小型高速旅客船
省エネマニュアル
【基本編】（独）鉄道建設・運輸施設整備支援機構

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1. はじめに本マニュアルは、離島航路等に就航する⼩型⾼速旅客船の建造や運航の経験が少ない⽅に向けて、船の省エネルギー対策等について紹介するものです。
小型高速旅客船を建造するときの要点は、安全・旅客サービス・省エネのバランスです。定期航路を運航する⼩型⾼速旅客船においては、船舶建造後に⼤幅な省エネルギー化をはかるのはとても難しく、建造時に省エネルギー化を考えておくことが⼤切です。
このマニュアルは、⼩型⾼速旅客船を対象として、建造時の省エネルギー化を考えるための対策を示しています。
さらに、運航時にも船員の方とともにできる省エネルギー対策がありますので、その具体的な省エネルギー対策についても示しています。

2. 小型高速旅客船におけるエネルギー消費
⼩型⾼速旅客船の省エネルギー化を考えるにあたって、小型高速旅客船のエネルギーの使われ方を知ることが⼤切です。いつ、どのようにエネルギーを使われているのかを知ることによって、どのように省エネルギーを⾏えば効果的であるかがわかります。
図１は、実際に就航している小型高速旅客船 A 船（表１）のエネルギー消費の内訳です。航⾏時、⼊出航時、アイドリング時、停泊時それぞれにおいて、各機器が稼働しているときの 1 分当たりの燃料費を⽰しています。また、図２は、標準的な運航における A 船の⼀航海当たりの燃料費内訳を⽰しています。停泊時以外は、主機関の割合が⼤きく、特に航⾏時は主機関の燃料費が多くなっていることがわかります。

要目等
全⻑
垂線間⻑
幅
深さ
満載喫水線
総トン数

表 1 小型高速旅客船 A 船の要目概要と運航形態
A 船の値
約 26m
約 22m
約 5m
約 2m
約 1m
約 58 トン

要目等
満載排⽔量
連続定格出⼒速⼒
航⾏時間（⽚道）
1 日の運航数
備考

2A 船の値
約 55 トン
約 600kW × 2 基
約 20 ノット
約 45 分
4 往復
バウスラスタを装備

航行時

その他 21バウスラスタ 87

入出航時

機関室通風機
空調装置
照明装置、テレビ主機関バウスラスタ
その他

アイドリング時

停泊時
0.0100.0

200.0300.0

主機関12,706

照明装置、テレビ 111
空調装置 308
機関室通風機 147(円)400.0(円)02,5005,000

7,500 10,000 12,500
燃料費

いずれも A 重油 1kg100 円として計算

図１ A 船の各機器の 1 分当たりの燃料費

図２ A 船の一航海当たりの燃料費

3. 船の⼨法と省エネ
⼩型⾼速旅客船は、⼨法（トン数）を⼩さくすることで、⼩型・⼩出⼒な主機関を使っても同じ速⼒を得ることができます。図 3 は、総トン数 60GT（航海速⼒ 25 ノット）の小型高速旅客船を 30GT、19GT に⼩型化したときの主機出⼒を推定した結果です。
さらに、船を⼩型化することで、同じ速⼒を得るときに必要な燃料費が大幅に低減します。図 4 は、総トン数 60GT の⼩型⾼速旅客船を⼩型化したときの燃料費を試算した結果です。総トン数 60GT の小型高速旅客船を 19GT に小型化することで 40%近くの省エネ効果があることがわかります。
一方、船を小型化すると海象が悪いときに安全性を保つことが難しくなります。冬場に波が⾼い海域を航⾏する船舶では⽋航率が⾼まることがありますので注意が必要です。すなわち、航路に適した⼨法（トン数）とすることが重要です。

図 3 船の⼩型化と機関出⼒の低減

図 4 船の⼩型化と燃料費の低減

3４．小型高速旅客船の省エネのポイント
1) 運航と省エネを考えた機関の選定
主機の出⼒は、船の⼨法と必要とされる航海速⼒から決められます。図 5 は、総トン数 60GT の小型高速旅客船において、航海速⼒に対する主機出⼒を推定した結果です。
例えば、航海速⼒ 25 ノットの船（1 航海 24 分×4 航海/日を想定）を 23 ノット（26分）にすることで 5.5 %の燃料消費削減、21 ノット（28 分）にすることで 11 %の燃料消費削減となります。わずかな速⼒の違いで燃料消費量が⼤きく変わることがわかります。
また、ディーゼル機関は負荷率によって燃料消費率が変わります（図 6）。燃料消費率の値が低いほど出⼒あたりの燃料消費が少ない、すなわち熱効率が⾼いことを⽰しています。⼀般に、主機は負荷率 75〜90%程度で、燃料消費率が最も低くなります。このような特性をしっかりと理解して主機を選定することが⼤切です。

図 6 ディーゼル機関の燃料消費率

図 5 船の速⼒と燃料費

2) 船員の方とともに⾏う省エネルギー対策
省エネは重要ですが、⼩型⾼速旅客船としては、安全性及び旅客サービスと両⽴することが当然必要です。建造時には、気象海象の厳しい時期にも欠航が少なく、安定して航⾏できるような総トン数、船型を選定することとなります。
さらに、就航後にも、船員の方の就労環境に配慮しつつ、船員の方とともにできる省エネルギー対策があります。ここでは、主機関とその他の機器に分けて、運航前、運航中、運航後のそれぞれについての省エネルギー対策の項目と概要を紹介します。

4⼩型⾼速旅客船省エネルギー対策⼀覧1) 主機関

2) その他の機器① 運航
前

排⽔量及びトリム管理等① 運航
前

空調等の合理化② 運航
中減速航⾏、航海計画の⾒直し等③ 運航
中稼働台数の合理化④ 運航
後

主機関の性能保持等② 運航
後

発電機の性能保持、船体等の洗浄

1) 主機関
① 運航前の対策
図 3 は、A 船の 50%載貨状態から満載状態まで排⽔量を変化させたときの主機関の燃料費を⽰しています。A 船の場合、排⽔量が 1 トン増えると燃料費が 1 分当たり 7円程度増加することが⽰されています。このように、エネルギー消費において排⽔量を少なくすることは重要です。また、適正な滑⾛姿勢を確保することが効率的な航⾏につながります。
(円)
360
350340330320310

喫水
船尾トリム

495153(排水量)55

水面

速⼒は 20 ノット、A 重油 1kg100 円として計算

図3A 船の排⽔量と主機関燃料費の関係

排⽔量及びトリム管理では、搭載している燃料の重量を抑えることも考慮する必要があり、そのために、可能な限り運航に最低限必要な燃料のみ搭載する補給スケジュールを検討することが必要です。ただし、燃料タンク内の燃料が少な過ぎて主機関が燃料と一緒に空気を吸い込んでしまうことは絶対避けなければなりません。
また、燃料タンクが船⾸船尾両⽅に複数ある場合は、適正トリムとなるように、それができない場合は、できるだけ船尾位置で左右均等に搭載するような燃料搭載計画を検討する必要があります。

5さらに、船内で使⽤済みの排⽔や船底に溜まってしまう余分な⽔を計画的に陸上に揚げることも、排⽔量管理には必須です。なお、これらの余分な⽔は、FRP 船の場合は、構造材である合板等に吸収され重量増加と構造材の脆弱化を引き起こし、アルミ船の場合は、電食の要因になります。
余分な荷物を船内に積まないためにも、予備品の使用実績を踏まえて船内に保管する量は最⼩限とし、それ以外は陸置きできるような陸上施設の⽤意も必要です。
さらに、主機関の起動時刻を出港時刻に基づき適正にすることが必要です。

② 運航中の対策
図４は、満載排⽔量 55 トン時の A 船の速⼒と主機関の燃料費の関係を⽰しており、速⼒が増すと燃料費が顕著に増えることがわかります。
図５は、A 船と類似の B 船での減速航⾏の効果を試算した結果です。B 船は 27 ノッ
ト片道 20 分で航⾏していますが、約 24.5 ノット 22 分で航⾏すれば 10%の燃料消費削減、約 21.5 ノット 25 分で航⾏すれば、20%の燃料消費削減が⾒込まれることが⽰されています。このように、減速航⾏は、エネルギー消費を減少させる⽅策としての効果が大きくなっていますので、許容される範囲での減速運航を検討しましょう。
なお、運⽤時には、利⽤者との協議、時刻表の改訂等が必要になります。

(円/分)
500450
燃料費 400350300250181920212223 （ノット）

速力A 重油 1kg100 円として計算

図４

B 船は主機関連続定格出⼒約 800kW×2 基

A 船の速⼒と燃料費の関係

図５6B 船の減速運航の効果の試算

安全航⾏のためには、気象・海象情報、潮流情報の⼊⼿が必須ですが、安全を確保した上で、運航の合理化を図ることも必要です。
波浪状況が悪いときに定時運航を確保するために速⼒を維持すると、⼤きなエネルギーが必要となります。そこで、波浪と速⼒・必要⾺⼒、⾵圧側⾯積の影響といった⾃船の特性と照らし合わせ、波浪状態が悪いときには、減速や最適となる針路を選択するな
ど、航海計画を⾒直すことにより安全で合理的な航⾏ができるよう船⻑との調整が必要です。
その他にも、船⻑、機関⻑とともに、余分な燃料を消費する急激な加減速は回避、予定時刻に合わせた計画的入港、エネルギー消費の大きいバウスラスタの使用を最小限とするような岸壁への進入コースの検討、主機関のオーバーロードの防止について共通認識を持つことが重要です。主機関の適正負荷による運航は、主機関各部への負担を減らし、オーバーホール間隔を保ち交換部品の減少にも繋がります。

③ 運航後の対策
着桟後、主機関は、アフタークーリング後の速やかな停止をすることが必要です。主機関の稼働時間の短縮は、オーバーホールまでの期間延⻑が図られ、メンテナンスコストの削減にも寄与することとなります。
夏季においては、主機関の冷却海⽔の管系が海洋⽣物により閉塞され、冷却効果が低下することがあることから、これを防止するため、定期的な冷却海⽔管系等の清掃が必要です。メンテナンスについては、主機関・減速機メーカー推奨の点検整備項目やオーバーホール間隔を踏まえつつ、オーバーホール結果を詳細に⾒直した上で、的確に実施できるよう、点検・整備計画及び部品交換計画の適正な策定が重要です。

2) その他の機器① 運航前の対策
旅客船において客室用の空調設備は通常欠かせない設備ですが、設備の清掃を定期的に⾏うとともに、運航中も含め、設定温度と電⼒消費量の把握、日々の天候・気温の確認、乗客の乗船時刻を考慮した適時の空調設備の稼働開始と適切な設定温度管理を、船員の方と協⼒して実施することが必要です。
さらに、照明器具についても、乗客の乗船前の客室をはじめ、不在時の消灯は必須です。

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② 運航中の対策
船舶の電気機器は使用状況が最も厳しい状態を考慮して設計されているため、季節または運航状況によっては能⼒が過剰となります。よって、この点を考慮した節電を図ることが可能です。

③ 運航後の対策
発電機をはじめその他の機器も、主機関と同様に性能保持を図るため、計画的な整備を⾏うことが必要です。
一方、船舶の推進抵抗は、入渠後の就航時間とともに悪化します。推進抵抗の増加は、直接主機関の負担の増加につながります。これを防ぐには、水中または乗架して、船体の洗浄を⾏うことが有効です。
毎⽇運航する定期航路の⾼速旅客船の場合は、フジツボ等の海洋⽣物の付着まで⾄らず、清掃しやすい海苔やスライムの付着に留まっていることもありますので、浮上中の清掃方法（水中清掃を含む）についても検討してください。ただし、船体は洗浄により塗装面が荒れるため、洗浄直後は抵抗が減りますが、汚れがつきやすくなる場合もあることに注意してください。
また、船体と同様に、プロペラの汚れもエネルギー消費を悪化させます。高速船のプロペラは回転数が高いので汚れが少ない傾向にありますが、プロペラの状態を確認して、汚れている場合は洗浄を⾏うことが有効です。

5. おわりに船の運航は、船員の方が、⽇々の船の状態、季節ごとや経年での船の運航状態の変化を把握しつつ、責任を持って⾏われています。建造や運航に初めて携わる方は、それら船の状態を的確に把握し、船員の方と共通認識を持って、船の建造及び運航に関与することが重要です。そこで、運航に関するデータを収集し、表計算のソフトを使ってグラフ化することで、携わっている船の運航の状態やエネルギー消費の情報を把握することができます。是非、船員の方と協⼒して、定期的にデータを収集し、電子ファイル化してください。これらのデータを何カ⽉、何年と蓄積することで、計画的なメンテナンスや新造船の建造時に役に⽴ちます。そして、関係者が、継続的に、省エネルギー対策に取り組める環境を育んでいただけるようお願いいたします。
このマニュアルの他に、建造時の初期検討段階の参考資料となる【建造編】と運航事業者が⽇常的に用いる【運航編】を作成しています。

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