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ケース1:渦

Dec 27, 2021 | 100 Innovations, 112 イノベーション, Eau, Energie, オウ

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市場

水処理と飲料水製造の世界市場は、これまでで最も安全な投資の一つである。水という商品は、社会や産業にとって必要不可欠なものです。人口が増加し、一人当たりの消費量が増え続ける中、きれいな水を利用できるかどうかは、ますます大きなプレッシャーになっています。かつて水は無料であり、共有の財産であった。ここ数十年、水はキャッシュフローが確保され、消費者へのコストが増加する収益性の高いビジネスになっています。

世界の水処理・排水処理市場は、2009年に2,000億ドルの大台を突破しました。中国はこの市場をリードしており、年間成長率は17%と推定されています。排水処理は400億ドル規模であり、世界中で13,000社以上が長期サービス契約を利用しています。これまでの水処理モデルは、沈殿と酸化、つまり固形物の沈降と空気の汲み上げ、それに続く化学処理というものでした。

米国では、水処理に使用される化学物質の量は年間1,000万トンを超えています。世界的な水需要の増加に伴い、化学物質の需要も増加しています。

ボトルウォーターの消費量は過去10年間で年平均12%増加し、売上高は220億ドルと推定されています。このように飲料水の供給拡大を目指す中で、急速に成長しているのが、塩水や中水を逆浸透膜で飲料水に変えるというニッチな分野です。この技術に対する設備投資は年間22億ドルを超えていますが、今後4年間でさらに50%増加すると予想されています。GDFスエズグループ(フランス)傘下のAguas de Barcelona(スペイン)は、バルセロナを慢性的な水不足から解放するために、10億ドル以上を投じてこの種のものとしては最大規模の設備を計画しています。

イノベーション

世界の水市場の中で、「渦」というシンプルかつ驚異的なイノベーションの到来を評価しなければならない。このボルテックスは、水処理の効率を飛躍的に高め、コスト削減と地元雇用の創出を実現する可能性を秘めています。この自然現象は、いつの日か化学薬品や膜に取って代わるだけでなく、一見安全に見える従来のサプライヤーの現在のキャッシュフローを破壊する可能性があるのだ。ボルテックステクノロジーのプラットフォームは、汚れた水が川の流れのように自浄作用が働くという観察から着想を得ています。連続的な旋回運動により、水中に空気を送り込み、有益な微生物を抑制し、刺激する。

スウェーデンの2人の発明家、開発エンジニアのCurt Hallbergと同僚のMorten Ovesonは、彼らの観察を数学モデルに変換し、渦中の水の動きを模倣する簡単な装置を作り、予測可能な結果を得ました。その後、マルメを拠点にワトレコABを設立した。ワトレコは、「Swedish GreenTech Company of the Year 2009」に選ばれました。この会社は、環境に優しいだけでなく、水のビジネスモデルを変えようとしているのです。最近、カートは、「ブルー・ソリューション」を見つけるために共同作業を行う研究グループ、ボルテックス・イノベーションズも設立しました。

渦の力は、空気の粒子が中心に向かって引っ張られ、そこから空気が吸い出されるという、物理法則の予測可能性にあるのです。そのエネルギー源は単純に重力で構わないので、24時間の駆動が保証されているのです 化学薬品や膜が不要になり、エネルギー消費も最小限に抑えられます。

最初のキャッシュフロー

発明者たちは、この渦流装置の応用範囲が広いと考え、身近な市場で最初に明らかになった用途を探した。それは、すぐに製氷であることが分かった。手作りの渦発生装置は、省エネと透明な氷という有益な結果をもたらしました。水には空気が含まれており、ミクロン単位の気泡が溶けている。このとき、渦によって空気が抜かれると、空気は断熱材として働くため、空気のない水はより早く凍結する。空気を含まない氷は透明で、ひび割れもしにくい。アイスホッケー場に適用すると、氷点下の広告看板がシーズン中も目に入り、広告収入を増やすことができます。氷の中には空気がないため、大腸菌やサルモネラ菌など、通常氷の中で増殖する好気性菌が生存できないのです。その後、北欧の主要なリンクのほとんどがこの技術を採用し、数年ではなく数カ月で投資回収ができるようになりました。

ワトレコABがキャッシュフローを生み出している2つ目のニッチは、ゴルフ場である。ゴルフ場では、1日に300万リットルもの水が必要になることもあります。節水のため、水に界面活性剤を加えて、芝への浸透を早くし、蒸発を少なくしています。ボルテックスマシンによって前処理された水であれば、薬品は不要であり、必要な水量を20〜30%削減することができます。これは、渦によって化学物質が不要になるケースです。第三のニッチ市場は、プールなどの安定した水域から藻類を除去することで、通常は塩素などの化学薬品で処理される。

機会

ホッケー場やゴルフ場はニッチな市場ですが、これらの分野で培った経験により、カート・ホールバーグと彼のチームは、工業用水処理、海水淡水化などの成長市場に向けて準備を進めています。カナリア諸島のボルテックスマシンのテスト機では、海水を処理することで再び空気を除去し、バイオフィルムの問題を解消できることが実証されています。膜にバイオフィルムが付着し、膜の性能が低下する。そのため、2週間ごとに逆浸透膜式脱塩装置を停止して、バイオフィルムを化学的に除去する必要があります。そのため、メンテナンスコストが増加し(薬品の必要量が増えるため)、プラントの効率が低下する(停止期間中にバックアップが必要になるため)、さらに膜の寿命が短くなるため、膜の交換のための資本要件が増える。水中に空気がなければ、好気性細菌は排除される。ボルテックスであっても薬品を使用しなければ、膜の寿命は延びます。実際、1立方メートルの飲料水にかかるエネルギーコストは、1時間あたり2.4キロワットから1.0キロワットに削減することが可能です。

これらは実現された渦の応用例の一部ですが、近々さらに多くの応用例が明らかになるものと思われます。しかし、現在わかっていることは、ワームホール技術が運用コストの削減、エネルギーの節約、化学物質の排除、既存の投資に対するより良いリターンを生み出すことが確認されていることである。伝統的な産業にとっての課題は、渦を既存の設備にうまく組み込むには、流体力学という新たなコア・コンピテンシーが必要だということだ。これからは、ゼネラル・エレクトリック、シーメンス、日東電工の3社が、私たちを箱から出してくれることになるのです。その一方で、世界中の起業家たちは、世界中で現地の雇用を生み出す新しい競争モデルを生み出すことができます。

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