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原発6基分の潜在力「浸透圧発電」とは

海水と淡水を使った実証実験に成功

2011年9月13日(火)

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 2011年8月9日、東京工業大学、協和機電工業、長崎大学は、濃縮海水と下水処理水を使った浸透圧発電に成功したと発表した。3年後の商用化を目指している。

 水は通すが塩分は通さない「半透膜」で淡水と塩水を仕切ると、濃度の高い塩水側に淡水が移動する。浸透圧とは、この時に発生する水圧のことだ。そして、この水圧を使って水流を発生させ、タービンを回すことで発電しようというのが、浸透圧発電である。

 再生可能エネルギーへの関心が高まる中、その1つとして、大きな可能性を秘めている。

東京工業大学の谷岡明彦教授

 「仮に、日本中の海水と淡水が混ざり合う場所すべてにこの発電装置を設置したとすれば、原子力発電所5、6基分の電力量に相当する500万~600万キロワットをまかなえる」

 こう試算するのは、東京工業大学の谷岡明彦教授だ。

 現在、谷岡教授らが、水処理プラントメーカーの協和機電工業、長崎大学と共同で取り組んでいるのが、「浸透圧発電」プロジェクトである。

「濃縮海水」と「下水処理水」で実験

 水は通すが塩分は通さない「半透膜」で真水と塩水を仕切ると、濃度の高い塩水側に真水が移動する。この時に発生する水圧を「浸透圧」と言う。

 そして、この水圧を使って水流を発生させ、タービンを回すことで発電しようというのが、浸透圧発電である。

浸透圧発電の実証プラント(提供:東京工業大学 谷岡明彦教授)

 谷岡教授らは2011年8月9日、「濃縮海水」と「下水処理水」を使った浸透圧発電に成功したと発表した。3年後の商用化を目指している。

 谷岡教授らの同プロジェクトは、新エネルギー・産業技術総合開発機構(NEDO)によるイノベーション推進事業の助成事業の1つとして推進され、現在は、内閣府が推進する「最先端研究開発支援プログラム(FIRSTプログラム)」に引き継がれている。

 谷岡教授が浸透圧発電の研究に着手したきっかけは、約10年前にさかのぼる。福岡市にある大型海水淡水化施設で、毎日大量に排出される濃縮海水の有効利用に関するアイデア募集に応募したのだ。

最大浸透圧は約60気圧

 海水から淡水を作る際に発生する濃縮海水の塩分濃度は、通常の海水の約2倍もある。それをそのまま海に流してしまうと、生態系を破壊する。そのため、現在は、下水処理施設で下水を処理してできた淡水と混ぜ、海水と同じ濃度にしたうえで海に放出している。谷岡教授は、濃縮海水の有効利用というよりは、「混ぜていること」に目をつけた。

 「濃縮海水と淡水を単に混ぜるだけではもったいない。この間を半透膜で仕切り、浸透圧を発生させれば、電気が取り出せると考えた」。谷岡教授はこう語る。

 実は、浸透圧発電を最初に提案したのはイスラエル人で、1976年のことだった。日本でも1980年代に浸透圧発電を研究する人が現われた。発電には成功したものの、実用化には至らなかった。

 以前から浸透圧発電に興味を抱いていた谷岡教授は、アイデア募集の話を聞いた時、福岡市の大型海水淡水化施設で、浸透圧発電を実現させたいと思い立った。

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「原発6基分の潜在力「浸透圧発電」とは」の著者

山田 久美

山田 久美(やまだ・くみ)

科学技術ジャーナリスト

早稲田大学教育学部数学科出身。都市銀行システム開発部を経て現職。2005年3月、東京理科大学大学院修了(技術経営修士)。サイエンス&テクノロジー、技術経営関連の記事を中心に執筆活動を行っている。

※このプロフィールは、著者が日経ビジネスオンラインに記事を最後に執筆した時点のものです。

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