相変化材料 市場規模と展望 2025年～2033年

**相変化材料（PCM）市場の包括的な分析レポート**

**市場概要**

世界の相変化材料（PCM）市場は、2024年に839億米ドルと評価され、2025年には974億米ドルに達し、2033年までに3193億米ドルへと成長することが予測されています。この予測期間（2025年～2033年）における年平均成長率（CAGR）は16%と見込まれており、市場の急速な拡大を示唆しています。

相変化材料は、相転移の過程で大量のエネルギーを潜熱として蓄積し、必要に応じてそれを放出する能力を持つ物質です。この材料の物理的状態が変化する際に、周囲の温度が一定に保たれながらエネルギーの放射が行われるという特性が、その最大の利点です。相変化材料の主な目的は、この潜熱を効果的に利用することにあります。エネルギー危機が叫ばれる現代において、既存のエネルギー供給を効率的に利用することは不可欠であり、相変化材料は特定の温度で液化および固化することで熱を吸収・放出する機能を持つため、この課題に対する有望な解決策として注目されています。

また、相変化材料が持つ自然な潜熱特性は、建物の温度を調節し、予期せぬ環境変化を防ぐ上で非常に有効です。周囲の温度変化によって再充電される特性を持つため、日常的な様々な用途への適用が可能です。医療分野では、温度に敏感な医薬品、血液、ワクチン、手術台などの輸送や温度管理、さらには新生児仮死の治療、薬剤投与、温冷療法など、広範な応用が見られます。

**市場の促進要因**

相変化材料市場の成長は、いくつかの強力な要因によって推進されています。

1. **温室効果ガス排出削減に関する法規制の強化：** 世界中で環境保護意識が高まり、温室効果ガス排出量の削減に向けた厳しい法規制が導入されています。これにより、エネルギー効率の高い建築物や産業プロセスへの需要が増大しており、相変化材料は省エネルギーと炭素排出量削減に貢献する重要な技術として位置づけられています。
2. **建築・建設分野での利用拡大：** 相変化材料は、住宅インフラの壁、床、屋根、シャッター、窓などの様々な建材に広く利用されています。特に、建材をパッシブ建築システムに組み込み、それらの熱特性を変化させることは、この技術の最も重要な用途の一つとなっています。石膏ボードや壁ボードなどの建材に相変化材料を組み込むことで、建物の熱貯蔵能力が大幅に向上し、室内の空気温度の変動を低減できます。これにより、特に軽量構造の建物において居住者の快適性が向上します。また、床下のコンクリート層や新しい床のオーバーレイとして組み込むことで、熱伝達による地面へのエネルギー損失を大幅に削減し、建物の熱効率を高めることが可能です。建物の内部、特にエンベロープ内に相変化材料を設置することで、空間が熱を吸収・放出する能力を高め、年間を通じて安定した室内環境を維持できます。
3. **コールドチェーンおよび医薬品配送の需要増大：** 医療分野では、温度に敏感な医薬品、血液サンプル、組織サンプル、ワクチンなどの輸送・保管において厳格な温度管理が求められます。相変化材料は、エンジンや燃料を必要としない再生可能で再利用可能な「パッシブキャリア材料」として、ワクチンの配送に理想的です。バイオテクノロジー研究では、薬剤を温度によって放出する方法の開発が集中しており、相変化材料を「栓」として利用することで、温度制御された薬剤投与を確立する有効な手段として注目されています。COVID-19ワクチンのような有望な候補が「コールドチェーン」製品として指定され、製造施設から出荷された後も特定の保管および輸送条件が求められたことは、相変化材料を含むコールドチェーンロジスティクス市場に大きな機会をもたらしました。
4. **エネルギー効率とグリーンビルディングへの注力：** 厳格なエネルギー効率基準、特に先進地域におけるエネルギー効率の高い建築物に対する規制の導入は、高性能で最先端の断熱材への需要を増加させています。エネルギー効率とグリーンビルディングへの注力の高まりは、高性能で革新的な建材の需要を喚起し、熱効率の高いコンクリート、相変化材料を充填したガラス窓、床下電気暖房システムなど、様々な用途で相変化材料の採用を促進しています。

**市場の阻害要因**

相変化材料市場には、いくつかの課題も存在します。

1. **低い熱伝導率：** 相変化材料の主要な欠点の一つは、その低い熱伝導率です。これにより、建物からの熱の輸送や吸収の速度が遅くなり、居住者の快適性やシステム全体の性能に影響を及ぼす可能性があります。熱伝導率の低さは、効率的な熱交換を妨げ、システムの応答性を低下させる要因となります。
2. **高価格：** 相変化材料の製造コストは比較的高く、これが市場での普及を妨げる要因となることがあります。特に大規模な建築プロジェクトや価格に敏感な市場においては、初期投資の高さが導入の障壁となることがあります。
3. **過冷却と相分離：** 相変化材料は、相転移時に過冷却現象や相分離を引き起こすことがあります。過冷却は、材料が本来の凝固点以下に冷却されても固化しない現象であり、相分離は組成が不均一になる問題です。これらの現象は、熱サイクル損失を引き起こし、材料の寿命を短縮させる原因となります。結果として、長寿命システムが求められる建築用途などにおいて、その有用性が制限される可能性があります。

**市場の機会**

阻害要因が存在する一方で、相変化材料市場には大きな成長機会が内在しています。

1. **コールドチェーンおよびワクチン・治療薬の流通ロジスティクス：** 新しい治療法や医薬品の開発に伴い、臨床試験の数が増加しています。医薬品、血液サンプル、組織サンプル、尿サンプル、喀痰サンプルなどの臨床試験材料の完全性を維持するためには、コールドチェーンロジスティクスが不可欠です。COVID-19ワクチンのような温度管理が必須な医薬品の流通は、相変化材料の需要を大きく押し上げ、業界の既存企業に新たな機会を提供しています。
2. **研究開発とイノベーションへの投資：** 業界の統合が進む中で、多くの企業は様々な革新的な応用に向けて研究開発に注力し、投資を行っています。ドイツに設立された非営利団体との協力も、世界の相変化材料ビジネスの改善に貢献しており、技術革新を通じて既存の課題（熱伝導率の改善、コスト削減、安定性向上など）を克服する可能性を秘めています。
3. **気候条件による需要の創出：** 北米、中国、日本、オーストラリア、南欧、インドなどの地域は、気象条件により夏季に高温となるため、エアコンなどの冷却機器の使用量が常に高水準にあります。これらの地域では、冷却負荷の低減や効率的な温度管理のために、相変化材料ベースの製品の消費が増加する可能性が高く、世界的な需要を創出しています。
4. **バイオベース相変化材料の成長：** 持続可能性の重要性が高まる中、環境に優しく再生可能な資源から作られるバイオベースの相変化材料（脂肪酸エステルや脂肪酸など）が、最も速い市場成長を遂げると予測されています。これらは、パーム核油、パーム油、ココナッツ油、大豆油など、アグリフード産業の生産物や副産物から得られるため、環境負荷の低減と持続可能性の向上に大きく貢献します。
5. **現代的な建設方法とHVACシステムの需要：** 北米市場は、現代的な建設方法の採用増加と、住宅部門におけるHVACシステムへの需要により、指数関数的に成長すると予想されています。この地域の寒冷な気候は、効率的なHVACシステムを必要とし、結果として革新的な相変化材料の需要を促進しています。

**セグメント分析**

**種類別（Type）**

* **有機系相変化材料：** 現在最も広く知られている種類であり、パラフィン系と非パラフィン系に大別されます。非パラフィン系は主に植物油などの安全で環境に優しい資源から作られています。特にバイオベースの相変化材料は、脂肪酸エステルや脂肪酸といった環境に優しい代替品を提供し、最も速い市場成長が期待されています。これらは、パーム核油、パーム油、ココナッツ油、大豆油など、アグリフード産業の副産物から得られる環境に優しく再生可能な資源で構成されています。製造業において持続可能性を高め、環境への影響を低減し、カーボンフットプリントを削減することがますます重要になる中、環境に優しいバイオベースの相変化材料への関心が高まっています。有機系材料は、非腐食性、良好な安定性、非毒性といった利点も持っています。
* **無機系相変化材料：** 合成天然水塩から作られた水和塩溶液で構成されます。塩の化学組成は様々であり、混合物によって適切な相変化温度が調整されます。相変化材料の分離や過冷却を低減するために、特殊な核形成剤で処理されることが特徴です。無機系材料は、高い潜熱容量と非引火性という利点を提供します。

**形態別（Form）**

* **カプセル化相変化材料：** 現在、市場を支配しています。相変化材料をマイクロカプセルやマクロカプセルなどの形で封入することで、材料の漏れを防ぎ、取り扱いを容易にし、周囲環境からの保護を提供します。これにより、様々な建材や製品への統合が容易になり、耐久性と性能が向上します。
* **非カプセル化相変化材料：** そのままの形で使用される相変化材料を指します。

**用途別（Application）**

* **建築・建設：** 世界の先進相変化材料市場において、建築・建設分野が最も大きなシェアを占めています。相変化材料は、エネルギーを節約し、クリーンで環境に優しい未来を確保するために、建築分野で重要な役割を果たしています。エネルギー効率の高い建築物に対する厳格な基準の導入、特に先進地域において、高性能で最先端の断熱材への需要が増加しています。さらに、エネルギー効率とグリーンビルディングへの注力の高まりは、高性能で革新的な建材の需要を刺激し、熱効率の高いコンクリート、相変化材料を充填したガラス窓、床下電気暖房システムなど、様々な建築用途での先進相変化材料の利用を促進しています。相変化材料は、建物のピーク負荷を低減し、エネルギー需要をシフトさせ、アクティブシステムなしで熱的快適性を向上させることで、エネルギー消費量を削減します。
* **包装（Packaging）：** 温度に敏感な製品（食品、医薬品など）の輸送・保管中の温度を一定に保つために利用されます。
* **HVAC（Heating, Ventilation, and Air Conditioning）：** 暖房、換気、空調システムに組み込まれ、エネルギー効率の向上と快適な室内環境の維持に貢献します。
* **繊維（Textiles）：** 衣服や寝具などのスマートテキスタイルに組み込まれ、着用者の体温を調節する機能を提供します。
* **電子機器（Electronics）：** 電子デバイスの熱管理に利用され、過熱を防ぎ、性能と寿命を向上させます。
* **その他：** 上記以外の様々な産業や用途で相変化材料が活用されています。

**地域別（Geography）**

* **欧州：** 現在、世界の相変化材料（PCM）産業を支配しており、北米がそれに続きます。欧州では、発達した大規模製造業を背景に、医療、航空宇宙、自動車などの主要エンドユーザーからの需要が急増しています。ドイツは相変化材料の主要な生産国および輸出国として市場成長に大きく貢献しており、欧州が相変化材料産業における優位性を維持することを可能にしています。今後数年間、欧州市場は安定した成長を続けると予想されます。
* **北米：** 急速な成長が予測されています。現代的な建設方法の採用増加と、住宅部門におけるHVACシステムへの需要が主な要因です。この地域の寒冷な気候は、効率的なHVACシステムを必要とし、最終的に革新的な相変化材料の需要を促進しています。夏季の高温も、冷却システムでの相変化材料の使用を促進します。
* **アジア太平洋地域：** 急速な都市化、エネルギー需要の増加、建設部門の発展により、大きな成長の可能性を秘めています。
* **ラテンアメリカ：** 経済成長とインフラ開発に伴い、相変化材料の需要が増加する可能性があります。

北米、中国、日本、オーストラリア、南欧、インドなどの地域は、気象条件により夏季に高温となるため、エアコンなどの冷却機器の使用量が常に高水準にあります。これにより、これらの地域では相変化材料ベースの製品の消費が増加する可能性があり、世界規模で相変化材料に対する大きな需要を創出しています。

このレポートは、市場の動向、消費者行動、製品イノベーション戦略を分析する専門家であるAnantika Sharma氏（食品・飲料および消費財分野で7年以上の経験を持つ研究プラクティスリード）によって監修されており、詳細なセグメントデータ、予測、地域ごとの洞察とともに購入可能です。

Report Coverage & Structure

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• Croda Europe Ltd.
• Global Energy Systems Europe BV
• Hangzhou Ruhr New Material Technology Co., Ltd. (‘RuhrTech’)
• Microtek Laboratories, Inc.
• PCM Technology
• Outlast Technologies
• PLUSS Advanced Technologies Pvt. Ltd.
• Phase change product Pvt. Ltd.
• PureTemp LLC
• Rubitherm technologies gmbh
• Sasol Germany GmbH
• BASF SE
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