レアアースの供給問題などで、日本独自の海洋資源が注目を集めています。この海洋資源は、しかし、簡単に利用できるようにはなりません。日本の海洋資源探査はどのように進んでいるのでしょうか。JOGMEC(独立行政法人石油天然ガス・金属鉱物資源機構)、金属資源技術部 運航計画課長の大岡隆さんにお話を伺いました。
JOGMECは独立行政法人で、石油や天然ガス、鉱物資源となる鉱床の調査、開発、備蓄などの業務を行っています。
■深海底資源には主に3種類ある
――日本の海洋に眠る資源調査というのはいつぐらいから行われているのでしょうか？
大岡課長 1975年ごろから取り組まれています。初めは『白嶺丸』(ルビ：はくれいまる)という調査船で資源調査を始めました。経済産業省の指針でもともとは「マンガン団塊」の探査を主としていました。
――マンガン団塊というのは何ですか？
大岡課長 深海底鉱物資源のひとつです。直径2-15cmぐらいの、楕円形の塊で、水深4,000-6,000mの海底の表面にバラバラとあります。その名の通り、マンガンを多く含んでいますが、銅を含んでいて、将来の資源として期待されています。
――かなり大事な資源なのでしょうか？
大岡課長 マンガン団塊は深海底にありますが、陸上の鉱床に比べても引けを取らないほど銅などを含有しているので有望な資源です。ちなみに、深海底鉱物資源というのは、大きく3つに分けられます。「海底熱水鉱床」「マンガン団塊」「コバルト・リッチ・クラスト」です。
――「海底熱水鉱床」「コバルト・リッチ・クラスト」は、それぞれどのようなものですか？
大岡課長 海底熱水鉱床は、海底から熱水が噴き出す場所に金属成分が沈殿してできます。これは火山活動の活発なところで見られるものですね。日本の周辺では水深が700-2,000mくらいの海底です。銅、鉛、亜鉛などのベースメタルと呼ばれる金属や金、銀なども含んでいます。
コバルト・リッチ・クラストは水深800-2,400mくらいの所にあります。マンガン団塊に似て、鉄、マンガンの酸化物ですが、海山の斜面や頂き部分を、厚さ数mm-数10cmで、まるでアスファルトのように覆っています。マンガン団塊よりもコバルトの品位が約3倍で、白金を含むのが特徴です。
――なるほど。高品位かどうかも問題なのですね。当初、マンガン団塊の調査が先行して開始されたということは、マンガン団塊が最も有望だったのでしょうか？
大岡課長 そうですね。ほかの海底資源が当時まだあまり知られていなかったことや、水深4,000-6,000mの深海にあるものの海底の表面に転がっていますので採掘しやすいと目されたこともその要因ですね。1981年に就航した『第2白嶺丸』という船は、マンガン団塊専門の調査船でした。
■資源量の推定は地道な作業！
――深海資源の資源量の推定というのはどうやって行うのでしょうか？
大岡課長 まず調査する領域を方眼紙のようにグリッドで区切ります。そして、この縦の線、横の線の「交点」の部分を順番に掘削して、どんな鉱石が出るかを調査していくんです。そうすると、各交点で、地下何mで何が出たとか何もなかったとかという情報が集まります。すると、探査する領域の鉱床の3Dマップができますよね。そうして初めて全体の資源量の推定ができるのです。
――それは、ものすごく地道な作業で、しかも時間がかかるのでは？
大岡課長 その通りです。
――そのグリッドの目、つまり方眼のサイズはどのくらいなのですか？
大岡課長 それは鉱床の種類や調査の目的によっていろいろなんです。まったく見当もつかない場合の調査では、例えば5kmなどの間隔から絞っていくこともありますし、もっと細かく探査する場合には、200mあるいは100mとか50mなどの場合もあります。
――では、鉱物の資源量というのは、そんなに簡単にわかるものではないのですね。
大岡課長 そうです。緻密(ちみつ)に調査を積み上げて調査内容を精査した結果、初めて言えるものなんです。
――ということは、海底をすごく一生懸命あっちこっち掘らないといけないということですか？
大岡課長 そうなんですよ(笑)。実は私も先週まで『白嶺』に乗って、調査航海に同行していたんです。
――『白嶺』というのはどのような調査に使う船でしょうか？
大岡課長 主に深海底鉱物資源の調査に使用しますが、岩石のサンプリング機能を主目的に強化した船です。日本で唯一隻の海洋資源調査船です。最新式の船で、2012年に就航したばかりなんですよ。
■日本の技術の粋を凝らした『白嶺』
――白嶺は最新の海洋資源調査船だそうですが、どのような点が優れているのでしょうか。
大岡課長 まず、『白嶺』は最初から、設計段階から海洋資源調査のために特化して作られた船だということです。例えば、船の形を見てください。船体の前半分に上部構造物(船の居室や研究室等)のほとんどを置いて、後ろ半分は探査用のワークデッキになるように設計されています。また船体中央にムーンプールがあります。ムーンプールというのは船体の「開口部」のことで、ここから掘削用の大型機材などを海底に降ろします。
――船体に穴があいてるんですね。
大岡課長 ええ。普段は閉じておくことも可能です。このムーンプールが中央にあることがとても大事なんです。船が一番揺れないのは中央です。掘削機をできるだけ揺らさないで海中に降ろしたり、揚げたりするには、この配置が最適なんですよ。
――『第2白嶺丸』よりも大型化したとのことですが？
大岡課長 ええ。それにも理由があります。最新の調査機器が電力を食うのと大型の機材を置くスペースがないんですね。小さい船体だと、エンジンも小さいので、そこから取れる電力も小さくなってしまうんです。ですから、必然的に船体を大きくし出力を大きくしなければならなかったんですよ。
■「東に1m動く」ことも可能な白嶺
大岡課長 またエンジンがとても変わっています。『白嶺』のエンジンは、ほかの船のように直接スクリューシャフトにはつながっていません。発電機につながっているんです。発電機から、電線を船首と船尾に伸ばして、船尾の2基のアジマス推進機、船首の3基のバウスラスターを動かします。このような船を電気推進船といいます。アジマス推進機は360度回転できますし、艦首3基のバウスラスターの内の1基は昇降式で、これも360度回転できます。この推進系のおかげで、『白嶺』は真横に動いたりできるんですよ。
――バウスラスターって何ですか？
大岡課長 バウスラスターというのは、船首の船体を左右に貫通するトンネルを用意して、そこにスクリューを設置します。これを回転させて、左右どちらへも推進力を得られます。最近の船には付いていることが多い装備で、左右方向への移動を容易にします。
――なるほど。これらの工夫はどんな時に役立つんですか？
大岡課長 掘削機を海底に下ろして作業をしている間、船は静止していなければなりません。日本の周囲には黒潮という非常に強い潮流があって、それに耐えてその場に静止しているのはとても難しいことなんです。この『白嶺』ではそれが非常に楽になりました。GPSと連動して、海図で示された1点に静止することを自動制御で行えます。これはこの推進システムがあるからで、例えば「東に1m」なんて指示でも、ジョイスティック1本でやってのけられるのです。
――それはスゴイ！
大岡課長 このほかにもエコに留意した工夫をしています。太陽発電パネルを備えているのは官公庁の船としては初めてのことですし、船内の照明はLEDになっています。最初はコストが少しかかりますが、メンテナンスフリーであるためトータルの維持コストを低く抑えることができます。ほかにも「バラスト水の殺菌装置」を持っているのも官公庁の船としては初めてでしょう。
■資源調査は、調達先の多元化のため
――日本の海洋資源調査は現在どんな段階にあるんでしょうか？
大岡課長 平成21年3月に経済産業省が定めた「海洋エネルギー・鉱物資源開発計画」の中の「海底熱水鉱床の開発計画」によりますと、2008年～2012年が第1期です。私たち、JOGMECが経済産業省から委託を受けて、資源量評価、環境影響評価、採鉱技術、選鉱・製錬技術の4つのテーマそれぞれに取り組んできました。間もなく第1期最終評価を完了します。
――では、今その追い込み作業ですね。
大岡課長 ええ。ですので『白嶺』も大活躍です。1年の内300日も海に出ています。
――第2期はどうなるのでしょうか？
大岡課長 第2期は2018年までで、「コスト計算と経済性の評価」を行い、海底熱水鉱床開発の商業化のメドを立てることを目標としています。
――すると実際に海底鉱山として稼働するのはもう少し先になりそうですね。
大岡課長 そうですね。こういう資源開発というのは非常にハイリスクなものです。陸上でも鉱山を開業するとなると15年から20年程度がかかります。また閉山もそう簡単にはできません。環境のことを考慮して開発や後始末をしないといけません。
――大変長い時間のかかる、またハイリスクな仕事ですが、海洋資源の開発にはどういう意味があるのでしょうか。
大岡課長 やはり日本は資源のない国ですから。資源を獲得するための努力を欠かすことはできません。調達先を複数用意すると言いますか、資源獲得を多元的に行うことが大事だと思います。もちろん自分たちのEEZ(排他的経済水域)内で調達できるに越したことはありませんから、そのために私たちは努力しています。
日本の海洋資源は豊富と言われたりしますが、本当にそうなのかは、『白嶺』の活躍、それに乗り組んだ人々、調査・開発に従事する人々のたゆまぬ努力によって、これから本格的に明らかになるのです。楽しみですね。
(高橋モータース＠dcp)
JOGMECのサイト
http://www.jogmec.go.jp/
＊アジマス推進機……見た目はまるでマブチ製の水中モーターのような推進機。白嶺はこれを船尾に2基備えている。
＊バラスト水……船のバランスを取るために船底に重しとして積む水のこと。海水を取り込んで使うのだが、荷物を積んだ際には、この水は海へ放出する。しかし、これが現在問題になっており、このバラスト水の中に入った生物が外来種としてよその国の港、海で繁殖する原因になっていると言われている。バラスト水の殺菌装置は、そんなことのないように装備されている。
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■深海底資源には主に3種類ある
――日本の海洋に眠る資源調査というのはいつぐらいから行われているのでしょうか？
大岡課長 1975年ごろから取り組まれています。初めは『白嶺丸』(ルビ：はくれいまる)という調査船で資源調査を始めました。経済産業省の指針でもともとは「マンガン団塊」の探査を主としていました。
――マンガン団塊というのは何ですか？
大岡課長 深海底鉱物資源のひとつです。直径2-15cmぐらいの、楕円形の塊で、水深4,000-6,000mの海底の表面にバラバラとあります。その名の通り、マンガンを多く含んでいますが、銅を含んでいて、将来の資源として期待されています。
――かなり大事な資源なのでしょうか？
大岡課長 マンガン団塊は深海底にありますが、陸上の鉱床に比べても引けを取らないほど銅などを含有しているので有望な資源です。ちなみに、深海底鉱物資源というのは、大きく3つに分けられます。「海底熱水鉱床」「マンガン団塊」「コバルト・リッチ・クラスト」です。
――「海底熱水鉱床」「コバルト・リッチ・クラスト」は、それぞれどのようなものですか？
大岡課長 海底熱水鉱床は、海底から熱水が噴き出す場所に金属成分が沈殿してできます。これは火山活動の活発なところで見られるものですね。日本の周辺では水深が700-2,000mくらいの海底です。銅、鉛、亜鉛などのベースメタルと呼ばれる金属や金、銀なども含んでいます。
コバルト・リッチ・クラストは水深800-2,400mくらいの所にあります。マンガン団塊に似て、鉄、マンガンの酸化物ですが、海山の斜面や頂き部分を、厚さ数mm-数10cmで、まるでアスファルトのように覆っています。マンガン団塊よりもコバルトの品位が約3倍で、白金を含むのが特徴です。
――なるほど。高品位かどうかも問題なのですね。当初、マンガン団塊の調査が先行して開始されたということは、マンガン団塊が最も有望だったのでしょうか？
大岡課長 そうですね。ほかの海底資源が当時まだあまり知られていなかったことや、水深4,000-6,000mの深海にあるものの海底の表面に転がっていますので採掘しやすいと目されたこともその要因ですね。1981年に就航した『第2白嶺丸』という船は、マンガン団塊専門の調査船でした。
■資源量の推定は地道な作業！
――深海資源の資源量の推定というのはどうやって行うのでしょうか？
大岡課長 まず調査する領域を方眼紙のようにグリッドで区切ります。そして、この縦の線、横の線の「交点」の部分を順番に掘削して、どんな鉱石が出るかを調査していくんです。そうすると、各交点で、地下何mで何が出たとか何もなかったとかという情報が集まります。すると、探査する領域の鉱床の3Dマップができますよね。そうして初めて全体の資源量の推定ができるのです。
――それは、ものすごく地道な作業で、しかも時間がかかるのでは？
大岡課長 その通りです。
――そのグリッドの目、つまり方眼のサイズはどのくらいなのですか？
大岡課長 それは鉱床の種類や調査の目的によっていろいろなんです。まったく見当もつかない場合の調査では、例えば5kmなどの間隔から絞っていくこともありますし、もっと細かく探査する場合には、200mあるいは100mとか50mなどの場合もあります。
――では、鉱物の資源量というのは、そんなに簡単にわかるものではないのですね。
大岡課長 そうです。緻密(ちみつ)に調査を積み上げて調査内容を精査した結果、初めて言えるものなんです。
――ということは、海底をすごく一生懸命あっちこっち掘らないといけないということですか？
大岡課長 そうなんですよ(笑)。実は私も先週まで『白嶺』に乗って、調査航海に同行していたんです。
――『白嶺』というのはどのような調査に使う船でしょうか？
大岡課長 主に深海底鉱物資源の調査に使用しますが、岩石のサンプリング機能を主目的に強化した船です。日本で唯一隻の海洋資源調査船です。最新式の船で、2012年に就航したばかりなんですよ。
■日本の技術の粋を凝らした『白嶺』
――白嶺は最新の海洋資源調査船だそうですが、どのような点が優れているのでしょうか。
大岡課長 まず、『白嶺』は最初から、設計段階から海洋資源調査のために特化して作られた船だということです。例えば、船の形を見てください。船体の前半分に上部構造物(船の居室や研究室等)のほとんどを置いて、後ろ半分は探査用のワークデッキになるように設計されています。また船体中央にムーンプールがあります。ムーンプールというのは船体の「開口部」のことで、ここから掘削用の大型機材などを海底に降ろします。
――船体に穴があいてるんですね。
大岡課長 ええ。普段は閉じておくことも可能です。このムーンプールが中央にあることがとても大事なんです。船が一番揺れないのは中央です。掘削機をできるだけ揺らさないで海中に降ろしたり、揚げたりするには、この配置が最適なんですよ。
――『第2白嶺丸』よりも大型化したとのことですが？
大岡課長 ええ。それにも理由があります。最新の調査機器が電力を食うのと大型の機材を置くスペースがないんですね。小さい船体だと、エンジンも小さいので、そこから取れる電力も小さくなってしまうんです。ですから、必然的に船体を大きくし出力を大きくしなければならなかったんですよ。
■「東に1m動く」ことも可能な白嶺
大岡課長 またエンジンがとても変わっています。『白嶺』のエンジンは、ほかの船のように直接スクリューシャフトにはつながっていません。発電機につながっているんです。発電機から、電線を船首と船尾に伸ばして、船尾の2基のアジマス推進機、船首の3基のバウスラスターを動かします。このような船を電気推進船といいます。アジマス推進機は360度回転できますし、艦首3基のバウスラスターの内の1基は昇降式で、これも360度回転できます。この推進系のおかげで、『白嶺』は真横に動いたりできるんですよ。
――バウスラスターって何ですか？
大岡課長 バウスラスターというのは、船首の船体を左右に貫通するトンネルを用意して、そこにスクリューを設置します。これを回転させて、左右どちらへも推進力を得られます。最近の船には付いていることが多い装備で、左右方向への移動を容易にします。
――なるほど。これらの工夫はどんな時に役立つんですか？
大岡課長 掘削機を海底に下ろして作業をしている間、船は静止していなければなりません。日本の周囲には黒潮という非常に強い潮流があって、それに耐えてその場に静止しているのはとても難しいことなんです。この『白嶺』ではそれが非常に楽になりました。GPSと連動して、海図で示された1点に静止することを自動制御で行えます。これはこの推進システムがあるからで、例えば「東に1m」なんて指示でも、ジョイスティック1本でやってのけられるのです。
――それはスゴイ！
大岡課長 このほかにもエコに留意した工夫をしています。太陽発電パネルを備えているのは官公庁の船としては初めてのことですし、船内の照明はLEDになっています。最初はコストが少しかかりますが、メンテナンスフリーであるためトータルの維持コストを低く抑えることができます。ほかにも「バラスト水の殺菌装置」を持っているのも官公庁の船としては初めてでしょう。
■資源調査は、調達先の多元化のため
――日本の海洋資源調査は現在どんな段階にあるんでしょうか？
大岡課長 平成21年3月に経済産業省が定めた「海洋エネルギー・鉱物資源開発計画」の中の「海底熱水鉱床の開発計画」によりますと、2008年～2012年が第1期です。私たち、JOGMECが経済産業省から委託を受けて、資源量評価、環境影響評価、採鉱技術、選鉱・製錬技術の4つのテーマそれぞれに取り組んできました。間もなく第1期最終評価を完了します。
――では、今その追い込み作業ですね。
大岡課長 ええ。ですので『白嶺』も大活躍です。1年の内300日も海に出ています。
――第2期はどうなるのでしょうか？
大岡課長 第2期は2018年までで、「コスト計算と経済性の評価」を行い、海底熱水鉱床開発の商業化のメドを立てることを目標としています。
――すると実際に海底鉱山として稼働するのはもう少し先になりそうですね。
大岡課長 そうですね。こういう資源開発というのは非常にハイリスクなものです。陸上でも鉱山を開業するとなると15年から20年程度がかかります。また閉山もそう簡単にはできません。環境のことを考慮して開発や後始末をしないといけません。
――大変長い時間のかかる、またハイリスクな仕事ですが、海洋資源の開発にはどういう意味があるのでしょうか。
大岡課長 やはり日本は資源のない国ですから。資源を獲得するための努力を欠かすことはできません。調達先を複数用意すると言いますか、資源獲得を多元的に行うことが大事だと思います。もちろん自分たちのEEZ(排他的経済水域)内で調達できるに越したことはありませんから、そのために私たちは努力しています。
日本の海洋資源は豊富と言われたりしますが、本当にそうなのかは、『白嶺』の活躍、それに乗り組んだ人々、調査・開発に従事する人々のたゆまぬ努力によって、これから本格的に明らかになるのです。楽しみですね。
(高橋モータース＠dcp)
JOGMECのサイト
http://www.jogmec.go.jp/
＊アジマス推進機……見た目はまるでマブチ製の水中モーターのような推進機。白嶺はこれを船尾に2基備えている。
＊バラスト水……船のバランスを取るために船底に重しとして積む水のこと。海水を取り込んで使うのだが、荷物を積んだ際には、この水は海へ放出する。しかし、これが現在問題になっており、このバラスト水の中に入った生物が外来種としてよその国の港、海で繁殖する原因になっていると言われている。バラスト水の殺菌装置は、そんなことのないように装備されている。
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