Monohakobi Techno Forum 2023

2050年ゼロエミッションにむけて～環境規制影響と技術導入検討～
2023年12月4日

株式会社MTI 船舶物流技術グループ
前田 佳彦

Monohakobi Techno Forum 2023

目次
1. 国際海運における、GHG排出削減に向けた動向
2. GHG排出量をシミュレーションする技術
3. GHG排出削減効果を推定する技術
4. 今後の展望とまとめ© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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目次
1. 国際海運における、GHG排出削減に向けた動向
2. GHG排出量をシミュレーションする技術
3. GHG排出削減効果を推定する技術

4. 今後の展望とまとめ© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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国際海運におけるGHG排出削減に向けた動向
IMO MEPC80にて、2023年版IMO GHG削減戦略として以下が採択された✓ 2030年 GHG排出効率 40% 削減（2008年比）✓ 2040年 GHG総排出量 70％ 削減（2008年比）✓ 2050年頃 GHGネット排出ゼロ

また、脱炭素の取り組みが、世界に先んじてEUで進められており、海事分野においても来年以降に以下規制が導入される予定✓ 2024年～ 排出権取引制度(EU-ETS)の海事セクター導入✓ 2025年～ 炭素課金制度(Fuel EU Maritime)の導入✓ 2027年～ IMOによる全世界的なGHG削減対策が検討されている© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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EU-ETS

2024年開始

年間CO2排出量に相当する排出枠の購入/償却が求められる• 導入直後の2024年は排出量の40％、2025年は70%と段階的に導入、2026年から100％が対象* 2026年以降はCH4/N2Oも対象に含まれる• 排出量に応じた排出枠（EUA: EU-Allowance）を購入する必要がある。

EU-ETS Cost (EUA=100 EUR/ton-co2)
燃料価格 (HFO: 800 USD/MT)

HFO燃料を利用する場合、EU-ETSの影響は2026年以降

約 USD 343 / MT
3.114 t-co2/t-fuel x 100 eur/mt x 1.1usd/uer

40%

70%

100%

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（前提条件）
HFO価格 USD 800/MT
HFOのCO2排出係数 3.114 (t-co2/t-fuel)
EUA ＝ 100 EUR/t-co2
EUR = 1.1 USD

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Fuel EU Maritime

2025年開始

使用した燃料のGHG強度（エネルギー当たりのGHG排出量）に上限を設定。超過分に対しての罰金を支払う• GHG強度は燃料のライフサイクル全体(Well to Tank含む)で評価される• GHG強度の上限値は、年々引き下げられる(規制が強化される)
HFO燃料のGHG強度

Fuel EU Penalty
燃料価格 (HFO: 800 USD/MT)
Fuel EU 規制値

HFO燃料を利用する場合、Fuel EUの影響は2050年

約 2,142 USD / MT((18.23-91.70) / 91.70) x 40,500 MJ/MT x 0.06 eur/MJ x 1.1 USD/eur（前提条件）
HFO価格 USD 800/MT
HFOのGHG強度 91.7 g-co2eq/MJ
EUR = 1.1 USD© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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EU動向から推定されるコストインパクト
EU同等のカーボンプライシングの導入が全世界にて導入されたと仮定すると

HFO燃料のGHG強度

HFO燃料を利用する場合、カーボンプライシングは2050年

約 2,485 USD / MT
343 usd/mt (EU-ETS) + 2,142 usd/mt (FuelEU)

Fuel EU Penalty
EU-ETS Cost (EUA=100 EUR/ton-co2)
燃料価格 (HFO: 800 USD/MT)
Fuel EU 規制値（前提条件）
HFO価格 USD 800/MT
HFOのGHG強度 91.7 g-co2eq/MJ
EUR = 1.1 USD

全世界的にカーボンプライシングが導入されると、高性能船舶による低消費燃料での運航をおこなうことの合理性が高くなり、それを測る「ものさし」も段階的にかわってくる© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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EU動向から推定されるコストインパクト
更に、HFO/LNG/NH3の各々の燃料を利用し続けるケースを比較すると、カーボンプライシングの変化にともなって合理的な燃料油種が変化すると考えられる
HFOを継続して利用

HFO燃料 (@USD800/MT)© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

LNG燃料を継続して利用

LNG燃料 (@USD1000/MT)

NH3燃料を継続して利用＊e-Ammonia を前提

NH3燃料 (@USD2000/MT)

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目次
1. 国際海運における、GHG排出削減に向けた動向

2. GHG排出量をシミュレーションする技術
3. GHG排出削減効果を推定する技術
4. 今後の展望とまとめ© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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GHGシミュレータをブラッシュアップ
個船単位での最適化を新造船/就航船双方で進めるべく、シミュレータをアップデート• 各種規制のフォローアップ✓ EU-ETS、Fuel EU Maritime

代替燃料
市場投入時期✓ 更なる規制強化に合わせたシナリオ分析

EU-ETS, Fuel EU Maritimeを考慮
更なる規制強化を想定したシナリオ分析

個船の性能/運航
プロファイルを把握

各種規制(EEXI/CII)

GHG排出量予測
個船の推進性能
リプレース必要隻数

運航プロファイル

• 個船単位での特性を考慮✓ ESD搭載ポテンシャル

GHG
シミュレーター

貨物輸送需要

投資金額CAPEX

将来フリート構成* ESD: Energy Saving Devices✓ 性能/運航プロファイル

ソフトウェアイノベーション

ハードウェアイノベーション
運転資金OPEX© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

個船のESD搭載ポテンシャルを把握

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個船シミュレーション | エネルギー効率の最大化
個船のGHG削減ポテンシャルに基づき、現在とりえる対策案から、効果的なアクションを把握したうえで実行に移す
エミッションフロー

MAC(*)カーブ* 限界削減費用曲線 (Marginal Abatement Cost)

対象船舶毎に抵抗/推進/電力/燃料などの要素に分解、対策毎に、投資回収期間を縦軸、GHG削減ポテンシャルを横軸としたGHG削減ポテンシャルを把握

棒グラフで表し、限界削減コストが低い対策から順に並べてアクションを促す© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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個船シミュレーション | 導入技術の検討
船舶性能が向上することは、燃料コストとあわせカーボンプライシングにも影響
カーボンプライシングの変化にともなって、エネルギー効率向上による効果は大きくなる
MACカーブ

投資回収期間が長く導入が見送られていた技術についても、カーボンプライシング導入にともなって効果が大きくなる© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

Y軸の幅が変わる• 投資回収年数が短くなる

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短期シミュレーション | 導入技術の検討
船舶性能が向上することは、燃料コストとあわせカーボンプライシングにも影響
カーボンプライシングの変化にともなって、エネルギー効率向上による効果は大きくなる
MACカーブ

投資回収期間が長く導入が見送られていた技術についても、カーボンプライシング導入にともなって効果が大きくなる• 効果が年を経るごとに変わってくるY軸の幅が一様でなくなる• 投資回収年数が短くなる

段階的にカーボンプライシングのインパクトが大きくるため、足下では効果が低くても、導入タイミングによっては大きな効果が見込めるケースも出てくる© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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短期シミュレーション | 導入技術の検討
船舶性能が向上することは、燃料コストとあわせカーボンプライシングにも影響
カーボンプライシングの変化にともなって、エネルギー効率向上による効果は大きくなる• 投資回収年数が短くなる
投資回収期間が長く導入が見送られていた技術についても、カーボンプライ
シング導入にともなって効果が大きくなる

船舶毎の特性を考慮したうえで、船舶のライフサイクルを見据え• 効果が年を経るごとに変わってくる

効果検証が必要となる

段階的にカーボンプライシングのインパクトが大きくるため、足下では効果が低くても、導入タイミングによっては大きな効果が見込めるケースも出てくる© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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中長期シミュレーション | 代替燃料によるゼロエミ化の加速
大規模かつ計画的なゼロエミ燃料船の導入は経済合理性を鑑みても進んでいくと予想される

本船毎にライフサイクルコストをシミュレーションしたうえで、燃料転換を検討していく必要あり

総燃料消費量（MT）

総GHG排出量（MT）

また、インパクトが大きくなる2040年代を見据えて、計画的なアクションが求められる

燃料割合© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

燃料消費量
トータルコスト（USD）

燃料利用割合（％）

GHG排出量Carbon Price

OPEX
CAPEX

トータルコスト

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1. 国際海運における、GHG排出削減に向けた動向

2. GHG排出量をシミュレーションする技術

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GHG排出削減効果を推定する技術
GHG削減対策ためのコストが発生する前段階において導入効果を推定
運航プロファイルや本船特性を考慮したうえでの投資効果を把握する

ハードウェア

データ収集•船体抵抗の削減 → 船体付加物

Noon Report / IoT データを活用•

推進効率向上 → 風力推進装置

海気象などの外部データを紐付け•

船内電力の活用 → 電化インテグレーション

ソフトウェア•

燃料消費量削減

データ解析
実海域性能、船体動揺などのモデルを作成
運航プロファイルに基づき燃料消費量を推定→ Weather Routing の深度化
→ 平準化運航の推進•

輸送効率の向上→ 荷役最適化© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

シミュレーション
シナリオベースでシミュレーションを実施
実航海に沿った条件での評価が可能に
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効果を推定する技術 | 風力推進アシスト装置「運航データ」を前提としたシミュレーションを実施。搭載効果を精度高く推定する• 対象となる「風力推進アシスト装置 x 本船」 ごとに、想定する運航データを考慮した評価

データ収集
過去データよりの想定運航プロファイルを作成• コンピューター上でのシミュレーションによって、船速、航路特性（南北/東西航路）、季節特性（風力/風向）の定量評価あわせて、海気象遭遇確率を推定する

データ分析
実海域におけるスピードパワーカーブを作成
各々の運航点における風力推進装置の効果を分析

メーカースペック情報を参考にしつつも、対象船舶の特性を考慮した評価の実施© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

シミュレーション
候補対象船/航路/季節における効果を算出
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過去データより航海単位での運航実績を取得• コンピューター上でのシミュレーションによって、船速、ビジネス要因（滞船など）、海気象特性（季節ごと）の定量評価

主機回転数検証、想定する運航データを考慮した評価

データ収集

海気象

• 対象となる「船舶」 ごとに運航方法について仮説

燃料消費量

船速

実運航データをもちいて、減速航海/平準化運航の削減効果を推定する

軸馬力効果を推定する技術 | 運航最適

データ分析
実海域におけるスピードパワーカーブを作成想定するシナリオに基づく燃料消費量へのインパクトを分析

シミュレーション

個々の航海では見えずらい効果を航海もしくは想定期間での効果を積算

シミュレーション活用することで評価© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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1. 国際海運における、GHG排出削減に向けた動向

2. GHG排出量をシミュレーションする技術
3. GHG排出削減効果を推定する技術

4. 今後の展望とまとめ© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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今後の展望
国際海運、ならびに周辺を取り巻く環境の変化を考慮して、以下状況にあわせたシミュレーションを検討する必要あり• IMOならびに各国のカーボンプライシング導入動向
現状ではEUが先行して取組んでいるが、IMOをはじめとした世界動向にあわせた組込みを• 貨物/トレードレーンの変化
新興国の経済成長、カーボンニュートラルにともなう貨物/トレードレーンの変化が見込まれる• 船舶建造キャパシティ、燃料供給体制
船舶建造/燃料供給体制について制約条件の設定• 気候変動リスクにともなう運航への影響
異常気象が運航に及ぼすリスクについての評価© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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まとめ• カーボンプライシングがドライバーとなり、船舶のゼロエミ化がすすむと考えらえる• ゼロエミ化に向けては、変動する外的要因も様々あり。状況とシナリオにあわせて、シミュレーションのアプローチも動的に変化していく• 引き続き、MTIではデータドリブンでの意思決定を支援していく© 2023. MTI Co., Ltd. All rights reserved.

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ご清聴どうもありがとうございました。

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