経済産業省 中小企業イノベーション創出推進事業（フェーズ3）

公募テーマ参考資料

提案テーマ名：小規模分散型水循環インフラの量産化・社会実装事業
提案部署：製造産業局 国際プラント・インフラシステム・水ビジネス推進室

本事業は長期間に亘る事業執行・フォローアップを要する点を理解し、事業執行（事業の進捗管理、確定検査、初期需要創出に向けた伴走支援等を含む）及び事業終了後のフォローアップに必要となる体制を課室として整備し、これを最後まで遂行する。
0１．テーマ・事業の概要

目次

1-1.

技術分野

1-2.

公募テーマ（事業名）

1-3.

事業の背景と目的

1-4.

社会実装の理想像と社会実装に向けた課題

1-5.

公募テーマの内容(事業内容)

1-6.

想定されるアウトカム

1-7.

予算額（補助上限を含む）、事業規模

2．技術・研究開発内容

3.

2-1.

テーマの実現に必要と考えられる技術・知見等

2-2.

研究開発のロードマップ及びステージゲートの設定

2-3.

想定されるアウトプット 達成目標及びその評価方法

社会実装の計画
3-1．フォローアップ委員会の想定メンバー及びその役割
3-2.

フォローアップ委員会が扱う内容

3-3.

社会実装に係る取組や計画

3-4.

実施体制
1

1.

テーマ・事業の概要

2

【1．テーマ・事業の概要】

1-1．技術分野

水処理分野（革新給水・排水処理技術）

1-2．公募テーマ (事業名)

小規模分散型水循環インフラの量産化・社会実装事業

3

【1．テーマ・事業の概要】

1-3．事業の背景と目的 １／３【世界の水問題の構造と現況】

21世紀は水の世紀※世界銀行元副総裁のイスマイル・セラゲルディン氏の言葉
20世紀が石油なら21世紀は水をめぐる争いの世紀になると予測

世界的な渇水、水源汚染

水道財政の構造的赤字※国連などは、世界的な人口増・経済発展による渇水等を指摘。

※

多くの先進国で水道管路が老朽化するが、人口減少によって財政が赤字に。

日本の上下水道事業（2020年）歳出12.2兆円、歳入6.7兆円。残る5.5兆円が外部資金の補填。2030年頃には老朽化の進展と人口減による収入減
少で、必要経費が14.8兆円、外部資金の補填は8.3兆円にまで拡大と想定（出所）
左 ：NHK国際ニィースナビ「「水がないと生きられない…」 資源の奪い合いは石油から水へ」 https://www3.nhk.or.jp/news/special/international_news_navi/articles/feature/2023/03/23/30336.html
中央：JICAのHPより-「グローバル・アジェンダー開発途上国の課題に取り組む20の事業戦略 No.19 持続可能な水右 ：厚生労働省 改正水道法PPTより https://www.mhlw.go.jp/content/000645603.pdf P54

【1．テーマ・事業の概要】

1-3．事業の背景と目的 ２／３【ソリューション】
従来型の大型処理施設や長い管渠では世界の水課題には対応できない…

もっと経済効率が高く短期間で普及できる上下水道モデルがないか？
◎◎

下水を再処理する「水再生」 シンガポール、米国カリフォルニア州等で研究開発が進む途上国、過疎・人口減地域で「小規模分散型インフラ」有用性が見直されつつある。
大規模処理場レベルの水処理を家庭規模で実現できないか
雨水等

再生水

小規模・分散小規模分散型水循環インフラ

排水処理

高度処理

上水処理

水利用

我が国は、コンパクトかつ省エネな「浄化槽」技術をもち、逆浸透膜など素材技術もあり、低コスト・高品質な製造するものづくりの技術もあり、イメージセンサー等で高い技術もある、小規模分散型水循環インフラの開発は可能ではないか。さらに国際標準をとっていければ…
5

【1．テーマ・事業の概要】

1-3．事業の背景と目的 ３／３
そのために必要な技術領域は(a) 小型での水再生循環技術(b) 高度な水処理制御技術

大規模処理場レベルの水再生処理を、小規模施設で実現する技術

属人的に運用管理されてきた水処理高度管理を自動化・効率化・安定化する制御技術【本事業（SBIR・フェーズ3）の目的】〇

量産化開発：「小規模分散型水循環インフラ」を広く社会実装するための、既存の上下水道に勝る給水・排水処理原価の実現と、使用環境・生活スタイルの異なる国内・外の地域で普及できる高い汎用性の実現〇

標準化・規格化：現在未整備である小規模分散型水循環システムに関する国際標準・規格の整備6

【1．テーマ・事業の概要】

1-4．社会実装の理想像と社会実装に向けた課題【タイプ別の例示：社会実装の理想像】
新興国
対象

水量不足等に悩む観光地（島嶼地域）や資源国など

ソリューショ
ン

世帯・ホテル等への小規模分散型水循環システムの迅速な普及

理想像

世帯の水量不足・水質汚染が解消（人々の生活・経済活動を支え、国の発展の基盤となるインフラが整備されている状態）

先進国
対象

水道財政課題に直面する国

ソリューショ
ン

過疎地・山間地などへの小規模分散型水循環シス
テムの代替・普及

理想像

既存の水インフラシステムと、小規模分散型水循環システムの併用（掛け合わせ）により、経済合理性が改善。人口動態に対して柔軟に対応できる小規模分散型水循環システムのメリットにより、今後の人口減少時代の水インフラとして新しい標準となっている。

【社会実装に向けた課題】
小規模分散型水循環システムの商業化に成功した企業は世界にあらず、いまだに開発段階であるため販売単価をターゲット地域の給排水単価より下げる！
が課題
詳細には以下の２＋１が課題となる。

1. イニシャルコストを削減するために、コアデバイ
スごとに現行製品をより小型化、軽量化、高性能化をおこなうこと
2. ランニングコストを削減するために自律制御技術を開発に必要な世界各地域の給水・世帯排水のビックデータ＊がほぼ存在しないこと＊ 地域によって異なる、給水面で、使用環境（水源・環境条件）、排水面で、水利用（使用水量・タイミング、排水水質）

3．なお、標準化・規格化は当然、未整備＝ 日本がデファクトをとる！

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【1．テーマ・事業の概要】

1-5．公募テーマの内容(事業内容)● 水問題を解決する「小規模分散型水循環インフラ」の量産開発➢ 水処理コストを大きく低減できる革新技術の開発① 既存の上下水道を下回る給水・排水処理原価を持つ小規模分散型水循環システム実現のため、革新的なデータ処理・制御技
術・デバイスの開発••②

ソフト面で、データーインテリジェンス（AI／IoT／ソフトウエア）、データドリブンな自立・最適制御の研究開発（各スタートアップ企業、またはJVで開発が必要な項目のみ）
ハード面で、センサ、通信モジュール、スマートメーター、薬品、膜、ポンプ、オゾン発生装置など必要な各種デバ
イスのコストダウン、小型化、軽量化の研究開発（各スタートアップ企業、またはJVで開発が必要な項目のみ）

上記①で開発した各種技術を搭載・統合した「小規模分散型水循環インフラ」量産プロトタイプの開発➢ 汎用性を担保する開発•地域によって異なる使用環境（水源・環境条件）、水利用（使用水量・タイミング、排水水質）に対応可能な汎用設計のための調査、技術実証⚫ 標準化・規格化開発•

小規模分散型水循環インフラに関する国際標準・規格の実現
8

【1．テーマ・事業の概要】

1-6．想定されるアウトカム①日本国内市場の創出✓ 初期受注として1500台程度の受注（2025年④国内外における社会実装の推進✓

度末まで）達成を目指す✓ 国内だけで6.3万過疎地域（300万台以上、3兆円）の市場を見込む✓✓②住民サービスの向上（主に新興国）✓ 世帯の水量不足・水質汚染が解消✓ 人々の生活・経済活動を支え、国の発展の基盤となる水インフラが短期間で迅速に整備✓③水財政赤字の解消（主に先進国）✓ 人口減少による水インフラの赤字化の解消✓

日本国内だけで7.7兆円のコスト削減（2030年時点で日本の水インフラ支出削減効果）✓

海外では、単価が非常に高い海水淡水化プラントで水を供給する地域、インフラの維持更新が困難な過疎地域、渇水が問題となっている地域が多数存在。
世界の上下水道を建設して課題解決するコストは約3,456兆円*規模。
こうした社会課題の解決に大きく寄与する社会実装の実現を目指す上で、定量的な規模感としては、FY2027時点で200億円規模を目指しつつ、FY2030時点では1兆円**規模の国内外産業の育成に寄与。
機器だけでなく運営管理サービスの実装も必要。
これらにより国内産業育成、国内雇用維持。

＊3,456兆円：日本の上下水道の建設投資ストック額120兆円を基準に世界のインフラ建設単価を試算。
＊＊1兆円：小規模分散型水循環システムがFY2030時点でその1.5%を年間獲得（販売）すると想定し試算。
9

【1．テーマ・事業の概要】

1-7．予算額(補助上限含む)・事業規模● 水問題を解決する「小規模分散型水循環インフラ」の量産開発➢ 水処理コストを大きく低減できる革新技術の開発① 既存の上下水道を下回る給水・排水処理原価を持つ小規模分散型水循環システム実現のため、革新的なデータ処理・制御技
術・デバイスの開発••②

ソフト面で、データーインテリジェンス（AI／IoT／ソフトウエア）、データドリブンな自立・最適制御の研究開発（各スタートアップ企業、またはJVで開発が必要な項目のみ）
ハード面で、センサ、通信モジュール、スマートメーター、薬品、膜、ポンプ、オゾン発生装置など必要な各種デバ
イスのコストダウン、小型化、軽量化の研究開発（各スタートアップ企業、またはJVで開発が必要な項目のみ）

上記①で開発した各種技術を搭載・統合した「小規模分散型水循環インフラ」量産プロトタイプの開発➢ 汎用性を担保する開発•地域によって異なる使用環境（水源・環境条件）、水利用（使用水量・タイミング、排水水質）に対応可能な汎用設計のための調査、技術実証⚫ 標準化・規格化開発•

小規模分散型水循環インフラに関する国際標準・規格の実現

研究開発に係る人件費、実験機器・デバイス購入、AIデータ活用開発など

625,000千円（補助上限）
10

2.

技術・研究開発内容

11

【2．技術・研究開発内容】

2-1.テーマの実現に必要と考えられる技術・知見等（技術開発）
1) 水処理プロセス、制御に関する知見
a) 生物処理、MF膜、オゾン発生装置、RO膜、活性炭、塩素・紫外線処理、水処理IoTセンサと水処理自律制御アルゴリズムなど各要素技術の技術・知見（その他）
1) 街の水設計の知見
b) 既存インフラコストの算出
c) 消火栓など街の水インフラ代替に関する知見
2) 各ステークホルダーとの関係構築
b) 国内外の中央政府、自治体、住宅デベロッパーなど販売パートナー
3) 既存法体系の知見b) 多岐に渡る関連法規に関する知見
i) 建築基準法ii) 水質汚濁法iii) 水道法iv) 消防法 等4) 海外における水問題・水利用実態の把握12

【2．技術・研究開発内容】

2-2. 研究開発のロードマップ及び(TRL基準を踏まえた)ステージゲートの設定
TRL

Level 1~5

Level 6

Level 7

Level 8

ステージゲート審査
水問題解決開始

2023

▼

2024

2025

Level 9上下水道の経済合理性を超える▼

2026

2030

量産開発
・水処理コスト（給水・排水処理原価）低減開発
・汎用性を担保する開発・標準課・規格化

初期モデル

次期モデル

ホワイトペーパー作成

国際標準化
策定プロセス

本事業のスコープ13

【2．技術・研究開発内容】

2-3.

想定されるアウトプット 達成目標（開発・実証の成果）及び評価方法

想定アウトプット

量産化開発の完了

達成目標

評価方法

・ 90%以上の水再生を実現し、水道・下水道への接続を必要とせず、戸建て住宅向けにサイズダウンを実現
・ 飲用可能な水質の再生水の供給
・ 量産化開発を通じて給水・排水処理原価が1,000円/㎡以下

・ 戸建て住宅向けにサイズダウンを実現し、水道・下水道に接続を必要とせず、水再生率が達成されているか・ 飲用可能な水質の再生水を供給できるか・ 給水・排水処理原価が100%達成されているか14

3．社会実装の計画

15

【3．社会実装の計画】

3-1．フォローアップ委員会の想定メンバー及びその役割（委員）

・大学教授枠（座長）・自治体枠（過疎地域を抱える自治体） 3～6自治体
・水道コンサル企業枠（水道事業ビジョン、基本計画の知見）
・法律事務所枠（既存法体系の知見）（オブザーバー）・JICA地球環境部水資源グループ（島嶼国や渇水地での水需要）・企業枠（プラントメーカー、総合商社、分散インフラ（浄化槽））
・国土交通省・環境省等

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【3．社会実装の計画】

3-2．フォローアップ委員会が扱う内容（フォローアップ委員会が扱う内容）⮚ 事業内容へのアドバイスと事後評価⮚ 効果的な導入・運用を支援する法規制体系・ガイドラインの検討と提言（担当課として行う事業期間中・期間終了後に実施する内容）⮚ フォローアップ委員会のマネージ⮚ 国内の各地の自治体への売り込みの切っ掛け作り⮚ 小規模分散型水循環システムの社会実装に向けて、自治体、国交省、環境省等に積極的に参加を促すべ
く、協力要請をおこなう。
⮚ 経済産業省担当課とも連携して基準認証活動をおこなう⮚ 事業期間中及び終了後も、国内外での打ち込みを支援。特に本事業で得られた国内の実績をもって、ターゲット地域にある在外公館での継続的な打ち込みを強化する。

17

【3．社会実装の計画】

3-3. 社会実装に係る取組や計画⮚ 現在、小規模分散型水循環システムへの国内外の政府側の確たる取組は存在しない⮚ なお、日本国内では「上下水道サービスでの年間必要経費 12.2兆円に対して毎年5.5兆円を赤字補
填」、「上下水道インフラは既に老朽化が進んでいるが、更新が進んでいない」など全国の上下水道サービスの財政課題は喫緊の課題であり、日本政府側として何らかの手立てを早急に取る必要があり、また小規模分散型水循環システムの導入に興味を示す国内自治体も多く、技術開発への財政的な支援もあれば、多くの自治体での導入が進むものと推測される

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【3．社会実装の計画】

3-4.実施体制
経済産業省
国際プラント推進室

事業創出支援初期顧客開拓パートナー

スターアップ
企業等

フォローアップ
委員会

全体事業運営

企業

地方自治体開拓

企業

地方自治体開拓

企業

地方自治体開拓

自治体
自治体
自治体

関連省庁

国交省
環境省
厚労省

総務省

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