水供給の不安定化により、農業、テクノロジーなどの産業間で競争が激化している。
既存の供給を補強・安定化する技術群は、「製造水」によってこの不足を補うのに役立つ。
海水淡水化から空気からの造水まで、これら5つの解決策はすでに実用化され、拡張可能だ。
何十年もの間、組織は水を固定的な投入資源として扱ってきた。需要を予測し、供給は維持されると想定していた。
しかし、世界の淡水需要は2030年までに供給を40％上回ると予測されるなか、水供給の不安定化は、産業集積地、データ拠点、世界の農業、そして気温上昇と変動性の高まりのなかで成長に賭けるあらゆる地域にとって、競争力を左右する要因となっている。
こうした状況を背景に、新たな水源から水を採取したり、既存の水の水質を高めたりして供給を補強・安定化するアプローチ、すなわち「製造水」への関心が高まっている。こうしたアプローチは、状況によっては供給の信頼性と水質を改善できる。ただし、導入の可否は、エネルギーの利用可能性、コスト、規制の枠組み、環境面でのトレードオフなど、地域の条件に左右される。
これを実際の導入につなげるには、技術の成熟度に差はあるものの、いずれも産業やインフラ分野で活用が広がりつつある5つの技術群が鍵となる。
1. 海から蛇口へ届ける海水淡水化
海水淡水化は長らく、特定の状況に限られるニッチな解決策から、資金調達が可能なインフラへと移行し、沿岸の成長地域で標準的な水供給の選択肢となってきた。その地域は、ペルシャ湾 からチリやペルーに及ぶ。この技術は内陸にも広がっている。エルパソのケイ・ベイリー・ハッチソン海水淡水化プラントは、チワワ砂漠の中心部であっても、汽水地下水帯水層が都市の水源として有効になり得ることを示している。農業用途でも、水のコストを正当化できる高付加価値作物であれば、淡水化は有効な選択肢となり得る。
したがって、制約となるのは技術的な実現可能性というより、淡水化を持続可能な形で導入できる条件だ。この技術は依然としてエネルギー集約型で、生産水1立方メートル当たり数キロワット時を必要とするため、電力網が化石燃料に依存する地域では相応の炭素排出が生じる。濃縮された塩水廃棄物を適切に管理しなければ海洋生態系に損害を与えかねず、塩水の放流も同様の課題となる。こうした制約を受け、圧力やポンプの物理的原理を見直す新たな構成など、システム設計の革新が進んでいる（例えばノルウェーのFloceanは、周囲の海圧を利用する深海淡水化方式を開拓している）。
淡水化は今後も拡大するが、長期にわたり持続する事業となるのは、エネルギーコストと環境上の負担を構造的に抑えられるプロジェクトだ。
2. 下水を飲料水として再利用
下水を飲料水基準まで処理すれば、廃棄物の問題を、地域内で再生産できる水源へと変えられる。既存の水供給から水を生み出せる都市には、経済的にも魅力的な理由がある。こうした考えから、ナミビアのウィントフックなどの都市は、1968年以来、直接飲料水再利用の試験導入を進めてきた。
いま課題となっているのは、技術が機能するかどうかではなく、人々がそれを十分に信頼できるかどうかだ。継続的な検査、情報の公開、地域社会との長期的な対話に投資し、ためらいを乗り越える取り組みは支持を得ている。次の課題は、この処理能力をどれだけ迅速かつ低コストで大規模に構築・運用できるかだ（アイルランドの企業Vortechなどは、基盤となる曝気処理装置をより安価にし、設置を簡素化する取り組みを進めている）。最終的に、成功を左右するのは工学技術と同じくらい、ガバナンスと市民の信頼だ。こうしたシステムは、何年にもわたる安定稼働を通じて実績を示す必要があり、その基盤となるインフラを、費用が過度に高くならないよう拡張できる場合に限って成り立つ。
3. 空気からの造水
空気から水をつくる技術は魔法のように感じられるため注目を集めるが、実際には二つの方法がある。一つ目は凝縮で、空気を露点以下に冷却し、そこで生じた水を処理する方法だ。温暖で湿度の高い条件で最も効果を発揮するが、空気が乾燥するほどエネルギー消費が大きくなる。二つ目は吸着材による回収で、「ソルベント」と呼ばれる「乾いたスポンジ」のような素材が空気中の水分を捕捉し、加熱すると水を放出する。吸着による採水は、凝縮方式の拡張上の課題に取り組める可能性があるため有望だ。空気湿度や凝縮温度が低くても、より多くの水分を取り込める。空気からの造水は経済性にも優れる可能性がある。ただし、水の代替手段がトラック輸送である場合に限られ、拡大には、湿度と温度の範囲を通じて正直かつ比較可能な性能データが欠かせない。
4. 汚染物質を基準適合レベルまで処理
下水と同様に、「新たな水」がすでに存在していても、農業由来の汚染物質や「永遠の化学物質」などの産業汚染物質によって使えなくなっている場合がある。こうした物質は、従来の処理では分解できない。技術分野では、ろ過ではなく分解へと移行している。汚染物質を捕捉して廃棄問題を生むのではなく、新しい方法では接触時に化学的に分解し、管理が必要な残留物を残さない。残留物の問題はこれまで大規模展開を妨げる難点だったため、これは普及にとって非常に重要だ。カナダに拠点を置くXatomsは、汚染物質を濃縮するのではなく分解する、光で活性化する素材をAIで発見することで、この方法を実証している。経済面では、規制当局を納得させるだけの検証可能性と一貫性をもって分解できることを条件に、利用可能な処理能力を最も迅速に確保する方法の一つとなり得る。
5. 塩水を資源に変える
海水淡水化や水の再利用では、塩水、鉱物残渣、化学副産物などの濃縮廃棄物流が必然的に発生する。これらを管理しなければ、技術をどこまで拡大できるかに厳しい上限が生じる。さらに注目すべきなのは、こうした濃縮物からリチウムなどの回収可能な鉱物を取り出せることだ。これらの重要資源は、電池やクリーンエネルギーインフラ向けに需要が高まっており、システム全体の経済性を変える。Gradiant（米国）は、塩水から相当量のリチウムを回収できることを実証している。拡大するプロジェクトと停滞するプロジェクトを分けるのは、設計段階のどれだけ早い時点でこの問題に取り組むかだ。濃縮物の管理を重要な設計変数として扱う施設は、許認可、資金調達、コストの安定化を実現しやすい。
工学的なプロセスによる水の安全保障は、単一の画期的技術によって実現するものではない。確実な供給量、検証済みの水質、副産物の責任ある処理を、拠点間で比較できる形で証明できる技術群が鍵となる。それによって、ある場所での意思決定を別の場所にも適用できる。
