アスタミューゼ株式会社提供了“2022年度版社会问题俯瞰报告”,对105个社会问题的影响程度进行了定量评估,并全面整理了利用技术解决问题的方案。在这次社会课题中,着眼于“健全江海湖海环境的水质,确保可持续的水源,实现社会不缺水”这一课题,对本公司的革新数据库进行了解析。在作为本课题解决方案之一的“水处理和淡化技术”方面,显示出日本水处理技术方面具有优势的企业具有较高的竞争力,另一方面,可以看出中国和韩国的大学和企业的专利竞争力正在迅速发展,迅速威胁到日本。本次就此分析内容和结果进行如下报告。
课题的背景
对于我们人类的生命活动来说,构成体内70%的“水”是不可缺少的,农业、工业等经济活动也需要大量的水。地球表面积的7成被水覆盖,其中97.5%是海水,不能直接利用。饮用水,农业和工业用水都需要淡水,剩下的2.5%的淡水大多以冰和地下水的形式存在,实际上人类能够利用的,地球上的水只有0.01%。
日本拥有温暖湿润的气候和完善的自来水基础设施,是一个水资源丰富的国家。但近年来,由于气候异常,水资源不足的问题日益严重。特别是,2022年日本列岛在6月27日破例提前出梅,创下了迄今为止梅雨期最短的记录,但与此同时,随着降水量的减少,人们担心会出现水资源不足现象。
放眼世界,由于经济发展带来的工业生产和谷物需求的增加,过去50年间淡水的使用量翻了一倍,从水源过度取水导致水资源不足和水源水质污染成为严重的课题。世界上可利用的淡水资源分布不均,当务之急是保护水源环境,开发新的水源,促进节水和水的再利用,确保可持续水源。
课题的“影响力”
2022年6月14日由日本经济团体联合会发表的建议书中,作为实现可持续性资本主义的措施,提出了利用影响指标促进企业和投资者之间以perpass为起点的对话。
例如,SDGs的目标3“为所有人提供健康和福利”的情况下,“疾病患病人数”是影响指标,作为根据具体企业的努力目标比较容易处理。那么,关于本次报告所关注的“保护江河湖海环境的水质,确保可持续的水源,实现不缺水的社会”这一社会课题,有哪些影响指标呢?
关于本课题,作为主要课题,列举了产业和生活用水的不足,污水处理设施的不足和不完善等重要课题。
关于产业和生活用水的不足,近年来随着经济的发展和人口的增加,农业用水和工业用水的使用量也在增大。世界上生活在缺水地区的人数达到了25亿人,占世界人口的3成多。(2018年,联合国)。作为这个问题的解决方案,近年来一直在推进海水淡化技术的研究,但是为了降低成本,去除对作物有害成分等,将淡化后的海水持续地利用在农业上还有很多课题有待解决。通过海水淡化技术,在开展新淡水供应服务和商业的前题下,通过技术解决缺水问题而改善的人口(影响指标),将成为对解决社会问题贡献程度的指标。
整理与解决问题相关的解决方案和技术
为了实现不缺水的社会,依靠技术/商业的解决方案是不可或缺的。作为水源的江河和湖海的流量和水量减少,水质污染,带给安全稳定的水供给风险,需要通过维持森林和生态系统来涵养水源,通过排水和废弃物处理来防止污染的对策。
在现有的水源中,开发检测水量和水质的监视系统,以及正确把握水利和水循环的模拟法也很重要。其中,在水资源和供应量缺乏的地区,通过高度处理技术对工厂废水和污水进行净化再利用的系统以及海水淡化系统的构建尤为重要。
拥有解决方案技术的局中人的分析
在本报告中,介绍了作为解决方案技术的一面,关于有助于确保水源技术“水处理·淡化”技术,分析了拥有高竞争力技术的选手。
アスタミューゼ开发了一种评分方法,不仅以申请数量为标准,还以专利的“强度”为指标,对技术实力进行评价。本次分析计算了2010-2020年申请的全世界“水处理·淡化”技术专利的专利影响分数(※注1)。在此期间,约有9万9000件专利被申请。以每一项专利的得分为基础,分析每个专利申请人(企业、大学等)的专利综合实力即总专利资产(※注2)。表1显示了各企业拥有的专利的总专利和资产的排名。

※注1)patent impact得分:astamuse开发的定量评价指标,以对其他公司的排他权的影响评价为中心,再加权地理权利范围、权利的时间剩余期等。
※注2)整体专利资产:作为各公司专利组合的衡量综合竞争力的指标
排在第1位和第4位的是在水处理技术方面具有优势的日本栗田工业和奥尔加诺,分别在膜分离装置和过滤处理系统方面获得了较高的专利。
值得注意的是,中国的大学也有多所上榜。从个别拥有的专利来看,关于江河及湖海的水域净化装置、废弃、去除饮用水中的重金属离子的方法等专利的得分较高。由于中国的存在感非常大,所以进一步分析了申请人所属国家的总规模和资产的合计。

表2. 2010-2020年与“水处理和淡化技术”相关的前5个总专利和资产归属国
从归属国家来看,中国的企业和大学所拥有的专利无论是质还是量都远远甩开了其他国家。如上所述,日本虽然存在在水处理技术方面具有竞争力的企业,但从综合实力来看,不仅中国领先,就连申请数量较少的韩国也处于领先地位。
中国政府近年来把专利申请作为国策来推进,从2011年开始的5年计划中提出了专利申请的增加。实际上,从2010年中期开始,申请数量急剧增加是非常显著的。在中国随着经济的迅猛发展,工业废水不断增加,但废水处理设施的不足和水源地污染的严重问题也成为技术开发迅猛发展的原因。
今后的展望
水资源不足的主要原因是经济发展和人口增加,预计世界总人口将从2022年的78亿人增加到2050年的97亿人,水资源不足的问题将会越来越严重。
另外,气候变化带来的降水量变化导致干旱和水灾对水源地的负面影响也在加剧。在这样的情况下,随着人口的增加和新兴国家的城市化,世界水务市场正在持续扩大。
日本经济产业部支持民间和政府共同开展水业务,期待扩大日本的高水平水处理技术。另一方面,正如此次对专利竞争力的分析所显示的那样,中国和韩国的技术实力也在急剧增长。
今后,日本的企业和大学也要鉴于缺水引起的世界社会问题的重要性,继续进一步展开技术开发势在必行。