世界の水のうち、淡水は約3%しかなく、そのうち容易に利用できるのはほんの一部に過ぎないという、残酷な現実があります。しかし、世界の乾燥地域で深刻な干ばつが続く中、海に漂う残りの97%の水に注目する人が増えています。
島々、都市、水道局では、1世紀以上にわたり海水淡水化を利用して海水の塩分を除去してきましたが、この技術が広く普及したのは1970年代に入ってからです。最も広く利用されている技術である逆浸透法では、100ガロン（約450リットル）の水を生産するのに約1.5キロワット時の電力が必要です。2022年現在、毎日約260億ガロン（約1000億リットル）の水が淡水化によって生産されています。
しかし、逆浸透膜はエネルギーを大量に消費します。水分子を特殊設計の膜に押し通す強力なポンプが必要となり、通過後には塩水が残ります。圧力は800psiにも達することが多く、これは一般的な自動車のタイヤの約20倍に相当します。逆浸透膜プラントのエネルギー消費量の約70%は、これらのポンプの稼働に起因しています。
そのため、専門家たちはこのプロセスに動力を供給する別の方法を模索しており、有望なアプローチの一つとして深海逆浸透（DSRO）が注目されています。この方法では、逆浸透装置を深海約400～600メートルの深海に設置し、自然発生する圧力によって水を膜を通して押し出します。深海から淡水を汲み上げて陸地に戻すのに必要なのは比較的小型のポンプのみで、陸上の淡水化に必要な電力のほんの一部しか消費しません。
このアイデアは逆浸透淡水化の発明以来ほぼ存在していましたが、複雑な技術を投入するには海という不気味な場所への設置が懸念されるため、なかなか普及しませんでした。しかし最近、状況は変わり、現在、少数の企業がこの技術の完成を目指して競争を繰り広げています。
この融合は、石油・ガス業界が数十年にわたり深海発電、通信、ロボット工学に取り組んできた進歩に端を発しています。「コスト曲線と経験曲線が完全に解消されたため、このタイミングは完璧です」と、Floceanの共同創業者兼CEOであるアレクサンダー・フグルサン氏はTechCrunchに語りました。
深海逆浸透膜技術は、これまで過酷な海洋環境への対応だけにとどまらず、様々な課題に直面してきました。ポッドに電力を供給し、ポンプやセンサーを稼働させることも困難だったと、オーシャンウェルの創業者兼CEOであるロバート・バーグストロム氏は語ります。バーグストロム氏はかつて、現在モルガン・スタンレーが所有する従来型淡水化会社セブン・シーズ・ウォーター・グループを創業しました。
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過去10～20年で、石油・ガス会社は「海底を電化」してきたと、オーシャンウェルのCTO、マイケル・ポーター氏は述べた。「これは私たちにとってまさにゲームチェンジャーです。」以前は、ポンプや機器は油圧システムで駆動されていましたが、これは非効率で故障しやすいものでした。「しかし、今では電動ポンプのおかげで、コストがはるかに安くなり、操作も簡単になりました」とポーター氏は述べた。
石油・ガス会社もまた、遠隔操作型潜水艇のコスト削減と効率化に貢献してきました。DSROスタートアップ企業にとって、こうした潜水艇は深海機器の設置とメンテナンスを大幅に簡素化しました。「ボルトを1本回すために、すべての機器を引き上げる必要はありません」とバーグストロム氏は述べています。
深海では、淡水化ポッドが小型ポンプを稼働させ、水をゆっくりと膜の向こうへ押し出しています。速度が遅いため、ほとんどの海洋生物は泳いで逃げることができます。逃げられない生物のために、オーシャンウェルはポンプの流れを定期的に逆転させ、フィルターや膜に付着した微生物を洗い流す方法を開発しています。これは海洋生物を保護するだけでなく、フィルターや膜の詰まりを長期間防ぐことにもつながります。
陸上淡水化と同様に、DRSOは周囲の海水よりも塩分濃度の高い海水を放出します。しかし、DRSOの場合、問題はそれほど深刻ではありません。まず、DRSOはより薄い塩水を生成します。陸上淡水化では海水濃度が2倍になりますが、DRSOでは海水よりも10～20%程度しか塩分濃度が高くありません。そして、分散配置されたポッドから海水が海柱に放出されます。「この塩水は、私たちのポッド、つまり海底の小さなマイクロプラントから10～30メートルの範囲に拡散します」とフグルサング氏は言います。
海底に機器を搬入するには、電力、水道、通信回線の敷設や淡水化ポッド自体の設置など、依然としてコストがかかります。「私たちが建設する巨大なバックボーン設備のため、小規模なプラントは当然ながら設置できません」とバーグストロム氏は言います。「単に設置するだけでも莫大な資本支出になります。しかし、1日あたり1,000万ガロンから1億ガロンの生産量に達すると、残りのコストは下がり始めます。」
フグルサン氏によると、フロシアンは1つのサイトにつき1～10個のポッドを設置する予定だ。オーシャンウェルも同様の数を目標としている。
導入後は、節約効果は着実に積み重なっていくはずです。OceanWell、Flocean、そしてもう一つのDSROスタートアップであるWateriseは、いずれもこの技術により、陸上の逆浸透膜法に比べて30～50%のエネルギー削減で造水が可能になると予測しています。さらに、生成される水は使用される場所よりも冷たいことが多いため、まず大型エアコンの熱を吸収するために使用することができます。「この技術にこの技術を組み込めば、非常に強力な省エネ装置になります」とFuglesang氏は述べています。
投資家も注目し始めている。11月、OceanWellはクボタを含む投資家からシリーズAで1,100万ドルを調達したと発表した。火曜日には、Floceanが900万ドルのシリーズAを調達したと、同社はTechCrunchに独占的に語った。Floceanのラウンドは、Burnt Island Ventures、Freebird Partners、Nysnø Climate Investmentsが主導し、Katapult OceanとMP Pensjonも参加した。
フロシアンはモルディブとヨルダンで実証システムの導入契約を締結しているが、フグルサン氏は地中海と紅海流域に重点を置く意向だと述べた。ウォーターライズは現在、ヨルダンの鉱業会社への供給契約を締結しており、オーシャンウェルはまずカリフォルニアをターゲットにしている。
世界中で水危機が拡大する中、両社は自社の技術がその不足を補う一助となると楽観視している。「およそ10億人の人々に水貧困の危機を回避できると考えています」とバーグストロム氏は述べた。
