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ガス分離膜 2023-2033年Gas Separation Membranes 2023-2033 ガス分離膜の商業利用は新しいものではなく、1980年代から2000年代初頭にかけて産業が大きく発展しました。既存の膜は、すべてのガス分離アプリケーションに適しているわけではありませんが、適切な使用ケース... もっと見る
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サマリー
ガス分離膜の商業利用は新しいものではなく、1980年代から2000年代初頭にかけて産業が大きく発展しました。既存の膜は、すべてのガス分離アプリケーションに適しているわけではありませんが、適切な使用ケース（適切な原料、規模、純度の要件を含む）であれば、他の分離技術に非常に効果的に対抗することができます。その結果、業界は適度な規模の安定した市場へと成長しました。
業界は適度な規模の安定した市場に成長しました。現在、市場は新たな成長段階に入っています。これは、主に再生可能エネルギーと脱炭素のアプリケーション、およびこれらのニーズに対応する技術の進歩という、主要な市場要因によってもたらされます。本市場レポートでは、この進化を続ける業界について、重要な技術ロードマップ、企業環境、市場展望を提供します。
市場の発展 ガス分離の課題は、主要な再生可能エネルギーおよび脱炭素化アプリケーションの中核をなすものである。
前述のように、ガス分離膜には窒素分離など既存の安定した市場が多数ありますが、本市場レポートでは新興ガス分離市場内の機会に焦点を当てます。バイオガス改良、天然ガス処理、CCUS、水素製造におけるガス分離膜の10年間の市場予測も含まれています。
商業的展望、市場促進要因、ペインポイント、企業環境に関する詳細な分析が提供されています：
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再生可能エネルギーおよび脱炭素化アプリケーションにおける分離膜の使用機会（グレー）の概要。出典はこちら ガス分離膜の2023-2033年版
主要な膜メーカーについて、主要製品、パートナーシップ、市場動向などの包括的な概要と、主要新興企業のインタビューベースのプロフィールを掲載しています。
本レポートは、ヘリウムの市場環境と、この必須産業の生産と回収の両用途で膜が果たしうる役割の分析で締めくくられています。
技術開発： 先進的な膜素材とハイブリッドシステムソリューションが商業的な支持を得る。
高分子、セラミック、金属、複合材など、さまざまな膜素材があります。また、膜の形状（中空糸やスパイラル巻きなど）や、必要な分離条件を満たすための工業プロセスへの組み込み方（流量、動作温度、圧力差など）も重要視されている。
もちろん、膜メーカー同士の競争もあるが、この分野でのより大きな課題は、既存の分離技術に対して自社のソリューションが技術経済的に有効であることを実証することである。各市場について、代替分離技術（例：PSAや低温法）との比較や、問題点、技術的要件についての考察を行う。
酢酸セルロース、ポリイミド、ポリスルホンなどの高分子膜が現在の市場を支配しています。これらの多くは、バイオガスの改良など、主要な成長分野の最前線に立つことになりますが、その他の新興アプリケーションでは、業界は市場シェアを獲得するために、異なるシステム設計を模索したり、ロベソン上限を超える材料を利用する必要があるでしょう。
IDTechExは、これらの進歩を次世代材料とハイブリッドプロセスの2つの領域に分類しています。後者は、市販の膜を利用することができますが、膜を単独で利用するのではなく、膜を他の分離技術（低温分離装置と膜分離装置の併用など）と一緒に取り入れたり、新しい統合設計（膜コンタクターなど）の中に取り入れることを目指す活動が盛んに行われています。
気体分離膜のための先端材料の研究開発には、学界と産業界の両方から膨大な量の研究開発が行われています。これらの開発品の多くは、技術と製造の準備が進み、商業的な牽引力を持ち始めている。高分子膜の分野では、直接材料を使用する場合と複合材料の一部として使用する場合の両方で数多くの進歩があり、後者では薄膜複合膜（TFC）と混合マトリックス膜（MMM）の両方でいくつかの重要な開発が見られます。固定サイトキャリア（FSC）、固有微孔率ポリマー（PIM）、ポリベンゾイミダゾール（PBI）ベースの膜などはすべて、商業採用に向けて有望な初期兆候を示しました。
高分子膜の他にも、輸送メカニズムによる高い選択性や、使用温度や汚染物質への耐性などの物理的特性に優れる、さまざまな代替材料があります。金属膜、炭素膜、セラミック膜、そして二相膜のような初期段階の例も含まれます。
この業界の市場展望を理解するためには、技術状況を把握することが不可欠です。本市場レポートでは、ベンチマーク研究、未解決の課題、採用ロードマップ、メーカーのプロファイルなど、これらの膜素材に関する詳細な独立した技術評価を提供します。
Summary
この調査レポートでは、2023-2033年のガス分離膜の重要な技術ロードマップ、企業環境、市場展望について詳細に調査・分析しています。
主な掲載内容（目次より抜粋）
Report Summary
The commercial use of gas separation membranes is not new; the industry grew considerably from the 1980s to the early 2000s. Existing membranes are not suitable for every gas separation application, but in the right use-case (including appropriate feedstock, scale, and purity requirements) they can very effectively outcompete other separation techniques; this has resulted in the industry growing into a stable market of modest size.
The market is now entering a new growth phase. This is driven by key market factors, primarily renewable energy and decarbonization applications, and technology advancements responding to those needs. This market report provides a critical technology roadmap, company landscape and market outlook for this evolving industry.
Market developments: Gas separation challenges are central to major renewable energy and decarbonization applications.
As stated, there are many existing stable markets for gas separation membranes, for example nitrogen separation, but the focus of this market report is on the opportunity within emerging gas separation markets. This includes 10-year market forecasts for gas separation membranes in biogas upgrading, natural gas processing, CCUS and hydrogen production.
Detailed analysis of the commercial outlook, market drivers, pain points and company landscape are provided for:
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Overview of the opportunities (gray) for use of separation membranes in renewable energy and decarbonization applications. Source: Gas Separation Membranes 2023-2033
A comprehensive overview of major membrane manufacturers, including key products, partnerships, and market developments, as well as interview-based profiles on key emerging companies is included.
This report concludes with an analysis of the helium market landscape and the role that membranes could play in both the production and recovery applications of this essential industry.
Technology developments: Advanced membrane materials and hybrid system solutions gain commercial traction.
There are a wide range of membrane materials including polymeric, ceramic, metallic and composite variants. There are also essential considerations to both their form factor (such as hollow fiber or spiral wound) and ultimately how they are incorporated into the industrial process (including flow rate, operating temperature, and pressure difference) to meet the necessary separation requirements.
There is, of course, competition between membrane players, but the greater challenge in the field is in demonstrating the techno-economic viability for their solutionvs incumbent separation techniques. For each market, outlined above, a comparison against alternative separation techniques (e.g., PSA or cryogenic) and discussion on pain points and technical requirements is provided.
Polymer membranes, including cellulose acetate, polyimide and polysulfone, dominate the current market. Many of these will be at the forefront of some of the key growth areas, such a biogas upgrading, but for other emerging applications the industry will need to explore different system designs and/or utilize materials pushing the Robeson upper bounds to gain any market share.
IDTechEx break these advancements in to two areas: next-generation materials and hybrid processes. The latter can make use of commercial membranes but does not use them in isolation; instead, there is a large amount of activity looking to incorporate membranes alongside other separation techniques (such as cryogenic and membrane separation units used in tandem) or within a novel integrated design (such as a membrane contactor).
There remains an extensive amount of R&D, from both academia and industry, in exploring advanced materials for gas separation membranes. Many of these developments are progressing in their technology and manufacturing readiness and beginning to gain some commercial traction. In the polymeric space there are numerous advancements for both direct material use or inclusion as part of a composite, the latter seeing some key developments in both thin-film composite (TFC) membranes and mixed matrix membranes (MMM); fixed site carriers (FSC), polymers of intrinsic microporosity (PIMs), polybenzimidazole (PBI) based membranes and more have all seen promising early signs for commercial adoption.
Beyond polymer membranes, there is a wide range of alternatives that typically offer either higher selectivity (through their transport mechanisms) or advantageous physical properties, such as operating temperature or resistance to contaminants. This includes metalli3
c membranes, carbon-based membranes, ceramic membranes, and earlier-stage examples such as dual-phase membranes.
Understanding the technology landscape is essential to understanding the market outlook for this industry. This market report provides a detailed independent technology appraisal for these membrane materials including benchmarking studies, unresolved challenges, adoption roadmaps and manufacturer profiles.
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