さらに詳しく知りたい場合は、無料サンプルをリクエストしてください

市場動向

原動力: 農産食品および製薬産業における需要の拡大

膜分離技術市場の拡大を後押しする大きな要因は、農業、食品、医薬品分野における膜分離技術への需要の高まりです。世界の膜分離市場で大きなシェアを占める農業産業における膜技術の利用は、牛乳とホエーの処理、ジュースの清澄、および廃水処理を目的としています。たとえば、従来の方法と比較して、牛乳からのタンパク質回収率を最大 90% 増加させることができます。ジュースの透明度を95%向上させることができます。農産食品産業の膜バイオリアクター (MBR) は、廃水から有機汚染物質を 99% も除去できます。したがって、その有効性が証明されています。

一方、製薬業界では、医薬品の製剤化や API の精製時に膜プロセスが必要となるため、膜プロセスなしでは成り立ちません。これらは、99.5% の精製レベルが達成された場合の回収にも重要です。膜分離技術市場の企業は、この技術を自社の生産ラインに導入することで、コストを最大 20% 節約できます。また、厳しい規制基準への準拠も容易になり、コンプライアンス違反のリスクが約 30% 削減されます。これらの利点により、製薬業界だけで今後 9 年間 (2024 年から 2032 年) に 11.3% に相当する CAGR の成長が促進されます。この成長は、とりわけそのような配慮によって促進されました。

さらに、農業産業内での膜プロセスの採用を増やすことで、生産される単位量あたりに使用されるエネルギーをほぼ半分に削減できる可能性があります。これは、設定された持続可能性目標の達成に役立ちます。一方、処理段階で洗浄目的に使用される水はさらに削減される可能性があり、当初予想されていた7分の5のうち最大10分の3に制限される可能性がある。これは、私たちがこれらのことにどれだけ気を配るべきかを示しています。

トレンド: ナノ構造材料の進歩

膜分離技術市場は、選択性と効率を大幅に向上させるナノ構造材料の進歩によって完全に変革されました。これらの物質（グラフェンベースの膜やカーボンナノチューブなど）は、オーダーメイドの細孔構造、高い表面積、機械的強度の向上などの独自の特徴を備えています。良い例の 1 つは、通常の浄水フィルターは 1 バールあたり 1 平方メートルあたり 1 時間あたり 1000 リットルしか処理できないのに対し、酸化グラフェンで作られた浄水フィルターはこの速度に達することができます。言い換えれば、他の既知のフィルターよりも 10 倍高速です。これらの新素材の需要は非常に大きいため、世界市場価値は昨年の85億米ドルから2027年までに推定290億米ドルに増加すると予想されています。

ナノ構造膜は、脱塩プロセスでのエネルギー使用を半分に削減し、ガス分離効率を 20% ～ 30% 向上させることができます。また、従来の膜よりも寿命が約 40% 長く、寿命全体で使用済み膜ごとに運用コストが 25% 節約されます。比較として、廃水処理における従来の重金属除去方法では 99% しか除去できませんが、ナノ構造の方法では 0.1% を除いてすべて除去できます。さらに、工業的に先進的な膜を適用すると、分離プロセス中に現在消費されている電力を最大 30% 節約できる可能性があります。これまでのところ、この分野で使用されるナノマテリアルに対する研究資金のほとんどは、少なくとも 2021 年以来毎年 15% の増加を示しています11。これは、その約束額を考えれば驚くべきことではありません。

課題: 選択性と透過性の間のトレードオフ

膜分離技術市場における高分子膜は、選択性と透過性という共通の問題に直面しています。理想的には、選択性は必要な物質のみを通過させるのに十分高く、透過性はより高速な処理を可能にする必要があります。残念ながら、一方を高めることは常に他方を下げることを意味します。したがって、バランスをとることが難しくなります。従来の高分子膜は約 20 ～ 30 の選択性と 1 ～ 10 GPU (ガス透過ユニット) の範囲の透過性を持っています。それにもかかわらず、高度なナノ構造のものは、選択性を下げても最大 100 GPU を達成できます。

膜システムを使用するさまざまな業界の効率は、このようなトレードオフの影響を受けます。たとえば、選択性が低いと追加のステップが必要となるため、より多くのエネルギーが必要となり、コストが最大 25% 増加する可能性があります。一方で、世界の膜分離技術市場では、より高い透過性を実現するには通常よりも約 30% 長い運転時間が必要となる場合があります。選択性と透過性のバランスを最適に保つ方法を研究するには、プロジェクトごとに 500 万ドルかかる可能性があります。これは、ここに巨額の投資が必要であることを示しています。この問題は、生産のさまざまな段階で膜が適用される工業プロセスの約 40% に影響を与えるため、価格が手頃なためにその有効性が制限されています。注目すべき重要な点は、新しい材料の製造に使用するための高い選択性と高い透過性の両方を達成できるのはわずか 15% だけであるということです。これは、これら 2 つの特性のバランスをとるという課題が依然として存在するため、たとえ最善を尽くしたとしても、そのような材料を思いつくことがいかに難しいかを明確に示しています。

汚れに対する堅牢性などの他の要素を犠牲にして、純粋に薄壁全体の流量を高めることだけを目的として最適化された設計を採用すると、寿命が 20% 短縮されるため、問題はさらに複雑になる可能性があります。現在利用可能なオプションは、期待寿命と耐汚染性を含む、すべての望ましい機能の間で十分な妥協を達成できないため、膜分離技術市場では完全に失敗しています。高選択フィルターは、ゆっくりではありますが、汚染物質を 99.9% 除去します。

セグメント分析 

素材別

材料ベースでは、高分子膜材料が 71.32% 以上の収益シェアで膜分離技術市場を支配しており、その多用途性、効率性、費用対効果が原動力となっています。 2024 年の時点で、高分子膜市場は、さまざまな業界での導入の拡大を反映して、CAGR 11.25% で成長すると予測されています。 

特に、水処理産業は世界中の高分子膜需要の 45% を占めています。これは、世界的な水不足に対処する上でそれらがいかに重要であるかを示しています。さらに、ポリマー膜は従来の分離方法よりも消費電力が 30 ～ 50% 少ないため、エネルギー効率が高くなります。これにより、経済的にも魅力的なものになります。人々がより多くの高分子膜を必要とする理由はたくさんあります。主な要因の 1 つは、プロセス効率を大幅に向上させる優れた選択性と透過性を備えていることです。例えば;これらの材料によるガス分離は、最も厳しい石油化学要件さえ満たす最大 99.9% の純度レベルを達成できます。また、特に廃水処理などのさまざまなアプリケーションを操作できる能力は、組織や業界自体内でその時点で行う必要に応じて、これらのものがさまざまなポイントでいかに多用途に使用できるかを示しています。バイオ医薬品業界における高純度分離の需要により、世界の膜売上高は平均年率 12% で成長しています。

テクノロジー別

技術ベースでは、膜分離技術市場は逆浸透（RO）によってリードされており、浄水および淡水化プロセスに不可欠なものとなっています。 2023 年には、RO テクノロジーは 42.36% 以上の市場シェアを占め、このテクノロジーは 11.76% という最高の CAGR で成長し、引き続き市場を支配すると予測されています。逆浸透（RO）は、水から塩分、細菌、有機物などを除去できるため、非常に人気があります。これにより、水が安全に飲めることが保証されます。その効率は、これまでに知られているテクノロジーの中で最も高く、これがこのような大きな成長の背後にある理由の 1 つです。これらのシステムは最大 99% の汚染物質を除去できます。

世界中の 40% 以上の人々が真水不足の影響を受けており、効果的な淡水化ソリューションが不可欠となっています。これにより、RO システムに対する需要も高まります。膜ろ過における RO の成功の秘訣は、その高い選択性と柔軟な操作機能にあります。高圧下で動作するため、水の分子のみが通過し、大きな分子やイオンはブロックされるため、脱塩と廃水処理の両方に適用できます。 2023 年には、世界の膜分離技術市場の海水逆浸透プラントの 3 分の 2 以上がこの技術を使用しました。これは、熱方式と比較してエネルギー消費が少ないためです。

膜材料の進歩によってもたらされた汚れの減少、メンテナンスコストの節約、耐用年数の延長、費用対効果の向上も、メンテナンス要件とともに汚れ率の低下に貢献しています。これにより、これらのデバイスの耐久性と手頃な価格の要素が強化され、平均寿命が 3 ～ 5 年から 7 ～ 10 年に延長され、膜分離技術市場において経済的にさらに魅力的なものになりました。その幅広い用途と強力な性能特性により、さまざまな業界が逆浸透技術 (RO) に大きく依存しています。産業部門は、主に産業排水の環境への排出を規制する厳しい法律によって推進され、RO 市場全体の 35% のシェアを占めています。家庭用セグメントが 20% のシェアを占めています。これは、人々が汚染源に関連する健康リスクについてよく知っている現在、安全な飲料用品が必要であるためです。 

用途別

用途別の膜分離技術市場は、その比類のない効率性、費用対効果、多用途性によりガス分離が主導しています。 2023 年には、65.95% 以上の市場収益を生み出し、今後数年間では 11.30% という最高の CAGR で成長すると予想されています。とりわけサイズや溶解度に応じて選択的なガス透過を選択できるため、産業での使用に最適です。成長は主に、主に気候変動などの環境問題により、天然ガス処理プラント、水素回収装置、二酸化炭素回収システムなどの需要によって牽引されており、長年にわたり増加傾向にあります。これらの方法は前処理段階を必要とするだけでなく、低圧および温度下で動作する他の方法とは異なり多くのエネルギーを消費するため、運用コストが約 30% 削減されます。

環境の持続可能性と相まってクリーンな電源へのニーズの高まりにより、世界の膜分離技術市場におけるガス分離アプリケーションの優位性が高まっています。膜技術は水素製造において重要な役割を果たしており、2025 年には世界収益が 1,963 億ドル相当に達する可能性があります。燃料電池用途では、99.99% を超える超高純度レベルを生成できなければなりません。さらに、炭素回収貯蔵 (CCS) システムは、90% 以上の CO2 回収率を達成できる膜に依存しているため、排ガスからの排出量を大幅に削減できます。

さらに、これらのデバイスの製造に使用される材料の範囲が広いため、さまざまな業界の特定のニーズに応じてさまざまなタイプを利用できるため、市場性がさらに高まります。セラミックまたはポリマー材料は、とりわけ、有機金属フレームワーク（ＭＯＦ）または混合マトリックス材料（ＭＭＭ）のようなものを使用することができる。たとえば、窒素発生装置だけでも、他の方法と比較して必要なスペースが少ないことが主な理由として、2024年末までに業界全体で約170億米ドルに貢献すると予想されます。このコンパクトさの特徴により、膜分離技術市場における拡張性も容易になります。したがって、固体ベースまたは液体ベースの分離技術よりも魅力的な選択肢となります。経済的利益が環境への影響に関連する利益を上回るかどうかは依然として議論の余地がありますが、1 つ確かなことは、収益増加の見通しは確かに非常に明るいということです。

エンドユーザーによる

エンドユーザーに関して言えば、比類のない効率性と信頼性により、膜分離技術市場は上下水処理プラントによって独占されています。これに沿って、上下水処理プラントは 47.93% 以上の市場シェアを保持し、2024 年から 2032 年の予測期間中に 11.60% の CAGR で成長し続ける態勢が整っています。この技術は、微生物から溶解固体に至るまでの汚染物質の除去に優れており、飲料水基準を一貫して達成します。 

水処理における膜ろ過の高い透過性は、さまざまな用途にわたるその強力なパフォーマンスによって再び実証されます。米国環境保護庁 (EPA) などの環境当局によって設定された厳格な基準に関連して、この技術は病原体や汚染物質の除去に特に優れています。 2023 年には、アメリカの地方自治体の水処理施設の 3 分の 2 以上 (70%) が膜ろ過システムを採用していると報告されており、これはその信頼性を示しています。さらに、グローバル・ウォーター・インテリジェンスのデータによると、都市化と工業化の速度が最も急速に高まっているアジア太平洋地域では、同じ年に9%の急増が見られました。

膜分離技術市場における膜フィルターの人気のもう 1 つの理由は、膜フィルターがもたらす経済的および環境的利点です。この装置は他の方法よりもはるかに少ないエネルギーを使用するため、運用コストが大幅に削減されることに注意することが重要です。たとえば、国際水協会 (IWA) は 2023 年に MBR ユニットが廃水処理プラントの電力消費量を最大 30% 削減できる可能性があることを示す調査を実施しました。簡単に拡張またはモジュール化できることに加えて、都市内に住む多数の人々に対応できるようにします。下水を処理するヨーロッパの新規プロジェクトの半数以上 (65%) が、2022 年中に設計に膜を組み込みました。これにより、将来の水需要をより効率的に満たすという任務を負ったときに、これらの装置がいかに多用途であるかを証明しました。

この調査についてさらに詳しく知りたい場合:無料サンプルをリクエストしてください

地域分析

世界の膜分離技術市場では、総市場シェアの 35.80% 以上を北米が占めています。強力な産業基盤と厳しい環境規制が、この地域における優位性の主な要因です。米国だけでも大きな割合を占めています。安全な飲料水法と浄水法により、膜フィルターを使用する水処理施設の導入率が 60% に上昇しました。また、北米の乳製品加工施設の 70% がこれらの方法を使用していることが判明しています。これらの方法は、業務をより効率的にしながら製品の品質を向上させるのに役立つからです。さらに、製薬に携わる企業の 80% が、FDA 基準を満たすことを可能にする医薬品精製にそれらを採用しています。同様に、食品安全要件により、他の飲料の中でも特にジュースやビールなどの製造プロセスでの使用が義務付けられており、使用率は 55% であることが判明しています。 

ヨーロッパは世界の膜分離技術市場で第 2 位のリーダーです。水枠組み指令など、欧州連合によって課された廃水処理と再利用に関する厳しい規制が、この成長の主な原動力となっています。また、ドイツだけでもこの地域内で生み出される 25 億ドル相当の収益に貢献しており、これは最大の市場規模を表しています。膜ろ過技術は、ヨーロッパの廃水処理プラントの約 65% で採用されています。さらに、フランスとイタリアがそれぞれワインとチーズの主要生産者である食品および飲料分野の導入率は50％であり、製薬業界では欧州医薬品庁（EMA）が設定した基準により75％が利用されています。さらに、ヨーロッパに本拠を置くバイオ医薬品会社では、ワクチン製造の 40% でメンブレンフィルターが使用されています。

アジア太平洋地域は膜分離技術市場の約 25% を占めており、推定 CAGR 11.88% で最も急成長している地域となっています。これらの数字は、急速な産業の拡大と都市化により、より優れた水処理システムの必要性を生み出している中国とインドによってもたらされています。そのため、これら 2 か国の都市水処理施設の最大 70% で、解決策として膜ろ過が採用されています。乳製品部門でも高品質製品への需要の高まりにより導入率が上昇し、45％を記録しており、製薬業界では特にジェネリック医薬品の製造時に約65％の使用を占めています。一方、この地域内で生産されるすべての飲料の半数は、ビール醸造茶加工など、何らかの形態または別の種類の飲料を経ています。中国政府が打ち出した 5 か年計画では、環境の持続可能性をより重視しており、この分野のさらなる成長を促しています。

世界の膜分離技術市場の著名なプレーヤー

• アルファ・ラバル
• 旭化成株式会社
• デュポン
• GEA グループアクティエンゼルシャフト
• コバルス分離ソリューション
• メルクKGaA
• 日東電工株式会社（水力学）
• ポールコーポレーション
• ペンテア社
• スエズSA
• 東レ株式会社
• その他の著名な選手

市場セグメンテーションの概要:

素材別

• 高分子膜
  • 天然ポリマー
  • 合成ポリマー
• 無機膜
  • メタリック
  • セラミック

テクノロジー別

• 逆浸透
• 限外濾過
• 精密ろ過
• ナノ濾過
• 電気透析
• 浸透蒸発
• その他

用途別

• ガス分離
• 液体の分離
• 固体の分離

エンドユーザー別

• 水と 廃水処理
  • 脱塩
  • 公共事業の水処理
  • 廃棄物のリサイクル
• 食べ物と飲み物
  • 乳製品加工
  • 飲料加工
  • 食品とデンプンの加工
• 医療および製薬
  • 医薬品加工
  • 医療機器
  • その他
• 工業用加工
• その他

地域別

• 北米
  • 米国
  • カナダ
  • メキシコ
• ヨーロッパ
  • 西欧
    • イギリス
      ドイツ
    • フランス
    • イタリア
    • スペイン
    • 残りの西ヨーロッパ
  • 東欧
    • ポーランド
    • ロシア
    • 東ヨーロッパの残りの地域
• アジア太平洋地域
  • 中国
  • インド
  • 日本
  • オーストラリアとニュージーランド
  • 韓国
  • アセアン
  • 残りのアジア太平洋地域
• 中東とアフリカ
  • サウジアラビア
  • 南アフリカ
  • アラブ首長国連邦
  • MEAの残りの部分
• 南アメリカ
  • アルゼンチン
  • ブラジル
  • 南アメリカの残りの地域