世界の水問題と日本の対外戦略 - g-kogyokai.com · 1 2013年5月24日世界の水問題と日本の対外戦略群馬大学工業会・北関東産官学研究会共催

1

2013年5月24日

世界の水問題と日本の対外戦略世界の水問題と日本の対外戦略世界の水問題と日本の対外戦略

群馬大学工業会・北関東産官学研究会共催

講演会

～世界の水問題に貢献する日本の膜技術と水国家戦略～

東レ株式会社

フェロー栗原優

2

1955

1965

1960

1950

1970

1975

1980

1985

2010

2015

1990

1995

2000

2005

脱塩技術本格研究(1962, 米国)

© Toray Industries, Inc. All Rights Reserved

私の業務経歴

米国留学

社内活動（逆浸透膜研究）

社外活動（国内、海外）

水産業海外展開活動

国家研究従事

1963年04月東洋レーヨン（現東レ）入社

1970年10月米国IOWA大学留学

1972年10月逆浸透膜研究に着手

1992年06月リサーチフェロー

2003年07月専任理事水処理本部研究本部担当

2006年06月水処理･環境事業本部顧問

2010年06月フェロー水処理･環境事業本部

2004年日本脱塩協会(JDA) 会長

2004年国際脱塩協会(IDA) 理事

2005年重点技術産業競争力委員会(COCJ) 部会座長

2006年内閣府「イノベーション25」「水」委員

2007年経団連：産業競争力懇談会(COCN) 委員

2008年アジア太平洋脱塩協会(APDA) 会長

2008年高分子学会フェロー

2009年海外水循環システム協議会(GWRA) 諮問委員会委員長

2009年水の安全保障戦略機構審議員

2009年日本化学会フェロー

2009年内閣府「最先端研究開発支援プログラム」中心研究者

2011年 IDA生涯業績賞受賞

社内活動

社外活動

朱記海外

社内活動（事業本部）

1. 逆浸透膜は約50年の歴史

2. 海外留学を契機に、研究者、研究管理者、業界活動に43年間従事。

3. 内閣府「最先端研究開発支援プログラム」

中心研究者

3

Ⅰ 群大から東レへ 1-13

Ⅱ 世界の水資源問題 14-18

Ⅲ 東レの水処理事業と膜技術 19-22

Ⅳ 膜ビジネスと水ビジネス 23-48

Ⅴ 水処理膜研究開発の世界競争 49-53

Ⅵ 最先端研究支援プログラム“メガトン水システム” 54-68

Ⅶ 日本の対外戦略（提案） 69-70

Ⅷ 科学技術イノベーションの役割（ＪＳＴ中村理事長）71-74

内内容容

Page

4

（１）

5

（２）

6

日本の有機合成研究者の歴史

東北大：真島研ｰ野副研岩倉

岩本（群大）ｰ松井(群大）

星野（東工大）ｰ岩倉（東工大→東大）↓

（東レ基礎研）↓

（理研）

7

8

9

田代茂樹東レ（株）会長星野敏雄

初代基礎研究所所長

東京工業大学名誉教授


10

星野敏雄所長東京工業大学名誉教授

• 有機合成化学

• 高分子化学の優れた研究者であり、また教育者

基礎研究所研究方針

「実践先行」

「深は新」

研究の成功には、大運に恵まれることが重要

大運に恵まれるのを待つ忍耐と自信が必要

「自由研究」


11

12

13

アイオワ大学（留学時代（１９７２年頃））

14

出典：第３回世界水フォーラム国土交通省土地・水資源局水資源部資料

河川・湖沼などの淡水は、わずか０.０１％

地球全体の水（およそ１４億ｋｍ３）のうち、比較的使いやすい

地球上の限られた水資源


15

水

エネルギー食料

世界の人々農業

淡水化

発電

食料生産

バイオ燃料

バーチャル

ウォーター

健康・安全

Reference: Council for Science and Technology Policy, 67th Meeting (held on May 18, 2007)

世界の人口増加と経済発展により、水の量と質の確保が必要（問題の根源は、人口爆発・都市化と環境破壊）

健康と安全安心確保のため、上水、下水の処理に膜処理導入が必要


「世界の水問題」：水とエネルギー・食料＋α（健康と安全）が課題

シェールガス/オイル

16出典：沖大幹、「世界の水問題とその解決策と水ビジネスの動向」、化学技術戦略推進機構(JCII)環境分科会講演会、2010年6月18日

17

現在の世界的な水の不足状況（出典：IWMI Report 2006）

渇水のない地域

物理的渇水地域（水資源使用率>75%）

物理的渇水に近い地域（同上>60%）

経済的渇水地域（同上<25%，貧困地域）

評価なし

水資源の現状

USAthe Caribbean Sea

North AfricaSpain

India

Australia

Middle East

China

淡水化・再利用の造水市場

世界人口７０億人

飲料水（生活用水含む）が得られない７億人

衛生設備（下廃水・屎尿処理）がない２７億人

（2015時点での予測）

（2015時点での予測）


18

NIKKEI BUSINESS 2012.8.27

世界人口の予測と取水量予測


19

創業1926年

創業創業19261926年年

1960 1970 1980 1990 2000 2010 1950 年

売上規模

～～

レーヨン

合成繊維

樹脂・フィルム

先端材料で世界一を目指す！地球規模の課題にソリューションを

地球規模の課題にソリューションを

高分子化学有機合成

化学バイオ

テクノロジー

ナノテクノロジー

コア技術からの

先端材料創出

高機能材料炭素繊維複合材料

水処理分離膜

電子情報材料

医薬・医療材料

東レの事業変遷


20

事業区分別売上高・営業利益

「基幹事業」、「戦略的拡大事業」を収益拡大の牽引車とし、「重点育成・拡大事業」を次の収益拡大の柱へと育成・拡大

「基幹事業」、「戦略的拡大事業」を収益拡大の牽引車とし、「重点育成・拡大事業」を次の収益拡大の柱へと育成・拡大

▲194億円

繊維

15,886億円 1,077億円Total

炭素繊維複合材料戦略的拡大事業

基幹事業

450億円(35%)

280億円(22%)

重点育成・拡大事業

＜セグメント＞＜主な製品＞１2年３月期連結売上高

１2年３月期連結営業利益

ライフサイエンス

プラスチック・ケミカル

情報通信材料・機器

環境・エンジニアリング

調整額

その他 133億円 13億円

( )内は調整額を除く全体に占める比率

3,133億円(20%)

10,362億円(65%)

2,258億円(15%)

727億円(58%)

422億円(34%)

109億円(9%)


21

21

Toray Industries, Inc. (Japan)

Toray Membrane Europe(Switzerland)

Toray Membrane USA

Toray Asia(Singapore)

Production plant

Sales OfficeAgency

Major Sales Office

Comprehensive Global Operation 6 Major Sales Offices and 4 Production Plants

Toray Advanced Material (Korea)

Global Sales and Production Network of Toray’s Membrane Business

Toray BluestarMembrane

(China)

Toray Membrane Spain(Spain)


22

22

Toray SingaporeWater Research Center

Processes ApplicationMembrane Design

（Singapore）

Toray Advanced Material Research Laboratories (China)

Water Treatment Research Laboratories.Regional Application Tech.

（Shanghai, China）

R&D Organization of Toray’s Water Treatment Business

Water Treatment System Dept.

Membrane Process Membrane Application

（Shiga, Japan）

Toray Research CenterR&D Support,

Membrane StructureWater Analysis（Shiga, Japan）

Membrane Technology Dept.Module & Element Design,

Production Technology（Shiga, Japan）

Global EnvironmentResearch Laboratories

Membranes ResearchBasic Membrane Processes

(Shiga, Japan)

Toray R&D HQ is in Japan, but localizing for the market


23

-

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,00019

50

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

海水淡水化

（ＲＯ）

かん水淡水化

排水再利用

（ＲＯ・ＮＦ）

飲料水製造

排水処理

（ＵＦ・ＭＦ）

米国でＲＯ膜基礎研究開始（1953）

ＲＯ膜研究開始（1968）

ＵＦ膜研究開始（1990）

故・ケネディ大統領★、海水淡水化を国家事業として承認（196１）

ＭＢＲ研究開始（1996）

水量換算累積出荷量（世界市場）

（万m3/d）

0

★ 低コストで塩水から真水を作り出すことができれば、どのような科学的成果よりも人類へのすばらしい贈り物になるであろう。 John F. Kennedy.

20

10

Authority: AMST Survey 2007


膜処理技術の普及状況膜処理技術は1960年後半に実用化研究が始まり、1990年代から急速に普及。

今では人類にとって欠かせないものとなっている。

24

大きさ

分離対象物質

膜の種類

膜

製

品

超純水の製造海水の淡水化廃水再利用

硬水の軟水化

有害物質の除去

病原性微生物の除去下廃水処理

海水淡水化の前処理

下廃水処理

ＲＯ膜ＮＦ膜ＵＦ膜ＭＦ膜ＭＢＲ

ＮＦ（ナノろ過）ＲＯ（逆浸透）ＵＦ（限外ろ過）ＭＦ（精密ろ過）

0.001 ㎛ 0.01 ㎛ 0.1 ㎛ 1 ㎛ 10 ㎛高分子イオン・低分子

コロイド粘土トリハロメタン

1価イオン

農薬・有機物

クリプトスポリジウム大腸菌

多価イオンバクテリア

低圧膜ＲＯ・ＮＦ膜


膜の種類と膜製品

種々の膜製品が実用化されており、幅広い分野に適用可能

25

分離機能層

ＲＯ膜エレメント

複合ＲＯ膜

透過水

供給水

架橋芳香族ポリアミド200 nm

ポリエステル不織布基材100 μm

ポリスルホン支持膜45 μm

表面微細構造200 nm

ＲＯ膜/膜エレメント/プラント

ＲＯ膜シート

ＲＯプラント（スキッド）© Toray Industries, Inc. All Rights Reserved

26

ＭＦ膜、ＵＦ膜

II. 浄水分野

Feed 生産水

ＲＯ膜ＭＦ膜、ＵＦ膜

I. 海水淡水化分野

Feed 生産水

III. 排水再利用分野-1

ＭＦ膜、ＵＦ膜ＲＯ膜

2nd

Effluent Product

MBR: Membrane BioreactorMBR ＲＯ膜

Waste Water Product

III. 排水再利用分野-2

2nd Effluent: Biological Treatment Effluent

例）日本 0.3 万m3/d

例）日本 8.8 万m3/d

例）クエート 32 万m3/dシンガポール 22.8 万m3/d

例）インド 1.1 万m3/d


統合的膜処理システム

膜処理システムは、上水・下水・工水の処理および再利用などの幅広い分野に適用でき、21世紀の水循環のキーテクノロジー。

種々の水源と用途に最適な水処理膜システム

を構築できるので、最高のパーフォーマンスとコスト削減が実現でき

ます。

種々の水源と用途に最適な水処理膜システム

を構築できるので、最高のパーフォーマンスとコスト削減が実現でき

ます。

27

陸水

廃水

海水

水資源

廃水

農業

工業用

水道RO

MF/UF

MBR/RO

膜処理

パイプライン

従来処理

配水

用途

Copyright 2010 Toray Industries, Inc. All Rights Reserved

水資源の循環利用

28

浅野孝：持続可能な水資源としての排水再利用、2006

使用過程における水質変化


29

高橋, 小野寺, 用水と廃水 2012年6月号, 67. 6) 浅野孝氏論文

再生水の用途（日・米の違い）


30

<Trinidad >136 k m3/d

<Trinidad >136 k m3/d

<Singapore >319 k m3/d


<KSA>150 k m3/d

<KSA>150 k m3/d

<UAE>136 k m3/d

<UAE>136 k m3/d

Seawater Desalination

Brackish Water Desalination

<KSA >120 k m3/d<KSA >

120 k m3/d

<Iran >100 k m3/d

<Iran >100 k m3/d

<Algeria>500 k m3/d<Algeria>500 k m3/d

<Bahrain>218 k m3/d<Bahrain>218 k m3/d

<Kuwait>136 k m3/d<Kuwait>136 k m3/d

<Korea >126 k m3/d<Korea >

126 k m3/d

<Algeria>200 k m3/d<Algeria>200 k m3/d

RO膜の累積出荷量: 2600 万m3/d

70カ国、600社のエンジ会社経由で販売

約1億人（世界人口の１．５％）の生活用水相当量

Major Track Record as of February 2013



<Kuwait>320 k m3/d<Kuwait>320 k m3/d

Wastewater Reclamation

<China >78 k m3/d<China >78 k m3/d

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日本の強み（当社の場合）


31

アフリカ最大のハンマ海水淡水化プラント

アルジェリアの首都アルジェ近郊の海水淡水化プラント。

（造水能力 : 200,000m3/日、2008年2月稼働開始）

写真提供：GE Water & Process Technologies http://www.gewater.com/who_we_are/press_center/

スクリーンろ過水タンク

１段目ＲＯ

ポンプ

凝集沈殿

回収率43%

濃縮廃水

生産水タンク

ERS(PX)

VFD5+1基

ポンプ


32

世界第２位、東アジア最大の下水再利用プラント。シンガポール最新のNEWater Plant

生産能力：228,000m3/day東レの低ファウリングＲＯ膜を採用

Sembcorp NEWater Plant 外観

ＲＯユニット

Photo Credit: sembcorp Industries

最新・最大の Changi NEWater プラント


33

Dr. Kurihara receives IDA Lifetime Achievement Award at the 2011 World Congress on Desalination and Water Reuse.

Dr. Kurihara receives IDA Lifetime Achievement Award at the 2011 World Congress on Desalination and Water Reuse.


国際脱塩協会（IDA）特別功労賞受賞

受賞理由

１．４０年に亘る水処理膜の先端的研究

とその製品化における多大な貢献

２．国際脱塩協会（IDA）発展への多大

な貢献

３．日本脱塩協会（JDA）の再建、アジア

太平洋脱塩協会（APDA）の設立へ

の貢献

34

【Investigated by Toray】

◎ :高シェア品 ○:市販製品下段記入社名はM&Aによる

○

○○Woongjin Chemical (Korea)○○○MOTIMO (China)

○◎Norit (Netherlands)

○○三菱レーヨン

◎◎○○General Electric (US)

◎

○

○

○

○

MBR

○○

クボタ

○○◎◎日東電工

○○○Koch (US)

◎Siemens (Germany)

○○Vontron (China)

○

◎

◎

RO

ダイセル化学

◎○旭化成

○東洋紡

○○○東レ

○◎DOW (US)MFUFNF

Puron

Osmonics Osmonics Zenon Zenon

Memcor Memcor

Filmtec Filmtec Omex Omex

海外

膜日

本膜

AbcorUOP Abcor

X-Flow

(Hydranautics) (Hydranautics)(Hydranautics)(Hydranautics)

SaehanSaehan

クラレアクア ○ ○

メタウォーター ○

世界の膜メーカーと膜製品群 [東レ調査]


海外：M&Aによる無機成長型（中韓は意欲的に活動、要注意）

日本：自社技術による有機成長型プレーヤーが多い

35

全膜種 (NF/RO + MF/UF)

海水淡水化ＲＯ膜

60%

40%

70%

30%

日本

海外 Authority: AMST Survey 2007

日本

海外

日本の強み（膜素材の海外供給シェアが高い）

Copyright 2010 Toray Industries, Inc. All Rights Reserved

日本及び海外の膜供給シェア世界の大規模海水淡水化プラントベスト10

0 100,000 200,000 300,000 400,000 500,000 600,000

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

Best

10

Plant Capacity (m3/d)

Overseas

Japanese

Authority: Grobal Water Intelligence December, 2012(一部、東レ推定)

36© Toray Industries, Inc. All Rights Reserved

日本の強みと弱み（海水淡水化プラントの場合）

日本の膜・機器は海外供給シェアが高いが、プラントシェアは低い。

日本の強み：材料及び部品の世界ｼｪｱ日本の弱み : 水処理ｼｽﾃﾑの世界ｼｪｱ

RO膜

日本

40%高圧ﾎﾟﾝﾌﾟ

（出典: AMST Survey 2010, Daiwa Security Capital Markets）

日本

70%

Veolia(ﾌﾗﾝｽ)

GE(ｱﾒﾘｶ)

Suez(ﾌﾗﾝｽ)Acciona(ｽﾍﾟｲﾝ)

Abengoa(ｽﾍﾟｲﾝ)

Hyflux(ｼﾝｶﾞﾎﾟｰﾙ)

Biwater(ｲｷﾞﾘｽ)

ACS(ｽﾍﾟｲﾝ)

IDE(ｲｽﾗｴﾙ)

Doosan(韓国)Others

1990-93 2005-08全体EPC市場規模 385万ﾄﾝ/日 1552万ﾄﾝ/日日系EPCｼｪｱ 22% 3%ﾄｯﾌﾟ20社中日系ﾒｰｶｰ 4社 1社

日本は、材料及び部品シェアは

高いが、システムシェアは低い。

37

0

500,000

1,000,000

1,500,000

2,000,000

2,500,000

3,000,000

3,500,000

4,000,000

4,500,0001950

1952

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1960

1962

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2000

2002

2004

2006

Out

Put

m3/d

PWRO

RO

MSF

MED

0

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1,200,000

1,400,000

1,600,000

1,800,000

2,000,000

Doo

san

Fis

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Sue

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IC/A

CW

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GE I

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VW

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Multip

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(m

3/d)

RO

MSF

MED

●

0

200,000

400,000

600,000

800,000

1,000,000

1,200,000

1,400,000

1,600,000

1,800,000

2,000,000

MH

I/Sa

saku

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VW

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Envi

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S M

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Wat

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RO

MSF

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●●

脱塩プラント供給市場の推移

ＲＯ法主体2001～2006

蒸発法主体1977～1981

ＲＯ法主体2001～2006

蒸発法主体1977～1981

脱塩プラント供給メーカー・トップ20社の変遷

蒸発法からＲＯ法への市場ニーズをキャッチアップ出来なかった。

これを教訓として、戦略の立て直しが必要！© Toray Industries, Inc. All Rights Reserved

38

「第２期科学技術基本計画」 2001

重点技術産業競争力委員会（ＣＯＣＪ） 2004～2005

産業競争力懇談会（ＣＯＣＮ） 2007

水問題に関する関係省庁連絡会水の安全保障戦略機構

Global Water Recycling and Reuse System Association, JAPAN (GWRA)

オールジャパン体制 2009

日本の新成長戦略（基本方針）に組み込まれた（2009年12月30日）

● 鉄道・水・エネルギーなどのインフラ整備のアジア展開

海水淡水化等研究開発を明文化

水問題の重要性を提起、解決策を提言

水ビジネスの国際展開を提言


「日本の対外戦略」：産学官、今までの取り組み

産学官の約１０年間の取り組みにてステップ１は達成

39

<From left to right><From left to right>Chairman of Consultative Committee

ViceVice--PresidentPresident

PresidentPresident

ViceVice--PresidentPresident

Head of Steering CommitteeHead of Steering Committee

Dr. Masaru KuriharaDr. Masaru Kurihara

Mr. Akihiro NikkakuMr. Akihiro Nikkaku

Mr. Hiroshi KuwaharaMr. Hiroshi Kuwahara

Mr. Masatoshi UrashimaMr. Masatoshi Urashima

Mr. Masami ItouMr. Masami Itou

Inaugural MeetingInaugural Meeting

正Target Domain of GWRATarget Domain of GWRA

40

「世界の水問題」：基本的な考え方

Ａ・・・すでに欧州水メジャーが優位なエリア

Ｂ・・・ＯＤＡなど日本の国際協力が活発な領域

Ｃ・・・日本の先進技術を活用可能な領域

Ｄ・・・今後の市場であり、新規Ｒ＆Ｄが必要

水資源豊富水資源不足

従来技術の領域先進技術の領域（造水・下排水処理・高度処理・地下水処理）

資金潤沢

資金欠乏

ＧＮＰ

第三段階の国・地域

ＧＮＰ

第二段階の国・地域

ＧＮＰ

第一段階の国・地域

Ａ世界各国

既に欧州水メジャーが

優位な領域

ＣＭＥＮＡ★諸国、中国都市部…

欧州水メジャーや

新規欧米企業も進入

Ｄアジア周辺国、アフリカ…一部地域を除き未進出

Ｂマレーシア、タイ、インド、インドネシア、ベトナム…欧州水メジャー進出開始

★ MENA: Middle East & North Africa

（参考）産業競争力懇談会（COCN）、急拡大する世界水ビジネス市場へのアプローチ（最終報告書）, p16,p32,2008.3を一部追加修正

水ビジネス

ＯＤＡ


・・・日本の優位性が少ない

・・・日本の従来技術を官民連携で試行開始

・・・日本の先進技術を日本主導で展開可能

・・・現地ニーズに合わせた技術開発が必要

説明

水問題は、水資源と資金など地域性が強く、解決には産官学の各分野の連携が必要。

41

【東レ推定】 2007作成、2012改訂

（注）企業名は、グループ統合会社（代表例）。

水処理事業の形態と日本の課題水処理事業の形態と日本の課題

世界日本市場規模予測

（2025年）

水道事業

（上水・下水）

新規水事業

（造水・再利用）

管理

（資産所有）公共事業

公共事業

１００兆円

（６０兆円）

－2005年－運用

（運転維持管理）

①欧州水メジャー：

ヴェオリア（仏）、スエズ（仏）

②Ｍ＆Ａによる新規参入型：

ＧＥ（米）、シーメンス（独）

③国家戦略型：

シンガポール、オランダ、ドイツ、

韓国、スペイン、中国

①国際コンソーシアム型

丸紅、三井物産、住友商事、

三菱商事、ササクラ、日揮、

東洋エンジ

②国内水処理専門型

メタウォーター、水ing、

日立製作所、栗田工業、

オルガノ

プラント建設

（ＥＰＣ）

建設ヴェオリア（仏）、スエズ（仏）、

ＧＥ（米）、フィッシア（伊）、

ドーサン（韓国）

三菱重工、日立造船、千代田化工、鹿島建設、日立製作所、

栗田工業、オルガノ

１０兆円

エンジニアリング

機器・素材

供給

ポンプ Sulzer, Calder, Grundfos, ERI酉島製作所、荏原製作所、

日立製作所１兆円

膜ダウ（米）、ＧＥ（米）

シーメンス（独）

東レ、旭化成、

日東電工、クボタ、東洋紡績

日本は機器・素材は強いが、プラント建設では一部を除き、国際競争力がない。日本は機器・素材は強いが、プラント建設では一部を除き、国際競争力がない。

水道事業は官が行っていることから、民では該当する企業が存在しない。水道事業は官が行っていることから、民では該当する企業が存在しない。


42

（出典）経済産業省製造産業局水ビジネス・国際インフラシステム推進室水ビジネス国際展開研究会報告書 2010年4月12日

世界水ビジネス市場の事業分野別・

業務分野別成長見通し

日本の強みを生かし、オールジャパンで海外展開

我が国の水ビジネス関連産業の

目指す目標


経済産業省：水ビジネス国際展開経済産業省：水ビジネス国際展開成長見通しと目標成長見通しと目標

43

図4-2 国内企業と海外企業が共同して、

現地に事業会社を設立するケース

図4-3 国内企業が海外企業を買収するケース

図4-4 国内企業と地方公共団体等が

共同事業会社を設立するケース

＜出典＞水ビジネスの国際展開に向けた課題と具体的方策平成２２年４月経済産業省水ビジネス国際展開研究会


経済産業省：水ビジネス国際展開経済産業省：水ビジネス国際展開成長の道筋成長の道筋

44日経産業新聞 2012/5/9,10

水ビジネス世界展開：日本の取り組み自治体と連携、商社主導の民間連携

45© Toray Industries, Inc. All Rights Reserved

脱塩市場・上位１０カ国

2011-2013

2014-2016

China

USA

KSA

UEA

Libya

India

Kuwait

Australia

Algeria

Chile

million m3/d0 1 2 3 4 5

(Authority) Christopher Gasson: “Desalination market outlook 2012–2016”, 2012/3/6

46

パラダイムシフト

欧州

米国

日本

世界アジア

Suez, Veolia1822, 1853 1990s

Toray

GE2000s

RO法提案1953

1970s

FilmTec/DOWZenon 2006

ToyoboNitto

星、豪、韓、中

人口増加と経済発展に起因し、世界

の水道事業では、パラダイムシフト

が始まった。

人口増加と経済発展に起因し、世界

の水道事業では、パラダイムシフト

が始まった。

水道事業（サービス）

水道事業・海外展開

水処理用膜

1980s

IWPP 1990s

Singapore 2000s

Dupont, UOP1960s


47

2007-2012

0 400,000 800,000 1,200,000

Acciona (Spain)

Doosan (Korea)

Degremont(France)

Veolia (France)

HyFlux(Singapore)

IDE (Israel)

Capacity (m3/d)

2002-2006

0 400,000 800,000 1,200,000

Abengoa (Spain)

GE Water (USA)

Mitsubishi (Japan)

ACS (Spain)

Degremont(France)

Veolia (France)

Capacity (m3/d)

2002-2006 2007-2012

© Mega-ton Water System Project. All rights reserved.

日本の弱み（水処理プラント）

膜法海水淡水化プラント上位6社の最近の変遷は、5年間で世界市場上位へ参入可能なことを示している。

これには、産官学の戦略的な取り組みが欠かせない。

(Authority) Christopher Gasson: “Desalination market outlook 2012–2016”, 2012/3/6

48

-

500

1,000

1,500

2,000

2,500

3,000

3,500

4,000

1950

1955

1960

1965

1970

1975

1980

1985

1990

1995

2000

2005

海水

(RO)

かん水

(RO,NF)

その他

米国でＲＯ膜基礎研究開始（1953）

故ケネディ米大統領*、海水淡水化を国家事業として承認（196１）

（×104 m3/d）

0

＊“If we could produce fresh water from salt water at a low cost that would indeed be a great service to humanity, and woulddwarf any other scientific accomplishment.”

John F. Kennedy.

シーズ指向ニーズ指向

第一期第二期第三期

20

10

水量換算累積出荷量（世界市場）

RO等の膜研究の歴史


Authority: AMST Survey 2007

49

時代

特徴

第一期

(1960-1970)第二期

(1970-1980)第三期

(1990-)

膜市場の開拓エネルギー，環境負荷，

コストの削減

科学及び

技術の内容

•RO (CTA, Linear PA)•UF / MF•MSF / MED•ED•Capacitor-based Water Treatment

•Piezodialysis

•RO (Cross-linked PA)

•UF / MF•MBR•MSF / MED•ED•FO Concept•PRO Concept•RED Concept

Pursuit of Existing Ultimate TechnologyPursuit of Future Essential Technology

•FO Process•PRO Process•CNT Membrane•Biomimetic Membrane•Capacitor-based Water Treatment

推進国

(先行 & 新規)•USA, EU (Germany), Israel

•USA, EU, Israel, Japan

•China, Korea

•USA, EU, Israel, Japan, •China, Korea•Singapore, KSA


水処理用膜の研究ヒストリー

50

Nations StartRepresentative Organizations

ProjectsRepresentative

1 USA 1996 DWPR Program WaTER Group

2 EU 2003 NanoMemPro MEDINA Enrico Drioli

3 Singapore 2005 NUS,NTU,CAWT Anthony Fane

4 KOREA 2007 GIST seaHERO InS. Kim

5 Saudi Arabia 2009 KAUST Gary Amy

6 Australia 2010 NCEDNeil Palmer,

David Furukawa

7 Japan 2010 Mega-ton Water System (FIRST)

Masaru Kurihara

8 Others ( Israel, German, China )

From leftDavid FurukawaInS. KimAnthony FaneMasaru KuriharaGary Amy

Enrico Drioli


膜及び膜プロセスの国家研究

研究開発の持続的推進および海外との連携は極めて重要

51

Desalination Research Trend in Saudi Arabia

SWCC: Saline Water Conversion Corporation• Government Branch• Business Oriented Research

KAUST: King Abdullah University of Science and Technology• Opened in September 2009 with a $10 Billion Endowment.• Academia • Focusing on High Impact Innovative Research.• Targeting to become one of the world’s top 10 university by 2020.

52

淡水化エネルギー30％の削減が目標

NATIONAL GEOGRAPHIC Water is Life, p32 (2010.4)

革新的な膜プロセス

正浸透（FO）カーボンナノチューブバイオミメティックス


53

6Loss trends and climate change

2015 World Cities exceeding 5 million residents

Data source:U.N. Population Division

Development of World Cities

Source: Paul Reiter, IWA, “Presentation from the 2009 World Water Week in Stockholm”

7.2 billion

Water shortage and water environment pollution become serious problems

46 cities

54

海水淡水化・下水再利用大型プラント規模推移

100万

工業用水生活用水農業用水

◆ 海水淡水化ＲＯ● 下水再利用ＲＯ

10万

1万

1千

1百

プラ

ント

設備

規模

（ト

ン／

日）

1960 1970 1980 1990 2000 20１0 2020（年）

最大規模トレンド

トップ２０トレンド

100万

工業用水生活用水農業用水

◆ 海水淡水化ＲＯ● 下水再利用ＲＯ

10万

1 万

1 千

1 百

プラ

ント

設備

規模

（ト

ン／

日）

1960 1970 1980 1990 2000 2020 （年）





各年の海水淡水化、下水再利用の大型プラント・トップ２０位

2010

すでに５０万㎥／日の時代が到来。

今後は１００万㎥／日の時代に適用する技術開発が必要である。© Mega-ton Water System Project. All rights reserved.

55

海水淡水化プラントの例

フジャイラ２海水淡水化プラント－UAE 出展：IDA DESALINATION Year Book 2011-2012

海水淡水化RO前処理

取水

56Illustration by Jun Tajikawa

Mega-ton Water System

Authority: http://first-pg.jp/english/mt/images/top/all_panf.pdf© Mega-ton Water System Project. All rights reserved.Authority: http://first-pg.jp/english/mt/images/top/all_panf.pdf© Mega-ton Water System Project. All rights reserved.

57

FIRST Program: Outline of FIRST ProgramBackground:

Funding Program for World-Leading Innovative R&D on Science and Technology (FIRST Program) offers very unique system to advance world-leading research carried out in wide spectrum of fields from basic research to R&D topics leading near-future industrial application.

The Council for Science and Technology Policy (CSTP) in Cabinet Office, Government of Japan, selected top 30 researchers (called "core researchers") with highest potential from various fields and entrusted each core researcher with a research fund ranging from ¥1.5 billion to ¥6 billion over a period of 5 years with ¥100 billion in total.

The Program took off in March, 2010.Authority: http://first-pg.jp/english/mt/images/top/all_panf.pdf© Mega-ton Water System Project. All rights reserved.

58

FIRST Program: Outline of FIRST ProgramObjectives: Gaining the top leadership position in the world within 5 years in

each field. Reinforcing Japan's medium to long-term global competitiveness

and fundamental strength via researcher-oriented system. Contributing society and people’s welfare around the world through

the application of the research results.

Global Recognition:

Nobel Prize in Physiology or Medicine 2012 Nobel Prize in Chemistry 2002

Authority: http://first-pg.jp/english/mt/images/top/all_panf.pdf© Mega-ton Water System Project. All rights reserved.

59

Mega-tonWater System

ＳｃｉｅｎｃｅＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ

I. R&D on core technologies(5 Themes)

II. R&D on system technologies (3 Themes)


FIRST Program: Mega-ton Water System

Research Objectives

Mega-ton Water System is one of the selected 30 leading-edge projects (FIRST Program)

Contribute to solving global water problems by establishing intelligent water treatment technologies and developing large-scale seawater desalination plant system technologies essential in the 21st century for the final goals of solving water/energy/food problems around the world.

60

要素技術５テーマ、システム技術３テーマを中心研究者が、大学、民間企業等、３１機関の延べ１４０名の登録研究員を統括、推進する。研究テーマは、極限技術追求型と将来の基幹技術追求型の両者を組み込んだ。

FIRST Program:さまざまな分野及びステージを対象とした、３～５年で世界のトップを目指した先端

的研究を推進することにより、産業、安全保障等の分野における我が国の中長期的な国際的競争力の強化を図るとともに、研究開発成果の国民及び社会への確かな還元を図ることを目的とした、「研究者最優先」の研究支援制度。2009年度に総額1000億円を30テーマに配分された。

1. 低環境負荷：海水淡水化前処理

2. 省エネ：低圧海水淡水化ＲＯ膜、エ

ネルギー回収

3. 低コスト：インテリジェントメガプラン

ト、新規配管材料


研究推進体制

ＦＩＲＳＴＰｒｏｇｒａｍ / Mega-ton Water System

JSPSJSPS 研究支援担当機関（ NEDO ）

契約基金

中心研究者

（34.35億円）

研究統括

研究期間：2010年4月1日～2014年3月31日（4カ年間）キックオフ会議開催：2010年6月11日

持続可能な大型水処理基幹技術の構築を目指し、低環境負荷、省ｴﾈﾙｷﾞｰ（創ｴﾈ）、低ｺｽﾄ

を兼ね備えた、海水淡水化及び下水処理ｼｽﾃﾑの開発を実施している。

海水淡水化では、現状の設備ｺｽﾄ（10万m3/日規模）：1,500米ﾄﾞﾙ/（m3/日）、造水ｺｽﾄ：

１米ﾄﾞﾙ/ m3をﾒｶﾞﾄﾝ規模で半減することを目標とする。

下水処理では、下水を循環利用するため、従来の下水処理ｼｽﾃﾑから資源生産型（ｴﾈﾙｷﾞｰ創

出型）の革新的下水処理ｼｽﾃﾑへの転換を図る。

持続可能社会のニーズ

１．低環境負荷

２．省エネルギー

３．低コスト

都市

海洋

膜利用海水淡水化

膜利用下水処理

持続可能社会で必要な

水循環と水処理システム


Mega-ton Water System / 研究の基本コンセプト

62

前処理逆浸透膜下水処理

海水

取水処理水濃縮海水

海水淡水化システム下水処理システム

都市用水

8

13 4

6

5

濃度差エネルギー回収

7

2

１海水取水２無薬注前処理３低圧海水淡水化膜４高効率圧力エネルギー回収

５低コスト樹脂製高耐久性配管６インテリジェントメガトンプラント７濃度差エネルギー回収８創エネ型資源回収型下水処理

低環境負荷

省エネ（創エネ）

低コスト

個別課題

水環境全体フロー


Mega-ton Water System：

対象とする水循環全体フローと個別課題

63

高効率・大型分離膜ｴﾚﾒﾝﾄ・ﾓｼﾞｭｰﾙ

海水取水技術

高効率ｴﾈﾙｷﾞｰ回収

資源生産型革新的下水統合膜処理ｼｽﾃﾑ

無薬注海水淡水化ｼｽﾃﾑ

濃度差ｴﾈﾙｷﾞｰ回収（PRO）

低ｺｽﾄ・高耐久性配管

要素技術

ｼｽﾃﾑ技術

極限技術追求型

将来の基幹技術追求型

1-1

1-2

1-3

1-4

1-5

2-2

2-3

100万m3/日規模海水淡水化ｼｽﾃﾑ

10万m3/日規模下水処理ｼｽﾃﾑ

研究サブテーマ研究アウトプット

100万ｍ3/日規模大型ﾌﾟﾗﾝﾄ構成最適化

2-1

：サブ：メイン© Mega-ton Water System Project. All rights reserved.

Mega-ton Water System：

本研究の取り組みと狙い

低環境負荷

省ｴﾈ（創ｴﾈ）

低ｺｽﾄ

© Mega-ton Water System Project. All rights reserved. 64

基本コンセプト：メガトンシステムは、21世紀に求められる環境負荷の低減とエネルギー消費に配慮した世界最先端の低コスト大規模水処理システムで、その基幹技術は日本イニシアティブで構築、世界の水問題解決への貢献を目的とする。

メガトンシステム：100万m3/d規模の海水淡水化システム）

高効率圧力エネルギー回収

インテリジェントメガプラント

無薬注前処理

低コスト樹脂製高耐久性配管

ﾊﾞｲｵﾌｧｳﾘﾝｸﾞﾘｽｸ●高 ●中 ●低

高効率大型RO

濃度差エネルギー回収

海水取水前処理

高効率圧力エネルギー

回収

希釈濃縮海水

廃棄

濃縮海水

メガトンシステムROUF

低圧海水淡水化膜

（N-S-O）

濃度差エネルギー回収（PRO）

海水

© Mega-ton Water System Project. All rights reserved. 65

“Mega-ton Water System”技術は、超大型プラントシステムだけでなく、レジリエントエコノミー*4の

考えにあう分散型プラントシステムにも適用可能です

“Mega-ton Water System” 研究プロジェクトは

世界の水不足問題の解決を目指しています

“Mega-ton Water System”研究は、２１世紀に必要なメガトン規模の海水淡水化プラントシステム技術を開発する日本の国家支援プロジェクト*1です。

目標

1.低環境負荷

2.省エネルギー（≦25%）

3.低コスト（メガトン規模で半減）

1.低環境負荷

2.省エネルギー（≦25%）

3.低コスト（メガトン規模で半減）

海水淡水化ROプラント

PRO*1

取水及び前処理

海海水水

安全な安全な飲料水飲料水

1. 無薬注プロセス (No or less Chemical Process)2. 低圧海水淡水化RO膜による低圧運転 (20-30% less energy),

高回収率システム (up to 65%), 先進エネルギー回収システム(ERD & PRO)

3. “Mega-ton Water System” 技術を織り込んだインテリジェント

プラントシステム

1. 無薬注プロセス (No or less Chemical Process)2. 低圧海水淡水化RO膜による低圧運転 (20-30% less energy),

高回収率システム (up to 65%), 先進エネルギー回収システム(ERD & PRO)

3. “Mega-ton Water System” 技術を織り込んだインテリジェント

プラントシステム

希釈濃縮海水


エネルギー回収(ERD*2 及び PRO*3)

コア技術

*4 レジリエントエコノミー: 社会システムの危機に柔軟に対応出来る経済

*1 FIRST Program*2 ERD: Energy Recovery Devices*3 PRO: Pressure Retarded Osmosis

66

『FIRST PROGRAM/Mega-ton Water System』の効率的運営

キーポイント

１）全体マネジメント／世界最先端の目標設定

２）国益還元に繋がる知財権の取扱いと情報管理

３）海外への情報発信

１）日本国民及び社会への研究開発成果の確かな還元２）諸外国への情報発信

FIRST PROGRAMに要求されること：

水・エネルギー・食料の世界の問題解決を背景に、21世紀型の水処理基幹技術を構築し、世界の水問題解決に貢献する

Mega-ton WSの目的：

水環境の持続性

環境低負荷

省エネ

低コスト

中心研究者栗原優

TechnologyScienceⅡ．システム技術の研究開発Ⅰ．要素技術の研究開発

Mega-ton Water System

国際競争力

価格

性能

信頼性

FIRST PROGRAM


67

（１）国の総力を結集し、世界の水問題解決に貢献できる官民一体となった体制の整備

日本は膜や微生物による国際競争力のある水処理技術を有するが、その開発は産のみに依存。海外のように産・官・学が一体となって取り組む体制づくりが必要

（２）縦割り行政の枠を超えて上下水道一体化を推進し（水行政の一元化）、上水と下水を

リンクしたトータル水処理技術の開発推進

（３）水処理技術開発に対する幅広い分野への助成の拡充

膜技術の強さを継続的に発展させるため、国家レベルでの研究開発支援が不可欠

（４）将来の事業展開国・地域での水環境対策と人材育成への資金援助拡大（ODAなど

の有効利用）

欧州：ＥＵとして最先端の膜技術開発を推進中（メディナ・プロジェクト等）

米国：国務省主導で推進、基礎研究で成果が出てきている

シンガポール：ＰＵＢ主導でシンガポール大学に重点化推進中

中韓印：先進国の膜技術に追いつくための国家プロジェクトを推進中

日本： 1960～1970年代の海淡用ＲＯ膜システム開発を最後に継続的プロジェクトは終了。

国のとるべき政策提案（骨子） 2010年度の提案

「日本の対外戦略」：国際競争力強化のための提案


68

１．日本の水ビジネスの今後の展開（あるべき姿）１）膜・機器ビジネスの高シェア維持

・韓国、中国の急速な台頭への対応に注力要２）プラントビジネスの日本再復活

・水ビジネスの軸足転換／EPCからSPCへ

２．政府が進めるべき取り組み

１）「技術で勝ってビジネスで負ける」への反省

・Top Salesの深化（真のネットワーク構築）

・Top Salesの深化（ステップ１からステップ２へ）

２）各国の保護主義（自国産業育成）化への対応

３）研究開発の持続的推進と各国との連携

４）All Japan からJapan Initiativeへの転換

「日本の対外戦略」：提案の骨子


ガラパゴス化への反省

P28 オールジャパン

体制確立P30 A&B：官民連携始動、D：技術開発

C：日本主導（ベテラン外人の活用）

69

70

71

72

73

東レは、膜技術を通じて、安全で持続可能な水

資源と水環境の保護に貢献していきます。

ご静聴ありがとうございました。

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世界の水問題と日本の対外戦略 - g-kogyokai.com · 1 2013年5月24日 世界の水問題と日本の対外戦略 群馬大学工業会・北関東産官学研究会共催

世界の水問題と日本の対外戦略 - g-kogyokai.com · 1 2013年5月24日世界の水問題と日本の対外戦略群馬大学工業会・北関東産官学研究会共催