32

クリーンエネルギー輸送〜 LNG 船の昨日・今日・あした

三菱重工の昨日・今日・あした

客船

LNG 船

大型タンカー

フェリー

じ難波

直愛珠

湯浅和昭

石 丸 純 史 郎

久正憲

コンテナ船

無人潜水船

1．はTransportation of Clean Energy at Sea~Mitsubishi
LNG Carrier, at Present and in the Future

め160 ℃）の液体で，輸送のためには特殊なタンクが必要となにる．LNG 船の特殊タンクは 1950 年代から各種開発がなされ当社の船舶・海洋部門では，各種船舶の建造で一世紀以上たが，現在では，信頼性・安全性・経済性の点から，球形タにわたって培ってきた豊富な造船技術をいかして，豪華客船，ンク方式とメンブレン方式（金属の薄膜を利用した方式）の液化ガス船，フェリー，コンテナ船，タンカー，石油・ガス２つの方式が主流となっている．

洋上設備，地球深部探査船等各種の船舶を開発・設計・建造

当社では 1970 年代から，球形タンクとメンブレンの両方式の技術を導入し，LNG 船の実用化開発を行ってきた．

している．その一例を冒頭に示す．
液化ガス船の分野では，1962 年世界初の低温式 LPG 船を

1980 年には，当社初の 125 000 m3 型球形タンク LNG 船を建造，以来，2002 年末までに大型 LPG 船 40 隻，大型 LNG 船受注し，1983 年に建造引渡しを行った．ここで当社独自の22 隻を建造，LPG 船，LNG 船はいずれも世界第一位の建造設計・建造技術を確立することができた．その後更に設計改実績を誇っている．

良を加え，いわゆる第２世代 LNG 船を開発・実用化して，LNG 船では，1983 年に当社初の 125 000 m 型 LNG 船をし3大型 LNG 船分野でのリードヤードとして建造を重ねてきた．

ゅん工した後，20 世紀最後のプロジェクトといわれたオー第２世代 LNG 船の特徴は，ストラリア・ノース・ウエスト・プロジェクトで，いわゆる，（1）サーマル・ブレーキ（侵入熱を抑える特殊構造）の開発第２世代の LNG 船を開発・建造した．この第２世代船の特徴は，低ボイルオフレート（BOR）と強制蒸発装置の組合わせによって，燃料選択の自由度を増した点であり，LNG船の経済性は大幅に向上できた．現在でも，この設計思想が
LNG 船の標準となっている．

により，低 BOR を実現した．
（2）低 BOR と強制貨物蒸発装置の組合せにより，運航中の燃料選定の柔軟性を大幅に向上させた．
（3）球形タンクカバー，フランジタイプのパイプタワー構造等の開発により，構造信頼性の向上と建造コストの低減を

近年では，世界初の LNG 船用再液化装置の実用化，環境に優しい LNG 船の建造，145 000 m 型の最大級 LNG 船の開3発と，常に時代をリードした新製品を投入している．
LNG 船は，安全性・信頼性とともに，経済性が益々重要同時に達成できた．
（4）世界初の大型４タンク船を開発，性能の良い浅喫水幅広船型のコンセプトを実現した．
ことである．になっている．当社では，豊富な経験と各種技術開発を通じまた，メンブレン LNG 船についても 1970 年代以降開発をて，お客様のニーズにあった最適な LNG 船を提供すべく日継続してきた．メンブレン LNG 船では，信頼性の確保が重夜取り組んでいる．

要課題との認識で，船体構造の健全性の検証，防熱構造，建それでは以下に，クリーンエネルギー輸送に従事する当社の LNG 船について紹介する．

2．LNG 船の昨日
LNG（液化天然ガス）は，クリーンエネルギーとして1969 年から日本に導入された．以来，輸入量は増加の一途をたどり，現在では約 55 百万トン（全世界の LNG の約60 ％）の LNG が日本に輸入されている．LNG は天然ガスを液化して，体積を約 600 分の１に凝縮した極低温（約−造手法等のキー技術の開発，実用化を行った．

3．今日

現在，135 000 m 3 型の球形タンク LNG 船，及び，メンブレン LNG 船を連続建造中である．図１に，香焼工場で連続建造中の LNG 船を示す．
球形タンク方式では，アルミニウム厚板の溶接技術，異材継ぎ手の製作手法，防熱施工技術等で改良を加えている．
また，世界で初めて LNG 船用再液化装置を実用化し，球三菱重工技報 Vol.40 No.1（2003_1）

33

図１

建造中の LNG 船（球形タンク方式とメンブレン方式）
表１

しゅん工船
プロジェクト名

名

再液化装置の概要

受注・建造 LNG 船
2 002 年11月時点

船

船番

図２

タンク容積
タンク形式 しゅん工
（m3）

建造中
プロジェクト名

船番 船名

しゅん工
タンク容積
タンク形式
（予定）
（m3）

1 870 Banshu Maru

インドネシア・バ ダクIII

125 542

球形タンク

1 983

2 169 未定 マレーシア・ティガ

137 100

メンブレン

2 003

1 889 Echigo Maruインドネシア・アルン

125 568

球形タンク

1 983

2 176 未定 東京電力

136 600

球形タンク

2 003

1 890 Dewa Maru

インドネシア・アルン

125 631

球形タンク

1 984

2 177 未定 マレーシア・ティガ

137 100

メンブレン

2 004

1 996 Northwest Sanderling

西豪州（NWS）

127 362

球形タンク

1 989

2 183 未定 シェル

136 600

球形タンク

2 004

2 000 Northwest Swift

西豪州（NWS）

127 427

球形タンク

1 989

2 184 未定 スノービット

147 200

球形タンク

2 005

2 011 Ekaputra

インドネシア・台湾

137 012

球形タンク

1 990

2 185 未定 スノービット

球形タンク

2 006

2 042 Northwest Seaeagle

西豪州（NWS）

127 452

球形タンク

147 200

1 992

136 600

球形タンク

2 006

2 062 Dwiputra

インドネシア・
バダク F トレイン127 386

球形タンク

1 994

2 061 LNG Vesta

インドネシア・
バダクF トレイン

127 386

球形タンク

1 994

2 074 Northwest Stormpetrel 西豪州（NWS）

127 443

球形タンク

1 994

2 067 ISH

アブダビ

137 304

球形タンク

1 995

2 089 Al Khor

カタール

137 354

球形タンク

1 997

2 090 Al Wajbah

カタール

137 309

球形タンク

1 997

2 091 Doha

カタール

137 252

球形タンク

1 999

2 148 Golar Mazo

インドネシア・台湾

136 867

球形タンク

2 000

2 117 Al Jasra

カタール

137 227

球形タンク

2 000

2 157 LNG Jamal

オマーン

136 977

球形タンク

2 162 Lakshmi

オマーン

137 248

球形タンク

2 163 ABADI

ブルネイ

136 9122 165 Puteri Intan Satu

マレーシア・ティガ

2 172 Galea2 173 Gallina

2 187 未定 東京電力

表２ 最新 LNG 船の主要目
プロジェクト名
3タンク容積 （m ）マレーシア・ティガ

東京電力

135 000

135 000

メンブレン 球形タンク方式（GT 96）
方式

タンク方式
タンク数

スノービット
145 000
球形タンク方式

４タンク

５タンク

４タンク

BOR（%/d）0.15

0.150.15

2000

主寸法
全長

Loa （m）

276.0

290.0

288.0

2 001

船幅B（m）

43.4

46.0

49.0

球形タンク

2 002型深D（m）

25.5

25.5

26.8

137 100

メンブレン

2 002

喫水d（m）

11.0

11.0

11.5

シェル

136 600

球形タンク

2 002

載荷重量 DW（t）

66 70067 90074 400シェル

136 600

球形タンク

2 002

船速19.519.219.5形タンク LNG 船に搭載，現在順調に稼動中である．再液化装置の概要を図２に示す．窒素を冷媒とした効率の高い舶用システムを共同開発した．

Vs（Kn）な実績を誇っており，延命改造工事にも取り組んでいる．
現在建造中の球形タンク LNG 船とメンブレン LNG 船の主要目比較を表２に示す．最新船の特徴は，メンブレン LNG 船では，自動溶接機の開発を行い溶接の（1）タンク容積は，135 000 m3 型が主流になっているが，更信頼性を高めるとともに，約 70 万点の防熱・メンブレン構に大型化は進み，世界最大級の 145 000 m 3 型の LNG 船も造の部材を効率良く管理する目的で，工程・品質管理システ
LOGIQ建造中である．

を開発し実用化した．2002 年８月には，（2）球形タンク LNG 船については，0.1 ％／日以下の超低135 000 m 3 型メンブレン LNG 船第一船を引渡し，後続船もBOR も可能で，当社建造船で既に実船に適用している．

建造中である．

ただし，現時点では 0.15 ％／日が最も経済的であるとのム

当社は球形タンク・メンブレン両方式の LNG 船を設計・建造した世界初の造船所である．
当社の受注・建造 LNG 船の一覧を表１に示す．
さらに，他社建造の LNG 船も含めた修繕工事でも圧倒的判断で，0.15 ％／日が主流となっている．メンブレン
LNG 船についても，防熱増厚・防熱構造の簡素化で0.15 ％／日の BOR となっている．
（3）船型開発については，CFD（コンピューテーショナ
三菱重工技報 Vol.40 No.1（2003_1）

34

ル・フルード・ダイナミクス：数値流体力学）技術を確立してこれを実用化している．CFD を活用した船型・プロペラの最適設計により，短期間で推進性能の高い LNG 船

LENGTH（O.A.）LENGTH（B.P.）
BREADTH（MLD）
DEPTH（MLD）
DRAUGHT（MLD）（DESIGN）＝ ABT. 330 m＝316.0 m＝51.0 m＝28.7 m＝12.0 mLNG TANKを実現できるようになった．高速化と主機出力・燃費低減

CLを同時に達成することが可能となった．
（4）低 BOR と強制貨物蒸発装置の組合せにより，低速域から高速域まで BOG（ボイル・オフ・ガス）を有効に活用

NO.5 TANK

NO.4 TANK

NO.3 TANK

NO.2 TANK

NO.1 TANK

NO.3 TANK

NO.2 TANK

NO.1 TANK＊ENGINE ROOMすることで，運航経済性を高めている．

CL（5）長期メインテナンスを考慮して，構造配置，材料選定，塗装仕様等に細心の注意を払って設計展開し，詳細な構造・仕様を決定している．特に，構造設計については，スACCOMM.
SPACE

NO.5 TANK

NO.4 TANK

ロッシング荷重の推定技術の確立，構造強度解析・疲労解析等の高度解析技術の開発を行い，当社独自の波浪中疲労CL

図３

200 000 m3 LNG 船解析手法 DISAM（ディスクリート・アナリシス・メソード：高度構造解析手法）も実用化している．これらの解析

めた LNG チェーン全体の経済性を確認する必要がある．現技術で信頼性の高い疲労構造設計が可能となり，最新船で時点では 145 000 m3 が最大船型と考えられており，当社でもは 40 年の疲労設計も行われている．

２隻の 145 000 m3LNG 船を受注し建造中である．

（6）IAS（インテグレーティッド・オートメーション・システム），SMS（シップボード・マネージメント・システム），4．2 次期推進プラント
LNG 船では，貨物と外気の温度差による侵入熱と，船体IBS（インテグレーティッド・ブリッジ・システム）等の運動による運動エネルギーによって，貨物の一部が蒸発ガス自動化システムを随所に折り込んで，運航の簡素化と安全（BOG）を発生する．この BOG は蒸気タービン用燃料とし性の向上を図っている．さらに，環境に配慮して，バラスて利用されている．一方，貨物の一部との見方から，BOG

ト水置換の自動化，フロン冷媒対策等の新しい技術を導入の有効活用をねらった各種プラントが検討されている．

した LNG 船も実用化して，最新の建造船では，ロイド船

次世代プラントとしては， ガスだきディーゼル機関 ，級協会の環境対策適合証書（EP 証書）を LNG 船として世コガス（ガスタービン機関＋蒸気タービン機関）， 再液化界で初めて取得した．

装置付きディーゼル機関

4．あしが検討されている

ガスだきディーゼル機関

たは，BOG と重油の混焼が可能で，燃料効率も向上するが，BOG 燃焼のためにガス圧力LNG 船では，安全性・信頼性の確保と経済性の向上を両を高める必要がある．また，パイロット用燃料が必要で，立させることが最大の課題である．長年にわたる安全運航実BOG 専焼ができない等の短所があり，フレキシビリティー

績から，LNG 船の安全性・信頼性は検証済みとの認識で，が劣る．ディーゼル機関は燃焼温度が高いために，窒素酸化

近年では LNG チェーンコストの削減が大きな話題として取物の排出が多くなる点が短所と考えられる．

り上げられている．

コガス（ガスタービン機関＋蒸気タービン機関） は，液化プラント基地・ LNG 船・陸上タンクの大型化は勿論

BOG をガスタービンで燃焼するとともに，排ガスエネルギとして，次世代推進プラントの実用化に向けた開発，さらに，ーで蒸気を発生させて，蒸気タービンを駆動する．陸上のコ新形式ガス輸送船も提案されつつある．

ジェネシステムと類似のプラントで，通常の蒸気タービンと4．1

大型 LNG 船比較して燃料効率が向上する．また，排気ガスは蒸気タービ

LNG 船の大型化による経済性のメリットは，単位輸送コンと同様に比較的クリーンであるが，高品質の石油燃料が必ストの低減にある．特に，LNG プロジェクトでは，輸送量要なこと，BOG との混焼ができないこと等の短所がある．

がほぼ一定であるので，大型化により LNG 船の必要隻数が削減可能で，大幅に経済性の向上を図ることができる．

再液化装置付きディーゼル機関

は，BOG を再液化してタンクに直接戻すことができるので，推進機関と BOG 処

例えば，日本−中東間で年間５百万トンの LNG 輸送プロ理が分離できる点が長所と考えられる．主機関は，一般商船

ジェクトで，船型と隻数の関係は，135 000 m 3 型で７隻，で使われている通常のディーゼル機関で，燃料効率も大幅に160 000 m 型で６隻，200 000 m 型で５隻となる．

改善できる．再液化のための設備投資と追加の駆動電力が必3

3

135 000 m 3 型を 100 ％として運航コストを比較すると，要となるので，重油の消費量は増えるが，ディーゼル機関の160 000 m 型で 94 ％と６％改善，200 000 m 型で 86 ％と排ガスエネルギーを有効活用することにより，追加燃料を軽14 ％改善を各々図ることができる．

減することも可能である．

3

3200 000 m 型の試設計例を図３に示す．
3

燃料経済性は燃料油と BOG の価格に大きく左右される．

大型化した場合の課題は，既存の LNG 基地，特に受入れBOG が燃料油に比べて安い場合には， 蒸気タービン機関側の基地との船陸整合である．大型化により，船自体の運航が最も経済的であるが，燃料油が高くなるとともに， ガス経済性の向上は明確だが，受入れ基地の建設・改造費用も含だきディーゼル機関の経済性が高まる場合もある．環境問
三菱重工技報 Vol.40 No.1（2003_1）

35
表３（単位）状態
温度（℃）

比重3圧力（t/m ）天然ガスを利用した新たな貨物

LNG

CNG

メタン
ハイドレート

DME

LPG

液体気体

固体

液体

液体

−162

10−15−25−420.23

0.85〜0.95

0.74

0.58

210

ほぼ大気圧

ほぼ大気圧

ほぼ大気圧

12 0001 000〜2 000

6 900

11 1000.43（kg/cm2） ほぼ大気圧

低位発熱量 （kcal/kg）

12 000

当社は，1962 年世界初の低温式 LPG 船の建造を通じて液図４化ガス船の技術を確立した．また，1970 年代から，球形タ再液化装置付き次世代推進プラント

ンク方式及びメンブレン方式の LNG 船技術を導入して，安全性・信頼性・経済性向上のための各種技術を開発して実船コガス（ガスタービン機関＋蒸気タに適用してきた．現在当社は，LPG 船，LNG 船とも世界第ービン機関） も脚光を浴びる可能性もある．また，BOG が１位の建造実績を誇り，お客様の要望に適した最新の液化ガ相対的に高く評価される場合には， 再液化装置付きディース船を提供しているものと自負している．

題を重視すれば，将来ゼル機関さらに近年では，LNG チェーンコストの低減に向けた各の優位性が高まる．

当社では，上記のいずれのプラントに関しても実用化に向種の提案が議論されている．当社は，大型化，次世代推進プけた開発を継続している．蒸気タービン，ディーゼル機関はラント，タンクの改良提案等を行って，お客様の将来ニーズ

当社ブランド製品がある．また，ガスタービンについては，に添った経済船を開発することとしている．
これらの技術開発には，関係先の協力が不可欠である．こ艦艇，客船等での実績を持っている．
舶用再液化装置については，当社は世界で唯一実績のあるれまでの関係先のご協力に感謝するとともに，安全性・信頼装置を開発・実用化しており，次世代推進プラントとして最性・経済性の高い次世代 LNG 船を実現するために，今後とも注目されているもご協力をお願いしたい．

再液化装置付きディーゼル機関の最適プラントを提供可能である．その設計例を図４に示す．
4．3

新形式ガス船将来，天然ガスの輸送形態が変わる可能性がある．新たな貨物として，圧縮天然ガス（CNG），メタンハイドレート，ジメチル・エーテル（DME）が注目されている．貨物の性状を変えることで，製造・貯蔵・輸送・再ガス化のチェーンコスト低減をねらっている．
各々の貨物の特徴は表３に示すとおりである．
CNG は，高圧で貨物の比重が小さい点が短所であるが，製造・再ガス化コストを大幅に低減できることが特徴である．既存のガスインフラが整備されている地域で，短距離の輸送の場合に経済性の向上が図れるといわれている．
メタンハイドレートは，メタンを氷の結晶で閉じ込めた構造で，LNG よりも取扱いが容易であると言われている．重
量当たりの発熱量が小さいことが短所と考えられる．
DME は，LPG 代替燃料として注目されている．LPG より

参考文献（1）Itoyama, N. et al., A New Generation of Spherical Tank
LNG Carrier, LNG9（1989）（2）Ishimaru, J. et al., Study on Propulsion Plants for Future
LNG Carriers, LNG 11（1995）（3）Suetake, Y. et al., Proposal of Technical Improvement forFuture LNG Carriers, Gastech 96（1996）（4）湯浅和昭ほか，LNG 船の技術動向と将来展望, 三菱重工
技報, Vol.37, No.5 （2000）（5）Yuasa, K., et al., Challenges of Mitsubishi GTT Membrane
LNG Carrier, Gastech 2000（2000）（6）Hatanaka, N., et al., A Challenge to Advanced LNG
Transportation for the 21st Century - LNG Jamal: New
Generation LNG Carrier with Reliquefaction Plant,LNG 13（2001）（7）Ohira, H., et al., Proposals for LNGC Propulsion Systemwith Re-Liquefaction Plant, Gastech 2002（2002）

も比重が大きく，沸点が高いことが特徴で，LPG と類似の設備で取扱い可能といわれている．
当社では，上記の各々の貨物輸送に関する基礎研究を開始している．タンクの構造，材料との適合性，安全性評価等の

難波直愛

珠久正憲

取締役副社長船舶・海洋事業本部長

船舶・海洋事業本部
船舶技術部長

湯浅和昭

石丸純史郎

船舶・海洋事業本部
船舶技術部
商船計画グループ長

長崎造船所
主幹

研究を行い，経済的な専用船を開発する予定である．

5．おわりに1964 年に LNG の商業海上輸送が開始されてから，LNG の輸送量は年々増加の一途をたどり，2002 年末時点で約 130 隻の LNG 船が運航されている．

三菱重工技報 Vol.40 No.1（2003_1）