Ⅰ

研究概要

1.目的
世界的なエネルギー需要及び価格の高止まりを受けて、（１）化石燃料に関しては、メキシコ湾沖、ブラジル沖、アフリカ西岸等にみられるように海底油田、海底ガス田の開発・生産はますます拡大且
つ大深度化しており、（２）再生可能エネルギーの分野でも浮体式を含む洋上風力発電の検討が進む等、海洋に関連する分野の市場拡大が続いている。これらに加え、海洋開発分野においては、将来的に海底鉱物資源開発等の可能性も検討されており、長期的に有望な市場である。
また、政府としても、2010 年 5 月に我が国の国土交通省が取りまとめた成長戦略において「海洋産業の育成」の重要性を示している。
このため、海洋開発分野は、我が国造船・海運業界が今後戦略的に取り組むべき分野であると考えられるが、同時に、これらをビジネスに載る形で実現しようとすれば広範で且つ高い技術力が必要とされることから、どこに自らの技術ポテンシャルを持ち、どこは他者の技術に委ねるといった戦略的な対応が必要である。このような状況の下、日本船舶技術研究協会としては、「海洋開発及び環境技術に関する調査研究」を実施し、海洋開発技術面、環境保全技術（規制）面での技術 MAP を作成することにより、技術開発の活性化を促進するための新たなプロジェクトの発掘・育成を行うことを目的とする。
2.調査内容海洋開発は、非常に将来性の高い分野であるが、同時に、開発対象海域が深海化するにつれて、事業規模も拡大し、総合技術の様相を呈している。また、メキシコ湾沖で発生した英 BP の原油流出事故を契機に、深海油田開発に関する各国政府の規制強化の可能性や、いったん事故が起きた後の巨額な損害賠償のリスクが顕在化してきつつある。このような状況の中、MODU を含む海上浮体構造物、その支援のための船舶は、経済性と安全性（海洋環境保護）の両立が求められていることから、これらに関し、海洋開発技術面、環境保全技術（規制）面での調査を行い（ブラジル（リオデジャネイロ）及び米国（ヒューストン）への海外現地調査を含む）、それぞれ技術 MAP を作成した。また、これらの調査結果をもとに、日本として将来的に重要となる海洋技術開発課題を抽出した。
（１） 海洋開発技術関連の調査
海洋開発関連の産業は、個々の企業による実ビジネスの経験に裏打ちされたノウハウや知見のみならず、産業としての集積が市場を開拓する上で重要である。
そのためには、海洋産業全般についての現状を把握し、俯瞰することで今後必要な研究開発の課題が抽出されることを期待するものである。そこで、特に技術面での世界の現状、技術の保持者ならびに今後の対応への課題などを明らかにするために、次の調査を実施した。

1

① 技術マップの作成② ヒヤリング対象として海洋開発関連産業(国内外)の選定③ 海洋開発に関する文献調査④ 選定された海洋開発関連産業(国内外)へのヒヤリング実施⑤ 将来的に必要となる技術開発についての課題の抽出（２）環境保全技術（規制）関連の調査
メキシコ湾における原油流失事故を契機として、将来的に浮体構造物等の施設に対する安全性や環境保全技術への信頼性についての規則見直しがなされる可能性がある。このため、現状の安全規則や環境規制を整理し、将来おこりうる規制見直しの方向性を検討することで、必要となると考えられる環境保全技術（規制）について明らかにするために、次の調査を実施した。
⑥ 海洋産業に関する関連法規の調査⑦ 環境保護で課題となっている項目についての文献調査⑧ 海洋開発関連産業(国内外)への環境対策についてのヒヤリング実施⑨ 将来的に必要となる技術開発についての課題の抽出（３）将来的に重要となる日本の海洋技術開発の検討
上記の調査から判明した世界の海洋開発の動向、日本の海洋開発の経緯と現状及び日本における国家プロジェクトの動向等を考慮して、今後日本として重点を置くべき海洋技術開発を検討した。
3.成果の概要（１）技術マップの作成「石油・天然ガス」、「洋上風力」、「海底熱水鉱床」の３つの分野に関して、全体を俯瞰する技術マップを作成した。
「石油・天然ガス」を例に取り技術マップの構成をそれぞれ表-1～表-2 に示す。表-1
について、現状の欄は、その分野の TOPICS や最近の動向を示し、事業のフローの欄は、上流から下流までの事業の各段階を示している。また、技術項目の欄は、事業の各段階のそれぞれに対する主要な技術項目を示すものである。表-2 は技術項目の詳細を示すもので、技術の内容、技術の現状、技術保有者、技術開発課題・方向性に分けて詳細に記述している。ここで、技術開発課題・方向性で記述している内容は、世界基準の課題と方向性を表すもので、日本の課題･方向性では無いことに注意を要する。世界で Proven な技術であっても日本では未経験な技術が多く存在する。
なお、技術マップ作成の元となった調査データは報告書の第 3 章及び第 4 章に記載した。
（２）将来的に重要となる日本の海洋技術開発の検討
上記の調査結果を元に、世界の海洋開発の主要技術を抽出し、これらがマーケットとリンクしてどのように発展して行くかを考察した。これを図-1 に示す。そして、次の視点、・ 日本としての実績の有無
・ 日本の JOGMEC（（独）石油・天然ガス・金属鉱物資源機構）や NEDO（（独）新エネルギー・産業技術総合開発機構）に国家プロジェクトが計画されており、

2

これにより今後技術を獲得する可能性の有無
並びに本報告書の視点（造船・海運業界中心）等から、主要技術のそれぞれについて技術開発の重点度を評価し日本が重点的に開発すべき技術を抽出した。これを次に示す。
① 風車② 採鉱システム③ 保守・メンテナンス④ 洋上ロジスティクス⑤ 設置関連の技術⑥ 係留・ＤＰ技術
図-2 に、これらの技術がマーケットの動向（特に、JOGMEC や NEDO のプロジェクトに応じて発展していく様子を示す。さらに、これらの技術開発内容をブレークダウンして表-3 に示す。
次に、上に掲げた①～⑥の中から早期に開発に着手し、欧米や韓国と肩を並べる、あるいは凌駕すべき技術開発を以下の視点から抽出した。
・ 造船・海運業界として取組みやすい技術
・ 現在は比較的ニッチな技術であるが、将来的には重要になると想定される技術・ 共通基盤的技術結果を以下に示す。
① 洋上ロジスティクス② 保守・メンテナンス
まず、海上輸送という海運・造船企業が対象とする分野と極めて高い親和性を有する「洋上ロジステ
ィクス」分野は、海外のチャンピオン企業も存在していない現状で、もっとも有力な選択肢となると考えられる。
さらに、将来の技術の水平展開の可能性等の将来性を戦略的に考慮すれば、「保守・メンテナンス」分野についても、構造部材の耐久性、塗装、メンテナンス手法、基準･標準作成等の点において、船舶のそれと一定の親和性を有していると考えられ、我が国として先行的に手がけていくことが適切と考えられる。
陸から遠く離れた場所にある機器に対して、どのようにロジスティクスし、どうメンテナンスするかは、今後の海洋開発の沖合化・大水深化を見ると大変重要な課題であり、かつ浮体技術、設置技術、係留・DP 技術等の知見も必要とする総合的な技術である。これらを強化することは日本の海洋技術の底上げにもつながると共に、ビジネスにおいても日本企業がよりオペレータに近いプレーヤーになるための力になると考えられる。
4.まとめ
今回の研究は、海洋開発分野における船舶技術開発の活性化を促進するための新たなプロジェクトの発掘・育成を行うことを目的として実施したものである。
そこで、まず海洋開発全般を俯瞰するために、海洋開発技術面、環境保全技術（規制）面での網羅的な調査を行い技術マップ等を作成した。次にこの調査結果をもとに、我が国として将来重点的に開発すべき海洋開発関連技術を抽出し、この中からプラットフォームとしての船技協の立場から、さら3

に検討を深めていくべき海洋開発関連技術として、洋上ロジスティクスと保守・メンテナンスの２つの技術分野を抽出した。これら２つの技術分野に含まれる対象は幅広く、今後、より具体的な検討を行っていくためには、一定の海洋開発事例を想定したうえで、それをベースとして技術的課題の抽出を行う予定である。これらの取組みによって、先行的・潜在的な技術ニーズを発掘し、我が国海事産業の発展に資することとしたい。

45

事業のフロー・新技術を積極的に導入（PETROBRAS）

・掘削市場への本邦企業の参入

11. 販売10. 貯蔵・精製①-1 輸送機器②-1 輸送② オペレーション①-1 生産①-2 出荷①-1 設置方法①-2 作業船①-3 設置支援機器① 輸送システム① オペレーション

8. 生産・貯蔵・出荷
精製・販売 9. 輸送① 設置

7. 生産設備の設置①-1 浮体①-2 位置保持①-3 フローライン②-1 設置② オペレーション① 生産システム①-1 浮体①-2 位置保持①-3 サブシー②-1 設置② オペレーション① 掘削リグ①-1 浮体①-2 位置保持①-3 サブシー②-1 探査作業② オペレーション① 掘削リグ①-1 探査技術①-2 探査船

技術項目① 物理探査船

6. 生産設備の設計・建造

5. 開発井掘削・仕上げ

開発・生産 4. 開発計画策定

3. 試掘・探掘・大深度化（Pre-Salt層）
・洋上LNG生産基地プロジェクト

1. 探鉱・採掘権の取得
2. 探査・探鉱

探鉱

石油・天然ガス関連技術マップの構成（その１）

・大水深化

現状表-1

Ⅰ-8

Ⅰ-8

Ⅰ-7
Ⅰ-8

Ⅰ-7
Ⅰ-7
Ⅰ-7

Ⅰ-4
Ⅰ-6
Ⅰ-6

Ⅰ-4

Ⅰ-4Ⅰ-4Ⅰ-4Ⅰ-3

Ⅰ-2
Ⅰ-2
Ⅰ-3

Ⅰ-1

Ⅰ-1
Ⅰ-1

参照ページ

6探査技術

技術項目

石油・天然ガス関連技術マップの構成（その２）○重力探査・海底を構成する岩石が磁化するプロセス、岩石の種類 ・JAMSTECなどでも技術保有によって変わる帯磁率（磁化率）などを調査する方法
・船体の磁場の影響を避けるために、船舶から数百m以上離して磁力計を海中曳航。
・磁力計としては主として、プロトン磁力計が採用。

○電気探査（電磁探査）・微小な重力異常を探査することにより、地下構造の密 ・JAMSTECなどでも技術保有
度差、基盤岩の分布の把握や、石油・天然ガス鉱床を形成する背斜構造の摘出など地下構造の不均質を把握す
る方法
・船上重力探査、深海曳航型重力探査、海底重力探査
・重力計は原理的には、錘をつるしたスプリングや弦の変位や振動数の変化を基に重力加速度を測定

・PGS・Fugro
・JAMSTEC 等・PGS・Fugro・JAMSTEC 等

内容
技術現状
技術保有者
○地震探査法・油層構造を探る探査方法
・試掘成功率は最高で70～90％・PGS・人口的に振動を起こすことで波を発生させ、その波の ・航行船舶の位置は、GPSにより誤差が1m以下になり、 ・Fugro
反射波を捉えることで地下構造を把握
船舶が大型化して、6000mのストリーマーを8～12本曳 ・JAMSTEC 等
・振動を起こすためにの震源には、海上の場合にはエア 航可能。
ガンなどを使用。（陸上の場合には爆薬やバイブロサイ ・データ処理技術の向上により、地震探査から数週間でス（鉄板振動などの非爆薬震源））構造を解釈可能。
・2D or 3D （3Dでは成功率が30-50%程度）
・最近では海底地震計（OBS、Ocean Bottom
・探査用ストリーマを使用
Seismograph）、海底ケーブル（OBC、Ocean Bottom
Cable）などによる地震探査も実施

表-2【今後の方向性】
・探査技術は十分な蓄積が有るため、今後の石油・天然ガス開発の大水深化を考えると、より大水深での探査経験を積み重ねることが必要。

【技術開発課題】
・Proven技術【今後の方向性】
・探査技術は十分な蓄積が有るため、今後の石油・天然ガス開発の大水深化を考えると、より大水深での探査経験を積み重ねることが必要。

【技術開発課題】
・Proven技術【今後の方向性】
・探査技術は十分な蓄積が有るため、今後の石油・天然ガス開発の大水深化を考えると、より大水深での探査経験を積み重ねることが必要。

【技術開発課題】
・海底地震計や海底ケーブルなどの効果的な設置・敷設・回収技術が課題
・ストリーマケーブルの長距離化、高精度位置保持（将来的課題）・比較的薄い層に存在するメタンハイドレート、コバルトリッチクラスト、熱水鉱床は従来のストリーマを用いた海上からの地震探査では探査することは困難

技術開発課題・方向性

7

各事業の実施海域拡大への対応

種の多様性保全への対応
各事業の実施海域拡大への対応

安全に関する社会受容性確保
リスクアナリシス
安全規制強化への対応 等

環境影響評価安全性評価

・経済性の優れたシステムによる実用化の可能性

２０２０

海底鉱物資源開発の全体システムと連動した浮体システム
洋上風力発電用浮体（設置、メンテを考慮）

大水深化に対応した小型化
石油・ガス生産における自動化・省人化
石油・ガスの深海底生産システムとの機能分担

浮体技術

年次

実施海域の沖合・大水深化への対応（資機材供給（沖合での浮体式中継機能等）、生産 事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）物輸送等）

沖合化する石油・天然ガス開発・生産に対応した要員、資機材の高速輸送技術
海底鉱物資源開発の全体システムと連動した資源の陸上移送システム

洋上ロジスティクス

２０３０

事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）

鉱物資源開発等における短期係留への対応
沖合での使用に対応した高効率・高性能化
洋上風力用低コスト・密集配置が可能な技術

事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）大水深に対応した係留技術
ＤＰＳ技術の信頼性・耐久性向上

１カ所での事業期間の短い事業（鉱物資源開発）の実施海域拡大への対応
事業期間の長いシステム（洋上風力発電）の設置技術

外洋上での石油・ガス関連（浮体、係留、機器等）の設置技術
１カ所での事業期間が短い事業（鉱物資源開発）における係留、各種装置の設置技術

設置関連の技術

事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）事業形態に応じた対応

事業形態に応じた対応

経済性・耐久性の向上

実施海域拡大への対応

事業の大規模化への対応

事業の大規模化への対応

係留及びＤＰ技術

海底鉱物資源開発用としての機能追加
長期使用される風力発電に対応したモニタリング・保守・超寿命化技術

浮体の長期使用に対応したモニタリング技術
沖合・大水深でのモニタリング＆保守技術

保守・メンテナンス

各事業の実施海域拡大への対応

外洋・大水深化事業実施海域拡大への対応

石油・ガス関連ライザー技術及びライザー管技術
用途の拡大（海底鉱物資源の揚鉱等）

海底鉱物資源開発
・条件の緩い海域での生産（ノーチラスP等）（基本システムの実証等）
・条件の厳しい外洋での資源開発の活発化（JOGMECは我が国EEZ内での実証等を想定）

浮体式大規模ウインドファーム
・実海域での小規模実証

効率向上・実施海域の拡大（より厳しい地形条件での経済的採鉱）

各種の採鉱機械、遠隔操作 等

石油・ガスの深海生産システム
実施海域の拡大
サブシー機器への送電、制御技術（より厳しい海象での運用・・・洋上部分）
海底鉱物資源開発（多数の移動式ロボット利用時）の多数ｹｰﾌﾞﾙ間の干渉対策、捩れ対 大規模生産への対応
策、動揺影響等

適用範囲の拡大（より厳しい海象下での経済性・性能・信頼性向上）

技術開発内容と技術の展開

効率のみならず、設置や保守を考慮した形状制御技術（発電効率向上）

ライザー技術

サブシー技術

採鉱システム

風車

海洋での石油・ガス資源開発
・沖合化・大水深化の一層の進展
さらに小型石油、ガス田の市場性向上
・超大水深での生産本格化及び新型の海底油田・ガス田の開発

国際的な市場の動き

海洋開発において共通の技術

個別市場への対応のための技術

主要技術

図-1 世界の海洋技術開発の将来像 （主要技術と技術の展開）

２０４０

8

無

無

無環境影響評価

安全性評価

保守・メンテナンス

多浮体技術

年次

少係留及びＤＰ技術

少少ライザー技術設置関連の技術

無サブシー技術

無無採鉱システム洋上ロジスティクス

多風車

実績の多少

洋上風力発電・ＮＥＤＯ、環境省による実海域での小規模実証

海底鉱物資源開発
・ＪＯＧＭＥＣは我が国ＥＥＺ内での実証等を計画

我が国の動き浮体式大規模ウインドファーム
・実海域での小規模実証
・経済性の優れたシステムによる実用化の可能性

海底鉱物資源開発
・条件の緩い海域での生産（ノーチラスＰＪ等）（基本システムの実証等）・条件の厳しい外洋での資源開発の活発化

海洋での石油・ガス資源開発
・沖合化・大水深化の一層の進展
さらに小型石油、ガス田の市場性向上
・超大水深での生産本格化及び新型の海底油田・ガス田の開発

国際的な市場の動き

海洋開発において共通の技術

個別市場への対応のための技術

主要技術

有有有有有無有有有有有

日本のＰＪの有無

技術開発の重点度（濃淡で表示）事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）大水深化に対応した小型化
石油・ガス生産における自動化・省人化
石油・ガスの深海底生産システムとの機能分担

洋上大水深に対応した係留技術
ＤＰＳ技術の信頼性・耐久性向上（JOGMEC）

２０２０

鉱物資源開発等における短期係留への対応
沖合での使用に対応した高効率・高性能化
洋上風力用低コスト・密集配置が可能な技術
海底鉱物資源開発の全体システムと連動した浮体システム
洋上風力発電用浮体（設置、メンテを考慮）

外洋上での石油・ガス関連（浮体、係留、機器等）の設置技術
１カ所での事業期間の短い事業（鉱物資源開発）の実施海域拡大への対応
１カ所での事業期間が短い事業（鉱物資源開発）における係留、各種装置の設置技 事業期間の長いシステム（洋上風力発電）の設置技術
術（JOGMEC）
洋上風車の設置関連技術（NEDO他）

２０３０

事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）

沖合化する石油・天然ガス開発・生産に対応した要員、資機材の高速輸送技術
実施海域の沖合・大水深化への対応（資機材供給（沖合での浮体式中継機能等）、 事業の大規模化への対応（鉱物資源、風力）
海底鉱物資源開発の全体システムと連動した資源の陸上移送システム（JOGMEC） 生産物輸送等）

浮体の長期使用に対応したモニタリング技術（洋上風車、NEDO他）
沖合・大水深でのモニタリング・保守技術

海底鉱物資源開発用としての機能追加
長期使用される風力発電に対応したモニタリング・保守・超寿命化技術

各事業の実施海域拡大への対応

海底熱水鉱床開発の環境影響評価(JOGMEC)
洋上風車の実証試験の環境影響評価（NEDO他）
事業形態に応じた対応

経済性・耐久性の向上

海底熱水鉱床開発のライザー技術(JOGMEC)

海底熱水鉱床開発のサブシー技術(JOGMEC)

実施海域の拡大への対応

事業の大規模化への対応

外洋・大水深化
各事業の実施海域拡大への対応

効率向上・実施海域の拡大（より厳しい地形条件での経済的採鉱）

各種の採鉱機械、遠隔操作 等
海底熱水鉱床開発の探鉱ｼｽﾃﾑ（JOGMEC）

事業の大規模化への対応

実施海域の拡大（より厳しい海象での運用・・・洋上部分）

適用範囲の拡大（より厳しい海象下での経済性・性能・信頼性向上）

技術開発内容と技術の展開

日本が重点的に開発すべき海洋技術 （主要技術と技術の展開）

効率のみならず、設置や保守を考慮した形状制御技術（発電効率向上）
NEDO、環境省の洋上風車の実証試験 等

図-2２０４０9係留・ＤＰ技術

設置関連の技術

洋上ロジスティクス

保守・メンテナンス

採鉱システム風車

将来性のある海洋技術開発
小 項 目
・傾斜・動揺下での信頼性・耐久性向上
・設置海域の自然条件に合致した風車方式
・大型化・低コスト化
・ピッチング最適制御による発電効率向上
・浮体の動揺抑制制御

・CMS(ｺﾝﾃﾞｨｼｮﾝ・ﾓﾆﾀﾘﾝｸﾞ・ｼｽﾃﾑ）（重要部分の健全性を監視・診断・故障予知等）
・メンテナンス専用船②DPS技術の信頼性・耐久性向上①洋上大水深に対応した係留技術③洋上風車の設置関連技術②海底鉱物資源開発の設置関連技術①外洋上での石油･ガス関連（浮体、係留、機器等）の設置技術②海底鉱物資源開発の資源の陸上輸送システム

・設置作業船、設置支援機器（ROV/AUV)・採鉱機、集鉱機などを水中投入する際のワイヤー張力制御
・アンビリカルケーブルのハンドリング（捩れ防止等）
・１ヶ所の事業期間が短い事業の設置技術
・新施工方法の開発（コスト低減のため）・Taut係留、Turret係留など。
・洋上風車に関しては、単機の係留技術よりも大規模展開までを考慮した最適な係留技術の確立
・推進器の信頼性向上（故障の際のシステム暴走(Drive off )や船体漂流(Drift off)に対する安全対策
・推進器の性能向上（大水深化に対応するためには効率的かつ高効率の推進器の開発）･採取した鉱物のシャトル船
・採取母船とシャトル船の間の鉱物の荷役システム

・高速輸送船①沖合化する生産施設に対応した要員や資機材の高速・高効率輸送
・船舶から施設への高速・高効率移乗技術
技術
・浮体式中継ハブ（人員や物資の輸送の中継センター）･材料、塗装寿命評価技術②寿命のフレキシブル化技術（モニタリングとメンテナンスで機器の寿・構造強度解析、安全性評価技術
命をコントロールする技術、既存構造物を延命化する技術等）
・寿命のフレキシブル化の設計技術①沖合・大水深での海上構造物のモニタリング＆保守技術①各種採鉱機械（海底で鉱石を掘削、集積、搬送等を行う移動可能な ･掘削装置、浚渫装置、移動装置、着水揚収装置などの開発機械）
・遠隔操作技術

②制御技術

①風車方式

大 項 目

技術開発内容表 -3 日本が重点的に開発すべき海洋技術のブレークダウン