2024年3月11日
令和５年度 第２回海洋技術フォーラム
シンポジウム

北極航路研究の現状と課題
国立大学法人

北海道大学特任教授

北極域研究センター

宇都正太郎

本講演の目次• はじめに• 北極航路とは？
• 北極航路利活用の現状• 北極航路研究の現状：国内の関連研究の動向を中心に• 北極航路研究の中長期的課題• おわりに1

はじめに－北極航路とはNorthern Sea Route is a Russian
definition of part of the NEP between
the Novaya Zemlya and Bering Strait.
North West
Passage(NWP)

North EastPassage(NEP)

Trans PolarRoute

北極域の研究-その現状と将来構想北極環境研究コンソーシアム（JCAR）長期構想編集委員会編
海文堂出版 2024年2月より抜粋----北極海の航路の呼称について---北極海の航路は、１５世紀の大航海時代より、 欧州からシベリア沖を通って太平洋に向かう北東航路と、欧州(大西洋)からカナダ北部を通って太平洋に向かう北西航路が知られている。北東航路の一部である北極海航路（Northen Sea Route：NSR）はロシアが開発した沿岸域航路である。現在及び将来は広域な北極海を運航する様々な航路開発が検討されているため、これらを総称して「北極航路」と称する。「北極海航路」はNSRの日本語訳として歴史的に定着した用語であるが、混同を避けるため本書では、「ロシア北方航路」の使用を推奨した。

北極航路の現状-ロシア北方航路による海上貨物輸送

3North West
Passage(NWP)

Technically possible but
NSR was still hypothetical

NSR had been gaining
commercial possibility,

TransPolar
Route40,000総貨物量
横断輸送貨物量

30,00020,000

4,000
3,000

2010~:Appreciation of fuel price,
freight market, and natural resource
demands

2,000

Cold War

10,0000

2018: Yamal LNGproduction started

NSR横断輸送貨物量

総貨物量(thousand tons)

50,000

1960

1970

1980

fall into
undesirable sea
5,000
route？

1,000
1990

1987: Declaration of opening
1993-1999: International Northern Sea Route
Programme(INSROP) and Japan Northern Sea Route
Programme(JANSROP)

2000

2010

2020

(thousand tons)

North East
Passage(NEP)

2023年11月末現在
075航海、210万トン
2030
year (原油、鉄鉱石、石炭、LNG）
2014:～バラスト32航海含む
Declining fuel, freight, and natural
resource demands.
2014~:China’s challenge for
Economic sanction Against Russia
trans-NSR shipping

大塚：北極航路の動向と展望および海氷による航行障害事例の分析
北極航路研究の最前線 2023.12

北極航路の現状-ロシア北方航路による海上貨物輸送
4008･9月の航行船種別隻数

隻数3002001000

LNG tanker
Crude Oil Tanker
Oil/chemical tanker
Inland tanker/vessel
Bulk carrier
General cargo
Ro-ro cargocontainer
Heavy lift
Fish carrier
Trawler&fishing boat
Offshore Tug/Surply vessel
Dredger
Other working vessel
Research vessel
Passenger ship
Search&Rescue vessel
Icebreaker
Nuclear Icebreaker

ロシア北方航路の8・9月の航行船舶の内訳

 2022年は航行隻数が急減～侵攻の影響か（国際輸送減
少、経済制裁によるプロジェクトカーゴ減少、作業船減少）。一方でLNG、原油積み出しは堅調の様相
COSCOによる横断輸送はないが、10万DWTバルカーがム
ルマンスクから中国 嵐山港向け横断輸送（ムルマンスク産鉄鉱石?）
 中国でのモジュール建造は、ウクライナ侵攻に対する経済制裁のもと、5月に停止した模様。

その後(2023)

 LNG：欧州向け減少、中国・アジア向け横ばいか増？
 原油：横ばい～増？
 Arctic LNG2向け資機材の国際輸送は停止している模様。ただしロシア国内輸送は継続。

Source: Northern Sea Route Administration

大塚：北極航路の動向と展望および海氷による航行障害事例の分析 北極航路研究の最前線 2023.12

北極航路の現状-北西航路は？

5North WestPassage(NWP)
North EastPassage(NEP)

30

Trans
PolarRoute NWPを横断するバルク貨物輸送が2019年から実施されている。
仕向け先は韓国、及び中国とは両方向でウッドパルプ、カーボン電極などが輸送された。

20100

 パンデミック以前は観光クルーズが主体。パンデミックで休止したが 2022年より復活したところ。

2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
20202021
2022

Number of voyages40

Cargo ship
Working vessel

Icebreaker
Cruise/Passenger boat

Fig.7 Number of trans North West Passage voyage(Source: Headland R. K.)

大塚：北極航路の動向と展望および海氷による航行障害事例の分析 北極航路研究の最前線 2023.12

北極航路研究の今日的意義
 地政学的なリスクの影響を受けるNSR（ロシア北方航路）を対象とした研究開発はどうあるべきか？
 現下のスエズ運河及びパナマ運河の混乱が海上物流に大きな影響を与えている。
 我が国の経済安全保障の観点から、中長期的な視点での取り組みが必要

6北極航路研究の現状-ArCSII北極航路課題の取り組み
ArCSII (Arctic challenge for Sustainability II, 2020.6-2025.3)
 北極域研究のナショナル・フラッグシップ・プロジェクト
 自然科学・工学・人文社会科学など多岐にわたる分野横断的研究を志向 11の研究課題の1つが北極航路課題（PI：工学院大学 金野祥久教授）

https://www.nipr.ac.jp/arcs2/goa
ls/subject03-02/

7

ArCSII 北極航路課題
 北極海の環境変動をふまえ、近未来の航路航行支援手法を構築することを目指し、以下のサブ課題を実施
 サブ課題1：海氷厚さや変形氷の情報を含んだ船舶航行に役立つ海氷情報生成手法の開発と提供
 サブ課題2：学術的手法に基づく船舶の性能予測（船速や燃費の予測）および安全性評価（構造安全性評価、着氷に起因する運航安全性評価）
 サブ課題3：環境影響が特に懸念される油流出事故のインパクト評価と対策手法の検討
 サブ課題4：気候変動を考慮した北極航路利用の経済性評価

8

ArCSII 北極航路課題の成果から-船舶の性能予測

9Brash ice channel 中の船体抵抗シミュレーション
https://www.nipr.ac.jp/
arcs2/goals/subject03-02/

Vasiola Zhaka, Brash Ice and Level Ice Growth,
Effects of Snow. phD Thesis. Lulea UniversityTaiki Tokudome and Akihisa Konno. Ship bow shape effects
on brash ice channel resistance, Cold Regions Science andTechnology Vo.206, Feb.2023

ArCSII 北極航路課題の成果から-船舶の安全性評価
船体着氷の氷海水槽実験

https://www.jmuc.co.jp/rd/ice/https://www.nipr.ac.jp/arcs/achievement/project/theme01.html
Toshihiro Ozeki and others. Laboratory experiments on spray icing with urea-doped waterusing flat and cylindrical specimens. Okhotsk Sea and Polar Oceans Research 8 (2024)

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ArCSII 北極航路課題の成果から-経済性評価
NSRを用いたコンテナ輸送の経済性を技術開発の観点から考察

Morikami K. and others., Model-based evaluation of Future Utilization of Northern Sea Route for Technology
Roadmapping. The 38th International Symposium on the Okhotsk Sea and Polar Oceans, Feb.2024

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その他の取り組み-氷海船舶の氷中抵抗推定法
砕氷によって水中部に潜り込んだ氷片の影響を考慮した抵抗推定法

安齋他、氷片膜モデルによる氷中抵抗の推定法．
日本船舶海洋工学会論文集第33号、2021年6月

12その他の取り組み-氷海船舶の氷中運航性能推定法

Uto and Otsuka. A New Framework of Navigability Assessment of Ships in Arctic Shipping Routes, Arctic Frontiers Feb.202413

北極航路研究の中長期的課題-JCAR氷工学研究WGでの議論から
 JCAR（Japan Consortium for
Arctic Environmental Research：
北極環境研究コンソーシアム）
 我が国の北極に関わる様々な分野の研究者が協力して立ち上げたネットワーク型組織 氷工学研究ワーキンググループ
 国内の氷工学研究に携わる研究者・技術者23名
 2023年4月に氷工学分野の中長期研究計画を議論

Fig.2 Key words for medium to long-term plan of iceengineering research

14運航経済性 金野（工学院大学）「船舶の氷海航行中出力評価の高度化と航路経済性評価への適用」• 数値解析、模型実験及び北極域研究船を用いた実船計測データを総合して氷海航行時船速、燃費等を適切に見積もり経済性評価の高精度化を可能とすること。

数値シミュレーションによるBrash ice channel中の氷海船舶の抵抗推定．Konno and Yoshida, Proc.POAC’23

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安全・運航支援

16

 宇都（北海道大学）及び佐川（ウェザーニューズ）「AI技術を応用したIce chartの高度化及び国際標準の提案」• AI及び高分解能衛星情報を用いて生成した航行支援情報（Ice chart）を北極域研究船に提供し技術実証 澤村（大阪大学）「氷海船舶の氷中航行支援システムの実装」
1)過去の氷海航行実船データ解析．
2)実船データ収集方法の検討と高精度化．
3)氷海航行安全性評価の確立．
4)航行支援システムの実装

Fig.3 Automatic segmentation of sea ice concentration
Akiyoshi et al. Proc.ISAR-7, 2023.

環境・モニタリング
 早稲田（東京大学）「北極航路支援のための知的観測網構築」
 水野ら（ジャパンマリンユナイテッド）「氷海域の海氷力学特性調査における砕氷船（北極域研究船）の活用」• Ice load Monitoringシステムによる海氷強度の推定 松沢（海上技術安全研究所）「船舶の北極航行による環境影響の定量化と長期監視」• 排ガス及び水中騒音等の環境影響を定量化するデータをいち早く取得し，現実的な規制や設計クライテリアのためのバックデータとして提供• 環境影響を評価関数とした航路最適化シミュレーション法を開発し，環境保全を考慮した運航を支援するツールとして提供

17北極航路研究の中長期的課題
第２章 工学2-2 海の工学
2-2-1 北極航路
(1)航路としての利活用(2)船舶工学(3)航海学(4)物流
北極環境研究コンソーシアム（JCAR）長期構想編集委員会編 海文堂出版 2024年2月:https://www.jcar.org/

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北極航路研究の中長期的課題：航海学• 氷による船体や機関への影響、低温下における人体への影響、低温および高緯度下における航海計器等への影響に加え、海氷域を航行する上で船員に求められる知識・技能の強化が求められる。
• 船舶運航者の運航技能の向上も求められるところであるが、海氷予測の技術発展と船舶の安全運航は表裏一体であり、氷況予測精度の向上、リアルタイムの氷況情報入手、船体構造および各種航海計器や機関能力の向上、海図の精度向上等、船舶運航者を取り巻く環境の整備も望まれるところ、各分野での研究の促進が期待される。

万谷小百合．北極域の研究-その現状と将来構想、2-2-1（3）航海学

19北極航路研究の中長期的課題：物流• 北極航路の航行実績が増加している現在、氷海航行や海氷・気象予測、環境インパクト等に関する工学的知見と、今後の世界経済・貿易や国際海運ネットワーク、エネルギー・環境政策、国際政治・社会等の動向も踏まえた実務ニーズに基づいた、より精緻な北極航路のフィージビリティの検討が必要。
• 北極航路は国際政治や国際法制の影響も強く受ける。北極圏を取り巻く国際政治・法制の今後を予測することは非常に難しいものの，これらの分野の専門家と共同で将来シナリオを想定し、様々なシミュレーションを予め実施するという対応が考えられる。
柴崎隆一、山口真一．北極域の研究-その現状と将来構想、2-2-1（４）物流

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おわりに
• 北極航路のうちNSR（ロシア北方航路）は近年の海氷勢力の減退傾向及び沿岸での資源開発の進展を受けて、国際航路としての利用が進んできた。
• しかし現下の情勢によって、国際航路としての活動は著しく停滞している。
• 我が国は1990年代にNSRの利活用を目的とした国際共同研究プロ
ジェクトINSROPを行うなど、本分野での先導的な役割を果たしてきた。この時の資産はArCSIIプロジェクトに受け継がれている。
• 国際海運に混乱が見られる現在、中長期的な視点から、北極航路の持続可能な利活用を目指した研究開発を行うことは意義が大きい。

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