ISSN 1346-7301
国総研研究報告 第73号
令 和 5 年 1 0 月

国土技術政策総合研究所
研究報告
RESEARCH REPORT of National Institute for Land and Infrastructure Management

October 2023

No.73

リーファーコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案

杉村佳寿・篠田岳思

Proposal for a Method to Evaluate the Effectiveness of Roof Shade Installation in
Reefer Container Areas

SUGIMURA Yoshihisa, SHINODA Takeshi

国土交通省 国土技術政策総合研究所
National Institute for Land and Infrastructure Management
Ministry of Land, Infrastructure, Transport and Tourism, Japan

国土技術政策総合研究所研究報告
No. 732023 年 10 月
（YSK-R-57）

リーファーコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案杉村佳寿*
篠田岳思**

要旨

港湾においてエネルギー消費の大きな割合を占めるリーファーコンテナ（RC）の省エネ・脱炭素化対策に関する実証研究は少なく，研究と実践のギャップが港湾の意思決定者の課題となっている．
本稿では，博多港の RC エリアに設置されたルーフシェードの設置効果を評価するシミュレーション
モデルにより省エネ効果を推計し，その結果を用いて経済性を分析する方法を提案し，他地域への適用の可能性について評価した．気象庁データを用いることで季節別，地域別の省エネ効果の算定が可能となり，省エネ率は夏季より冬季が，温暖な地域より寒冷な地域が大きい可能性があることが明らかとなった．本稿の成果は港湾の意思決定者がルーフシェード導入の事前評価を行うための有力なツールとなるため，世界の港湾の省エネ・脱炭素化に貢献することが期待される．
キーワード：省エネ，脱炭素，リーファーコンテナ，ルーフシェード，コンテナターミナル* 港湾・沿岸海洋研究部 港湾新技術研究官（港湾システム研究室長併任）** 九州大学大学院工学研究院 教授〒239-0826 横須賀市長瀬3-1-1 国土交通省国土技術政策総合研究所
電話：046-844-5019 Fax：046-842-9265
e-mail: ysk.nil-46pr@gxb.mlit.go.jpiResearch Report e of NILIM
No. 73 October 2023
（ YSK-R-57 ）Proposal for a Method to Evaluate the Effectiveness of Roof Shade Installation in
Reefer Container Areas

SUGIMUTA Yoshihisa*
SHINODA Takeshi**Synopsis
Few empirical studies have examined energy conservation and decarbonization measures for reefer containers(RCs), which account for a particularly large share of energy consumption in ports, and the gap between researchand practical application is a challenge for port decision makers. In this paper, a simulation model for evaluating
the effect of installing roof shades in RC areas at Hakata Port was used to estimate the energy saving effect, which
was then used to evaluate the economic benefits, and the po ssibility of applying the model to other areas wasevaluated. The results indicated the possibility that the energy conservation rate would be larger in winter than insummer and in cold regions than in warm regions, because the effect of solar radiation i s relatively small in summer
and in warm regions. The results of this paper are expected to contribute to energy conservation anddecarbonization in ports around the world, as they provide a powerful tool for port decision makers when making
preliminary assessments of roof shade installation.
Key Words: Energy conservation, Decarbonization, Reefer container, Roof shade, Container terminal* Research Coordinator for Advanced Port Technology, Port, Coastal and Marine Department** Professor, Department of Marine Systems Engineering, Faculty of Engineering, Kyushu University
3-1-1 Nagase, Yokosuka, 239-0826 Japan
Phone：+81-46-844-5019
Fax：+81-46-842-9265
e-mail: ysk.nil-46pr@gxb.mlit.go.jp

ii

目

次

1. はじめに ............................................................................. 1
2. 先行研究の整理........................................................................ 1
3. ルーフシェードの概要と設置効果検証実験 ............................................... 2
3.1 博多港の概要 .................................................................... 2
3.2 ルーフシェードの設計と運用システム .............................................. 2
3.3 ルーフシェード設置効果の検証実験 ................................................ 3
4. 温熱シミュレーションモデル ........................................................... 5
5. 博多港における夏季の省エネ効果の推計 ................................................. 7
6. シミュレーションモデルの他季節及び他地域への適用 ..................................... 8
7. 経済性分析 ........................................................................... 9
8. おわりに ............................................................................ 11

参考文献 ............................................................................... 12

iii

iv

国総研報告1. はじめにNo. 73性が検証可能となる．本稿の新規性及び学術的貢献は，
RC エリアへの RS 導入効果を実証的にまとめ，事前評価

港湾は旅客や貨物の輸送の拠点であるためエネルギーのための汎用的なシミュレーション手法を提案し，導入消費量が多く，外部購入電力の消費を含めると化石燃料の経済分析に基づいて RS 導入の実現可能性を提示したの消費，すなわち CO2 排出量も多い (Iris and Lam, 2019;

ことである．本稿の成果は，RS 導入を検討する港湾管理

Martínez-Moya et al, 2019; PIANC, 2019; Sifakis and Tsoutsos,

者やターミナルオペレーターなどの港湾の意思決定者を2021)．このため，港湾における気候変動対策が注目され強力にサポートし，日本および世界の港湾における省エている (Alamoush et al, 2020)．港湾運営における環境へのネルギー・脱炭素化に貢献するものである．

配慮は，もはや港湾競争力の重要な要素であり，港湾は

2. 先行研究の整理

計画と管理に社会的・環境的な配慮を取り入れることなく運営することはできない(Hales et al., 2016)．
こうした背景から，港湾が取り得る気候変動対策につChen et al. (2013) や Sornn-Friese et al. (2021) は，港湾

いてはすでに多くの先行研究が行われており，アントワ

関連の CO2 排出を船舶，港湾，背後圏輸送によるものとープ，ロッテルダム，ロサンゼルス／ロングビーチ，ハン

しているが，コンテナターミナル（CT）でのエネルギー

ブルク，シンガポールなど，環境に配慮した戦略を掲げ

消費と CO2 排出量を詳細に検証した先行研究は少ない

る先進港もある (Acciaro，2015; Aregall et al., 2018)．最新(Martínez-Moya et al., 2019)．Peng et al. (2018) と Martínez-の研究を踏まえれば，港湾における気候変動対策がある

Moya et al. (2019) は，CT の CO2 排出量を詳細に検討して程度整理されてきているが (Alamoush et al., 2020)，現実

いるが，荷役機械に焦点を当てたものであった．

社会では，港湾業界で広く採用されている対策は依然存

港湾における環境対策については様々な先行研究があ在せず，現在の気候変動対策の採用状況と国際機関が表るが，エネルギー効率に焦点を当てた Iris and Lam (2019)，

明している野心的な排出削減目標との間には大きなギャ

気候変動対策に焦点を当てた Bjerkan and Seter (2019)，

ップが残っている (Sornn-Friese et al., 2021)．港湾におけAlamoushet al. (2020) など，包括的なレビュー研究が既にる環境対策にはかなりのコストがかかるが (Woo et al.,存在する．国際港湾協会（IAPH）は港湾における気候変2018)，そのコストを誰が負担するかが大きな課題であり

動関連問題に取組むためのツールキットを公表しており(Martínez-Moya et al., 2019)，各国の環境政策アプローチや(IAPH, 2020a; IAPH, 2020b)，国際航路協会（PIANC）はエ

港湾ガバナンスに基づいた実施方法と役割分担が必要でネルギー効率に関する報告書を公表している (PIANC,

あるが，各港湾の特性に応じた効果や実施コストを踏ま2019)．こうした文献から，潜在的な対策はある程度整理

えた対策の組合わせも重要となる (PIANC, 2019)．

さ れ て い る と 見 る こ と が で き る が ， Sornn-Friese and本稿では，省エネ・脱炭素対策に関連するリーファー

Poulsen (2016) は，港湾による環境対策の導入レベルは国コンテナ（RC）に着目する．港湾における RC のエネル

や港湾によって異なるとし，Lam and Notteboom (2014) は，

ギー消費の割合は大きいにもかかわらず (Martínez-Moya

これらの違いには，地理的，経済的，規制的，政治的文脈

et al., 2019)，RC に関する先行研究は少なく，研究課題とが重要であることを指摘している．

なり得ることが指摘されている (Iris and Lam, 2019)．まAcciaro et al. (2014) や Lam and Li (2019) は，環境課題

た，Bjerkan and Seter (2019) がサステイナブル港湾に関すに対応するためには港湾管理者の積極的な役割が必要でる詳細なレビューの中で主張しているように，実証的知あると主張したが，これは港湾ガバナンスモデルが環境見に基づく先行研究が少なく研究と実践のギャップが港への取組みに大きな影響を与えていることを背景にして湾の意思決定者を十分にサポートしていないため，対策

いる (Munim et al., 2020)．1980 年代以降，世界中で港湾導入時の課題，対策の実際の評価等の実証研究が必要と改革が進み (Brooks et al., 2017)，港湾管理者の役割の変化

されている．本稿は，博多港の RC エリアへのルーフシや Landlord モデルによる港湾運営の民営化が起こる中ェード（RS）導入効果を実証的に示し，その効果を推計(Monios, 2019)，Landlord モデルの採用は CO2 排出量削減

するシミュレーション手法を提案し，RS 導入の経済性をの重要なドライバーとなっている (Munim et al., 2020;

検証することで，他港での RS 導入の事前評価のためのSornn-Friese et al., 2021)．これは，コンセッション契約の有力なツールを提供するものである．博多港では 2010 年

85％が環境条項を含んでいることから (Notteboom andに RS を導入し，その効果について実験計測を行っておVerhoeven, 2010)，コンセッション契約が環境ガバナンス

り，実験結果と比較することでシミュレーションの妥当としても機能しているためである (Van den Berg and De- 1 -リーファーコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案／杉村佳寿・篠田岳思

Langen, 2014; Lam and Notteboom, 2014; Notteboom and Lam,て，ゴムタイヤ式ガントリークレーン（RTG）の電動化や2018; Martínez-Moya et al,2019)．

ハイブリッドストラドルキャリアの導入に加え，RC エリ

また，個々の対策についても様々な先行研究があり，

アに RS システムを導入している．RS が設置されたのは，例えば最も有名な対策とされる陸電供給 (Bjerkan and博多港に 2 つある CT のうちアイランドシティ CT（HICCT）

Seter, 2019) については，その実施効果や経済性を詳細にであり，政府による実証事業として実施された．

検討した文献として，既に Dai et al. (2019)，Zis (2019) などが存在する．しかし一般的に RC エリアは CT における

3.2 ルーフシェードの設計と運用システム

エネルギー消費の約 20～45％を占めているにも関わらず

HICCT では，
図-1 に示すように岸壁や RTG クレーン，(Acciaro and Wilmsmeier, 2015; van Duin et al., 2018; Iris andRC，管理棟，照明施設等で電力が消費される．RC の電力

Lam, 2019)，RC に関する先行研究は少ない (Iris and Lam,

消費増加の主な原因は，強い日射による熱貫流である．

2019)．RC のエネルギー効率は，港湾やターミナルの戦

そのため夏場の周囲からの RC 壁面への熱侵入や日射を略でほとんど言及されておらず，実際，ISO 50001（エネ低減することで，電力消費を削減することができる．

ルギーマネジメントシステム）の認証を受けている港湾は僅かである (Acciaro and Wilmsmeier, 2015)．数少ない先行研究の中で，Rijsenbrij and Wieschemann (2011) は，カバーエリアが RC の加熱を避けることを示し，Werner (2014)
は，RC エリアの屋根をソーラーパネルで覆うことを提案
し，遮光と自家発電の相乗効果を主張している．van Duinet al. (2018) や Iris and Lam (2019) は，季節や時間帯によって必要な電力量が変動する RC に対してピークシェー

HICCT における電力消費先

図-1

ビングを導入することで，効率的な港湾運営が実現すると主張している．RS に関する直接的な先行研究の中には，オペレーション中，RC エリアは，ドライコンテナ蔵置

実験やシミュレーションによって定量的なエネルギー消ヤードと同様の条件に保たれ，すなわち RC は直射日光費削減効果を示したものもあるが (Shinoda and Budiyanto,に晒される．晴天時には，この直射日光によって RC の2016; Budiyanto and Shinoda, 2020)，省エネメカニズムの詳

表面温度が上昇する．その結果，熱が RC 内に侵入し，冷細や CO2 排出削減効果，導入時の経済性については言及

蔵システムによる余分な熱の除去が必要となる．除熱にされていない．

必要なエネルギーは，冷蔵システムの負荷率によって消費されるエネルギーに等しい．

3. ルーフシェードの概要と設置効果検証実験

RS は，
直射日光から RC を保護するために設計された．
RS の基本設計は，建物で使用される通常の日除けに似て

3.1 博多港の概要

いるが，この技術の革新的な点は，RC 蔵置エリア用の開博多港は 1982 年に CT の運営を開始し，現在では国内閉式屋根として設計されていることである．屋根は布製

第 6 位の約 100 万 TEU のコンテナ取扱量を誇る．国内でキャンバスでできており，フレーム構造体に取り付けらは比較的新興港湾であり，柔軟な施策展開が特徴である

れている．さらに，フレーム構造体は互いに連結された 6(Sugimura et al., 2022)．例えば，1994 年に port community

組の折り畳み式屋根に分割され，水平軌道の機械的な移

system を導入し，業務の効率化を図っている．また，博動によって屋根を格納する．このフレーム構造の移動は，

多港は日本でいち早く CT の運営を民営化した港でもあ端末操作システムによって制御される電動ウィンチによる．第三セクターとして設立された博多港ふ頭株式会社って駆動される．

は，2004 年に港湾管理者である福岡市から港湾施設の長通常，屋根は閉じられており，ターミナルオペレーシ期リースを受けている．しかし，博多港の最大の特徴はョンシステム（TOS）からの作業指示を受けて開く．

環境に配慮した港湾運営にある．気候変動対策としてカ

HICCT には，RC 蔵置ヤードの 2 つのスロットに開閉式

ーボンニュートラルポート（CNP）政策が推進される以前

RS が導入された．図-2 に RS の外観と機能設計を示す．

から，博多港はエコターミナルの実現を目指しており，

RS の操作は，図-3 に示すように CT で使用されている

日本を先導する形で環境への取組みを進め，2013 年にはTOS と統合されている．コンテナトレーラーがゲートでIAPH 港湾環境賞を受賞している．具体的な取組み例としチェックされると，
コンテナデータが TOS に送られ，TOS- 2 -国総研報告No. 73は自動的に荷役機械を配置し，コンテナの位置を決定する．その後，TOS は，適切な荷役機械に作業指示を送り，荷役機械の到着前に屋根が自動的に開く仕組みとなっている．
図-3

RS のオペレーションメカニズム

3.3 ルーフシェード設置効果の検証実験
HICCT では，RS 設置効果を検証し，コンテナの熱移動特性を評価するため，2 種類の実験を行った．実験の概要
を表-1 と図-4 に示す．また，図-5 に示す通り，リーファ
ーユニットが西向き，ドアが東向き，一方の側壁は南向き，
もう一方の側壁は北向きである．

図-2

RS の外観と機能設計
表-1

目的
期間
手順

図-5

HICCT のレイアウトと向き

RS 設置効果検証のための実験概要

実験 1
RC エリアへの RS 設置効果を，RS の有無の場合を直接比較することで検証．
2013 年 7 月～10 月
2014 年 7 月～10 月
1. 6 つの RC で 3 段の RC で構成される 2 つのグルー
プを作成．
2. 1 番目のグループを RS のない RC 保管ヤードに設置，2 番目のグループを RS のあるヤードに設置．
3. 位置を南側(R1)，中側(R4)，北側(R8)の順に移動．
4. 気象要因を考慮してデータを取得，保存．

実験 2
RC 間の熱移動特性を検証．
2015 年 7 月～10 月
1. 6 つの RC で 3 段の RC で構成される 2 つのグルー
プを作成．
2. 最初に RS のある RC 保管ヤードに 2 つのグループを設置．
3. 位置を南側(R1&R2)，中側(R4&R5)，北側(R7&R8)の順に移動．
4. 気象要因を考慮してデータを取得，保存．
5. RS ありの実験終了後，RS なしで同様の実験．

実験 1

実験 2
図-4

実験の手順

- 3 -

リーファーコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案／杉村佳寿・篠田岳思

測定対象として，同じメーカー，製造年の長さ 40 フィータによると，最低内部温度は－18℃，最高外部温度は 38℃

トの 6 つのハイキューブ RC が使用された．構造は天井壁，である．全体の熱伝達率は 1,904 kcal/h，総括伝熱係数は 34

側壁，床，隅の金属鋳造基礎で構成されており，RC の内部

kcal/h である．外面は平らなアルミニウムパネルで構成され空間は主に貨物倉として機能し，床には端に取り付けられており，全ての表面は白色に塗装されている．

た冷蔵システムからの空気を循環させる機能を有する T 型

実験で環境データを収集するために使用される装置は，

グレーチングが備えられていた．RC の壁は，アルミニウム，

日射センサー，電力計，熱電対，気象計であり，全ての装置

ポリウレタン，ステンレス鋼の 3 つの材料層で構成され，からの測定データは，様々な気象条件下で毎分記録された．

厚さはそれぞれ 0.8，90，0.9mm，熱伝導率はそれぞれ 204，

実験結果を図-6～図-9 に，実験結果のまとめを表-2 に示

0.03，16 W/mK であった．メーカーから入手可能な設計デー

す．

図-6

図-7

RS ありなしの場合の日射量の比較（左：なし．右あり）

RS 有り無しの場合の温度プロファイルの比較（左：なし．右あり）- 4 -国総研報告表-2

No. 73

実験結果のまとめ

項目

実験結果

日射量

・RS がない場合，最大日射量は天井面と西面で測定された．最も日射量が多かったのは天井面で午後 12 時，
西面では午後 3 時 30 分．東面と南面では，それぞれ午前 8 時 30 分と午前 10 時 30 分にほぼ同じ最大日射量を計測．
・RS の折畳み構造の隙間から太陽光が入り込むため，午後には日射強度の変動が発生．
・RS がない場合，表面温度の上昇は最上段で顕著．最下段を除く全ての表面温度が著しく上昇し，ピークに到達．天井面は午前 8 時から午後 6 時までほぼ終日高温を示し，他面よりも高温．底面の温度は最も低
く，気温とほぼ同じ．
・RS がある場合，全ての RC 層で表面温度が低下．最上段では，天井面の表面温度の低下が顕著．各表面
は主に RS 上の日射量の傾向と同様．RS フレームの隙間から入る日射量が高いため，温度変動が数回発
生．下面の平均温度は気温と同じであるため，RS 導入による大きな温度低下はなし．

コンテナ
壁面温度

電力消費

RC 間 の
熱相互作用・消費電力は高域と低域に分類され，RS なしの場合の最上段と中段の RC の消費電力は高域，それ以外のRC の消費電力は低域．したがって，RS はエネルギー消費を削減する．
・中間層が最も消費電力を削減したのは，上下の位置から熱保護が有利に働いたことが理由．
・RC 間の熱相互作用を 2 列の隙間で観察．熱成層は上面から下面にかけて顕著．向かい合う面は，上段から下段にかけて熱成層が発生する傾向．
・暖かい空気は浮力の影響を受けて上昇する傾向があり，床と天井の間に正の垂直温度勾配が発生．
する熱影響，RC 間の相互の熱の授受も考慮する必要がある．シミュレーション対象及び熱影響要因が課題となる箇所を図-10 に，考慮する構成材及び熱移動の特徴について表-3 に示す．モデルは，計算領域を RC の内外部にある空気の流れと RC を構成する内外材，断熱材等の部分に分けて相互の熱の授受を考慮した 2 次元の流体固体
熱連成モデルとなる．支配方程式は以下に示す通りである(Patankar, 1980)．

図-8

RS ありなしの場合の消費電力∇∙𝐯 =0(1)𝜕𝐯
𝜌 ( + 𝐯 ∙ 𝛁𝐯) = −∇𝑝 + 𝜇∇2 𝐯 + 𝑓𝐵
𝜕𝑡

(2)

𝜕𝑇
∫ 𝜌𝐶𝑝 ( + 𝐯 ∙ 𝛻𝑇) 𝑑𝑉
𝜕𝑡
𝑉

(3)

= ∫ 𝑘∇2 𝑇𝑑𝑉 + ∫ (𝑞𝑅 + 𝑞𝑆 )𝑑𝑆
𝑉𝑆

式(1)は連続の式，式(2)は運動方程式，式(3)はエネルギ
ー保存式であり，𝐯 は気流速ベクトル，𝑓𝐵 は外力，𝜇は粘性係数，𝑝 は静圧，𝜌は密度，𝐶𝑝 は比熱容量，𝑇 は気体及び固体の温度，𝑡は時間， 𝑘 は熱拡散係数，𝑞𝑅 は輻射による内部エネルギー，𝑞𝑆 は日射エネルギーである．式(2)図-9では，乱流にはk-ε乱流モデルを考慮し， 𝑓𝐵 には流体の冷RC 壁面の熱特性

温熱による浮力を考慮するために式(4)に示す熱膨張による密度の変化を温度の変化として表すブシネスク近似を

4. 温熱シミュレーションモデル

用いる (Spalding, 2013)．
𝑓𝐵 = −∆𝜌𝑔 = −𝜌𝑟𝑒𝑓 𝛽(𝑇 − 𝑇𝑟𝑒𝑓 )𝑔

モデルでは，RC の表面と周辺環境との間の熱力学的相(4)

ここに，𝛽は熱膨張係数，𝜌𝑟𝑒𝑓 及び𝑇𝑟𝑒𝑓 は境界壁面での密互作用を熱伝導プロセスを用いて表現する．RC の熱影響

度と温度，𝑔は重力加速度である．

要因には，日射による輻射熱伝達，暖められた空気によまた，式(3)に含まれる𝑞𝑅 は，路面や他のRCからの輻射，る対流熱伝達，RC 筐体や断熱材の熱伝導，RC 庫内の対RSからの再輻射を考慮するために式(5)を用いる．

流熱伝達があり，更に RS が吸収した熱を RC 側に再輻射- 5 -リーファーコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案／杉村佳寿・篠田岳思(5)

シミュレーションの計算領域は，図-11に示すように，

ここに，𝜑は形態係数，𝜀は放射率，𝜎は ステファン・ボ

外気，外枠，断熱材，内枠の3つの構造層からなるコンテ

ルツマン定数を示し，サフィックスなしは輻射を受ける

ナ構造物，コンテナ内の冷気，地面で構成され，350,200

側，サフィックス 𝑅 は輻射側を示している．

セルに分割する．空気，RS，RCの外枠，断熱材，内枠，𝑞𝑅 = 𝜑𝑅 𝜀𝑅 𝜀𝜎(𝑇𝑅4 − 𝑇 4 )地盤の材料特性，放射特性，初期温度等のパラメータを図-10設定し，気温，日射量，風速を入力値とすることで，コンHeat transfer(radiation, conduction, convection)Sun

テナ外表面の温度の経時変化が予測可能となる．

図-11

熱影響要因が課題となる箇所

表-3

シミュレーションで考慮される構成材及び熱移動の特徴

略
RS

構成材
ルーフシェード素材
キャンバス布地

CW1

上段の天井壁体

CW2

中段の天井壁体
南側壁体
北側壁体
相対コンテナの壁体

外壁材はアルミ合金のパネル材で，表面に白色系塗装．内壁材は無塗装のステンレスのパネル材．両壁材内部空間は断熱用ポリウレタンが充
填．

SW1
SW2
SW3

FP1
FP2

上段の足元材
下段の足元材BW1

上段の底部壁体
下段の底部壁体
蔵置ヤード路
盤
外部路盤

BW2
RB1
RB2

シミュレーションモデルの計算領域

内壁材はT字型材で押出し成形されたアルミ合金，外壁材はコルゲート状のアルミ合金で防熱塗装．両壁材の内部空間にウレタン材が充填．
コンクリートアスファルト- 6 -熱移動の特徴日射エネルギーを吸収し布地内部では熱伝導により拡散．近傍外気は対流熱伝達を考慮し，RSが吸収した熱エネルギーは天井壁体や側面壁体に再輻射．
日射エネルギー及びRSからの再輻射エネルギーを吸収し壁体内部に熱拡散．近傍外気は対流熱伝達と外部への輻射熱伝達を考慮．コンテナ内部の空気は壁体との対流
熱伝達と内部壁面への輻射熱伝達を考慮．
外壁材とコンテナ底部壁体の輻射熱伝達とこれらの間の空気との対流熱伝達を考慮．
熱移動は天井壁体と同様だが，外壁材の輻射はRSと日射により暖められた路盤表面からの影響も考慮．
熱移動は天井壁体と同様だが，外壁材は相対コンテナの輻射熱伝達，コンテナの間の空気との対流熱伝達を考慮．
RS及び日射により暖められた路盤表面からの輻射の影
響を考慮．足元材，天井壁体，底部壁体，路盤表面との輻射熱伝達と空気との対流熱伝達を考慮．
壁体内では熱拡散，底部壁体から下段の天井壁体への輻射，両壁体間の空気との対流熱伝達を考慮．最下段のRCは，底部壁体と路盤表面との輻射熱伝達とこれらの間の空気の対流熱伝達を考慮．
路盤が日射エネルギーを吸収し路盤内部では熱拡散．近傍空気は対流熱伝達を考慮し，路盤が吸収した熱エネル
ギーはRC側面の壁体に再輻射．路盤と底部壁体の間の輻射熱伝達とこれらの間の空気の対流熱伝達を考慮．

国総研報告周囲のRCにはディリクレ境界条件を用い，均一な入力

No. 73

𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑞𝐶𝑒𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 + 𝑞𝑆𝑜𝑢𝑡ℎ + 𝑞𝑁𝑜𝑟𝑡ℎ + 𝑞𝐵𝑜𝑡𝑡𝑜𝑚(8)速度を設定した．RCのすべての壁には滑止めの境界条件

式(6)において𝑞𝑤𝑎𝑙𝑙 はある RC 壁面の熱貫流量(W)であを仮定し，入口温度は時間と共に変化し壁は断熱的であり，𝐴は壁面の面積 (m2)，∆𝑇は RC の内面と外面の温度ると仮定した．さらに，支配方程式を閉じるためにk–ε乱差 を表す．RC 壁面全体の熱貫流率𝐾は式(7)で算出され，流モデルを使用した．シミュレーションには流体の流速，𝜆𝑖 は各材料の熱伝導率，𝑥𝑖 は断熱材の厚さ，𝛼0 と𝛼はそれ

圧力，温度変化等の数値計算用汎用ソフトウェア

ぞ れ 外気 層 と内 気層 の 対流熱 伝 達係 数 で， それ ぞ れ

PHOENICS (CHAM-Japan社) を用い，有限体積法（スハス，

23W/m2K と 9W/m2K である．
計算により，𝐾は 0.44W/m2K

2009）により数値解析を行う．結果の一例として，RSあとなる．式(8) において，𝑞𝐶𝑒𝑖𝑙𝑖𝑛𝑔 ，𝑞𝑆𝑜𝑢𝑡ℎ ，𝑞𝑁𝑜𝑟𝑡ℎ ，𝑞𝐵𝑜𝑡𝑡𝑜𝑚

りなしの場合の最上段のRC外表面の温度の経時変化をは，それぞれ天井，南壁，北壁，底壁からの熱貫流量であ

図-11に示す．日射量等のシミュレーションの入力値は実

り，式(8)により各壁からの総熱貫流量𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 を算出するこ験計測値を用い，図-12の結果は計測値との比較を示してとができる．シミュレーションで得られる RS がある場

いる．特に天井面や午後の時間帯において差が生じてい合とない場合の RC 表面温度の経時変化から熱貫流量をる部分もあるものの，シミュレーション結果は概ね計測算出し，RC 内の温度を維持するために必要な消費電力を値と近い傾向を示している．

求めることができる．RS のありなしでの消費電力の差が省エネ効果となる．ただし，本研究においては，冷凍機の成績係数（Coefficient of Performance；COP）の外気温依存性については明示的に考慮していない点には留意が必要となる．
RS の設置により段積みの方向への温熱影響があることが実験計測からも確認されているため，省エネ効果の算定に当たっては，RC の蔵置場所による消費電力の違いを考慮する必要がある．ベイの中央に位置するスロット
R4 の最上段 T3 に蔵置された RC は，天井からの日射影
響を強く受け，かつベイの境界に当たるスロット R1 やR8 からの温熱影響が小さいため（図-13 参照），この蔵置位置を基準値とし，各蔵置位置での消費電力に関して
は式(9)に示す消費電力比𝑅𝐸𝑡4 として算出し，式(10)に示す𝑅𝐸𝑡4 を段積み方向に平均した𝑇𝑅𝐸の RS ありなしの場
合の差（𝑇𝑅𝐸の差）を省エネ率として算出する．
𝑅𝐸𝑡4 =

𝐸𝐶𝑡4 − 𝐸𝐶34
× 100
𝐸𝐶34
3

図-12

𝑇𝑅𝐸 = ∑

シミュレーション結果例

𝑡=1（上：RSあり，下：RSなし）

段目の RC の消費電力である．
なお，消費電力費はスロット毎に詳細に計算することも当然可能であるが，消費電力の減少はスロット R1（南RC 壁面からの熱貫流量は設定温度を維持するために側）で最小，スロット R8（北側）で最大となり，スロッ

RC が消費するエネルギーに等しく，RC 壁面の外面と内トの平均は中央に位置する R4 の値と概ね一致すること

面の温度差から求めることができる．RC 壁面の熱貫流量が実験計測で確認されていることから，汎用化に向けでは式(6)-(8)を用いて算出する．

𝐾=

きる限り簡易な方法とすることを念頭に，このような方(6)法としている．

1𝑥1
1+ ∑𝑛𝑖=1 𝑖 +
𝛼
𝜆𝑖 𝛼0

(10)

ここに，𝑡 は蔵置場所での段数，𝐸𝐶𝑡4 はスロット R4，𝑡

5. 博多港における夏季の省エネ効果の推計

𝑞𝑤𝑎𝑙𝑙 = 𝐾 × 𝐴 × (∆𝑇)

𝑅𝐸𝑡4
3

(9)

以上より，シミュレーションモデルを用いて RS 設置(7)の省エネ効果を算定するが，有効性の確認には実験結果- 7 -リーファーコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案／杉村佳寿・篠田岳思との比較が必要となる．しかし，実験設備の制約から，の有効性が確認できる．続いて，シミュレーション 2 は，RS ありとなしの場合の実験日を別日にせざるを得ず，RS

入力値である気温，日射量，風速の測定値を RS なしとあありの実験は 2015 年 8 月 15 日に，RS なしの実験は同年りで同日とした場合のシミュレーション結果であるが，

8 月 27 日に実施したが，共に晴天であったとはいえ日射

この𝑇𝑅𝐸の差 14.1%がシミュレーションに基づく最終的量等の条件が異なるため，厳密には実験結果との比較にな RS 設置による省エネ効果となる．シミュレーション 3よりシミュレーションによる RS の省エネ効果算定の有は，汎用性を高めるため，実験による測定値ではなく容効性を確認できる訳ではない．したがって，シミュレー

易に入手できる気象庁の気温，日射量（福岡観測所，北緯ションの有効性と実際の省エネ率は，実験結果と 2 つの33 度 34.9 分，東経 130 度 22.6 分）を入力値（気温は式

日の入力値を用いたシミュレーション結果を組合せなが(3)左辺の，日射量は式(3)右辺の入力値）とした場合のシら検証する必要がある．表-4 には実験とシミュレーショ

ミュレーション結果である．シミュレーション 2 と比較ンから得られた省エネ効果の推定値を示す．

すると，𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 が段積み方向に平均化されているが，𝑇𝑅𝐸の差は 13.6%とシミュレーション 2 と近い値となる．以Basis of calculations

上より，気象庁のデータは RS の省エネ効果の推定に使Roof Shade(EC34)
T3

T3

T2

T2
T1

T1
R8 R7 R5 R5 R4 R3 R2 R1(North) R8 R7 R6 R5 R4 R3 R2 R1 (South)(a) The condition without roof shade(b) The condition with roof shade

図-13

用できると判断した．

6. シミュレーションモデルの他季節及び他地域への適用

省エネ効果の算定に用いる RC の位置図
博多港の夏季の省エネ効果を推計する本稿のモデルを

表-4

実験とシミュレーションから得られた省エネ効果

他港でのRS導入の事前評価のためのツールとするために

実験結果

シミュレーション 1

は， 気候条件の異なる他の季節や他の地域の省エネ効果

RS なし

2015 年 8 月 27 日

2015 年 8 月 27 日を推計できることが前提となる．前章で説明したシミュ

RS あり2015 年 8 月 15 日
𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑅𝐸
2,068
0
1,780
-13.9
1,773
-14.3
1,785
-13.7
1,587
-23.3
1,481
-28.4
-12.4
シミュレーション 3

レーションモデルは博多港における夏季の計測データを

項目
RS
T3
T2
な
T1
し
RS
T3
T2
あ
T1
り
TRE の差2015 年 8 月 15 日
𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑅𝐸
2,094
0
1,770
-15.5
1,749
-16.5
1,816
-13.3
1,620
-22.6
1,425
-31.9
-12.0
シミュレーション 2

RS なし

2015 年 8 月 15 日

2015 年 8 月 15 日

複雑な気候特性を考慮できる訳ではなく，簡易的な推計

RS あり2015 年 8 月 15 日
𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑅𝐸
2,179
0
1,808
-17.0
1,789
-17.9
1,785
-18.1
1,587
-27.2
1,481
-33.0
-14.1

2015 年 8 月 15 日
𝑞𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙
𝑅𝐸
2,157
0
1,838
-14.8
1,786
-17.2
1,662
-22.9
1,630
-24.4
1,606
-25.5
-13.6

にならざるを得ないという限界はあるものの，季節特性

項目
RS
T3
T2
な
T1
し
RS
T3
T2
あ
T1
り
TRE の差入力値とし，実験結果と比較することで妥当性を確認した上で，気温と日射量について気象庁データを入力値とした場合でも概ね同様の結果が得られることからモデルの汎用性の可能性を示している．本章では気象庁データを用いて，シミュレーションモデルを他の季節及び他港に適用し，省エネ効果の変化について計算する．博多港の夏季計測データのように詳細な各種入力値がないため，や地域特性について一定の傾向を把握できる可能性はある．本章では，博多港を含む気候特性が異なると考えられる図-14に示す6港について，1，4，7，10月の中日に最も近い晴天時の1日分の気温，日射量の気象庁データ（図-14に示す観測所のデータ）を用いたシミュレーションを実施する．
まず，6港の入力値の違いを確認するため，各月の気温

実験結果では，RS なしとありの場合の実験（ただし別を図-15に，日射量の最高値を図-16に示す．なお，いずれ日に実施）
結果から直接測定された𝑇𝑅𝐸の差は 12.0%であについても最高値が記録される時刻は港湾によって異なった．シミュレーション 1 は，実験日に測定した気温，

る．気温は7月，10月，4月，1月の順に，日射量は7月，4

日射量，風速を入力値とした RS ありとなしの場合のシ月，10月，1月の順に高く，緯度が低いほど気温，日射量

ミュレーション結果であるが，𝑇𝑅𝐸の差は 12.4%と実験結共に高い傾向にある．

果と近い値となっており，これによりシミュレーション- 8 -国総研報告No. 73

きく，温暖な地域よりも寒冷な地域のほうが大きい．

室蘭港
地点：室蘭観測所
北緯42度18.7分
東経140度58.5分

30

室蘭

%

博多港
地点：福岡観測所
北緯33度34.9分
東経130度22.5分

新潟港
地点：新潟観測所
北緯37度53.6分
東経139度01.1分

仙台塩釜

新潟

大阪

博多

那覇

25

20

仙台塩釜港
地点：塩釜観測所
北緯38度20.3分
東経141度00.8分

15

大阪港
地点：大阪観測所
北緯34度40.9分
東経135度31.1分

10
5

那覇港
地点：那覇観測所
北緯26度12.4分
東経127度41.2分

0
1月

4月

7月

10月

図-17シミュレーションによる季節別港別の𝑇𝑅𝐸の差図-14

分析対象港湾
なお，本章では，アクセスが容易な気象庁データとし

40℃て，気温，日射量を用いてモデルを他の季節や他地域へ7月

35

適用しているが，雲量や風速，降水量，積雪などの様々な

10月

30

気象要素が季節や地域により異なる中，季節や地域ごと

25

4月

20

の異なる気候条件を詳細に考慮できている訳ではない点

1月

15には留意が必要となる．

10
5
0

最高

平均

7. 経済性分析

最低-5
室仙新大博那蘭台潟阪多覇塩釜図-15

室仙新大博那蘭台潟阪多覇塩釜

室仙新大博那蘭台潟阪多覇塩釜

室仙新大博那蘭台潟阪多覇塩釜RS設置の可否を判断するためには，その経済的な効果と費用を比較衡量して評価する必要がある．そのため，各港湾における月別の気温

本節では，博多港におけるRS設置による季節別の省エネ
が電気料金とCO2排出量に与える影響について検証する．
電気料金についてはRSが設置されたHICCT全体を考慮す

1200

室蘭

W/m2

仙台塩釜

新潟

大阪

博多

那覇

る．

1000

まず，RSの設置による省エネ量は以下の式で算定でき

800

る．
12

600

12

𝐸𝑆 = ∑ 𝑒𝑠𝑖 = ∑(𝑃𝑖 ∙ 𝑇𝑅𝐸𝑖 ∙ 𝑆𝑖 )
400

𝑖=1

200

𝑅𝐸𝑆 =

0
1月

4月

7月

(11)

𝑖=1

𝐸𝑆
∑12
𝑖=1 𝑇𝑃𝑖(12)

ここで，𝐸𝑆はRS設置による年間省エネ量(kWh)，𝑒𝑠𝑖 は𝑖月

10月の省エネ量(kWh)，𝑃𝑖 は𝑖月のRCの消費電力(kWh)，𝑇𝑅𝐸𝑖 は
図-16

各港湾における月別の日射量の最高値

𝑖月のRS設置による省エネ率(％)，𝑆𝑖 は𝑖月の日照時間の割合(％)，𝑅𝐸𝑆は年間の省エネ割合(%)，𝑇𝑃𝑖 は𝑖月の全体の消シミュレーション結果として 𝑇𝑅𝐸 の差を図-17示す．

費電力(kWh)である．

省エネ率である𝑇𝑅𝐸 の差は，季節別では1月が最も大き

電気料金は，30分間の消費電力に応じて契約電力が決く，4月及び10月が同程度で続き，7月が最も小さい．地域

まる基本料金と消費電力に応じて徴収される電力量料金

別では，室蘭港が最も大きく，概ね緯度が下がるに連れからなり，ICCTの場合電力量料金単価は，ピーク（夏季て小さくなり，那覇港が最も小さい．すなわち，RSによ

7月から9月の13時から16時）15.32円/kWh，夏季昼間（夏る省エネ効果は夏季よりも冬季のほうが割合としては大- 9 -リーファーコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案／杉村佳寿・篠田岳思

季の8時から22時までのピーク時間以外）13.13円/kWh，昼

前節では季節毎の代表月の𝑇𝑅𝐸𝑖 しか算出していないた間（8時から22時までのピーク時間以外）12.28円/kWh，夜め，𝑇𝑅𝐸𝑖 として12月～2月（冬季）は𝑇𝑅𝐸1 ，3月～5月（春間（ピーク及び昼間以外）8.59円/kWhと時間帯や季節によ季）は𝑇𝑅𝐸4 ，6月～8月（夏季）は𝑇𝑅𝐸7 ，9月～11月（秋季）って異なる．RS設置による省エネが電気料金の削減は以は𝑇𝑅𝐸10 を用いることとし，𝑆𝑖 としても月別ではなく3カ下の式で算定できる．

月間毎の値を用いることとする．また，同様に4分割した

12

𝐶𝐵 = ∑ (𝐶𝑖𝑏 ∙
𝑖=1

𝑅𝐶𝐵 =

𝑃𝑥
∙ 𝑇𝑅𝐸𝑥 + 𝑒𝑠𝑖 ∙ 𝑈𝑖 )𝑇𝑃𝑥

際にRS設置後消費電力が最大となる期間は6月～8月であ(13)

るため，𝑇𝑅𝐸𝑥 としては𝑇𝑅𝐸7 を，𝑆𝑟𝑥 としても6～8月のRC
エリアの電力消費割合を用いることとする．なお，現在

𝐶𝐵

(14)

𝑏
𝑢
∑12
𝑖=1(𝐶𝑖 + 𝐶𝑖 )ICCTではRSシステムは稼働しておらず，入手したICCTの消費電力と電気料金はRSがない場合のものとなる．結

ここで，𝐶𝐵はRS設置による電気料金削減量(円)，𝐶𝑖𝑏 は𝑖月

果を表-5に示す．

の基本料金(円)，𝑃𝑥 ，𝑇𝑃𝑥 及び𝑇𝑅𝐸𝑥 はRS設置後に消費電力

RS の消費電力は夏場のほうが大きいが，省エネ率は夏が最大となる𝑥月の全体の消費電力(kWh)，RCエリアの消場が最も小さい．さらに，日照時間の割合も影響するた費電力(kWh)及びRS設置による省エネ率(％)，𝑈𝑖 は𝑖月のめ，RS による省エネ量の大きさは，冬季を除けば大きな

日照時間の各料金を考慮した加重平均電力量料金 (円違いはないものの，春季，秋季，夏季，冬季の順となる．

/kWh)，𝑅𝐶𝐵はRS設置による電気料金削減率(％)，𝐶𝑖𝑢 は𝑖月の電力量料金(円)である．なお，基本料金の削減効果は本

当然，電力量料金や CO2 排出の削減量もこの順となるが，来であれば日単位でのピーク消費電力量が考慮されるべ

基本料金の削減は RS 設置後消費電力が最大となる夏季の削減量が年間を通じて適用されることになる．結果的きであるが，月別データを使用している関係上，式(13)のに，年間 4.1%，454 万円の電気料金の削減，1.3%，49.9 t-

計算方法としている．

CO2 の CO2 排出削減量に繋がることが分かった．RS 設置

CO2排出削減量は以下の式で算定できる．

による電気料金の削減に関しては，ピークカットを通じ12た基本料金の削減インパクトのほうが大きい．CT の消費(15)

𝑅𝐸𝑀 = ∑ 𝑒𝑠𝑖 ∙ 𝑒𝑓

電力は，RC 以外は季節によって大きく変動しないが，RC

𝑖=1

ここで，𝑅𝐸𝑀はRS設置によるCO2排出削減量(t-CO2)，𝑒𝑓

はもともとシェアが大きいことに加え，夏場にはさらには電力のCO2排出係数(t-CO2/kWh)である．

増加するため，電気料金の削減への影響という点では，

表-5

ICCT の省エネ，電気料金削減，CO2 削減効果

うちRCの電力消費 (b)12～2月
1,554,389
kWh707,622 kWh

3～5月
1,700,084
kWh897,515 kWh

割合
RSによる省エネ率 (c)
日照時間の割合 (d)RSによる省エネ量 (e)割合
ICCT全体電気料金 (f)うち基本料金 (g)
うち電力量料金 (h)加重平均電力量料金 (i)RSによる基本料金削減 (j)割合RSによる電力量料金削減 (k)割合RSによる電気料金削減 (l)割合
ICCT全体CO2排出量 (m)RSによるCO2排出削減 (n)割合45.5 %
20.3 %
16.3 %
23,461 kWh
1.5 %25,937,937円
10,105,286円
15,832,651円
12.00 円/kWh
750,712円
7.4 %
274,593円
1.7 %1,025,305 円
4.0 %858.5 t-CO2
8.6 t-CO2
1.0 %52.8 %
14.7 %
28.4 %
37,367 kWh
2.2 %27,194,943円
10,105,286円
17,089,657円
11.67円/kWh
750,712円
7.4 %
437,507円
2.6 %1,188,220円
4.4 %
919.1 t-CO2
13.6 t-CO2
1.5 %

項目
ICCT全体の電力消費 (a)6～8月
1,841,513
kWh1,055,265
kWh57.3 %
13.0 %
24.0 %
32,823 kWh
1.8 %30,040,350円
10,105,286円
19,935,064円
12.24円/kWh
750,712円
7.4 %
402,770円
2.0 %
1,153,482円
3.8 %954.2 t-CO2
12.0 t-CO2
1.3 %

9～11月
1,687,980
kWh887,274 kWh52.6 %
16.0 %
24.5 %
34,803 kWh
2.1 %27,751,893円
10,105,286円
17,646,606円
12.18円/kWh
750,712円
7.4 %423,751円
2.4 %
1,174,463円
4.2 %891.9 t-CO2
12.7 t-CO2
1.4 %

年間
6,783,966
kWh3,547,676
kWh52.3 %
15.5 %
23.3 %
128,454 kWh
1.9 %110,925,123円
40,421,146円
70,503,978円
12.01円/kWh3,002,849円
7.4 %
1,538,621円
2.2 %
4,541,470円
4.1 %
3,623.6 t-CO2
49.9 t-CO2
1.3 %*1（期間内の各月・各時間帯別の電力料金×当該月・時間帯における日照時間）／期間内の全日照時間- 10 -根拠
ICCTの2020実績
ICCTの2020実績
b/a
図-17
気象庁データb×c×d
e/a
ICCTの2020実績
ICCTの2020実績
ICCTの2020実績*1
e×g×b/a
j/g
e×i
k/h
j＋k
l/f
ICCTの2020実績
e×CO2排出係数n/m

国総研報告No. 73

夏場の省エネ率が最も重要となる．この点，夏季は省エ

最大化と初期費用低減のための技術開発への支援や，そネ率が季節別では最も小さいため，ピークカットへの影

れでも経済性が確保できない場合の財政的な支援を政策

響も相対的に小さくなる，逆に，夏場の省エネ率が大きとして担保していくことが必要となる．
また，CO2削減効果としては，既に電化の進んでいる博

ければ，年間を通じて基本料金の削減効果が高まることになる．

多港ICCTでさえ表-3に示す通り1.3%とかなり限定的で本研究では，博多港以外の詳細な消費電力を入手してあり，電化が進んでいない他港のCTではRCが占めるCO2

いないが，以上を踏まえると，高温となる低緯度の港湾

排出量の割合が小さくなることから，この値はさらに下程もともとのRCの消費電力が大きい一方で，RS設置によがることが想定される．しかし，RCのCO2排出は，現時

る省エネ率は小さくなるため，省エネ量の割合では均一

点では購入電力のCO2排出係数に大きく依存しており，む化される方向となると考えられる．電気料金やCO2排出量

しろ使用電力を再生可能エネルギー由来とすることがでも同様の傾向となると考えられるが，基本料金への影

CO2排出削減量の面からは効果が大きい．RSをソーラー

響は夏季の省エネ率が重要となる点を踏まえれば，省エ

パネルで覆う構造が可能となれば，遮光と自家発電の相ネ率の高い高緯度の港湾ほど，RS設置による電気料金へ乗効果が得られることになり (Werner, 2014)，こうした面の影響は大きいことになる．

からも技術開発への政策的支援の必要性が強調される．

省エネの観点からは，他に実務的な対策が学術的にも8 おわりに十分に示されていないことから，HICCTの場合1.9%の省
エネとはいえ，RSの設置は数少ないRC関係の省エネ対策として政策的に推進する価値は高い．ただし，設置の経RC は CT における主要なエネルギー消費源であるにも済性次第で，その推進方法が変動する．表-5の結果が示関わらず，その省エネ対策は殆どの港湾や CT におけるす通り，ピークカットを通じた基本料金の低減には日照

戦略策定時に考慮されず，先行研究も殆ど存在しなかっ割合が影響しないため，RS設置の効果は電気料金に最もた．こうした背景の下，本稿では，博多港に設置された

顕著に現れる．電気料金の削減はCT運営者にとっての経

RS の導入効果について，シミュレーションモデルにより済効果となるが，初期投資との関係でビジネスベースで省エネ効果を推計し，その結果を用いて経済性を分析すの設置の可否が検証できる．電気料金の削減は，3.5万TEUる方法を提案するとともに，全季節や他地域への適用ののRCを取扱うHICCTの場合で454万円であり，社会的割

可能性について検証した．

引率を4%，維持管理費用がないと仮定して耐用年数12年

本稿では，アクセスが容易な気象庁データを入力値と（設置者へのヒアリングに基づくもの）で回収できる初し，博多港での実験結果，計測結果を入力値としたシミ

期投資額は4,262万円となる．HICCTではRC全体面積に設ュレーション結果と比較することで，モデルの汎用性を置した場合は20億円（実際にはRCエリアの13%に相当す検証した．気候特性の異なる各港湾の季節別の気象庁デる2ベイ分の設置で2.6億円の初期投資）と想定されるたータ（気温，日射量）を用いたシミュレーション結果かめ，約50分の1の費用，1ベイ当たり278万円でなければビら，夏季や温暖な地域では主要因が気温であり，相対的ジネスベースでの導入が困難となる．なお，設置当時のに日射による影響が小さくなるため，大きな傾向として担当者へのヒアリングによれば，安全面等に配慮して重は RS による省エネ効果は夏季よりも冬季のほうが割合

厚な設計となっているため，構造的な簡素化は可能とのとしては大きく，温暖な地域よりも寒冷な地域のほうがことであり，費用低減の可能性は十分にある．

大きいことを明らかにした．ただし，他地域への適用を

博多港の RS 設置は国土交通省の実証実験として実施

含むモデルの汎用化の検証に当たっては，気候条件を明され，必要経費は全て国費で賄われた．港湾運営会社で示的に反映できるモデルへの改良や COP の外気温依存性ある博多港ふ頭株式会社が実証実験以降，自らの負担での明示的かつ効果的な考慮方法の検討は今後の研究の方RS を追加的に設置していないことからも，現実的にはビ向性と言える．

ジネスベースでの設置は困難である．省エネ効果の存在

博多港の実際の消費電力，電気料金を用いた分析では，とビジネスベースでの導入は困難という課題が明確にな

RC の消費電力のシェアが高まる夏場のピークカットをったことに加え，RS 導入のためには研究による安価な構

通じた基本料金の削減インパクトの面から，夏場の省エ造の開発，あるいは公共の支援のいずれかが必要となるネ率が最も重要となることが明らかとなった．この点，ことについても実証事業の成果として捉える必要がある

夏場の省エネ率が大きな寒冷地域では，年間を通じて基だろう．今後は，効果的な構造・材料による省エネ効果の

本料金の削減効果が高まることになる．一方で，初期投- 11 -

リーファーコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案／杉村佳寿・篠田岳思

資費用との関係で，ビジネスベースでの設置が困難であgas emission and improve energy efficiency: A review.

り，数少ない RC 関係の省エネ対策として政策的に推進

Marine Pollution Bulletin. 160.

するためには，効果的な構造・材料による省エネ効果の

9)

Aregall, M.G., Bergqvist, R., Monios, J., 2018. A global

最大化と初期費用低減のための技術開発への支援や，そreview of the hinterland dimension of green port strategies.

れでも経済性が確保できない場合の財政的な支援が必要

Transportationとなる．

Environment. 59, 23–34.

Research

Part

D:

Transport

and

世界的に環境への配慮が港湾運営の重要な要素となる

10) Bjerkan, K.Y., Seter, H., 2019. Reviewing tools and中，今後は各港湾での自主的な取組みが重要となる．一technologies for sustainable ports: Does research enable

方で，CT では RS 以外にも多くの省エネ，脱炭素対策がdecision making in ports? Transportation Research Part D:

採用可能であり，その選択と組合せ，対策導入の優先順

Transport and Environment. 72, 243–260.

位は難しい判断となる．しかし，こうした意思決定をサ

11) Brooks, M.R., Cullinane, K.P.B., Pallis, A.A., 2017.

ポートする実証的な研究の蓄積は少なかった．実務的にRevisiting Port Governance and Port Reform: A Multi-

も，政府が公表している「CNP 形成に資する取組事例集」

country Examination. Research in Transportation Business

は，導入費用や他港湾での適用効果を推計できるもので& Management. 22, 1-10.

はない．このため，CNP の実現に向けては，各港湾での

12) Budiyanto, M.A., Shinoda, T., 2020. Energy efficiency on

対策導入検討に当たり，効果や費用を事前に確認可能と

the reefer container storage yard; an analysis of thermalする研究が実務的にも求められている．この点，本稿のperformance of installation roof shade. Energy Reports. 6.

学術的貢献として実証的な分析を提示していることが挙

13) Chen, G., Govindan, K., Golias, M.M., 2013. Reducing

げられるが，同時に，本稿で紹介したシミュレーション

truck emissions at container terminals in a low carbon

手法は対策導入の事前評価のための有力なツールになる

economy: Proposal of a queuing-based bi-objective modelという点で，実務的な貢献もある．今後，港湾における省

for optimizing truck arrival pattern. Transportation

エネ，脱炭素対策が推進されるためには，本稿のような，

Research Part E: Logistics and Transportation Review. 55,

港湾における意思決定を支援する研究の蓄積が重要とな

3–22.
14) Dai, L., Hu, Hao, Wang, Z., Shi, Y., Ding, W., 2019. Anってくる．
(2023 年 8 月 30 日受付)

environmental and techno-economic analysis of shore side
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国土技術政策総合研究所研究報告
RESEARCH REPORT of N I L I M
No. 73
編集・発行

October 2023
©国土技術政策総合研究所

本資料の転載・複写のお問い合わせは〒239-0826 神奈川県横須賀市長瀬 3-1-1
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国土技術政策総合研究所研究報告

No.73

リーファーコンコンテナエリアへのルーフシェード設置効果の評価手法の提案

October 2023