このストーリーはもともと Yale Environment 360 に掲載されたもので、 Climate Deskコラボレーションの一部です 。
サンディエゴの北約 30 マイルの太平洋岸に、クロード「バッド」ルイス・カールスバッド淡水化プラントがあります。これは、海水を真水に変える北米最大の取り組みです。
毎日1億ガロンの海水が半透膜を通過し、5,000万ガロンの水が水道管を通して市街地に供給されています。2015年に本格稼働を開始したカールスバッドの浄水場は、地域住民310万人が使用する淡水の約10%を生産しており、そのコストは他の主要水源の約2倍です。
確かに高価ですが、地元産で信頼性が高いという点が不可欠です。「ここカリフォルニアでは干ばつが頻繁に発生します」と、サンディエゴ郡水道局の水資源管理者、ジェレミー・クラッチフィールド氏は言います。「2017年には5年間続いた干ばつからようやく抜け出しました。このプラントのおかげで、カリフォルニアでは時に困難な輸入水への依存度が軽減されました。つまり、信頼性を高める要素なのです。」
カリフォルニア州ハンティントンには、カールスバッドと同様の2番目の淡水化プラントが建設中で、同じく日量5,000万ガロンの処理能力を備えています。現在、カリフォルニア州には11の淡水化プラントがあり、さらに10の建設が計画されています。
海水淡水化（略して「脱塩」）の実現には長い時間がかかりました。何十年もの間、いつか海水を淡水化し、世界の渇きを癒すことができると言われてきました。しかし、その進展は遅々としています。
しかし今、世界各地で淡水化が進むにつれ、状況は変わりつつあります。いくつかの要因が重なり、新たなプラントが稼働を始めています。中国、インド、南アフリカ、そしてアメリカ合衆国の一部、特にアリゾナ州とカリフォルニア州など、水不足に悩む多くの地域で人口が急増しています。さらに、気候変動に起因するものも含め、つい最近まで水資源が豊富と考えられていた多くの地域で干ばつが発生しています。
サンディエゴもその一つです。南カリフォルニアは地中海性気候で年間降水量がわずか12インチ（約30cm）しかなく、地下水もないため、この地域の水の半分は遠く離れたコロラド川から供給されています。しかし、この雄大な川の水の流れを支えるロッキー山脈に降る雪の量は、ここ20年で大幅に減少しており、一部の研究者によると、これは西部の恒久的な乾燥化の一因となっている可能性があります。気候変動は、南西部だけでなく、その他の地域の水管理者にとって非常に現実的な現象です。
過去10年間、淡水化は着実に成長してきました。
ジョーンズ他／総合環境科学、2019年一方、技術の進歩と他の水源のコスト上昇に伴い、淡水化のコストは低下しています。過去30年間で、淡水化のコストは半分以上削減されました。
しかし、淡水化のブームは、海にアクセスできるすべての場所で新たな淡水源が発見されたことを意味するわけではない。状況が大きな役割を果たしている。カリフォルニア大学バークレー校ロースクール、ウィーラー水研究所のマイケル・キパルスキー氏は、「人口が増加し、既存の地表水資源が枯渇したり、地下水が枯渇したり汚染されたりするにつれて、問題は深刻化し、淡水化について選択を迫られる」と述べた。「世界には、水資源への逼迫と豊富なエネルギー資源の不足により、淡水化が経済的に理にかなっている地域が存在します」と、中東などはその例だ。
淡水化推進派は、この産業が成長を続けるためには、深刻な環境問題に立ち向かい、解決しなければならないことを認識している。淡水化には膨大なエネルギーが必要であり、現在、一部の地域では化石燃料によって供給されている。キパルスキー氏は、地球温暖化に伴い淡水化の必要性が高まり、温室効果ガス排出量が増加するという悪循環に陥ると警告している。さらに、淡水化プラントの取水システムや高塩分廃水による海洋生物への被害についても深刻な懸念がある。
最初の大規模な淡水化プラントは1960年代に建設され、現在では世界中に約2万カ所の施設があり、海水を淡水に転換しています。サウジアラビア王国は淡水資源が極めて少なく、淡水化プラントで使用する化石燃料のエネルギーコストも安価であるため、世界最大の淡水を生産しており、その生産量は世界全体の5分の1に相当します。
オーストラリアとイスラエルも主要なプレーヤーです。1990年代後半から2009年にかけてオーストラリア南東部を襲ったミレニアム干ばつにより、この地域の水道システムは貯水容量のごく一部まで水量が低下しました。危機に直面したパース、メルボルンをはじめとする都市は、大規模な淡水化プラントの建設に着手しました。2017年に最初の給水を開始したメルボルンのプラントは、建設費35億ドルを投じ、市の水供給量の3分の1を供給しています。この地域は過去20年間のうち18年間、降雨量が平均を下回っているため、このプラントは極めて重要です。
イスラエルもまた、海水淡水化に全力で取り組んでいます。現在5つの大規模プラントが稼働しており、さらに5つのプラントの建設を計画しています。国内の水道需要の半分以上が地中海からの水で賄われているため、慢性的な水不足はもはや過去のものとなりました。
国際淡水化協会によると、現在、世界中で3億人以上が淡水化プラントから水を得ている。
2017年、ガザ中央部のデイル・エル・バラーにある淡水化プラントの開所式に出席した作業員。
サイード・ハティブ/ゲッティイメージズしかし、需要があるにもかかわらず、淡水化プラントはすべての海岸線に建設されるわけではない。最大の障壁は、プラント建設費と水処理費である。サンディエゴ郡水道局は、コロラド川とサクラメント・サンホアキン川デルタを水源とし、数百マイル離れた南カリフォルニアまで汲み上げている1エーカー・フィートの水を約1,200ドルで購入している。カールスバッドのプラントで同量の水を汲み上げるには、5人家族の1年間の供給量に相当する約2,200ドルの費用がかかる。サンディエゴに水を供給するネバダ州とアリゾナ州の州境にあるコロラド川の貯水池、ミード湖の水位が急激に低下しているため、おそらく数年後には、サンディエゴへの水供給ができなくなる可能性がある。確実性こそが何よりも重要である。
しかし、淡水化は深刻な環境問題に悩まされています。淡水化には2つの種類があります。1つは熱水淡水化法で、これは水を加熱して凝縮液を捕捉します。もう1つは逆浸透法で、これは海水を人間の髪の毛の直径の何分の1もの小さな膜の孔に通します。この方法では塩分子は捕捉されますが、より小さな水分子は通過します。どちらも大量のエネルギーを必要とし、特に化石燃料で発電している中東では、必要な電力によって発生する温室効果ガスの排出が地球温暖化の大きな要因となっています。
生態学的影響もあります。1ガロンの真水を作るには2ガロンの海水が必要で、残った1ガロンは塩水です。これは海に戻して処分されますが、広範囲に拡散させるなど適切に処理されなければ、海の酸素を枯渇させ、海洋生物に悪影響を及ぼす可能性があります。
国連水・環境・保健研究所が今年初めに発表した研究は、塩水廃棄物の問題は50パーセント過小評価されており、システムの汚れを防ぐための化学物質と混ざると塩水は有毒となり、深刻な汚染を引き起こすと主張している。
もう一つの問題は、処理のために海水を吸い込むことです。魚などの大型生物が取水スクリーンに引っかかると、死んだり傷ついたりします。さらに、魚の仔魚、卵、プランクトンもシステムに吸い込まれ、死滅します。
「取水口には、成魚に換算すると1日あたり約450グラムにも及ぶ微小な生物が入り込んでいます」と、カールスバッド工場を所有するポセイドン・ウォーターの広報担当者、ジェシカ・ジョーンズ氏は述べた。「これを軽減するため、サンディエゴ湾の66エーカー（約28ヘクタール）の湿地帯を復元しています。そして、新たな取水口の設置許可も取得し、影響を軽減したいと考えています。」
2018年に開設されたシンガポールのトゥアス淡水化プラントは、1日あたり3,000万ガロンの淡水を生産できる。
イェップ・チン・ティオン/AP通信パシフィック研究所の研究ディレクター、ヘザー・クーリー氏によると、「海洋生物への影響については不明な点が多く、施設でのモニタリングも十分に行われていない」という。この問題を回避、あるいは軽減するために、海水取水口を海底に埋め、砂地の海底を天然のフィルターとして利用する戦略がますます採用されている。
カリフォルニア州は2016年に淡水化法改正案を可決し、取水と塩水処理に関する規制を強化しました。淡水化推進派は、この改正は煩雑であり、淡水化の未来に向けた歩みを遅らせていると主張しています。
海水処理のコストと海洋への影響を考慮し、近年の淡水化の発展の多くは汽水の利用に頼っています。汽水に含まれる固形物は海水の10分の1であるため、処理コストは大幅に削減されます。
恒常的に水が不足し、コロラド川の供給不足に直面しているアリゾナ州は、同州にはない海洋へのアクセスを持つメキシコと提携した海水淡水化プラントと、同州が推定する6億エーカーフィートの汽水堆積物を処理できるプラントの両方を検討している。
一方、テキサス州には現在、表層水と地下水の汽水を処理する市営淡水化プラントが49カ所あります。サンアントニオでは現在、国内最大規模の汽水淡水化プラントを建設中です。第一期では1日あたり1,200万ガロン（約4万世帯分）の水を生産しますが、2026年までに「H2Oaks」と呼ばれるこのプラントは1日あたり3,000万ガロンの水を生産する予定です。汽水淡水化プラントのコストは、1エーカー・フィートあたり1,000ドルから2,000ドルです。
パシフィック・インスティテュートのクーリー氏は、淡水化プラントを建設する前に、自治体は環境保全プログラムを全面的に実施し、飲料水の再利用（トイレから蛇口へのリサイクルとも呼ばれる）を推進し、雨水流出水を処理すべきだと主張している。「まずは安価な選択肢を導入し、より高価な選択肢は必要になった時に開発するのが理にかなっています」と彼女は述べた。
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