日本マクロエンジニアリング学会シンポジウム2014
日本マクロエンジニアリング学会シンポジウム2014

Cool Tokyo and Change The World～海洋深層水活用のためのブレークスルー～㈱デザインウォーター取水管配置図位置図

Introduction

海洋深層水とブレークスルー(1)海洋大循環モデル(1)海洋大循環モデル
海洋深層水は北極で沈み込み、2,000～3,000年かけ地球を回遊します。（循環再生型資源）(2)海洋深層水の特性(2)海洋深層水の特性
海洋深層水は水温、清浄性、溶存酸素量（PH）、栄養塩などで表層水とは全く異なります。
(3)新しい活用法(3)新しい活用法とブレークスルー
新しい活用法とブレークスルー
その特性を生かす活用法、技術的ブレークスルーを得て、水・食糧・資源・エネルギー・環境に貢献します。

海洋大循環モデル
温度0m
300m
600m
1,000m塩分

栄養塩

従来の取水水深

要存酸素 清浄性
遷移域

ご提案の取水水深
温度はじめ、あらゆる特性が異なります。

2,000m3,000m4,000m5,000m

深さ方向の特性の変化1

熟成性
表層水
中層水
深層水

Breakthrough 1

低コスト取水・送水工法(1)取水コストは安い！
(1)取水コストは安い！
弊社では、協力会社と共に取水設備（管材料、形状、管防護工、ピット、自然流下方式など）と施工法の安全性、耐久性、経済性等の研究を重ね、低コスト（従来の1/10～1/100）、大量取水（従来の100倍～1,000倍）を実現しました。
小規模取水から大規模取水まで、環境に応じ使用エネルギーを最小化する、シームレスな最適化が可能です。
(2)冷熱は運べる！
(2)冷熱は運べる！
また、地下50mを大口径シールド工法で送水することで、移動中における昇温は殆どないことを確認しています。
(3)世界の取水適地(3)世界の取水適地
更に、日本及び世界の海洋深層水取水サイトについて調査、海底地形などから、良好な取水サイトは限られますが、日本では、例えば、館山沖水深1,000mには水温3.2℃、混ざり気のない海洋深層水が実用的にほぼ無尽蔵に流達しています。

2

Breakthrough 2

海洋深層水の清浄性と成分分離
海洋深層水の清浄性と成分分離(1)海水分離と生成物(1)海水分離と生成物
海洋深層水の清浄性（有機物は表層の1/200）により、右図の海水分離（膜濃縮）が可能となり、使用エネルギーは大幅に削減されます。

副産物として、原水の87.5%のの原水の淡水が生じます。

注）海水分離では、かん水と同時に淡水が副産物として得られます。

(2)低コスト(2)低コスト
膜分離コストは、海洋深層水の清浄性により、大幅に低減することに加え、冷熱を含め、分離生産物（淡水、塩、化成品、栄養塩など）でコストをアロケーションすることで、それぞれを大幅に縮減できます。
(3)レアメタルなどの捕集(3)レアメタルなどの捕集
海洋深層水の清浄性、熟成性により、半世紀に及ぶ技術の蓄積が生き、商業化の道が開けます。
（従来、表層水の汚れ、飽和量（海水のPHに依存）などから、商業化できませんでした）（詳細）3Breakthrough 3

4

深層水冷熱と太陽熱温度差発電

②ピット
オープン
ケーソンなど伝統的工法で安価（配管、空気抜き、ストレーナーなど、詳細は別紙）①水頭差（15～40m)
イニシャルコスト、ランニングコスト（ポンプ揚水コスト）を含めた最適化を図る。

出力1
出力1万kW（館山第二期）、発電コスト
kW（館山第二期）、発電コスト11.5（館山第二期）、発電コスト11.5円
11.5円/kWh
日照に恵まれる海外で、約5日照に恵まれる海外で、約5～7円/kWh
出力1,000kW
1,000kW（館山第一期、（館山第一期、実証兼商業プラント）
出力1,000kW（館山第一期、実証兼商業プラント）
発電コスト23.4
発電コスト23.4円
23.4円/kWh（内、変動費9.8円，スケールメリットを得られない。そこで）（内、変動費 円/kWh，スケールメリットを得られない。そこで）

無尽蔵

他事業との協働、助成でROA
他事業との協働、助成でROA 7.6%⇒
7.6%⇒事業化可能⑦ポンプ

P （ピット内無尽蔵ウェイト③弧状推進
ピット（深井戸)底部から取水管を引き出し、浅海部の管防護を兼ねる。環境保護。

海水を排水）
冷熱

熱水
95℃

5℃

⑤取水口
水深-800m
海底から80m⑥先導ウェイト（精度向上）④PE管（HS)φ1,150
強度、耐久性、重量（比重1.06）
継ぎ手・・・EFジョイント

海洋深層水取水施設
新工法により、従来コストの1/10～1/100

温排水
20℃
海水の分離に海水の分離により、水・食糧・資源、環境問題へ貢献

環流
50℃

ORCユニット
ORCユニット（Organic Rankine Cycle）

太陽熱集熱器

既製品利用 Turboden 社 2,500kW，ORC unit

集熱温度95℃により集熱コストを大幅に削減
蓄熱が容易になり、24時間稼働可能【ブレークスルー】
ブレークスルー】①海洋深層水冷熱を用いることで、高温側熱源温度を95℃と抑えながら、発電効率を従来の約1.5倍にでき、②高温側熱源温度が下がることで、集熱ロス、設備コストを抑え、蓄熱が可能となることで稼働率を上げ、③稼働率が上がることで発電機の発電量当たり投資額、発電コストが抑えられます。

Beginning

館山海洋深層水プロジェクト

館山沖の水深は急激に深くなり、都心にも近いことから、取水サイトとして優れています。
弊社はここで前述各主張を実証、商業運転と共に、継続的研究施設とします。
館山海洋深層水プロジェクトから、様々な事業が展開されます。

取水サイト及び集熱装置
実証プラント1,000kW
約10ha

館山市工業団地跡地
約100ha（1万kW）

3.2℃

4.0℃

取水サイト及び取水管センター

太陽熱集熱装置敷地5

Evolvement

Save The World

6

熱帯、亜熱帯では日射量は日本の1.5倍～2倍（左図参照）、途上国の太陽熱集熱装置の工事費は日本の1/2程度、総建設費は3/4程度になります。
海洋深層水に恵まれるオマーン、インド、スリランカ、ミヤンマー、インドネシア（以上
アジアの例、アフリカ、南米・北米でも可能）などでは発電コストは約4～5円/kWh、しかも文字通り、無尽蔵です。
本プロジェクトは世界の経済発展、文化創造、環境保全に貢献します。
↑世界の日射量
館山1,300kWh/m2に対し、ヤンゴン1,700kWh/m2、オマーン2,000kWh/m2、オーストラリア西岸2,800kWh/m2←世界の海底地形
日射に恵まれ、かつ、海洋深層水を取水する上で、海底地形に恵まれた箇所は島嶼国の他、南北アメリカ、東南アジア、アフリカ、オーストラリアなどに数十箇所あります。

◆ Case study 2

7サンディエゴ
太陽熱温度差発電&太陽熱温度差発電& 穀倉地帯の灌漑

SAN FRANCISCO (CBS SF)

取水量1,000万万m3/日、日、取水量
総投資額 6,000億円、億円、電力売価 7.5円
円/kWh、、淡水売価 30円
円/m3でで売上 1,600億円
億円/年、億円 年、利益
800億円
億円/年、億円 年、
ROA 13%

◆ Case study 1

ケープ・レンジ太陽熱温度差発電プロジェクト

4,000m
2,000m

1,000m

200m

集熱敷地（6.2km□）
36km
海洋深層水取水施設

ケープ・レンジの日射量は7.7kWh/m2・day、敷地面積3,800ha（6.2km×6.2km）で、出力60万kW、発電量50億kWh、総事業費5,300億円、発電コスト5.0円/kWh、売価を14円/kWhとして、ROAは8.5%が期待できます。

8◆ Case study 3

オーストラリアにおける海洋深層水事業～水・食料・エネルギー・環境セキュリティプログラム～

オーストラリアの砂漠は海洋深層水により、広大な食糧基地になります。

9