陸上型再循環式養殖：水使用量を95％削減し、年間を通じて安定した魚介類生産を実現――現代養殖におけるグリーン革命

1. 要旨

従来の池やケージによる養殖は、水資源の枯渇、環境汚染、疾病の頻発など、さまざまな課題に直面しています。こうした中、陸上型循環式養殖システム（RAS）が、養殖業の転換・高度化に向けた鍵となる方向性として注目されています。物理的ろ過、生物的浄化、殺菌・消毒、温度管理、曝気などのコア技術を活用することで、養殖用水の95％以上を再利用可能となり、従来の養殖方式と比較して90～95％の節水効果を実現します。また、季節や気候条件に左右されず、年間を通じて安定的かつ制御可能な生産が可能です。本稿では、陸上型循環式養殖システムの技術的原理、主要なメリット、および適用シーンについて体系的に概説します。

2．業界背景：なぜ陸上型循環式養殖が必要なのか？

2.1 伝統的な養殖業は、長年にわたり「天候に左右される」広域型モデルに依存してきましたが、以下のような主要な課題に直面しています：

（1）水使用量の多さ：従来の土池式養殖では大量の水を入れ替える必要があり、魚1キログラムを生産するのに約5～10トンの水を要します。これにより、水資源の大幅な浪費が生じています。

（2）環境リスクの高さ：養殖排水を直接放流すると、水域の富栄養化を引き起こします。一部の地域ではすでに厳格な排水基準が導入されており、従来型の養殖モデルには法規制への対応が求められています。

（3）疾病予防・管理の困難さ：開放水域では病原体の拡散を制御できず、一度発生すれば甚大な被害が出ます。また、抗生物質の過剰使用は食品安全上のリスクにもつながります。

（4）季節・気候による制約：水温は季節によって変動し、寒冷地では冬期に養殖が不可能となるため、年間の実質的な養殖期間は6～8か月にとどまります。

（5）収量・品質の不安定さ：放養密度が制御できず、水質も大きく変動するため、魚のサイズばらつきが生じ、高級市場が求める安定供給に対応することが困難です。

こうした課題を解決するために開発されたのが、陸上循環式養殖システム（RAS）です。これは、従来の「天候任せ」の養殖から、「精密な工場式養殖」への根本的転換を意味します。

2.2 技術原理：循環式養殖システム（RAS）はどのように機能するのか？

陸上循環式養殖システム（RAS）の基本理念は「排水ゼロ・水の再利用・精密制御」です。養殖用水はシステム内で継続的に循環し、多段階の処理を経た後、再び飼育槽へ戻されます。これにより、閉ループ型の循環が実現します。完全なRASシステムは通常、以下の主要な構成モジュールから成ります。

（1）飼育槽：魚の成長のための中心的な空間で、一般的には円形またはレースウェイ型のコンクリート製またはポリエチレン（PE）製タンクです。中央に排水構造が設けられており、残餌や糞などの有機物を一元的に除去しやすくなっています。

（2）微粒子ろ過装置／ロータリードラムフィルター：物理的ろ過の第1段階で、水中の固形浮遊物（残餌、糞、粘液など）を除去します。ろ過精度は通常40～100マイクロメートルで、システム内への有機物の蓄積を防ぎます。 —100マイクロメートルで、システム内への有機物の蓄積を防ぎます。

（3）生物フィルター（硝化システム）：システムの核心となる生化学モジュール。魚の代謝によって生じる高毒性のアンモニア窒素（NH₃／NH₄⁺）を、硝化細菌により比較的低毒性の硝酸塩（NO₃⁻）に変換し、水質を安全な状態に保ちます。

（4）UV殺菌／オゾン消毒：紫外線またはオゾンを用いて水中の病原菌、ウイルス、寄生虫の卵を不活性化し、疾病の発生リスクを低減するとともに、抗生物質の使用を最小限に抑え、あるいは完全に不要とします。

（5）曝気システム：純酸素、マイクロ・ナノバブル、または液体酸素を用いて、水中の溶存酸素濃度を5 mg／L以上に維持し、高密度養殖条件下でも魚の呼吸ニーズを確実に満たします。 —およびナノバブル、あるいは液体酸素を用いて、水中の溶存酸素濃度を5 mg／L以上に維持し、高密度養殖条件下でも魚の呼吸ニーズを確実に満たします。

（6）温度制御システム：ヒートポンプ、ボイラー、地熱エネルギーなどを活用し、対象魚種の最適成長温度範囲（例：26℃）内での水温を精密に制御します。 —28°C）を維持し、年間を通じて水温を一定に保った養殖が可能になります。

（7）脱ガスおよびpH調整：水中の過剰な二酸化炭素（CO₂）を除去し、pHを7.0 —8.5の適正範囲内に維持することで、硝化細菌および魚にとって安定した化学環境を実現します。

（8）スマートモニタリングシステム：水温、溶存酸素量、pH、アンモニア態窒素、亜硝酸態窒素などの主要パラメーターをリアルタイムで監視し、異常発生時に自動アラームを発報するとともに、遠隔管理をサポートします。

上記各モジュールは直列で稼働します。飼育槽から排出された水は、ろ過→生化学処理→消毒→曝気→温度制御の順に処理され、最終的に再び飼育槽へ戻ります。これにより1回の循環が完了します。本システムでは、通常1日あたり8～24回の循環が行われ、水質の安定性を常に確保します。

3. 主な利点

3.1 極限的な水節約：水資源の制約を克服

陸上循環式養殖システムでは、従来の養殖法と比較して、わずか5 —従来の方法と比較して、必要な水の量は10％で済みます。魚を1キログラム生産する際に、循環式養殖システムでは約100 —200リットルの水しか必要としませんが、従来の土池方式では5,000～10,000リットルが必要です。水資源がますます枯渇しつつある現代において、この利点により、乾燥した内陸部や都市近郊でも養殖が可能になります。 —データによる裏付け：循環式養殖システムでは、通常、1日に補充する水量は総水量のわずか1～3％であり、これにより95％以上の節水効果が得られます。

データによる裏付け：循環式養殖システムでは、通常、1日に補充する水量は総水量のわずか1～3％であり、これにより95％以上の節水効果が得られます。 %-5%データによる裏付け：循環式養殖システムでは、通常、1日に補充する水量は総水量のわずか1～3％であり、これにより95％以上の節水効果が得られます。 %.

季節に左右されず、年間を通じて安定した生産が可能です。

温度制御システムにより、対象魚種の最適な成長温度範囲内での水温維持が可能となり、季節や気候による制約を完全に解消します。山東省や遼寧省などの寒冷地では、従来の養殖は冬期に完全に停止しますが、循環式養殖システム（RAS）を導入することで、年間365日・無中断の養殖が実現し、同等面積における年間生産量は従来手法の5～10倍に達します。

適用事例：山東省や遼寧省などの北方地域において、RASを活用して全年齢でエビ（リトペネウス・ヴァンナメイ）の養殖を実施。冬季収穫により高単価での販売が可能となり、利益が大幅に向上します。

3.2 疾病発生率の制御と水産物の安全性確保

閉鎖型養殖環境により、外部からの病原体の侵入経路が遮断されます。さらにUV／オゾン消毒を併用することで、従来の養殖方法と比較して疾病発生率を80％以上低減できます。また、養殖過程で抗生物質を一切使用しないため、得られる水産物は「グリーンフード」基準、あるいは有機認証基準にも適合し、高級市場および輸出市場の要求を満たします。

適用シーン：サーモン、ハタ、カリフォルニアバスなどの高付加価値魚種に対する抗生物質不使用養殖。盒馬（ヘマ）やサムズ・クラブなど、高級小売チャネルへの直販が可能になります。

3.3 高密度養殖による単位面積当たりの生産量倍増

循環式養殖システムの高精度な曝気および水質制御機能により、飼育密度を50 —100 kg／m³まで実現可能です。これは従来の土池（1 —50倍に相当します。 —3 kg／m³）。これにより、必要な土地面積が大幅に削減され、土地利用効率が顕著に向上するため、土地資源が限られた地域にも適しています。

3.4 排水ゼロ・環境配慮型

本システムで発生する少量の固形廃棄物は一元的に回収され、有機肥料やバイオガス発電の原料として再利用されます。汚染された水は河川などへ一切排出されません。循環式養殖モデルは、国の『養殖排水基準』および『グリーンフィッシャリーズ（持続可能な水産業）』推進政策を完全に満たしています。環境監査がますます厳格化する中で、大規模養殖を実現する唯一の持続可能な解決策です。

3.5 智能管理による人手依存度の低減

最新のRAS（再循環式養殖システム）は、IoT（モノのインターネット）センサーや自動制御プラットフォームを備えています。水質パラメーターはリアルタイムでクラウドにアップロードされ、異常発生時には自動アラートが通知され、機器の連携制御も自動化されます。1,000 m³規模の養殖施設では、わずか2名～3名のオペレーターで運用が可能となり、人件費および管理の複雑さを大幅に削減できます。 —3名のオペレーターで管理可能です。

4. 陸上型再循環式養殖システムと従来型養殖モデルの比較

表1：各種養殖方式の詳細比較

5適した養殖対象種

陸上循環式養殖システム（RAS）は、以下に限定されない多様な高付加価値水産生物の養殖に適しています。

（1）淡水種：カリフォルニアバス、チャイニーズマス（中国鱸）、イエローキャットフィッシュ、チョウザメ、ニジマス、コイ、ティラピア、ドジョウ

（2）海水・汽水域種：ホワイトレッグシュリンプ（南米車海老）、グルーパー（ハタ類）、イエローコーカー（キチジ）、アトランティックサーモン（大西洋サケ）、シーバス（スズキ目魚類）、フグ

（3）特殊水産種：ウナギ、スッポン、オオサンショウウオ、タツノオトシゴ、観賞魚

6代表的な適用シーン

（1）都市近郊の工場型養殖基地：廃止された工場建物や倉庫を再利用し、循環式養殖システム（RAS）施設として整備。消費者市場に近い立地を活かして、生きたままの新鮮な水産物を直接供給することで、輸送によるロスを削減し、中間業者を省く。一般的な規模：水槽容量500 —5,000 m³、年間生産額5 —50万元。

（2）寒冷地における通年養殖：標高が高く、緯度が高く、気温が低い地域でRASを活用し、冬季に加温飼育を行うことで「冬のエビ収穫・通年出荷」を実現。価格は通常より30％程度のプレミアムが付く。 %-50%.

（3）塩害・アルカリ土壌の総合的改良と養殖の融合：塩害・アルカリ土壌地帯に循環式養殖システムを導入することで、土壌の修復と経済的収益の両立を図り、「養殖による土壌修復」を実現。

（4）深海・沖合養殖向け陸上支援種苗基地：深海や沖合の大型ネットペンおよび養殖船へ供給する高品質な種苗の中間育成段階を担う。循環式養殖システム（RAS）により、制御された環境下で種苗の健全な成長を確保し、海への放流後の生存率向上を図る。

7よくあるご質問（FAQ）

Q： 陸上循環式養殖の初期投資額はおおよそいくらですか？

A： 養殖対象魚種、事業規模、自動化レベルによって異なりますが、水1立方メートルあたりの建設コストは約400～1,100米ドル／m³です。標準化された循環式養殖システム施設（容量1,000 m³）の場合、総投資額は約41万5,000～110万米ドルとなります。初期投資額は高額ですが、高い生産性、低いロス率、長期的な収益性を考慮すると、通常3年以内に投資回収が可能です。 —5年

Q： 循環式養殖システム（RAS）では、電気代は高くなりますか？

A： 電気代はRASの主な運用コストの一つであり、総運用コストの約30～40％を占めます。高効率ポンプ、可変周波数制御、ヒートポンプによる排熱回収などの省エネルギー技術を導入することで、魚1キログラムあたりの電気代を米ドルで0.3～0.5ドルに抑えることが可能です。また、こうした取り組みにより、従来型養殖システムと比較して経済的なパフォーマンスも向上します。

Q： 陸上循環式養殖の開発に適した地域はどこですか？

A： 理論的には、あらゆる地域が対象となりますが、特に以下のような状況でそのメリットが顕著になります。 1).水資源が乏しい内陸部； 2). 冬期に寒冷な北部地域； 3).土地資源が限られる都市近郊； 4).環境保護要件が厳しい河川流域周辺地域； 5).塩鹸地や荒地など、耕作に適さない土地資源が豊富な地域。

Q： 循環式養殖システムで育てられた魚と、従来の土池で育てられた魚では、味に違いがありますか？

A： 適切な放養密度と飼料配合のもとでは、循環式養殖システムで育てられた魚は身が引き締まり、泥臭さがありません。一部の魚種（例えばサーモンやカリフォルニアバス）では、従来の養殖方式で育てられた魚よりも風味が優れている場合もあります。その鍵は、清潔な水質と抗生物質残留物の absence にあります。こうした点が、消費者からの評価を高めています。

Q： このシステムの維持管理は難しいですか？ 専門の技術者が必要ですか？

A： 最新のRAS（循環式養殖システム）は高度に自動化されています。日常的な保守作業としては、設備の運転状況を毎日点検すること、マイクロフィルターの網目を定期的に洗浄すること、水質パラメーターをモニタリングすること、およびプロバイオティクスや栄養素の補充が主となります。通常の作業員でも、短期間の訓練でシステムの操作が可能になります。 —2週間で、システムサプライヤーは通常、技術トレーニングおよびアフターサポートを提供します。

8お問い合わせ

陸上循環式養殖システム（RAS）に関する技術的ソリューション、機器構成、投資回収分析の詳細情報や、実証施設見学の予約をご希望の場合は、お気軽にお問い合わせください。

図1：陸上循環式養殖施設の写真