雪国の大学ならではの「下水熱」利用研究。 SDGsな発想が未来をつくる!

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雪国の大学ならではの「下水熱」利用研究。
SDGsな発想が未来をつくる!

2021.04.09

提供:北海道科学大学

雪国の大学ならではの「下水熱」利用研究。
SDGsな発想が未来をつくる!

北海道において、融雪や除雪などの「雪対策」は、生活面でも財政面でも大きな負担となっています。その解決に取り組むのが、北海道科学大学 機械工学科の大竹秀雄教授です。大竹教授は、自然エネルギーや未利用エネルギーの活用について研究しており、2016年度からは「下水熱」による融雪システムの開発に着手。雪対策費用の軽減が見込めて、環境にもやさしい、新たな融雪システムとして注目を集めています。はたして、どのような仕組みで雪を融かすのか。課題を発見し、解決する、北海道科学大学の「科学の力」に迫ります。

この記事をまとめると

  • 積雪寒冷地の雪がもたらす、生活・財政・環境への影響
  • 自然・未利用エネルギーによる、安価でエコな雪対策
  • 北海道科学大学の構内にある2種類の「融雪システム」

白くてきれいな雪も、そこで暮らす人々には深刻な問題

北国の生活にさまざまな影響をもたらす「雪」。北海道において雪は、白くてきれいなだけでなく、とても厄介な存在です。線路や道路の雪は通学・通勤にとって大敵であり、雪降ろしは重労働。さらに、除雪時や雪道での事故、いわゆる「雪害」も絶えません。

札幌市は人口197万人超の大都市でありながら、年間降雪量が約6mもある世界的に珍しい多雪都市です。除雪車で雪を移動させたり、電気設備で雪を融かしたりするなど、雪対策にかかる費用は年間150億円以上。毎年、莫大な対策費が市の財政を圧迫しています。

また、「雪対策」は化石エネルギーの枯渇や大気汚染など、エネルギー・環境問題とも繋がるもの。そのため、自然エネルギーや未利用エネルギーを活用した、安価でエコな融雪システムの開発および、性能向上が求められています。

身近な未利用エネルギー「下水熱」で融雪できる!

道路の下には下水管があり、そこには家庭から流れ出た排水の熱「下水熱」が発生しています。しかも、冬季の下水の温度は外気より高くなります。この下水熱の暖房効果を有効利用し、道路を暖めて雪を融かす。それが、北海道科学大学が中心となって開発した融雪システムです。

同学機械工学科の大竹秀雄教授は、弘前市とともに、2016年度から下水熱による融雪システムの実験に取り組み始めました。北海道での実用化を模索し、2017年には、5企業1大学からなる「さっぽろ下水熱利用研究会」が発足。北海道科学大学キャンパス内に、北海道初の下水採熱を利用した融雪システムを敷設し、実証実験を行っています。

同会では、融雪効果だけでなく、機能を維持するための費用面も研究中。実証実験で得られた成果をもとに、積雪寒冷地である札幌に適した下水熱利用融雪システムの実用化と普及促進をめざしています。

SDGsな融雪システム、その仕組みは?

北海道科学大学が中心となって開発した融雪システムには、2種類のものがあります。一つは、下水管内に熱交換器を設置して、循環ポンプにより下水熱を採取し、直接融雪するシステム。もう一つは、下水熱を採取した後に、ヒートポンプで暖めた温水で雪を融かすシステムです。それぞれ、同学のバス停ロータリー部の歩道と、正門の学内案内板前を融雪しています。ある程度の都市部であれば、下水管はくまなく張り巡らされているもの。歩道融雪から始めて、将来的には車道への利用をめざしています。

化石燃料の枯渇や地球温暖化の影響で、再生利用可能エネルギーへの関心が高まり、さまざまな分野で研究や導入が進む現在。「下水熱」を利用した融雪システムは、身近にあるのにあまり知られていない未利用エネルギーを無駄なく使い切る、画期的なエコシステムといえるでしょう。また、大竹教授は、冬季の雪を貯蔵し夏季の冷房熱源とする「空調システム」の開発にも取り組んでいます。

SDGsの視点から地域の課題を解決し、持続可能な未来をつくる。大胆なアイデアを育み、カタチにする学びが、北海道科学大学にはあります。

【広告企画】提供 : 北海道科学大学

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