に低放射能材料と呼ばれる数種類の合金しか使用できない。したがって、このような先端材料に対する需要は増加すると推定され、それが近い将来、核融合技術用先端材料事業の成長を助けると予測される。
地球地殻におけるチタンの豊富さが、入手可能性と価格を保証する
地球上で10番目に多い元素はチタンである。チタンは地殻の0.44パーセントを占める。地球の地殻では、チタンの90%(90%)をイルメナイト鉱物が占めています。イルメナイト鉱石としてよく知られている酸化鉄チタンは、鉄、チタン、酸素の組み合わせです。
アナターゼ、ペロブスカイト、ルチル、ロイコクセン、スフェンなどの鉱物が残留チタンを含んでいる。これらの鉱物は、砂、岩石、土壌、粘土などに化合物として含まれています。また、隕石、自然水、動物、植物など、自然界の他の部分にも含まれています。
チタンは様々な技術的用途において非常に重要な金属であるが、非常に高価であり、極めて特殊な用途にのみ利用されている。チタンは、航空宇宙産業(例えば、航空機のエンジンやエア・フレーム)、ジョイントの交換目的、パイプ、腐食が発生しやすい原子力産業、石油産業、化学産業などで使用されている。
チタンの機械的特性は、発電所の復水管や核廃棄物の貯蔵に理想的です。チタンの高い耐食性は、発電所のインフラでの使用に理想的です。超高温ではチタンは脆くなる傾向があるが、チタン合金の製造における新しい技術革新により、核融合技術に適した高温材料となっている。これは核融合技術用先端材料の主要な市場動向の一つであり、予測期間中に先端材料メーカーに大きなビジネスチャンスをもたらすと期待されている。
磁場閉じ込め技術への高い需要が核融合技術向け先端材料の世界市場を押し上げる
技術別に見ると、先端材料市場は磁気閉じ込め、慣性閉じ込め、その他で区分される。磁場閉じ込め技術は、2021年に45.5%の顕著な市場シェアを占めた。このセグメントは予測期間中にCAGR 6.4%で成長し、その結果、今後数年間で世界の原子力技術用先端材料市場を押し上げると予測されている。
重水素-三重水素プラズマの運動性は、磁気閉じ込めコンセプトの強力な磁場の使用によって制約される。磁場は、原子核の熱を蒸発させ、進行を遅らせる原因となる原子炉壁への粒子の衝突を阻止する。
核融合技術向け先端材料市場の地域分析
最新の核融合技術向け先端材料産業レポートの地域別分析によると、2021年の核融合技術向け先端材料の世界シェアは、北米が31.5%近くを占めている。この市場傾向は予測期間中も続くと予測されている。北米には、米国やカナダなど、先進国経済が発達した国がいくつかあり、新興国や発展途上国も多い。その中でも、米国の核融合技術用先端材料市場は、同地域の総需要の中で圧倒的なシェアを占めている。
アジア太平洋地域は、2021年の核融合技術向け先端材料の世界市場規模において29.6%のシェアを占めている。アジア太平洋地域市場は、予測期間中に一貫して拡大すると予測されている。アジア太平洋地域では、クリーン燃料の需要が大幅に増加すると予想されている。中国は、核融合技術向け先端材料市場の将来を形成すると予想される主要市場である。
中東・アフリカとラテンアメリカの合計シェアは、2021年の核融合技術向け先端材料の世界市場の11.4%未満である。UAEとサウジアラビアは核分裂技術に投資しており、予測期間中に核融合技術にも投資する可能性が高い。
核融合技術用先端材料の主要企業による市場展望
世界の核融合技術用先端材料市場は、少数の大規模ベンダーがシェアの大半を支配しており、適度に統合されている。大半の企業は、核融合技術向け先端材料の広範な市場調査に多額の費用を投じている。新製品開発と生産革新は、原子力発電技術の開発に従事する企業によって選択された主要な傾向であるA.L.M.T. Corp.、ATI Inc.、ALMONTY、ウルバ冶金工場は、核融合技術用先端材料市場のタングステンとベリリウムを提供するいくつかの企業である。
核融合技術向け先端材料の世界市場における主要動向
2022年 3月、合肥にある中国科学院の研究チームは、これまで使用されてきたほとんどの合金を上回る引張強度を持つ純タングステンの大片を製造した。研究チームは、タングステンでできた最強のバルク材料を開発し、その製造技術によって、最も要求の厳しい用途に使用できるようになると報告した。この研究は、中国の核融合炉計画から一部資金援助を受けている。核融合炉の建設は、北京が後押しすれば2030年代初頭までに完成する可能性があり、この地域の核融合技術ビジネスの成長に影響を与えるだろう。
2022年9月、オーストラリア初のレーザー核融合エネルギー企業HB11エナジー社は、ディーキン大学がオーストラリア最大のリサイクル・クリーンエネルギー先進製造エコシステムを構築する計画の一環として、2000万米ドルのプロジェクトを受注した。このプロジェクトでは、HB11エナジー社がディーキン大学のリサイクル・再生可能エネルギー商業化ハブ(REACH)と協力して水素ホウ素核融合燃料を製造することが期待されている。この共同プロジェクトは、水素を含むグラフェン様材料のスケールアップ製造を支援することを目的としている。また、最近発見されたボロフェンと呼ばれる二次元材料の製造も開発する。ボロフェンは、水素とホウ素しか含まないため、水素ホウ素核融合燃料として理想的であると期待されている。
核融合技術産業向け先端材料市場の主要企業は、会社概要、事業戦略、財務概要、事業セグメント、製品ポートフォリオ、最近の動向などのパラメータに基づいてプロファイルされています。