比較
HDPE vs 鋼管・ダクタイル鋳鉄管:総保有コスト(TCO)比較
初期コストの比較では鋼管とDIが有利です。しかし、50年間の漏水、修繕、エネルギー、廃棄処理までモデル化すると、ほとんどの水道事業者シナリオでHDPEが20〜40%優位となります。
Primepoly Engineering Team
Primepolyエンジニアリングチーム
公開日: 2026年2月18日
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HDPE管1トンとダクタイル鋳鉄管1トンを価格表で比較すれば、原材料費ではDIが勝ります。しかし配管はトンで売られるのではなく、キロメートル単位で仕様化され、50年間運用されるものです。総保有コスト(TCO)モデリングはその現実を捉えます。すなわち、資本費、設置費、エネルギー費、漏水費、修繕費、更新費、廃棄時の残存価値です。以下にモデル化する4つの水道事業者シナリオでは、HDPEはダクタイル鋳鉄管または被覆鋼管に対して50年TCOを20〜40%低減します——これが、進歩的な水道事業者の多くが標準仕様を切り替えてきた理由です。
モデル化の対象範囲
4つのシナリオをモデル化します:(1)市街地のDN400市町村幹線5 km、(2)農村部のDN600加圧原水送水管12 km、(3)製油所のDN200工業用供給管1.5 km、(4)遠隔地のDN500鉱業用尾鉱管8 km。各シナリオについて、配管+継手の購入費、現場までの輸送費、設置労務費、継手数×継手1個あたりの時間、現場の脱水/支保/埋戻し、50年間の摩擦によるエネルギー損失(HDPEは内面がやや滑らかですが、その差は通常3%を超えません)、漏水量×処理水コスト、修繕頻度×労務+修繕中の漏水、計画更新、廃棄時の残存価値/リサイクルを集計します。すべての数値は設置済み配管1キロメートルあたりに正規化し、2025年USDで示します。
CapEx——設置コスト
メートル単価の高いHDPEですが、開削配管の設置コストでは決定的に有利です。理由は継手数にあります。隣接コイルに溶接された12 mのHDPEコイルは幹線1キロメートルあたり約80継手であるのに対し、6 m長のDIは167継手/kmとなります。3名体制の融着クルーがDN200継手1箇所を平均8分で施工する場合、労務節減は1キロメートルあたり80〜120時間に達します。HDPEは同じ口径でDIの30%重量と軽量であるため、ハンドリング、揚重、土留めの要件も低減されます。結果として、典型的な都市部/農村部シナリオではHDPEの設置コストはDI比で5〜25%低くなります。
| コスト項目 | HDPE PE100 | ダクタイル鋳鉄管 | 被覆鋼管 |
|---|---|---|---|
| 配管+継手 | $ 105k | $ 92k | $ 118k |
| 現場輸送 | $ 8k | $ 14k | $ 12k |
| 設置労務 | $ 38k | $ 62k | $ 66k |
| 継手数/km | ≈ 80 | ≈ 167 | ≈ 167 |
| 埋戻し/床付け | $ 18k | $ 22k | $ 22k |
| CapEx合計/km | $ 169k | $ 190k | $ 218k |
OpEx——50年間の運用
本当の差は運用面に現れます。独立した水道事業者調査(American Water Works Association、Water Research Foundation)では、HDPEの本管破損率はDIや鋼管の1/10〜1/25であることが一貫して示されています。50年スパンでは、この単一要因——本管破損の減少、掘削の減少、処理水損失の減少——が、わずかなCapEx均衡を大きなOpEx優位へと反転させます。処理水コストがUSD 0.5〜2.0/m³の地域では、無収水削減だけで配管購入費全体を資産寿命中に上回ることも珍しくありません。
| コスト項目 | HDPE PE100 | ダクタイル鋳鉄管 | 被覆鋼管 |
|---|---|---|---|
| 本管破損(50年) | ≈ 0.5 | ≈ 5〜8 | ≈ 4〜6 |
| 修繕労務+部材 | $ 8k | $ 65k | $ 50k |
| 無収水 | $ 12k | $ 95k | $ 80k |
| 電気防食 | $ 0 | $ 25k | $ 90k |
| 廃棄時リサイクル | − $ 4k(回収) | − $ 6k | − $ 8k |
| 50年OpEx合計 | $ 16k | $ 179k | $ 212k |
4つのシナリオ——50年TCOモデル
以下の数値は例示であり、実プロジェクトでは差異が出ますが、当社がモデル化したすべての案件で同様のパターンが成立しています。
| シナリオ | HDPE PE100 | ダクタイル鋳鉄管 | 被覆鋼管 |
|---|---|---|---|
| 市町村幹線DN400、市街地 | $ 185k | $ 369k | $ 430k |
| 加圧送水DN600、農村部 | $ 305k | $ 470k | $ 510k |
| 工業用供給DN200、製油所 | $ 78k | $ 88k | $ 92k |
| 鉱業尾鉱DN500、遠隔地 | $ 410k | $ 720k | $ 760k |
HDPEが正解にならない場合
- 高い機械的衝撃リスクに地上暴露される場合。30トンのフォークリフトはDIよりHDPEを大きく変形させます。重工業ヤードでは衝撃荷重に対してDIが正解となる場合があります。
- 超高温用途。HDPEは30 °C超で減定格となります。連続して60 °C超の流体にはPP-R、CPVC、または鋼管を指定してください。
- 現地労務が融着溶接に不慣れな場合。50年TCOは正しく融着された継手を前提とします。認証済み融着クルーが現地で確保できない場合、訓練費を見込むか、エレクトロフュージョン専用設計を採用してください。
- 極めて短い配管延長(100 m未満)で融着クルーの動員が経済的に成り立たない場合。小規模ではねじ込みDIまたは事前製作の鋼管が安価となることがあります。
結論
4つのシナリオのうち3つでHDPEは50年総保有コストが最低となり、4つ目(製油所の小規模ループ)でも、距離が短く高温用途であるためギャップが縮まりつつ均衡しています。結論は「HDPEが常に最安」ではなく、「メートル単価最安の管が10年単位で見た最安の配管であることはほとんどない」ということです。資産計画担当者がTCO計算を行っていない場合は、ぜひ実施するよう促してください。Primepolyは、入札中のいかなるプロジェクトに対しても、HDPEの入力値(価格、継手数、想定破損率、リサイクル性)を提供いたします。
