日本経済研究センター 2017.12 産業ピックアップ―第４次産業革命、人口減少下の日本―
（２）化学
1. エチレン生産は 2030 年までに 20％弱減少し、520 万トンに
2. 機能性化学は、競争力維持が課題
3. リチウムイオン電池は需要の取り込みがポイント
① 石油化学は需給バランスを考慮した事業再構築を 幅広い用途で利用される石油化学品の市場は、グローバルで見れば、概ね GDP 成長 率に比例して拡大してきた。そのため今後の石油化学分野を展望すると、世界経済の 発展、とりわけ新興国が牽引する形での需要増加が見込まれる。しかし、供給面から エチレンの動向を捉えると、中東、米国、中国を中心として生産能力が増強される見 通しであり、需給が緩む可能性が高いことには留意が必要だろう（図表２－１）。 図表２－１ エチレン系誘導品のバランスは緩む見通し （注）エチレン換算。 （資料）経済産業省『世界の石油化学製品の今後の需給動向』 日本においては、原料の輸入依存、小規模なプラント、プラントの老朽化（図表２ －２左）からエチレンの生産コストが他国と比べて割高という構造的な問題を抱えて いる。日本の石油化学プラントは現在まで省エネ技術や誘導品の有効活用を通じてこ の問題に対処してきた。加えて近年ではプラントの再編や石油精製とのアライアンス を活発化させ、競争力の向上に努めてきた（図表２－２右）。 図表２－２ 国内エチレンプラントの競争力向上が課題に （資料）石油化学工業協会公表資料、各種報道より作成 -25 -15 -5 5 15 25 35 45 55 （百万トン） 生産 需要 バランス 供給超 需要超 【2021年のエチレン系誘導品の需給バランス】 【エチレン系誘導品の生産能力】 2015年 2021年 日本 7.0 6.9 -0.1 韓国 8.6 9.0 0.4 台湾 5.0 5.2 0.1 中国 27.5 34.6 7.1 ASEAN 13.2 17.5 4.4 インド 5.6 8.4 2.8 欧州 24.7 25.1 0.3 北中南米 40.5 50.2 9.7 中東 29.1 34.5 5.4 その他 6.9 12.6 5.8 世界 168.1 204.0 35.9 生産能力（百万トン） 増加幅 （百万トン） 【エチレンプラントの再編動向】 【国内エチレンプラントの状況 】 2010年 三井化学と出光興産が千葉県のエ チレンプラントの運営を統合 2011年 三菱化学と旭化成が岡山県のエチレ ンプラントの運営を統合 2014年 三菱化学が茨城県のエチレンプラン ト1基を停止 2015年3月 三井化学が京葉エチレンから離脱 2015年5月 住友化学が千葉県のエチレンプラン トを停止 2016年 旭化成が岡山県のエチレンプラントを 停止 所在地 企業名 生産能力 （千トン/年） 稼働年数 茨 城 三菱ケミカル 481 47年 出光興産 374 32年 京葉エチレン 690 23年 丸善石油化学 480 53年 三井化学 553 50年 JXTGエネルギー 404 58年 東燃化学 491 55年 三 重 東ソー 493 54年 大 阪 大阪石油化学 455 47年 岡 山 三菱ケミカル 496 53年 山 口 出光興産 623 53年 大 分 昭和電工 615 48年 千 葉 神 奈 川日本経済研究センター 2017.12 産業ピックアップ―第４次産業革命、人口減少下の日本― 近年の需給構造の急激な変化を考慮すると、現状のままで生き残りが可能かいささ か疑問である。現在、中東での安価な原料によるエチレン増産、米国でのシェールガ ス由来のプラント建設、中国でのエチレン生産内製化の動きがあり、今後海外への輸 出の余地は限られ、エチレンの供給が過剰となる可能性が高いからである。 以上より、国内のエチレンプラントにおいては、石油化学事業の廃止などの抜本的 な改革や、さらなるエチレンセンターの集約、石油精製との連携強化など、次の対策 が求められている（図表２－３）。 図表２－３ 求められる次の対策 （資料）各種報道より作成 さらに、国内のエチレン生産量の予測を行った。その結果、2020 年には約 630 万ト ン、2030 年には約 520 万トンへの減少が予想される（図表２－４）。もちろん海外の設 備プラントの動向、国内プラントの再編次第ではさらなる下振れの可能性はある。し かし、石油化学産業の利益率は低いながらも、機能性・その他分野と比べればマーケ ットが大きく、なお多額の利益を生んでいることなどを考えれば、急激なエチレン生 産の減少の可能性は低く、ソフトランディングが現実的なシナリオであろう。 図表２－４ 国内エチレン生産量は減少の一途 （資料）財務省『貿易統 計』、経済産業省『生産 動態統計』、日本自動車 工業会データベース、 内閣府『国民経済計算』 期待される効果 ボトルネック ・海外メーカーとの価格競争からの脱却 ・収益の安定化 ・老朽化プラントの保全活動からの解放 ・多額の減損処理、跡地の活用法 ・石油化学部門の割合が高い企業は切 替えが困難 ・他社との利害調整が難しい ・補助金活用（エネルギー使用合理化等事業者支 援補助金など）によるプラントの価格競争力向上 ・石油精製との連携強化 ・エチレンセンターの集約 ・石油精製の留分の最大限の活用 ・原料調達オプションの拡大 ・用役費の共有化 ・稼働率向上によるコスト低下 ・用役費の共有化 ・他社との利害調整が難しい ・多額の減損処理 ・利益・負担がどちらかに偏り、折り合 いがつきにくい ・軽減幅が限定的 ・生産性の向上、省エネ 【国内エチレンプラントにおける事業戦略】 エチレンセンターのコスト競争力向上 エチレン事業の切り離し、見直し 5.0 5.5 6.0 6.5 7.0 7.5 8.0 2000 2010 2020 2030 （百万トン） 予測 （暦年） 【 国内エチレン生産量の見通し】
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②
機能性化学はさらなる競争力向上を 石油化学産業に比べて、機能性化学は価格競争に陥りにくい。ユーザー毎に要求が 異なり、対応するには高い技術力・ノウハウが必要不可欠なためだ。機能性素材がも たらす付加価値により最終製品の差別化がなされる事例も多く、重要性が増している。 2017 年の機能性化学市場は 0.6 兆ドル未満だが、今後は新興国の所得水準の向上など を背景に、2030 年には 0.8 兆ドルを超える水準まで拡大を見込む（図表２－５）。 図表２－５ 機能性化学分野市場の見通しは堅調 (注)2015 年以降は、世界の GDP 成長率の実績、日本経済研究センター中期予測 （2017）の世界の GDP 成長率予測から推計。 （資料）経済産業省『平成 27 年度製造基盤技術実態等調査（機能性素材市場動向調査）』 こうした状況のなか、日本企業の脱石油化学の流れが進んでいる。売上高構成比を セグメント別に見てみると、依然として石油化学部門の売り上げが大半を占めている ものの、機能性化学・その他分野の構成割合が上昇していることがわかる（図表２－ ６左）。前述のとおり、機能性化学は石油化学分野よりも高い利益率を確保することが できる（図表２－６右）。今後は、経営資源を機能性分野などへの選択と集中を行うこ とで、より効率的な事業ポートフォリオの構築が望まれる。 図表２－６ 利益率の高い機能性・その他分野へシフトが続く （注）対象：三菱ケミカル HD、住友化学、三井化学、昭和電工、東ソー。営業利益率は 2011 ～2016 年度の平均。 （資料）各社有価証券報告書より作成 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 2014 2015 2016 2017 2020 2025 2030 （兆ドル） 【世界の機能性化学品市場規模（推計）】 （暦年） 予測 0 25 50 75 100 2011 2012 2013 2014 2015 2016 石油化学 機能性化学 その他（医療、農業関連など） 【セグメント別売上高構成比率の推移】 （年度） 0 2 4 6 8 10 石油化学 機能性化学 その他 （医療、農業関連など） 【セグメント別売上高営業利益率】 全体の営業利益率 （％） （％）日本経済研究センター 2017.12 産業ピックアップ―第４次産業革命、人口減少下の日本― しかし課題もある。一つ目は日本の強みである、「摺り合わせ型ビジネスモデル」と 「高度なオペレーション」の優位性が揺らぐ可能性があることだ。日本企業は、ユー ザー毎に異なるニーズにきめ細かく対応する「摺り合わせ型ビジネスモデル」を競争 力の源泉としてきた。しかし、最終製品がモジュール化していくと予想されるなかで、 素材を提供する化学産業においても「組み合わせ型」素材の引き合いが多くなること が想定され、「摺り合わせ型ビジネスモデル」の強みが失われる可能性があるためだ。 また、熟練工の経験・ノウハウの蓄積に裏打ちされた「高度なオペレーション」につ いても、IoT・AI などのテクノロジーの台頭により新興メーカーにキャッチアップを許 す可能性もある。 二つ目はマテリアルズ・インフォマティクス 6に対する対応が遅れていることだ。欧 米企業に目を転じてみれば、先進的な取り組みを行っている企業がある。独BASFはヒ ューレットパッカード社と共同でスーパーコンピューターを開発し、素材開発に活用 している。スパコンにより、従来では数カ月要していた計算を数日間で行うことが可 能となり、シミュレーションという新たなアプローチで効率的に新素材を開発してい るのだ。このような動きは日本ではまだ緒についておらず、今後競争力を保つうえで 早期の取り組みが期待される。 最後に挙げるのは、利益率を向上させるためには、より大胆な対策が必要というこ とである。図表２－７左は、図表２－４でのエチレンの生産量の推移に合わせ、2030 年までに石油化学分野のウエートを 10％弱下げ、その減少分を機能性・その他分野に 振り分けた場合の営業利益の推移である。 図表２－７ 脱石油化学だけでは利益率向上には不十分 （注 1）図表左の対象企業は、図表２－６と同じ。推定については、まず図表２－４のエチレ ン生産減少分と 2016 年度の生産量の比率から、石油化学分野の 売り上げの減少分を推 測した。その減少分を、11-16 年度の機能性・その他分野の売上比で割り振った。各分 野の営業利益率は図表２－６の値を用いた。 （注 2）図表右の日本企業の対象は、三菱ケミカル HD、住友化学、三井化学、旭化成、昭和電 工、東ソー。 （資料）各社有価証券報告書より作成 0 5 10 15 20 2011 2012 2013 2014 2015 2016 日本企業 ダウ・ケミカル デュポン BASF 【売上高営業利益率の国際比較】 （年度） （％） 0.0 1.0 2.0 3.0 4.0 5.0 6.0 7.0 11-16 17-20 21-25 26-30 石油化学 機能性化学 その他 （年度） 【脱石化が進んだ場合の営業利益率推移予想】 （％） 予測
日本経済研究センター 2017.12 産業ピックアップ―第４次産業革命、人口減少下の日本― この結果によれば、機能性化学などへのシフトにより着実に利益率は高まっている ものの、その勢いは力強さを欠く。今後は従来通りの事業ポートフォリオ変革方策だ けではなく、海外メーカーが過去に行ってきたような業界再編など、より抜本的な方 法も選択肢と考慮しなければ、欧米のトップ企業と伍して戦うことは難しい（図表２ －７右）。 ③ リチウムイオン電池(LIB)に成長の期待 現在、環境規制を背景とした自動車メーカーの電気自動車（EV）注力トレンドが鮮 明になっており、その性能を大きく左右するものとして車載用リチウムイオン電池に 注目が集まっている。こうしたなか、LIB 製造メーカーは投資を拡大させており、足元 2017 年の世界の LIB（車載用）生産能力は 90GWh（ギガワット時、ギガは 10 億）であ るのに対し、2021 年には３倍の 270 GWh となる見通しである（図表２－８左）。また、 LIB 製造メーカーに素材を提供する日本の化学メーカーも設備投資を積極化させてお り（図表２－８右）、旺盛な需要の取り込みに努めている。 図表２－８ LIB 製造・素材メーカーの積極投資が相次ぐ （資料）各種報道より作成 これまで EV は常に航続距離、電池価格などがボトルネックとなり、主流となること はなかった。しかしながら、今回の EV シフトを電池性能の観点から評価すると、過去 とは状況がいささか異なることがわかる。まず価格については、量産化効果と技術向 上効果が相まって着実に低下している（図表２－９左）。次に新エネルギー・産業技術 総合開発機構（NEDO）が 2013 年に示したロードマップの目標と比較してみると、「航 続距離」、「車体価格に占める電池価格の割合」ともに 2017 年時点で 2020 年の目標を ほぼ前倒しで達成していると評価できる（図表２－９右）。 【主な設備投資動向】 0 100 200 300 2017 2021 3倍に （暦年） 【世界のLIB（車載用）生産能力推移予想】 （GWh） 〈主な設備増強動向〉 パナソニック、 サムスンSDI、 LG化学 パナソニックは、米テスラと協業で米国に総額約50億ド ルの工場建設。サムスンSDI、LG化学はそれぞれハン ガリー、ポーランドにて工場を新設し生産能力増強。３ 社合計の生産能力は電力換算で20年までに85GWhま で高める予定 BYD (中国) 20年までに生産能力を20GＷh程度まで高める見通し CATL(中国) 20年までに生産能力を50GＷhとする見込み 旭化成 滋賀県の工場に150～200億円を投じ、セパレーター生 産の能力増強中。また、300億円を追加投資して生産 能力をさらに３～４割引き上げる計画 東レ 1,300億円を投じ20年頃にセパレーターの生産能力を 現状比５倍に ダブル・スコープ 200億円程度を投じ、生産拠点である韓国で設備増強 住友化学 200億円を投じ、韓国でセパレーター生産能力を増強 昭和電工 17年末までにリチウムイオン電池の出力を安定させる添 加剤の生産能力を1.5倍に増強。また、負極材の生産 能力を日本と中国で８割増加を目指す 日立化成 茨城県の工場を増強し、負極材の生産能力増強 正極材 住友金属鉱山 正極材料であるニッケル酸リチウムの生産設備を増強。 磯浦工場において約40億円の追加設備投資を実施 三菱化学 宇部興産と事業提携。中国で電解液事業展開 三井化学 名古屋に電解液製造設備建設。また、台湾プラスチックス社との合弁会社においても生産能力増強。11月に営 業開始予定 負極材 電解液 セパ レー ター
日本経済研究センター 2017.12 産業ピックアップ―第４次産業革命、人口減少下の日本― 図表２－９ 技術革新、規模の効果により LIB（車載用）の性能は向上 （注 1）図表左の価格は 1Ah（アンペア・時）あたりの価格。出荷の販売金額÷容量で算出。 2017 年については、期中の値を年率換算。 (注２)図表右は、各種報道、経済産業省『生産動態統計』より当センター推定。NEDO の目標 は『NEDO 二次電池技術開発ロードマップ 2013』より算出。 （資料）経済産業省『生産動態統計』、各種報道 また、産官学で次世代電池とされる「全固体電池」や「リチウム空気電池」の実用 化への取り組みも積極化されており、EV・LIB の普及に寄与していくものと考えられる。 以上より、2030 年の LIB 主要４部材（正極材、負極材、電解液、セパレーター）市場 を予測すると、2016 年の市場規模の６倍の約 600 億ドルまで拡大する（図表２－10）。 図表２－10 2030 年には LIB 市場は６兆円規模に （注）2030 年の値は当センター推計。産業ピックアップ（６）『自動車・自動車部品』 の EV・PHV の伸びを基に算出。 （資料）矢野経済研究所 2017 年 10 月 17 日プレスリリース『リチウムイオン電池主要４部材 世界市場に関する調査を実施(2017)』から作成 しかしながら、この LIB 分野では中国メーカーの存在感が大きい（図表２-11 左）。 スマートフォンやノートパソコン用の LIB では既にシェアの大半を中国が握っている ことに加え、現在国策で EV シフトが進められており、EV メーカーが国内の素材メーカ ーから材料を積極的に仕入れているためである。高い安全性が求められる車載用 LIB については日本メーカーに一日の長があるものの、近いうちに技術力でキャッチアッ 0 50 100 150 200 250 0 2 4 6 8 10 2012 2013 2014 2015 2016 2017 生産数量 価格（右目盛） 【LIB（車載用）の生産量と価格の推移】 (億個) (円) (暦年) 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 100 200 300 400 500 2012(モデルS1) 2017(モデル3、スタンダード) 2017(モデル3、ロングレンジ) NEDO目標(2020) NEDO目標(2030) 【テスラでみるLIB性能の推移（推定）】 (1-電池価格/販売価格） （航続距離 km） 改善 0 10 20 30 40 50 60 70 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2030 正極材 負極材 電解液 セパレーター （暦年） （10億ドル） 【LIB主要４部材の世界市場予測】 予測
日本経済研究センター 2017.12 産業ピックアップ―第４次産業革命、人口減少下の日本― 早期の生産・販売体制の構築や、さらなる技術力の向上、次世代電池への対応が求め られている。そのような対応が奏功すれば、化学産業への寄与も予測（図表２-11 右） より大きなものとなるであろう。 図表２－11 GDP への貢献は 2030 年に 2500 億円弱に （注）図表右は、2015 年以降の LIB 市場の伸びによる GDP への寄与。日系メーカー は全て国内生産を行うと仮定。 （資料）矢野経済研究所 2017 年 10 月 17 日プレスリリース『リチウムイオン電池主要４部材 世界市場に関する調査を実施(2017)』、内閣府『 2015 年度国民経済計算』から作成 0 15 30 45 60 75 0 20 40 60 80 100 2014 2015 2016 2014 2015 2016 2014 2015 2016 2014 2015 2016 正極材 負極材 電解液 セパレーター 日本 中国 韓国 その他 市場規模（右目盛） 【LIB主要４部材のシェアと出荷額推移】 (％) （億ドル) (暦年) 10.0 10.1 10.2 10.3 10.4 10.5 2011－15平均 2020 2030 予測 【LIB主要４部材によるGDPへの寄与（推測）】 （暦年） ：LIBによる寄与 （兆円）
日本経済研究センター 2017.12 産業ピックアップ―第４次産業革命、人口減少下の日本― ＜エチレンの生産量予測方法について＞ 【予測の手法】 予測に当たり、まずは（生産量＋輸入－輸出）を内需と捉え、自動車生産台数、建 設業の国内総生産、プラスチック生産量に回帰した。サンプル期間は 1998 年から 2015 年までとした。 次に、輸入を原油価格との弾性値により、輸出を今後の海外のエチレンプラントの 生産動向をもとに算出し、（生産量＋輸入－輸出）に加算・減算して生産量を決定した。 ・自動車生産台数：実績(2016年まで)については、日本自動車工業会データベースの 生産台数を採用。2017年以降については、産業ピックアップ（６） 『自動車・自動車部品』の国内生産台数の伸び率から算出した。 ・建設業の国内総生産：実績(2015年まで)については、内閣府『国民経済計算』のGDP を採用した。2016年以降については、産業ピックアップ（10） 『建設・不動産』の今後の成長率から算出した。 ・プラスチック生産量：実績(2016年まで)については、経済産業省『生産動態統計』 の生産量を採用した。2017年以降については、日本経済研究 センター中期経済予測（2017）の日本のGDP成長率から算出し た。 ＜参考文献＞ 日本経済研究センター（2017）『成長の芽を見出せない日本経済―賃金配分低く投資も 加速せず―、第44回（標準シナリオ）中期経済予測（2017－2030年度）』 経済産業省(2017)『世界の石油化学製品の今後の需給動向』 経済産業省(2016)『平成 27 年度製造基盤技術実態等調査（機能性素材市場動向調査）』 経済産業省(2016)『EV・PHV ロードマップ検討会 報告書』 経済産業省(2014)『石油化学産業の市場構造に関する調査報告』 みずほ銀行産業調査部（2017）『みずほ産業調査 デジタルイノベーションはビジネス をどう変革するか―注目の取り組みから課題と戦略を探る―』 三菱東京 UFJ 銀行戦略調査部『産業レポート 化学業界の現状と展望』 矢野経済研究所(2017)『リチウムイオン電池主要４部材世界市場に関する調査を実施』
