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水資源の危機どうする？（番外編）～海水淡水化(２)～

海水淡水化を新たな水源として当てにしていいのか？！ということで、前回の「水資源の危機どうする？（番外編）～海水淡水化(1)～」では海水淡水化の仕組みを見てきましたが、今回は淡水化プラント利用の現状や問題点をもう少し詳しく見てみます。
淡水化施設の導入状況　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
淡水化の需要は、過去30 年間で12 倍になり、毎年11%以上の伸び（毎年200～300 万m3/d 以上）を続け、下図の2003年値で3,700万m3/d、2008年の推定では日量5,200万m3/dにのぼり、2016年には10,700万m3/d年率9.4%の伸びで6兆4千億円の関連投資が見込まれています。（GWI:グローバルウォーターインテリジェンス予測）
　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　表：方式別淡水化施設設置状況（単位：千m3/d）

前回紹介した淡水化の方式別の導入量を見ると、現在では逆浸透（Reverse Osmosis(RO))法が51％と主流になってきています。（右表データは2003年値）
右表には淡水化に関連した日本メーカーのシェアも併記されていますが、水市場の中でのシェアの少ない日本の中では高いシェアのジャンルです。
採用地域　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
地域別の導入量では、水資源が著しく少ない一方、資源が豊富でオイルマネーによる資金も潤沢な中東地域での導入が過半を占め、2008年現在では６割近くまで伸びています。

用途　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
日本では作り出した淡水利用の比率は、工業用73%・生活用水22%・発電用5%ですが、世界的には生活用65%・工業用24%・発電用5%・その他（農業・軍事・観光etc）1%の利用比率です。中東のGCC（湾岸協力会議）諸国では生活用水の80%を淡水化施設に依存しています。
さて、このように実用化され、近年の伸びも著しい淡水化事業は、活況を呈している面にだけにスポットを当てると新たな水資源としてのポテンシャルは高そうに見えます。しかし、作られる水が「エネルギーの瓶詰め」と言われるように淡水化のエネルギー消費は大きく、巨大なプラントも必要で増水コストも掛かります。
導入状況に続き、そのあたりの状況を続けて見てみましょう。
※図表は「（社）原子力産業協会　海水の淡水化に関する検討会資料」から引用
続きの前に応援宜しくお願いします。

　

淡水化に掛かるエネルギー　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

文部科学省1981年版科学技術白書
上の表のデータは古いので、現在では逆浸透膜法で1m3当り5kwh～条件によっては3kwｈ程度まで効率化されていますが、どの方式であってもかなりのエネルギーを消費します。逆浸透膜方で1m3の水を作るのに5kw/m3で計算して原油換算で1.2リットル、蒸発法で6リットルのエネルギーを消費する計算です。
前頁の2003年の淡水化導入量は365日稼動したとすると、年間で日本の年間原油消費量の4分の１程度の原油換算エネルギーを消費していることになります。
淡水化に掛かるコスト　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

淡水化コストは1立方メートルあたり約60円。「膜の量産化技術とエネルギーを効率的に使う方法が進んだ」(東レ)ため、過去10年間で半分以下になった。
河川水の浄化(同約25円)や下水の再利用(同30円)にはまだかなわないが、海水を使う蒸発法(同90円)より安い。
東レは材料の改良など技術開発を進め膜のコストをさらに下げ、河川水などとの競合も視野に入れる。
2007年6月1日日本経済新聞抜粋

竹富町は12日、波照間島で40年間海水淡水化施設を使い続けると、西表からの海底送水を行った場合に比べて総コストが1.6倍に膨らみ、海底送水のほうが約15億円安くなるとの試算を明らかにした。
萬木信義建設課長は答弁で、海水淡水化施設を使い続けた場合の経費について「40年間の総コストは、海底送水の約1.6倍」と述べたうえで、「(海底送水は)建設費は高くなるが、維持管理費などを考慮した場合、海底送水が経済的だ」と説明した。
　町によると、すでに設置されている海水淡水化施設の維持管理費は年間2579万9000円、海底送水を行った場合の維持管理費は同225万8000円で、10倍以上の開きがある。このため、海水淡水化施設を使い続けた場合、40年間分の維持管理費は、海底送水より10億円近く高額になる。
　こうしたことから、約24億円の建設費用で海底送水を整備したとしても、建設費用と維持管理などを合わせた40年間の総コストとしては、海底送水のほうが約15億円安くなった。
2007年12/13八重山毎日新聞抜粋

このように、海水淡水化は便利な一方で増水コストがかさみます。また、海水である以上プラントの劣化は激しく、膜浸透法であれば数年毎の膜の更新などの維持管理費も大きなものとなります。
また、中国 山東省海水淡水化事業がコストの壁にぶつかる のように造水エネルギーの捻出に汲々とするケースや、発展途上国では維持管理費が捻出しきれず、年を追うごとに計画増推量を下回るケースなども見られます。
海水は無尽蔵ですが、経済力や資源が無ければ維持できない水資源であるという側面が伺えます。
環境への影響　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　
もう一つ忘れてはならないのが、淡水化プラント周辺の環境への影響です。海水を淡水へと転換する淡水化ですが、大量のエネルギー消費の他、淡水化プラントは海水から取り除いた塩分を初めとする物質、薬品、熱などを放出します。
逆浸透膜法の淡水の回収率は６割程度ですが、残りの４割は通常の海水の塩分濃度3.5％に対して8.7%の濃縮排水として廃棄する必要があります。また、この方式では、海水に細菌や生物由来の有機物など懸濁物をろ過･沈殿させ，RO 膜の目詰まりを防止する（膜寿命を延ばす）ための前処理が必要です。前処理では，大量のスラッジが発生すると同時に，次亜塩素酸ソーダや塩化鉄，硫酸等の廃薬品が発生します。
一方、蒸発法では発電などと組み合わせたプラントである事が多く、他の排水によって希釈されることで排水の塩分濃度の影響は膜浸透法よりも少ないものの、排水の温度が高いことが問題になります。
最近、中国の三峡ダムの影響で、長江から海への淡水流入量が減り、韓国近海の塩分濃度が上昇し、植物プランクトンの現象などから生態系への影響が危惧されていますが、海は広いとはいえ度合いによっては、一時的に沿岸部の塩分濃度や温度が高まることによる生態系への影響が生じます。
現在ではまだ排水量も少なく、下水との混合による希釈などで対応していますが、排水量が増えるにつれ、近海への影響が無い程度まで希釈できる量の限界も出てくるはずです。
前回に引き続き、淡水化施設の導入状況や伸び、エネルギー消費や環境への影響などの問題点を見てきましたが、伸びている業種である一方、世界的な水危機に対する突破口としては、コストや資源消費、環境への影響を始めとして、導入や維持のハードルの高い水資源開発手法である事が見えて来ました。
次回は、２回に渡って概要を押えてきた海水淡水化について、これまで『水資源の危機どうする？』の本編で明らかにしてきた水資源の危機の問題構造に照らして考えます。

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List　   投稿者 basha ｜ 2008-12-30 ｜ Posted in I04.水資源の危機 ｜ 4 Comments »　

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