この夏、南ヨーロッパの多くの国は水不足により継続的な非常事態に直面しており、地域全体で約30％の国民が恒久的な水ストレスに直面している。キプロスの国民の36パーセント、ギリシャの国民の32パーセントが、2025年にはきれいな水へのアクセスが困難になったと報告し、2026年にはギリシャのいくつかの島々が水不足のため非常事態に入った。
この地域の多くの地域は、地下水と帯水層が通常のレベルに戻らない状態に達する、国連が「水の破産」と呼ぶ事態に直面している。
今週、英国の気候技術企業アーブストラは、乾燥した暑い気候でも空気から高品質の飲料水を最大 500L/日で採取できるプラグアンドプレイ装置である ARK を発売しました。これは、ARK が世帯を養えることを意味します (平均的なヨーロッパ人は 1 日あたり 144 リットルの水道水を使用します)。
井戸が枯れたとき
アーブストラ社のCEO、ハシェム・アロウジ氏に話を聞いたところ、イビサ島の自分の敷地にある井戸が枯渇したことが会社設立のきっかけになったと語った。
「イビサ島だけでも、水道に接続されておらず、自前で水を確保する必要がある施設が15,000以上あります。以前にそれらを供給していた井戸は枯渇しつつあります。
今のところ、これらの不動産所有者の多くはトラックによる水の配達に依存しているが、トラック自体が枯渇している貯水池で水を補充する必要がある。島々では淡水化の開発が進められていますが、これらのプラントからの水はこれらの施設では利用できなくなります。」
ARK の最初の顧客は主にバレアレス諸島に住んでおり、そこでは水不足が深刻です。
ノーベル賞を受賞した化学を製品に変える
アーブストラ社は、MOF (有機金属フレームワーク) として知られる先進的なナノ材料を使用することで、空気から高品質の飲料水を大規模に採取できます。これらの粒子は、1 グラムの材料でサッカー場全体に相当する巨大な内部表面積を持つように設計されており、空気中の水や CO2 分子を捕捉するのに最適です。 MOFは2025年のノーベル化学賞の対象となった。
研究者らは10年以上にわたり、MOFが大気中の水の採取を変革し、他のシステム（露点技術など）が困難な乾燥気候でも飲料水を生産できる可能性があると主張してきた。
この化学は実験室で優れた結果を示していますが、それを実用的なコストで毎日大量の水を生成できる機械に変えることは依然として課題です。主な困難は、水を捕捉および放出するために必要な温度を効率的に循環させながら、MOF システム内に十分な空気を移動させることです。
これに応えて、Ahbstra の特許取得済みのソリューションである浮遊粒子反応器は、流動状態の MOF 顆粒に空気を循環させてその性能を最大化し、MOF ベースの収穫のエネルギー要件を初めて商業的に実用的なレベルに削減します。
ARK は、MOF によって駆動され、この規模で稼働する初の市販の集水機です。水道水とボトル入り飲料水の両方に一般的である PFAS 化学物質やマイクロプラスチックを含まない高品質の飲料水を生成します。
世界で最も乾燥した気候に合わせて設計
ARK は、水不足が最も深刻な乾燥地域で見られる極端な温度や湿度レベルを含む、さまざまな温度と湿度レベルで動作できます。 Arouzi 氏によると、これは ARK が以前のテクノロジーから大きく前進した点です。
「湿度 10%、気温 45 度でも、1 日あたり約 300 リットルの水を生成できます。湿度が高い地域では、エネルギー消費を削減しながら、生産量をさらに増やすことができます。」
当社の 1 日あたり 500 リットルの生産能力は、気温 30 度、相対湿度 30% で達成されますが、これは露点 10 度に相当します。この点は、露点採取など、他の大気中の水分採取方法では通常困難な点です。」
この技術は、露点システムに基づいており、冷却コイルを使用して周囲の湿度を凝縮させる既存の大気水生成装置との相違点も提供します。これらは高温多湿の条件でのみ効果を発揮します。乾燥した気候や寒冷な気候では、コイルはさらに低温で動作する必要があり、1 リットルあたりに必要なエネルギーが急激に増加し、出力が低下します。
ARK は、ほとんどの気候条件で水を生成しますが、特に必要性が最も高い乾燥環境で水を生成します。
「これは、以前は不可能だった南ヨーロッパ、米国南西部、中東などの水ストレスにさらされた島々などで、大気中の水の採取が可能になったことを意味する」と同氏は付け加えた。
同氏はまた、開発中の他のMOFベースのシステムはあるが、「現在利用可能なシステムのどれも、MOFを通過する大量の空気を循環させるという課題が主な理由で、当社のような方法でMOFの各サイクルからの収量を最大化することに成功していない」と説明した。
地域の気候に合わせて調整されたマシン
ARK のパフォーマンスは、環境条件、特に相対湿度と温度によって異なりますが、使用される特定の有機金属フレームワーク (MOF) や供給される電力量によっても異なります。従来の大気水生成技術とは異なり、このシステムは MOF の化学的性質を変更することでさまざまな気候に適応できます。
「MOF分野で本当に興味深いのは、さまざまな環境に合わせて化学を調整できることです。そのため、万能のソリューションに依存するのではなく、南ヨーロッパ、スペイン、または中東向けにシステムを微調整できるのです」とArouzi氏は語った。
同社は現在、平均相対湿度が約 20% である南ヨーロッパの島々向けに最適化された MOF を導入していますが、より過酷な気候向けには、最低 10% の相対湿度と 40°C 以上の温度で動作するさまざまな MOF が利用可能です。
リヤドの夏と同様の極度に乾燥した状況でも、このシステムは 1 日あたり約 300 リットルの水を生成でき、相対湿度 30% では生産量は 1 日あたり約 500 リットルに増加します。
アロウジ氏はこう説明した。
「年間を通じて水の生産を維持しながら、エネルギー効率が大幅に向上するため、私たちは南ヨーロッパ向けに調整しています。
砂漠条件用に設計された MOF を使用することもできますが、温帯気候ではそれは単純に過剰になります。
湿度が 60 パーセントまたは 80 パーセントに上昇すると、機械を露点モードで稼働させることもでき、これにより水の生産量がさらに増加するか、同じ量を生産するのに必要なエネルギー量が削減されます。」
このアプローチにより、システムは地域の状況に応じて効率を最大化しながら、幅広い気候にわたって信頼性の高い出力を維持できます。
オフグリッド施設の水の独立性
世界中の多くの地域では、独立した水の安全性を証明できなければ、不動産や開発の価値が切り下げられたり、放棄されたりする危険にさらされています。
ARK は、民間の水道供給に依存するオフグリッド不動産の開発者および所有者を対象としています。多くの島々で、海水の侵入と地下水位の低下により、これらの供給の信頼性がますます低下しています。
このデバイスの価格は 150,000 ポンドで、現在、さまざまなサプライヤーから調達したコンポーネントを使用して社内で製造されています。
「規模を拡大するにつれて、当社の成長を支援してくれる製造パートナーを導入していきます」と Arouzi 氏は語ります。
典型的な南地中海性気候で動作すると、約 10kW の電力が消費されます。これは、生産される水 1 リットルあたり 0.48 kWh に相当します。多くの顧客は、このニーズを満たすために太陽光発電と併用して電力を設置しています。
ARK からの水は、井戸や貯水池の補充に使用したり、施設の本管給水システムに直接送ったりすることができます。
アーブストラはバルセロナでARKの生産を拡大しており、より少ない水量のためのシステムも開発中です。
豪華なヴィラから重要インフラまで
現在までに、アーブストラはファミリーオフィスと主要な戦略的企業販売パートナーの選ばれたグループから700万ポンドを調達しており、シリーズA投資ラウンドに向けて資金を積み上げている。
最初に購入したユニットは、2027 年初めまでに設置される予定です。Arouzi 氏は、高級ヴィラ市場は単なる始まりにすぎないと考えています。
「太陽光発電やEVなどの主要なクリーンテクノロジーはすべて、信頼性のテスト、現実世界のデータの生成、コスト削減につながる初期の製造規模のサポートを支援できる早期導入者から始まります。
当社の当面の研究開発は、電力要件をさらに引き下げ、この技術のより小型でエネルギー消費量の少ないバージョンを作成して、住宅市場のより広範な分野にサービスを提供することに焦点を当てています。」
長期的には、同社はより広範なアプリケーションを検討しています。
「1 日あたり 500L であれば、鉱山や建設現場などのオフグリッド施設のユースケース、あるいは人道支援や災害救援のユースケースが可能になることがわかっています」と Arouzi 氏は述べました。
「データセンターは主要な廃熱源です。実際、データセンターに入るほぼすべてのエネルギーは最終的に熱に変わります。その熱を利用して純粋な飲料水を作ることができれば、データセンターにとってより持続可能なエコシステムの一部となるでしょう。」
また、医薬品や化粧品など、特に純水を必要としている業界も多く、現在は水道水を精製して純水を入手しています。これらの産業にとって、空気から直接純水を入手することは当然の次のステップとなるでしょう。