水の惑星と呼ばれる地球には大量の海水が存在する。人口増加と気候変動により、活用できる水が不足していくとなれば、海水を淡水化する技術は人類の未来を左右する。そうした海水淡水化プラントにおいて重要な役割を果たす逆浸透（ＲＯ）膜という製品で、世界のトップクラスのシェアを誇るのが東レだ。聞き手=和田一樹 Photo=横溝 敦（雑誌『経済界』2022年12月号より）
プラントの心臓部「ＲＯ膜」で世界トップクラスのシェア
ひとりの人間が１日に使用する水の量は、国やライフスタイルでばらつきはあるものの、世界平均すると１４３リットル程度と言われる。現在、世界で稼働している最大の海水淡水化プラントは、１日当たり90・９万立方メートルを造水しているアラブ首長国連邦（ＵＡＥ）のタビーラ海水淡水化プラント。先ほどの数字で単純換算すると毎日６３０万人以上の水をつくっていることになる。
造水量の２位、３位は、それぞれ68・１万立方メートルを造水しているＵＡＥのウム・アル・カイワイン海水淡水化プラント、60万立方メートルを造水しているサウジアラビアのラービグ３海水淡水化プラントと続く。そして、これらトップ３プラントすべてで、心臓部であるＲＯ膜に東レの製品が採用されている。
東レのＲＯ膜研究は１９６８年から始まった。61年に、米国でケネディ大統領が海水淡水化を国家事業として承認し、人類にとって重要な技術だと強調した。当時、米国に留学中だった東レの若手研究者がその熱量と可能性を目の当たりにし、帰国後に研究開発を始めた。
ＲＯ膜は、特殊なフィルムに１ナノメートルほどの孔が多数空いている。実際の製品は、幅約１メートルのこのフィルム状ＲＯ膜を、傘を巻くように織り込み筒状に成形しエレメントという製品形態にする。この長さ１メートルほどの筒（エレメント）が海水淡水化プラントに組み込まれている。ポンプで圧力をかけて海水を押し出し、膜を通過する際に塩分などをろ過することで淡水を得る。東レはこのＲＯ膜で世界トップクラスのシェアを誇る。
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性能もサポート体制も総合力が評価される
―― 東レのＲＯ膜が世界でトップクラスのシェアを誇る理由は何でしょうか。
下山 まずは性能です。ＲＯ膜に求められるのは塩分をどれだけろ過できるかという除去性。そしていかに少ないエネルギーで大量の淡水を獲得できるかという省エネ性です。除去性だけでなく流量を増やすことも必要です。ＲＯ膜の表面には微細なひだ状の突起が無数に存在しており、表面積を最大限にまで増やしています。これにより塩分を除去する性能を維持しながら、流量の確保を両立させました。そして、海水にかける圧力も、より低減させることができ、より少ないエネルギーで最大限の淡水を取り出す技術の高さが強みです。
また、性能の面では、世界トップレベルの分析・解析技術を専門的に担う東レリサーチセンターを有していますので、微細な膜の構造を正確に把握することができ、更なる性能向上に向けた研究開発を支援することで貢献しています。
もう一つ大きな要因は、技術サポート体制です。膜自体の性能を追求するとともに、膜の装填や使い方などでお客さまをサポートする技術サービスも提供しています。特に海水淡水化ＲＯ膜の需要が大きい中東では、サウジアラビアに生産販売会社を持っており、現地で膜の生産から技術サービスまでを行っています。ハードのみならずソフトパワーも含めてご評価いただいています。
また、これらの強みに加え、東レの歴史や実績による信頼性も大きな要因です。これまで、東レの海水淡水化ＲＯ膜を含めた全用途向けのＲＯ膜を使用したプラントの造水量を単純換算すると、１日当たり１億５００万立方メートルの造水に貢献していることになります。前述のようにひとり当たりの１日平均使用量が１４３リットルとすると、毎日約７億３千万人の水を東レのＲＯ膜でつくっていることになります。
―― 世界で見ると海水淡水化の需要はどのような状況でしょうか。
下山 現在は圧倒的に中東の市場が大きいです。中東は水源が限られており蒸発法による海水淡水化が盛んでした。ただ、ＲＯ膜法の方が造水コストが低く、ＣＯ２排出量も大幅に低減できることから、オイルマネーを背景に蒸発法プラントがＲＯ膜プラントに置き換えられてきています。
また、北アフリカでも海水淡水化プロジェクトが立ち上がりつつあります。恐らく今後は中東ほどのサイズの巨大なプラントが増えるのではなく、１日の造水量10万立方メートルクラスのプラントが世界各地で建設されていくことが予想されます。
素材会社のＤＮＡで開発を継続してきた技術
―― 海水淡水化用ＲＯ膜の需要は開発直後から順調でしたか。
下山 海水淡水化需要が本格的に伸びてきたのは最近です。１９７０年代の後半から80年代初頭は淡水化の需要は限定的でした。
当社には「超継続」という方針があります。これだと決めた商品開発に向けた研究開発を需要期がすぐには来なくてもトコトン極める社風があります。海水淡水化用のＲＯ膜は、東レのこのようなＤＮＡがあってこそ成し遂げられた成果です。
―― ＲＯ膜は、技術的にこれ以上の進化はないのでしょうか。
下山 膜自身の性能などさらなる高度化は検討しています。ただ、塩分の除去率だけで言えば既に99・８％まで達しています。今後は、地域ごとの特性を踏まえた膜の開発も意識していきます。
例えば、中東なら海水温度が40℃くらいの環境でプラントを稼働させるときもありますし、アラビア湾の方では海水の塩濃度が４％以上だったり、地中海や太平洋の北の方だと水温が０度に近かったりします。外部環境による負荷がありますので、その中でも十分に性能を発揮できるように研究開発を行っています。
―― 東レはこれから水資源とどう向き合っていきますか。
下山 ここでは海水淡水化についてお話をしましたが、ＲＯ膜は下排水の再利用などにも活用されます。また、水処理膜はＲＯ膜以外にも、ろ過する対象の物質サイズ別にＮＦ膜、ＵＦ膜、ＭＦ膜があり、これらすべてを自社開発・生産しているのが東レの特徴です。それぞれの膜で技術の極限を追求すると同時に、海水淡水化以外にも高度浄水処理、下排水再利用など複数種類の膜を組み合わせ、多様な場面で水問題を解決していきます。
例えば、カリフォルニアでは地下水保持のために下水を高度処理して活用していますが、この工程で東レのＵＦ膜とＲＯ膜が組み合わせて採用され、１日５万６千立方メートルの水を供給することに貢献しています。中国でも下水処理場での高度処理のためＵＦ膜が採用されており、最大規模の案件では東レＵＦ膜が採用されています。水にまつわる課題をより深く解決していくためには、こうした幅広い膜技術を持っていることが重要だと考えています。
われわれは２０１８年に策定した「東レグループ サステナビリティ・ビジョン」において、30年の東レ膜技術による増水量を13年の３倍にするという目標を掲げています。今も変わらずこの目標に向かって進んでいます。水問題解決を目指す世界中の企業・組織と共に、これからも東レならではの技術で世界の水問題解決に貢献していきます。
