ソーダ工業（ソーダこうぎょう）は、無機化学工業の一分野であり、電解ソーダ工業とソーダ灰工業の総称である[1]。塩化ナトリウムの分解により、水酸化ナトリウム（苛性ソーダ）、塩素、水素、炭酸ナトリウム（ソーダ灰）などの基礎化学原料を製造する[2]。工業の発展により、水酸化ナトリウムに比べ塩素の需要が増すことから、国によっては塩素工業とも呼ぶ[3]。
技術と製品

炭酸ナトリウムはソルベー法、水酸化ナトリウムと塩素は電解法により製造される。電解法はさらに隔膜法、水銀法、イオン交換膜法などに分類できる。隔膜法は電解槽の陽極側と陰極側をアスベストの隔膜で仕切るものであるが、溶液を濃縮して塩化ナトリウムを析出除去する工程でエネルギーを要することと、製品に塩化ナトリウムが残存し、品質が劣るという欠点がある。水銀法は電解槽の陰極に水銀を使用してナトリウムアマルガムを生成させ、純水で水銀とナトリウムアマルガムとの混合物を洗浄して水酸化ナトリウムを得る手法[4]で、純度が高い水酸化ナトリウムが得られるが、水銀の毒性があることから日本では1986年を最後に行われなくなった[5]。

日本での主流であるイオン交換膜法では、電解槽をフッ素系高分子ポリマー製のイオン交換膜で仕切り、陽極側に塩化ナトリウムの飽和水溶液、陰極側に純水を満たす。これに電流を通すと、陽極から塩素ガス、陰極から水素ガスが発生し、陰極側の液はイオン交換膜を透過したナトリウムイオンにより水酸化ナトリウム水溶液となる[6]。水素ガスは洗浄・冷却を経て、圧縮水素としてボンベに詰めて出荷される。塩素ガスは洗浄・冷却・脱水を経て、ボンベに詰めた塩素ガスや液体塩素、塩化物などとして出荷される。水酸化ナトリウムは、蒸発缶で50 %まで濃縮した苛性ソーダ液、あるいは固形工程を経て、固体苛性ソーダとして出荷される[7]。

イオン交換膜法で水酸化ナトリウムを1トン製造する場合、原料の塩化ナトリウム1.5トンと、約2,500 kWhの電力を必要とし、0.886トンの塩素と、0.025トンの水素が副生する[8]。原料の電気分解に多くの電力を要するのが特徴であり、日本ではソーダ工業全体で年間あたり約100億kWhの電力を消費する。そのうち約9割が電気分解、残りがポンプ動力や工場の照明などに使われる。これはアルミニウム精錬、フェロアロイ工業、カーバイド工業に次いで大きなもので、日本の産業用電力の3 %、化学工業の消費電力の18 %を占める[8]。自家発電比率は63 %[9]で、産業用電力の自家発電比率31 %[10]に比べ高い値となっている。24時間操業の工場では、電力需給調整の観点から夜間は主に電力会社の深夜電力を利用している[11]。日本のソーダ工業の省エネ技術は世界で最も進んだものであり[12]、電力原単位（水酸化ナトリウム1トンの製造に要する電力）は1965年度の3,465 kWh/tから2010年度の2,445 kWh/tまで減少した。これは、消費電力の少ないイオン交換膜法の普及によるものである[13][9]。日本の化学メーカーの東亞合成とカネカは、燃料電池の技術を応用してさらに電力消費の少ないガス拡散電極法の実用化に向けた研究を進めている。これは水素ガスを併産しない代わり、電力消費量はイオン交換膜法に比べ2/3程度となる[14]。イオン交換膜法 ： NaCl + H 2 O ⟶ NaOH + 1 2 Cl 2 + 1 2 H 2 {\displaystyle {\ce {NaCl + H2O -> NaOH + {\frac {1}{2}}Cl2 + {\frac {1}{2}}H2}}} ガス拡散電極法 ： NaCl + 1 2 H 2 O + 1 4 O 2 ⟶ NaOH + 1 2 Cl 2 {\displaystyle {\ce {NaCl + {\frac {1}{2}}H2O + {\frac {1}{4}}O2 -> NaOH + {\frac {1}{2}}Cl2}}}