＜第３６回複合材料セミナー＞

PAN系炭素繊維の現状と将来
２０２３年２月１７日
東レ株式会社 複合材料事業本部
トレカ事業部門長
溝渕 誠
1

内容

１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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内容１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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炭素繊維開発の歴史
1879 トーマスエジソンが電球のフィラメント用に木綿や竹を焼いて炭素繊維を製造。
1880 白熱電球の発熱体に適用。

1961 大阪工業試験所 進藤博士 PAN系炭素繊維の基本原理を発表。

故 進藤 昭男 先生1963 群馬大学 大谷杉郎教授 ピッチ系炭素繊維の製造法を発表・特許化。
1967 東レ PAN系炭素繊維の品質を飛躍的に向上させるアクリルポリマーを開発。
1969 東レ 高性能PAN系炭素繊維の生産を可能にする焼成技術を開発。
1971 東レ PAN系炭素繊維の商業生産を開始。

ピッチ系ＰＡＮ系
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PAN系炭素繊維の生産能力向上の歴史（東レ）

炭素繊維（RT)生産能力(千トン/年)

 １９７１年商業生産開始後、レギュラートウの生産能力は３，０００倍に拡大。
 生産機１ライン当たりの生産能力は、初期の２００倍以上に向上。
 Ｚｏｌｔｅｋ買収により、G全体の年間生産能力（２０１９年）は計５０．６千トン。
（東レ30.2千トン＋Ｚ社20.4千トン）
40

東レG

米国新拠点の量産設備稼働

35

57.8千トン(2022年)30
各拠点の設備増設、増能力

25

RT

米国初の量産設備稼働

28.9千トン(2022年)20大型量産設備(日本)(1千トン/年クラス)

15LT
29.0千トン(2022年)

欧州初の量産設備稼働

10

少量量産設備(10トン/年)稼働

50
1960

1970

1980

1990
西暦(年)

2000

52020 2022

2010

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商業生産開始以降の炭素繊維需要の推移＜東レ推定＞
スタート期

量産準備期 拡大・発展期

本格展開期

第２本格展開期

炭 素 繊 維 需 要（千トン／年）

ボーイング
７８７

エアバス
Ａ３８０

産業用途本格化

オイルショック

ボーイング７７７ 一次構造材

50

エアバスＡ３２０ 一次構造材

「トレカ」
生産開始

100

テニスラケット ＆ ゴルフシャフトブーム

人工衛星

150

自動車用途拡大

200

一般産業
航空宇宙
スポーツ

0
1970
用途

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

2010

2015

2020

限定分野

用途拡大

産業用途本格化

航空用途急拡大・自動車本格化

航空機二次構造材
釣竿

航空機一次構造材
ゴルフシャフト

圧力容器
産業機械
船舶

航空機大型プログラム
自動車部品
風力発電

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2025

内容

１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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PAN系炭素繊維の需要見通し（全体：用途別／地域別）
地域別需要

用途別需要
単位：千トン

単位：千トン

成長率(2015-25)250＜東レ推定＞

成長率(2015-25)250

全体 13%

全体 13%
200

200

7%
150

150

11%

16%
100

100

50

50

10%
4%

02015
航空宇宙

2020
スポーツ

21%

02025
産業2015

2020

2025

日亜米欧

２０１５年 ６万トン → ２０２５年 ２０万トン
8Copyright © 2023 Toray Industries, Inc.PAN系炭素繊維の用途別・地域別需要＜２０２１年：東レ推定＞
その他
スポーツ

その他

航空宇宙

土木建築

スポー
ツ

その他 航空宇宙

コンパ
ウンド

圧力容器
風力発電翼
自動車

航空宇宙
風力発電翼

風力発電翼
中国・台湾・韓国ほかアジア（５３．７千㌧/年）

欧州（３３．１千㌧/年）
航空宇宙と風力発電翼、自動車用途が主軸。

北米（２３．６千㌧/年）

航空 航空宇宙と風力発電翼、圧力容器用途が主軸。
スポーツがメイン。風力発電
宇宙
用途を中心とした環境・エネ
ルギー関連用途も伸長。
日本（２．８千㌧/年）
土木
土木
ハイエンドゾーンの需要に限定され、総需要は小さい。

世界の炭素繊維需要 １１３．０千㌧（２０２１年）
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レギュラートウ／ラージトウの違い
レギュラートウラージトウ

定 ・炭素繊維用に専用設計された設備と義製造ノウハウにより製造された
高性能炭素繊維・衣料用アクリルトウ設備転用
・簡易な焼成設備により製造された安価な炭素繊維特 ・24,000フィラメント以下
徴 ・欠陥制御、均一化などの高性能化配慮
・高コスト

・50,000フィラメント程度
・標準的な性能・低コスト“レギュラートウ”織物“ラ-ジトウ”織物

東レT700S-12K／330gsm

Zoltek(50K)／330gsm

形
態

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PAN系炭素繊維の需要見通し（レギュラートウ/ラージトウ）＜東レ推定＞

レギュラートウラージトウ
成長率(2015-25)

単位：千トン

140

単位：千トン140

全体 13%
120

120

10080

成長率
(2015-25)100

３万トンから１２万トンに増大

17%

60

80
60

4020

全体 14%

10%

40

4%

20

２万トンから８万トンに増大

00

2015

2020

航空宇宙

2015

2025

スポーツ2020

産業

2025

産業
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PAN系炭素繊維メーカーの製造能力（東レ推定）[単位:千トン]レギュラートウ

ラージトウ

メーカー
東レＧ
帝人Ｇ
三菱Ｇ
HexcelSolvay台湾プラスチックスAksa
暁星
新興国／その他
東レＧ（Zoltek）
三菱Ｇ
SGL
新興国／その他

122018291291136221185
175121044
129

2020
291291134241185
265121457
142

2022
29
15
911342729108
295124489
198

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炭素繊維メーカーの変遷
1970 1975 1980 1985 1990 1995 2000 2005 2010 2015 2020
参入企業

日本

現社名

東レ

東レ

東邦レーヨン

帝人

三菱レイヨン

三菱ケミカル×

日本カーボン/旭化成▼Hercules

Hexcel×

Great Lakes/ Akzo

×

Celenese / BASF
UCC / BP Amoco
欧米GrafilCourtaulds
Stackpole××

Grafil （三菱ケミカル）▼Zoltek

Sigri / Hoechst
Enka / AkzoAksa

Solvay (Cytec)▼×▼

SGL Carbon
帝人Dow Aksa

台湾プラスチックス

台湾プラスチックス×泰光（韓国）アジア

暁星（韓国）

泰光（韓国）
暁星（韓国）中複神鷹（中国）

中複神鷹（中国）

威海光威（中国）

威海光威（中国）

宝武（中国）

宝武（中国）▼：買収による規模縮小
13

×：撤退または売却

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内容

１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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航空機材料の変遷 – 軽量化への挑戦の連続 –1900年初頭

1930年代

ライトフライヤーⅠ

オーニソプター（レオナルド・ダビンチ）
木・布

木材・鋼・羽布© Boeing

ボーイング２４７
ジュラルミン初適用

1980～1990年代

1950年代現在© Boeing

コメット© Airbus© Boeing

ボーイング７８７

７７７、Ａ３２０

オールCFRP化

CFRP１次構造材適用
15

ジュラルミン適用
初ジェット機Copyright © 2023 Toray Industries, Inc.

ボーイング７８７～従来機との比較～
部位

ボーイング７８７© Boeing

767

787

コンポジット化の効果

胴体

アルミ

コンポジット・耐腐食性向上－機内湿度アップ
・高強度－窓大型化、気圧アップ
・使用リベット数低減

主翼

アルミ

コンポジット・軽量化－燃費向上
・複雑形状化－空力特性向上

尾翼

アルミ

コンポジット・軽量化－燃費向上

動翼

コンポジットコンポジット－同サイズの７６７対比大幅にコンポジット化を実現
軽量化による燃費向上、機内環境向上を達成

ボーイング７６７

ボーイング７８７© Boeingコンポジット 3%
鉄 10%

受注機数 ：1,608機（2022年12月現在）
以下、従来型767機との比較- 燃費 20%低減- CO2 約20%削減、NOx 約15%削減

チタン 6%

アルミ 77%

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２大航空機メーカーの開発状況と今後の展開（東レ推定）
翼・胴体一部
CFRP化

オールCFRP化

今後のCFRP化
ターゲット
エアバス社資料（https://leehamnews.com/2017/03/21/is-there-an-nma-gap/）に
CFRP化状況を当社が追記

 航続距離が長く、燃費節減メリット大の中・大型機（200席以上）からCFRP適用が進んだ。
 中・大型機の実績を活かし、今後は小型機（100～200機）へのCFRP適用・拡大が進む。
①高ビルドレート対応（大量生産）、②トータル低コスト（成形・組み立てコスト削減）への対応がカギ。
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熱可塑性コンポジットの特徴と利点


熱硬化性樹脂と熱可塑性樹脂の違い
熱硬化性樹脂熱可塑性樹脂加熱による挙動

加熱により硬化する（硬化後は、元に戻らない）

加熱により溶融する（加熱、冷却で元に戻る）

粘度

硬化前は低粘度（繊維に含浸しやすい）

高粘度（繊維に含浸しにくい）

CFRPでは繊維への含浸しやすさから熱硬化性樹脂が用いられてきたが、含浸技術や樹脂の進化により、熱可塑性樹脂の適用範囲が拡がってきた。

熱可塑性コンポジットの利点
特徴

最終製品でのメリット

短時間成型が可能

高ビルドレート生産に好適

プレス成形や射出成形が容易成型と接合を別々に行うことが可能（各パーツを成形後、接合することも可能）

ファスナーレス化が可能（成形・組み立てコスト低減）

再加熱により、再成形を行うことが可能
常温下で樹脂の熱変化が起きないため、常温保管可能
リサイクル化が図りやすい

冷凍庫不要（低コスト）
低環境負荷

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熱可塑性コンポジットの適用例 CF/ABS：電子機器
 CF/HDPE：産業用途(オイル＆ガス)
 CF/PET：スポーツ、レジャー用途 CF/PEI：航空機 内装材用途
 CF/PPS：航空機用小部品（リブ・スティフナー）胴体クリップ［A350］
 CF/PEKK、PEEK(PAEK)系：
航空機一次構造材の置換（複雑、小部品）

PEKK
PAEK
PEEK

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内容

１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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自動車への複合材料の適用 – 軽量化への挑戦 –Formula 1
スーパースポーツカー©Ford

フォード大豆カー（１９４０）

グラスパーＧ２ＧＦＲＰ製ボデー（１９６０）

ＢＴＲ４９
世界初のＣＦＲＰボデー（１９７９）©Daimlar

乗用車構造体にＣＦＲＰを採用
McLaren-Mercedez SLR（２００４）

現在
未来

電気自動車・小型スポーツカー
©トヨタ
©トヨタ

©VW

©BMW

©BMW

©トヨタ

燃料電池車、高級車の構造体にＣＦＲＰを採用
BMW ７, ミライ、プリウスＰＨＶ（２０１６）©BMW

超低燃費車・高級車にもＣＦＲＰを本格展開

21

©BMW
©Alfa Romeo

電気自動車、小型スポーツカーの構造体にＣＦＲＰを採用
BMW i3, Alfa Romeo 4C （２０１４）
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量産自動車展開：性能とコストとのバランス◆商品価格/商品重量と生産量の関係¥20,000許容される材料単価価格／重量 （円/kg）

大McLarenSenna

スーパースポーツカー

ＣＦＲＰ採用車種
ＣＦＲＰ未採用車種

Ferrari
488¥15,000¥10,000¥5,000

高級車© Lamborghini

Lamborghini
Huracán
AUDI
R8

スポーツカー
Porsche
911

©JLR

JLR
プリウス
SVR
ＰＨＶ
BMW
GM
7シリーズ
Corvette

BMWi8

BMW
i3

普及車

クラウン
ロイヤル

小トヨタ
プリウス

©Porsche¥0
1,000
長10,000
100,000
年間生産台数 （台数/年）
タクトタイム短◆量産自動車適用の課題（生産性とコストとのバランス）
１． 短タクトタイムに対応した成形技術の開発
２． 材料コストと性能バランスの追求
３． ＣＦＲＰの性能を活かした部品の開発
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速硬化（プリプレグ・ＳＭＣ）
熱可塑性ＣＦＲＰ
マルチマテリアル
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自動車用途拡大に向けた中間基材開発の方向性
50
自動車部品が目指すところ

ｵｰﾄｸﾚｰﾌﾞ(ﾌﾟﾘﾌﾟﾚｸﾞ)

プレス成形・ＲＴＭ
射出成形

40
曲げ弾性率 （GPa）

プリプレグの速硬化・プレス成形
熱可塑CFRP

RTM(織物)

SMC・ペレットの高機能化

30

Autoclave

CF Fabricプレス成形(SMC)20

PrepregResin

熱硬化性樹脂射出成形(ﾍﾟﾚｯﾄ)

Sheet Molding Compound

熱可塑性樹脂10101102（1.5min）

103

104

105（15min）（150min）（25hr）

成形時間：タクトタイム （分）23Copyright © 2023 Toray Industries, Inc.

最近技術開発トレンド：マルチマテリアル

フロントルーフ レインフォース（熱可塑プリプレグ×熱可塑射出材）
トランクアウター （ＧＦ－ＳＭＣ）
トランクインナー （ＣＦ－ＳＭＣ）

バンパー レインフォース（アルミ×熱硬化プリプレグ）

リアシートフレーム（熱硬化プリプレグ×熱可塑射出材）

コストパフォーマンスの追求＝マルチマテアリル化による適材適所の実現
24

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Urban Air Mobility：「空飛ぶクルマ」

出典：Joby Aviation社ホームページ
https://www.jobyaviation.com/news/< Joby Aviation >< Overair >< Lilium>

出典：Overair社< SkyDrive >25

出典：Lilium社ホームページ
https://lilium.com/news

写真提供：SkyDrive

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内容

１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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エネルギー分野
風力発電

天然ガス

海底油田

天然ガスタンク

送電線
水素社会

送電線芯材
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風力発電（風車ブレード）


市場動向

800

風力発電導入量（単位：GW）

700

656
591
新設発電能力(2000年‐2020年）
539
487
433
370
318
283
238
198
159
121
94
59 74
31 39 48
累計発電能力(2000年‐2020年）

600
500
400
300
20010072317 24‐

10090
807060

再生可能エネルギーとして市場拡大。
立地制約により洋上、および低風速地域への設置。発電効率の向上に向け、風力発電機の大型化が進む。

風力発電用大型風車
CFRP

50403020

主力ブレード長 2017年 50m級
2021年 60m級
2025年 80-125m級

1002000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018 2020



ブレード長尺化とその課題

80‐125m級
50m級

80m級

風力発電ﾌﾞﾚｰﾄﾞ長の変遷 （単位：ｍ）＜課題＞①たわみによるタワーとの接触防止②重量等による支持機構への負担増

CFRP はブレード内部のスパーに適用＜CFRP化のメリット＞①高剛性：ブレードのたわみ抑制・タワーへの接触防止②軽量：ベアリング、タワーへの荷重軽減・物流向上③設計：出力を向上させるブレード設計
可能 → トータルコストダウン
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CFRP
GFRP

圧力容器 圧縮天然ガス/水素ガス
バルクホール輸送用CNGタンク

バス、自動車、電車用CNG,CHGタンク

Toyota社 燃料電池車MIRAI

Hyundai社 燃料電池車NEXO

Length 11.6m×Diameter 1.08m＜炭素繊維製CNGタンクのメリット＞①軽量（鉄対比 30% 軽量)
同一重量のタンクなら、より大容量②内陸でのパイプライン輸送の代替
パイプライン設置対比安価③安全腐食・疲労しない④現状
多数の国に導入済み。（欧米等）

Alstom社 燃料電池鉄道＜炭素繊維使用のメリット＞Stellantis社 燃料電池商用バン①軽量（鉄対比 30% 軽量)
天井設定でも低重心②安全腐食、疲労しない③現状
90年代から多数バスメーカーで広く適用。
乗用車でも適用例あり。
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水素タンクの構造・材料要求特性
高圧を支える
高い引張強度70MPa

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燃料電池車での炭素繊維の採用事例<トヨタ“MIRAI”>

様々な形態の炭素繊維製品が燃料電池車には採用されている
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内容

１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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市場動向 ～スポーツ用途PAN系炭素繊維の需要推移～
単位︓トン
25,000

成長率：全体10.2％/年(2015-2025年)

総計 10.2%

20,000その他5.2％

15,000

自転車14.9％
10,000

釣竿9.1％
5,000

ゴルフ8.3％
0

2015年

2020年

2025年

 コロナによるアウトドアブームにより需要が急拡大
 自転車用途を中心に成長継続
 革新炭素繊維・樹脂の“ゆりかご ”
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円筒強度向上のアプローチ
円筒曲げ強度の支配因子
荷重

ゴルフシャフト・釣竿・自転車＝円筒構造がメイン
円筒構造の高強度化には、CFRPの0度圧縮強度向上が必要
0度圧縮強度向上

・炭素繊維高強度化
・マトリックス樹脂高弾性率化
圧縮破壊

バイアス層

ストレート層０度圧縮強度向上にはＣＦ高強度化と樹脂高弾性化が有効
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高性能炭素繊維 トレカ® 「T1100G」「M40X」
第三世代（2010年代～）
 さらなる高強度・高弾性率化
 フィラメント数：12,000本～
引張強度7GPa糸 ”T1100G”
超高強度、高弾性率 MXシリーズ

第二世代（1980～2000年代）
 高強度・高弾性率化、高生産性
 フィラメント数：6,000～24,000本
第一世代（1970年代）
 工業生産開始した初期世代
 フィラメント数：3,000～6,000本

第3世代の炭素繊維開発により高弾性/高強度化を実現
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高性能マトリックス 「ナノアロイ®樹脂」

樹脂
A混合樹脂
B

両相連続構造ナノオーダーでの相分離構造制御

樹脂破壊靭性

耐衝撃タイプ#2573

重合(硬化)
均⼀相溶混合物

ナノアロイ®
技術適⽤
⾼曲げ強度タイプ#2574

耐熱タフ樹脂#2592

曲げ弾性率と破壊靭性はトレードオフの関係

汎⽤#2500 系

海島構造

マトリックス樹脂におけるナノアロイTM技術

樹脂曲げ弾性率

ナノアロイ®適⽤樹脂の物性

2種類以上の樹脂をナノオーダーで相分離させるナノアロイTM技術により、従来トレードオフにある樹脂の曲げ弾性率と破壊靭性の両立を達成

高曲げ強度タイプ#2574は、靱性を維持して曲げ弾性率を向上
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T1100G/ナノアロイ®樹脂（#2574）プリプレグ＜適用事例＞

140

0°曲げ強度0°曲げ弾性率

120+13%

本間ゴルフ社
ゴルフシャフト VIZARD

+10%

100
T800S/#2592材を100とした相対値

8060

T800S/#2592

T1100G/#2574

藤倉コンポジット社
SPEEDER NX GREEN

住友ゴム⼯業社
ゼクシオシリーズ

高曲げ強度ナノアロイⓇ「#2574」の複合材料物性
GIANT社
TCR

T1100G とナノアロイ樹脂の組み合わせで、高強度と高弾性率の両立を達成
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M40X/ナノアロイ®樹脂（#2574）プリプレグ＜適用事例＞
160
140

YONEX社
新EZONE

０度引張強度
０度圧縮強度+17％

120+25％
シマノ社
SPILAL X CORE TECHNOLOGY

100
80

M40S/#2592を100とした相対値

60

ピナレロ社
DOGMA F

40
200
M40S/#2592

M40X/#2574

CANYON社
Exceed CFR

M40X とナノアロイ樹脂の組み合わせで、今までにない高強度/軽量化を達成
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内容１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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東レグループサステナビリティ・ビジョン
東レグループが取り組む課題

２０５０年に目指す世界

東レグループの革新技術・先端材料

地球規模での温室効果ガスの排出と吸収のバランスが達成された世界

気候変動対策を加速させる
グリーンイノベーション（ＧＲ）事業

パリ協定
SDGs目標7 : エネルギーへのアクセス確保
SDGs目標13 : 気候変動

資源が持続可能な形で管理される世界

持続可能な循環型の資源利用と生産

SDGs目標12 : 持続可能な生産・消費

誰もが安全な水・空気を利用し、自然環境が回復した世界

安全な水・空気を届ける

ライフイノベーション（ＬＩ事業）

SDGs目標6 : 水と衛生
SDGs目標14 : 海洋資源保全
SDGs目標15 : 陸域生態系保全

すべての人が健康で衛生的な生活を送る世界

医療の充実と公衆衛生の普及促進に貢献するSDGs目標3 : 健康と福祉

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サステナビリティに貢献する２つの事業
グリーンイノベーション（ＧＲ）事業

ライフイノベーション（ＬＩ）事業

地球環境問題や資源・エネルギー問題の解決に貢献

医療の充実と健康長寿、公衆衛生の普及促進、人の安全に貢献© BOEING

航空機用炭素繊維

圧力容器用
炭素繊維

自動車用炭素繊維

自動車用樹脂風力発電翼用
炭素繊維

エアフィルター

医薬品

体外循環治療カラム

コンタクトレンズ

タンパク質
検出システム

カテーテル

生体信号検知機能素材

Ｘ線ＣＴ天板カセッテ

衛材用
ＰＰスパンボンド
水処理膜

リチウムイオン電池用セパレータフィルム

東レ水なし平版🄬

エアバッグ用基布

防護服

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東レ 複合材料事業本部（複材本部）のサステナビリティ・ビジョン

東レグループで取り組む課題①

気候変動対策を加速させる

CO2排出削減に貢献する製品の提供

製造段階でのCO2削減

新エネルギー社会の構築

地球規模で温室効果ガスの排出と吸収のバランスが達成された世界カーボンニュートラルの実現
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カーボンニュートラル実現に向けた東レ複材本部の取組
Toray グループサスティナビリティビジョン

複材本部の３つのキーワード
LCA(Life Cycle Assessment)

LCI 低減（Life Cycle Inventory)
Such as CFP

アプリケーションでのＣＯ２排出量削減

炭素繊維製造時のＣＯ２削減

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マテリアル
ECO-SYSTEM
炭素繊維の製品ライフデザインを考慮したエコシステム

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カーボンニュートラル実現に向けた東レ複材本部の取組
Toray グループサスティナビリティビジョン

複材本部の３つのキーワード
LCA(Life Cycle Assessment)

LCI 低減（Life Cycle Inventory)
Such as CFP

アプリケーションでのＣＯ２排出量削減

炭素繊維製造時のＣＯ２削減

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マテリアル
ECO-SYSTEM
炭素繊維の製品ライフデザインを考慮したエコシステム

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アプリケーションでのＣＯ２排出量削減

CO2排出削減に貢献する製品の提供

新エネルギー社会の構築

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ＣＦＲＰ使用航空機のＣＯ２削減効果“炭素繊維協会モデル”
CFRP化
従来機

・ＣＦＲＰ５０％適用
・２０％軽量化<前提>
機体：中型旅客機（ボーイング７６７）国内線仕様
運航：国内線 （羽田⇔新千歳；500ﾏｲﾙ）
生涯運航距離：年間2,000便、10年 （出典：全日空）
ＣＦＲＰ利用機：ＣＦＲＰ５０％適用（ボーイング７８７の構成）
２０％軽量化（従来機対比)

航空機のＣＯ２排出量（トン／機、１０年使用）
原材料～
製造段階

組立段階

従来機

７００

３,８００

３９０,０００

３９５,０００

ＣＦＲＰ５０％適用

９００

３,０００

３６４,０００

３６８,０００

運航段階

合計（１０年使用）▲７％改善

ＣＯ２排出削減効果
２．７万トン／機・１０年

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ＣＦＲＰ使用風力発電のＣＯ２削減効果“炭素繊維協会モデル”

火力発電

<前提>
風力発電：ＣＦＲＰ適用大型風車
定格出力３ＭＷ（実効出力１ＭＷ）、ライフ 20年（ＣＦＲＰ部位：桁材剛性部材、他はガラス繊維複合材料）
対照発電：火力発電（石炭と石油の平均）

風力発電（ＣＦＲＰ適用大型風車）

ライフサイクルＣＯ２排出量＜１ｋＷｈ当たり＞

ＣＦＲＰ使用風力発電

５ｇ / ｋＷｈ

ＣＯ２ 削減量 ８５５ｇ / ｋＷｈ

出典： VESTAS社報告書 （2006-6）

８６０ｇ / ｋＷｈ
火力発電

製作
30g

発電
830g

ＣＯ２排出削減効果
１５万トン／基・２０年

廃棄0.2g

出典： 電力中央研究所報告書 （2000-3）※電源ミックス対比

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カーボンニュートラル実現に向けた東レ複材本部の取組
Toray グループサスティナビリティビジョン

複材本部の３つのキーワード
LCA(Life Cycle Assessment)

LCI 低減（Life Cycle Inventory)
Such as CFP

アプリケーションでのＣＯ２排出量削減

炭素繊維製造時のＣＯ２削減

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マテリアル
ECO-SYSTEM
炭素繊維の製品ライフデザインを考慮したエコシステム

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生産段階での排出削減の取り組み

GHG排出量削減

石炭

石炭用水使用量削減

下水汚泥 建築廃材

排水処理場
製造工程

排水貯槽

水質調整

排水処理

(外部)

混焼

自家ボイラー

自家ボイラー

再エネ利用

汚泥・濃縮水東レの技術

従来

バイオマス燃料・再エネ活用

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工場内排水リサイクル

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ＣＮに向けたＧＨＧ排出出削減への取り組み

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カーボンニュートラル実現に向けた東レ複材本部の取組
Toray グループサスティナビリティビジョン

複材本部の３つのキーワード
LCA(Life Cycle Assessment)

LCI 低減（Life Cycle Inventory)
Such as CFP

アプリケーションでのＣＯ２排出量削減

炭素繊維製造時のＣＯ２削減

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マテリアル
ECO-SYSTEM
炭素繊維の製品ライフデザインを考慮したエコシステム

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マテリアルECO-SYSTEM（原料→廃棄）：目指す姿
連続繊維
航空機・風車・圧力容器
天然材料

利用
不連続繊維
自動車・ＩＴ用途

利用
機能性粉体
土木・建材

利用

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革新熱分解リサイクル炭素繊維技術

革新省エネルギー熱分解炉
排ガス

循環ファン
850℃

分解ガス

計量梱包

熱交換機

分 級

再燃炉＆サイクロン

破砕

計量投入

切断

材料

出荷（チョップド）

工程フロー

キルン
集塵機

ホッパー

～200°C

可燃性分解ガスを再利用

連続工程出荷（ミルド）

革新熱分解技術で、バージンCF対比1/10の製造エネルギー･CO 2 を達成

計量梱包

炭素繊維(CF)製造エネルギー・CO2比較*1：バージンCFの製造エネルギーを1とする

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リサイクルCFの用途① 樹脂との混合による樹脂成型（コンパウンド）
チョップド炭素繊維

樹脂ペレット化

射出成形品

チョップド
ファイバー

②不織布との混合によるプレス成型加工
チョップド炭素繊維

不織布混紡

チョップド炭素繊維

樹脂混錬

プレス成型品

樹脂、ゴムなどの機械的性能、導電性、耐熱性の改良向け

ミルド
ファイバー

射出成形品、プレス成形などに適用可能
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内容１．炭素繊維の歴史
２．市場概況
３．主な用途・市場（１）モビリティ（航空機）（２）モビリティ（自動車）（３）エネルギー（４）ライフクオリティ＆セイフティ（スポーツ）（５）サステナビリティ
４．まとめ

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まとめ
１．ＰＡＮ系炭素繊維は日本で製造原理が発見された革新素材であり、爾来たゆまぬ技術革新により我が国が世界の市場を牽引してきた。
２．複合材料の需要として、「省エネルギー・再生可能エネルギー」、「健康・スポーツ」関連が拡大し、加えてWithコロナに伴う「民間航空機需要の復活」、「新規航空・宇宙分野開発、UAM等の新規需要立ち上がり」が期待される。
３．サステナブル経済形成のメガトレンドが一層加速することなどを背景に、風力発電用ブレード・圧力容器タンク・水素関連用途向けの需要が拡大すると共に、炭素繊維は新たな時代を迎える。
４．これらをドライバーに炭素繊維需要は、年間二桁成長を持続し、 ２０２５年には２００千㌧を超える市場に成長。
５．一方、循環型社会の実現に向けて、製造エネルギー削減・廃材リサイクル要請の高まりに対応する必要性が増しており、さらなる普及に向け業界全体での取り組みが必要である。
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