京都府は１０月から、下水道に流れる水の熱（下水熱）を商業施設や病院などの冷暖房に活用するための調査に乗り出す。

　各地域に広く根を張る下水道をエネルギー源として着目した新たな試み。活用可能な地域やコストなどの検討を進め、早ければ２０１９年度の実用化を目指す。

　冷暖房は通常、室内機と室外機を循環する空気を、急速に温めたり冷やしたりするため、多大な電力が必要となる。

　一方、風呂や台所などの生活水が流れ込む下水は年間を通じて水温が安定しており、冬は外気に比べて温かく、夏は冷たい。この温度差を利用し、下水道管に熱を取り込む特殊な管（熱回収管）を設置することで、空調機の使用電力が削減できるという。

　国土交通省によると、下水熱が生み出す熱量は年間８０万世帯の冷暖房や給湯を賄える量に相当。活用することで熱利用量の３〜４割を節減できると試算している。

　ただ、熱回収管の設置は数千万円もの費用がかかることから、導入は仙台市や新潟県十日町市など全国１４か所の施設にとどまる。国は助成制度の検討を始め、普及の後押しを図る。

　府も、府内で９０％を超える高い下水道普及率に目を付け、９月定例会に調査費１０００万円を計上。１０月にも木津川市と精華町を通る下水道管（長さ１１・５キロ）で効率的な熱回収などについて研究を始め、結果を基に周辺の商業施設や病院などに導入を促す。

　今後、府北部などでも調査を実施する方針で、府水環境対策課は「運用できれば、大きな節電効果が見込める。実用性をしっかり検証し、未利用エネルギーの有効活用につなげたい」としている。

　地中を流れる下水の熱を回収し、冷暖房や給湯に利用する研究が進んでいる。もともとは流れるまま捨てられていた「下水熱」は、全国的に活用すると１５００万世帯分の冷暖房のエネルギーに相当するとして注目されだした。下水処理施設で導入されることが多かったが、最近は広く下水管から熱を回収する技術の開発が進んでいる。滋賀県では、大規模工場の蒸気ボイラーに給湯する共同研究も始まるなど、地産地消の新エネとして普及する動きが加速している。

　一石二鳥

　千葉市美浜区の幕張新都心ハイテク・ビジネス地区、横浜市港北区の日産スタジアム、東京都港区のソニーシティ（ソニー本社）…。下水処理施設の近くにあるこれらの施設は、既に下水熱を利用した冷暖房システムが導入されている。

　下水は、気温の影響を受けず、冬は温かく夏は冷たいのが特徴で、この未利用の熱に着目したのが下水熱利用の仕組みだ。空気や水中から熱をかき集めて大きな熱エネルギーに凝縮したり、逆に熱を拡散する技術「ヒートポンプ」を活用する。暖房や給湯は、熱を凝縮して温度を上げ、冷房はヒートポンプで熱を拡散させることで温度を下げる。

　全国の下水を使った場合には、１５００万世帯分の冷暖房のエネルギーになるとされる。これまでは捨てていたエネルギーを有効活用することから、省エネと温暖化ガス削減の一石二鳥の効果が期待される。

　国土交通省も下水熱利用の普及を後押しする。平成２４年に下水熱利用推進協議会を設け、官民の情報交換を活発化させるとともに、今年は導入に向けたマニュアルを整備した。同省下水道企画課は「下水熱は下水道が整備された都市にもとからあるエネルギー。さまざまな施設で活用できる」と説明する。

　下水管から熱を回収

　これまでの導入例では、下水処理施設から処理水をヒートポンプに送って使用することが多い。しかし、これでは下水処理施設の付近でしか下水熱の利用ができないという制限がある。これを克服し、全国１５００万世帯分の冷暖房エネルギーを有効活用するため、下水処理施設以外でも広く整備された下水管から熱を取り出し、ヒートポンプに送り込む技術開発も進む。

　平成２４年度には、国土交通省が下水道革新的技術実証事業として共同研究を実施。大阪市と積水化学工業、東亜グラウト工業（東京）が参加し、大阪市内の下水処理場内の下水管に熱交換機を設置、取り出した熱をヒートポンプで熱エネルギーにして市下水道科学館（同市此花区）の空調への活用を検証した。

　事業には、積水化学工業などが開発した「らせん方式」の熱交換機の性能が試された。太いコイルのような形状をした樹脂を下水管の内壁にらせん状に貼り付け、老朽化した下水管をリニューアルする工法を応用した。樹脂に熱交換機の管を埋め込んだ状態にしており、下水管のリニューアルと同時に熱の回収を可能にしたのだ。

　このらせん方式の熱交換機は２５年度、仙台市の実証事業でも採用された。食品スーパーの給湯にも活用され、１日平均４６００リットルのお湯を供給し、従来比で年３割のコスト削減を実現した。

　さらに今年７月には改正下水道法が施行し、自治体など下水道運営者に下水管の使用を認めてもらうだけで、民間業者が熱交換機の設置が可能になった。下水管からの下水熱を利用しやすい環境は整いつつある。

エネルギーの柱へ

　さらに滋賀県は、処理施設の未整備の地域から下水を県の施設に持ってくるための大型の「流域下水管」に着目した。この下水管は直径最大４メートルで、下水の流量も多いため、通常の下水管より効率的に熱の回収ができると想定し、システム開発に乗り出した。

　共同で研究する企業を募集したところ、関西電力や積水化学工業などが応じ今年９月に研究に着手した。大量の熱の回収が見込めるだけに、オフィスビルや公共施設などの空調・給湯など業務用利用ではなく、大規模な工場での活用を目指す。工場の蒸気ボイラーに使う湯を、あらかじめ下水熱利用のヒートポンプで温めておき、燃料消費を抑える試みだ。

　同県下水道課は「まだまだ認知度が低い下水熱だが、共同研究を通じて省エネ効果などを示していくことで利用を進めたい。将来は県のエネルギー政策の柱の１つにしたい」と期待している。