日本船舶機関士協会様 令和４年度 技術講演会

講演概要
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ジャパンエンジンコーポレーション
UEエンジンのカーボンニュートラルに向けた取り組み
2022年11月18日© 2022 Japan Engine Corporation

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2022/11/18

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ご紹介内容ジャパンエンジンコーポレーションについて
UEエンジンの技術戦略
層状水噴射エンジン
アンモニア燃料エンジン
水素燃料エンジン© 2022 Japan Engine Corporation

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ジャパンエンジンコーポレーション（J-ENG）
三菱重工舶用機械エンジン株式会社

ジャパンエンジンコーポレーション舶用エンジン事業

神戸発動機株式会社- UEエンジン開発- ライセンスビジネス- アフターサービス- UEエンジン製造- アフターサービス
1957 UEライセンス契約

1955 UE初号機製造

舶用機械事業- MET過給機- 舶用タービン/ボイラ- 舵取り機 他© 2022 Japan Engine Corporation

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高度技術支援三菱重工業株式会社
総合研究所

技術戦略推進室

バリューチェーン本部

ICTソリューション本部

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ジャパンエンジンコーポレーションとUEエンジン
ジャパンエンジンコーポレーション
三菱重工業における約70年間(1955～2016)に亘る純国産ブランド UEエンジンの開発・製造を継承した、開発・設計・製造・アフターサービスに一貫体制でワンストップ対応する、世界で唯一のライセンサー⇒ エンジン開発のエキスパート集団 ＋ 一貫体制を支える多様な組織・人的リソース⇒ 三菱重工業総合研究所の活用、蓄積された要素技術の活用⇒ エンジン製造に係る国内サプライチェーンと、多くの国内外友好顧客基盤を有する

UEエンジン
海外ブランドに対抗出来る唯一の純国産低速2ストロークエンジン⇒ 純国産技術による開発であり、コア技術が海外へ流出しない⇒ キーテクノロジーは全て自社開発であり、ブラックボックスがない⇒ 国内エンジンメーカへのライセンス供与による、製品の普及拡大に努める⇒ 一方、国内先行者利益享受の後には、海外への技術移転も視野に、市場シェアの更なるアップ© 2022 Japan Engine Corporation

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ご紹介内容ジャパンエンジンコーポレーションについて
UEエンジンの技術戦略
層状水噴射エンジン
アンモニア燃料エンジン
水素燃料エンジン© 2022 Japan Engine Corporation

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UEエンジンの技術戦略(全体像)NOx Tier3へ柔軟に対応
低圧 EGR
低圧 SCR
高圧 SCRを開発中

GHG削減
100%バイオ実証運転
アンモニア燃料エンジン
水素燃料エンジン

超低燃費 LSH エンジン
UEC33LSH
50LSH/42LSH version 4
新機種の開発目論見中

NOx

CO2

GHG

SOxDX
デジタライゼーション推進

層状水噴射 LSJ エンジン
MGO専焼UEC50LSJ
MGO専焼UEC35LSJ⇒ シリーズ展開

状態監視の高度化、CBM実現⇒デジタルツイン、自律・自動運転© 2022 Japan Engine Corporation

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船舶の特性に適したGHG削減推進システム
大型内航船・外航船には、内燃機関が必要

出力
外航船

10,000kW

エンジン(内燃機関)

フェリー,RoRo、貨物船

大型内航船 エンジン(内燃機関)
油槽船

1,000kW

小型内航船

燃料電池 or エンジン(内燃機関)

油バンカリング船

小形船

バッテリ or 燃料電池

観光船

1日

1週間

1か月

出典）日本財団ゼロエミッション船シンポジウム資料より抜粋© 2022 Japan Engine Corporation

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航続距離(定係港への帰還間隔)7低炭素・脱炭素燃料によるGHG削減率（火花着火）

～100%

～100%

パイロット燃料

パイロット燃料□%？
N2O触媒除去95～97%

N2O排出

低炭素燃料（化石燃料由来）
GHG削減効果 25%以下程度⇒ ブリッジソリューションの位置づけ

カーボンニュートラル

ブリッジソリューション
24%
パイロット燃料

14%8%

ﾒﾀﾝｽﾘｯﾌﾟ低減

メタンスリップ

パイロット燃料
パイロット燃料

メタノール

LPG

アンモニア

LNG

低炭素燃料
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水素

脱炭素燃料
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8船舶におけるGHG削減技術について
GHG削減技術としては、様々な候補・選択肢あり。
またエンジン燃料としても、様々な低炭素燃料/脱炭素燃料あり。
従い、船種・船型、運航海域・運航形態、燃料サプライチェーン整備状況、
燃料価格、更には今後の技術革新などにより、将来的に、どの技術/燃料が主流になるか予断を許さない状況ではありますが、ジャパンエンジンは、カーボンニュートラルへ向けた有望な選択肢である、アンモニア燃料エンジンと水素燃料エンジンを開発します。

？
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ご紹介内容ジャパンエンジンコーポレーションについて
UEエンジンの技術戦略
層状水噴射エンジン
アンモニア燃料エンジン
水素燃料エンジンまとめ© 2022 Japan Engine Corporation

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10層状水噴射システム
無噴射期間中に燃料噴射管及び燃料弁の燃料油ライン中に水を注入
燃料噴射ポンプの作動により、燃料と水を同じ燃料弁から層状に噴射

Water Injection pump
層状水噴射の試験結果
燃費 %

層状水噴射用燃料弁・注水ポンプ

Water Tank
Fuel Injection
Pump

Fuel Injection
Valve

Water

水添加率（水添加量/燃料噴射量）

Fuel© 2022 Japan Engine Corporation

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11層状噴射を用いた液体燃料の混焼
燃料①

層状水噴射

異なる
液体燃料の混焼

適合油
A重油
MGO/MDO
バイオ燃料
適合油
A重油
MGO/MDO
バイオ燃料

燃料②水
アンモニア
メタノール
エタノール
LPG
バイオ燃料

例えば、
①重油＋②バイオ燃料 ⇒ GHG削減効果向上①バイオ燃料＋②アンモニア ⇒ カーボンニュートラル
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ご紹介内容ジャパンエンジンコーポレーションについて
UEエンジンの技術戦略
層状水噴射エンジン
アンモニア燃料エンジン
水素燃料エンジン© 2022 Japan Engine Corporation

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アンモニア燃料エンジンの開発
グリーンイノベーション基金事業
ジャパンエンジンコーポレーション
日本郵船様、 日本シップヤード様
IHI原動機様、 日本海事協会様

ボア50cmのアンモニア燃料
エンジン UEC50LSJA を開発。
2025年度に完成し、アンモニア輸送船に搭載のうえ実証運航を行います。

2021年10月26日付けPress release© 2022 Japan Engine Corporation

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アンモニア燃料エンジンの技術課題と対応策
難燃性 燃焼速度がメタンの1/5と遅く、最低自発火温度651℃と高い
独自の層状噴射技術による最適な燃焼制御

N2O 亜酸化窒素 温暖化係数がCO2比265倍のN2Oが生成される懸念あり層状噴射技術による生成量(排出量)のミニマイズ
Fuel NOx 燃料中にNを含み、Fuel NOx 発生の可能性あり
排ガス後処理装置（SCR）の適用

毒性
配管二重管化、パージ装置、回収・除害装置などの安全対策を適用

腐食性
耐腐食性のある適切な材料を選定© 2022 Japan Engine Corporation

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アンモニア燃料エンジンの燃焼方式について
ジャパンエンジンの純国産固有技術
パイロット燃料＋アンモニア

パイロット着火方式

層状噴射技術パイロット燃料
アンモニア

アンモニアと、アンモニアを着火・燃焼させるパイロット/ポスト燃料を、ひとつの噴射弁から層状に噴射する方式© 2022 Japan Engine Corporation

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アンモニアと、アンモニアを着火・燃焼させるパイロット燃料が、各々独立した異なる噴射弁から噴射される方式
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層状噴射技術によるアンモニア燃焼に最適な噴霧形成・燃焼制御
解析例
アンモニア噴霧の着火と保炎をサポート
最初に噴かれたパイロット燃料噴霧(赤)が、アンモニア噴霧(黄)を包み込むように拡散することで、確実に着火し、保炎をサポート
アンモニア注入ポンプ

燃料噴射ポンプ

燃料弁

未燃アンモニアとN2Oの生成を抑制
最後に噴かれたポスト燃料噴霧(青)が、アンモニア噴霧(黄)を高温の火炎周辺部に押し出すように拡散し、燃焼を活発化

アンモニア

ポスト燃料
Source: Prof. Takasaki, Kyushu Univ.

パイロット燃料© 2022 Japan Engine Corporation

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燃焼期間全域に亘り安定的な燃焼を実現
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ご紹介内容ジャパンエンジンコーポレーションについて
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層状水噴射エンジン
アンモニア燃料エンジン
水素燃料エンジン© 2022 Japan Engine Corporation

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水素燃料エンジンの開発
ボア35cmの水素燃料エンジン
UEC35LSGH を開発。
2026年度に完成し、ばら積み船に搭載のうえ実証運航を行います。

グリーンイノベーション基金事業
ジャパンエンジンコーポレーション
川崎重工業様ヤンマーパワーテクノロジー様

実証運航
商船三井様
商船三井ドライバルク様
ジャパンエンジンコーポレーション
https://www.j-eng.co.jp/news/2021/l4le6t0000002cj5-att/J-ENGPressRelase20211109_JP.pdf© 2022 Japan Engine Corporation

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水素燃料エンジンの技術課題と対応策
燃焼速度が速く 最小発火エネルギーも小さい 安定的な燃焼コントロール技術の確立
可燃範囲が広い 配管の二重管化、パージなどの安全対策を適用

金属材料に侵入することで機械的特性が低下する水素脆化の懸念あり
 耐水素脆化性のある適切な材料を選定
分子量が小さく、漏れ易い
 ガスシール技術の確立
国際ルールが未整備
 日本が国際規格作りをリード© 2022 Japan Engine Corporation

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水素燃料エンジンの燃焼方式について安定燃焼と水素専焼を目指し
予混合方式

高圧噴射方式パイロット燃料

水素

パイロット燃料

高圧噴射
水素ガス
・安定した燃焼を確保
メリット

高圧縮比による高効率化と高出力化が可能

パイロット燃料

予混合
水素ガス
・低圧ガス供給（例えば1MPa）・低NOx（現状と同機関サイズで同出力を確保）

デメリット

・異常燃焼が起きやすい(過早着火、ノッキング)
低圧縮比による高温・高圧状態の緩和
効率低下、低出力化(機関の大型化)が必要

・高圧ガス供給（例えば30MPa）
・高NOx© 2022 Japan Engine Corporation

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HyEng株式会社

HyEng株式会社

2021年8月、KHI様/YPT様/J-ENGの3社共同出資にて設立
共通要素技術の開発や、標準化・ルール作りなどを推進
水素燃料エンジン陸上運転共用設備の維持・運用(水素燃料エンジン運転設備は、J-ENG本社工場[明石市二見]に設置)

川崎重工業様ヤンマーパワーテクノロジー様
ジャパンエンジンコーポレーション© 2022 Japan Engine Corporation

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2022/11/1822

JAPAN PRIDEThank you

Japan Engine Corporation
1, Minamifutami, Futami-cho, Akashi,Hyogo Pref., 674-0093, Japan
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