レアアース(希土類)はハイブリッド車、電気自動車、スマートフォン、LED照明、センサーなど日本が誇るハイテク製品に不可欠な鉱物資源である。2010年9月に尖閣諸島沖で中国漁船衝突事件が起きた際、世界の生産量の90%以上を握る中国が対日輸出を制限して、急激に価格が高騰した記憶はいまだに生々しい。
そのレアアースが2013年3月、日本の排他的経済水域(EEZ)である小笠原諸島・南鳥島沖の深海底の泥中に、高濃度かつ大量に存在すると発表された。突き止めたのは、東京大学大学院工学系研究科 エネルギー・資源フロンティアセンターの加藤泰浩教授と(独)海洋研究開発機構(JAMSTEC)の共同研究チームだ。濃度は中国鉱山の30倍、埋蔵量は少なくとも国内需要の300年分以上あり、陸上鉱床と違ってトリウムなど有害物質も含まず、揚泥は現在の技術を応用すれば十分に可能だという。
2020年の東京オリンピックが決定したいま、環境に優しい「国産レアアース」で動くハイテク製品が活躍する日本の姿がますます期待されるが、その後の実証実験計画やプロジェクトはどこまで進展しているのだろうか。加藤教授に聞いた。

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深さ6000m近い海底の泥をどう引き揚げるか

――南鳥島沖で発見されたレアアースがいかに有望であるか、よく分かりました。採取にあたっては、深海底の泥をいかに効率的に引き揚げるかがポイントになると思います。製錬や輸送を含め、どのようなシステムを検討されていますか。

加藤 その点は浮体式原油生産貯蔵設備を運行する専門会社の三井海洋開発株式会社が担当してくれます。深海の石油の開発技術を応用し、船から圧縮空気をライザー管に送り込んで泥に混ぜ、密度を軽くして吸い上げる「エアリフト」という方法を考えています。既存技術を応用すれば実用化は可能だと言っています。

深さ6000m近い海底から回収する場合、空気は船上で600倍に急膨張して危険なので、加圧式エアリフトという同社の持つ新技術を使って20倍の膨張に抑えます。6000mの長さがあるパイプについても波の周期と共鳴振動しないよう、パイプの直径を段階的に変えることによって防ぐ方法を考えています。
揚泥のポイントは、いかに海水の量を少なくし泥の量を多くするか。同社のシミュレーションでは、1隻の専用船で泥を1日あたり1万~1万5000トン引き揚げることが可能です。仮に年間300日ほど操業すれば引き揚げる泥は300万トン以上になります。

図:「レアアース泥の開発システム」 

レアアース泥の開発システム

いま考えられているのは、引き揚げた泥は、船上で薄い酸を使ってレアアースを含む溶液とその他の泥に分離し、溶液は日本に持ち帰って製錬します。残った泥はコンクリートや焼結レンガなどの建設資材に加工し、国土交通省が計画する南鳥島などの遠隔離島の港や滑走路などの港湾整備工事に利用できます。
スコップ一杯の泥も無駄にせず、すべてを有効に活用できます。あとは実証試験をすればよいところまで来ています。

資源国になれば、価格をコントロールできる

――中国がレアアースの対日輸出を制限して以降、日本はレアアース使用量の削減、リサイクル資源の活用、他の資源国からの輸入などの手を打ってきました。その戦略の中で、南鳥島沖のレアアースにはどのような役割を期待すべきでしょうか。

加藤 極端な話、私は、南鳥島沖では国内の必要量の10%程度を生産すればよいと思っています。一番重要なジスプロシウムなら必要量の20%ほどを生産する。その国産レアアースは政府が確保・管理して市場に出すようにするのです。

中国は南鳥島レアアースに対抗するため、レアアースの価格を下げてくるはずです。その場合、10%の国産レアアースは高い価格になりますが、残り90%は中国産を安く買うことができます。
逆に中国が値段を高くしたり輸出規制をしたりしてきたら、日本企業は国産レアアースを政府から安く買えばよい。資源産出国となった日本が、レアアースを少しだけ自給することで価格をコントロールする調整弁を握ることができるのです。
もし生産しすぎて余ったなら、外国に輸出することもできます。

5年以内に日本をレアアースの産出国に

――2013年4月に政府が決めた「海洋基本計画」では、「今後3年ほどかけてレアアースの資源量調査を行い、将来の開発・生産を念頭に広範な技術分野の調査・研究を実施する」と書きこまれました。国を挙げての体制作りをどう進めればよいのでしょうか。

加藤 海洋基本計画には海底熱水鉱床やコバルトリッチクラストの探査も同時に盛り込まれました。
しかし、我々の探査は今後1、2年もあれば十分です。深海底からの採掘技術も、三井海洋開発が自信を持って「やれる」と言っていますから、同時並行で実証試験をすれば、3年以内にパイロット的にレアアースを引き揚げることができます。探査に3年もかけるという政府方針は正直なところもどかしい。
過去の経緯にこだわらず、資源量の把握がしやすく扱いやすいものからどんどん優先して手を付けるべきだと思います。スピードです。

オールジャパンでイノベーションに取り組み、日本が世界に先駆けて海洋レアアースの実用化技術を確立することが大事です。日本企業がレアアース泥鉱床の開発で世界のトップランナーになれば、海底鉱物資源開発の技術を世界に売り込むことができます。
さらに重要なのは、レアアースを使ったハイテク素材の開発です。レアアースは、まだまだ未知のハイテク機能を生み出す余地がたくさんあるのです。レアアースを使って、10倍、100倍の高付加価値のハイテク製品を作って、『ものづくり国家・日本』をもう一度復活させたい。
日本経済再生のため、そして世界のために1日も早く本格的に取り掛かれることを願っています。

text:木代泰之

かとう・やすひろ
加藤 泰浩

1961年生まれ。1985年 東京大学理学部地学科 卒業、1990年 同大学大学院理学系研究科 博士課程修了。
日本学術振興会特別研究員、山口大学理学部助手、米国ハーバード大学客員研究員、英国ケンブリッジ大学客員研究員、東京大学大学院助教授、准教授を経て、現在に至る。海洋研究開発機構(JAMSTEC)招聘上席研究員。


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