地道な開発が継続されてきたことにより、海面の表層と深層での温度差を利用した海洋温度差発電(OTEC）が、商用化（出力：1000kW）が目前の段階にきている。冷排水が海洋環境に与える影響の評価（環境アセスメント）が可能となり、今後、深層水の汲み上げ費用などの経済性評価が課題となる。
海洋温度差発電
海洋温度差発電とは
海洋は、水面に近い表層と深層では大きな温度差があるこの温度差を利用して発電するシステムを海洋温度差発電(OTEC：Ocean Thermal Energy Conversion）と呼ぶ。
OTECは、海の表層部の25～30℃の温かい海水を温熱源とし、深さ800～1000mの深層部にある5～7℃の海水を冷熱源として使用する発電システムで、蒸発器、凝縮器、タービン発電機、ポンプがパイプにより連結され、アンモニアや代替フロンなどの低沸点媒体を循環させて発電する。
すなわち、海の表層の温かい海水をポンプでくみ上げて低沸点媒体（液体）が入る蒸発器に送り、得られた蒸気でタービンを回して発電する。仕事を終えた蒸気は凝縮器に送られ、海の深層の冷たい海水により冷やされて低沸点媒体（液体）に戻る。このサイクルを繰り返すのである。
ただし、現在の技術では、表層海水と深層海水との温度差が20℃以上ある亜熱帯、熱帯地帯で発電が可能とされている。日本では沖縄周辺のほか、小笠原諸島などで発電が可能である。世界でみると、建設可能な国はおよそ100か国、発電ポテンシャルは1兆kWに及ぶとされる。
OTEC開発動向
2013年6月、沖縄県が佐賀大学海洋エネルギー研究センターの協力を得て、沖縄県久米島に「海洋温度差発電実証プラント」（出力：50kW）を設置して実証試験を開始した。また、地元自治体との連携で深層海水の副次的利用による養殖漁業、冷温農業、地域冷房、食品や化粧品の開発などが行われた。
2016年10月には神戸製鋼所などの協力も得て、プラント出力を100kWに上げて実証試験が進められ、2019年4月から、「海洋温度差発電実証事業」は久米島町主体に移行して継続されている。
2023年3月、商船三井、ゼネシス、佐賀大学が沖縄県久米島で進めるOTECの商用化に向けた実証事業が、環境省の令和4年度「地域共創・セクター横断型カーボンニュートラル技術開発・実証事業」に採択される。大型・並列式熱交換器の採用でプラント出力を200kWに上げて性能検証などを行う。
2025年1月、佐賀大学は、マレーシアのネグリ・センビラン州ポートディクソンにハイブリッド海洋温度差発電「H-OTEC（Hybrid Ocean Thermal Energy Conversion）」の実験施設「UPM-UTM OTEC Centre」を設置した。東京大学、産業技術総合研究所、マレーシア工科大学などの研究機関が共同実施する。
H-OTEC（出力：3kW）では、熱交換器の低コスト化や防汚対策、海水淡水化による造水を実現する。
2025年9月、商船三井は、OTECで用いる冷排水に関する環境アセスメントを、東京大学、琉球大学、科学技術振興機構との共同研究として実施した。冷排水が海洋環境に与える影響を文献調査・法規制調査・サンゴ分布調査・冷排水拡散シミュレーションにより明らかにし、その成果を論文発表した。
2025年10月、商船三井と久米島町は、OTECを始めとする久米島町における再生可能エネルギー事業や脱炭素事業、産業ツーリズム事業に関する包括連携協定を締結した。
OTECを商用段階（出力：1000kW）へと進め、島内電力消費の15%を賄う計画で、2029〜30年の稼働をめざす。加えて、深層水を活用したクルマエビや海ぶどうの養殖などの産業振興、海水から直接CO2を回収するDOC(Direct Ocean Capture）の試験などを行う。
2025年12月、海洋研究開発機構などは、来年1月に南鳥島沖の深海底からレアアース（Nd、Dyなど）を含む泥の試掘を始める。2月14日までの予定で、地球深部探査船「ちきゅう」を使う。
南鳥島の南東沖約150kmのEEZ内で、水深約6000mまでパイプ先端に泥を破砕する採鉱機（直径：約3.5m、長さ：約5.6m）を付けて下ろし、海水と泥をパイプ内の水流で船に揚げる。
2027年2月には最大350t/日の本格的な試掘を実施し、採算性などを検証する。泥を脱水して運搬する施設などを南鳥島に建設する計画。内閣府の「戦略的イノベーション創造プログラム（SIP）」の一環で実施し、関連費用として今年度補正予算に164億円を計上した。
2026年2月、地球深部探査船「ちきゅう」が、東京から約1900km離れた南鳥島沖の排他的経済水域（EEZ）の水深約5700mから、「レアアース」（希土類）を含んだ泥の試掘に成功。2013年に東京大学の研究者らが発見し、少なくとも1600万トンのレアアースがあり国別埋蔵量で世界3位に匹敵する。
2027年2月には最大350トン/日の泥を引き揚げる本格的な試掘を行う計画で、2028年3月までに採鉱コストを踏まえた採算性を報告書にまとめる。レアアース引き上げの経済性が大きな課題である。
地道な開発が継続され海洋温度差発電(OTEC：Ocean Thermal Energy Conversion）が、商用化を目前に控えている。今後、深層水の汲み上げ費用などの経済性評価が鍵となる。
一方、日本の排他的経済水域（EEZ）内の小笠原諸島・南鳥島沖にある深海の鉱床に、レアメタルを豊富に含むマンガン団塊が2億トン以上密集していることが判明し、日本財団などは2026年にもマンガン団塊の大規模採取を始め、商業化に乗り出す方針を示している。OTECとの技術的・地域的な類似性から、相互補完できる可能性を検討すべき段階にきている。
コメント