環境問題

海運業界における燃料転換の動向と電力推進船のポテンシャル
株式会社H&Sエナジー・コンサルタンツ パートナー

石丸 美奈
目 次

〇はじめに
〇環境規制と地球温暖化防止
対策〇船舶と燃料〇LNG燃料船〇バッテリー推進船〇燃料電池船〇産業・地域の課題解決

規制）が敷かれており、一般海域では硫黄分〇はじめに化石燃料のディーゼル車やガソリン車など濃度が3.5％以下となっているが、2020年１１の生産や販売禁止が世界各国で相次いで宣言

月以降は0.5％以下と大幅に引き下げられされているが、自動車業界に続いて船舶の世る。
①バルト海周辺、②北海周辺、③米国（含む界でも、従来の重油からの燃料転換の動きがハワイ）とカナダ沿海部の200海里内の北米、本格化しつつある。

④プエルトリコと米領ヴァージン諸島を含む〇環境規制と地球温暖化防止対策
こうした動きを加速しているのが、国排出規制海域（ECA）

際海事機関（IMO）による排ガス規制の強化だ。大気汚染の原因となる窒素酸化物（NOx）、硫黄酸化物（SOx）、粒子状物質（Particulate Matter, ＰＭ）は呼吸器疾患等の健康被害を引き起こすため、世界各国で規制が導入されているが、船舶に関してはIMOが、海洋汚染防止を目的とするマルポール条約（MARPOL 73／78）により規制を行っている。同条約
２の附属書ＶＩ では、SOxの排出削減対策として、燃料油の硫黄分濃度規制（SOx（出所）石油輸出技術センター（JPEC）「IMOのSOx規制強化による船舶用燃料への影響」、JPECレポート2015年度 第17回、2015年10月７日

１ オランダやノルウェーでは2025年、ドイツ、デンマーク、スウェーデンでは2030年、フランス、英国、スペイン、台湾では2040年を目途に、こうした自動車の生産ないしは販売が禁止となる予定。但し、ハイブリッド車に関する各国の対応は不透明。
２ 1973年に採択され1978年に発効したMARPOL 73／78附属書ＶＩ（2005年発効）は400総トン以上の全て船舶から排出される大気汚染物（NOx、SOx、ＰＭ）に適用される。なお総トン数は船の容積を表す指標。

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内航船の69％、外航船の98％で使用されていカリブ海の４つの排出規制海域（Emission
３５る 。

Control Areas, ECA） では、すでに2010年７月から1.0％以下、2015年１月からは0.1％

SOxの規制強化でＣ重油は現行のままで以下の制限が適用されている。

は使えなくなる。９か月後に迫ったIMOの規こうした大気汚染対策に加えて、2015年の制基準をクリアするための当面の方策として第 21 回 国 連 気 候 変 動 枠 組 条 約 締 約 国 会 議は①重油を低硫黄燃料油に変える、②船上に（COP21）で合意に至ったパリ協定では、地排気ガス洗浄装置（スクラバー）を設置して球温暖化防止対策として、世界の平均気温上脱硫する、③LNGに燃料転換する、の３つが昇を産業革命以前に比べて２℃未満（努力目ある。

標 1.5℃）に抑え、21世紀後半には温室効果①に関しては、軽油とＣ重油をブレンドすガス（GHG）の排出を実質ゼロとする世界共る、残渣油を直接、脱硫したり、分解・改質通の長期目標が掲げられている。このようなしたりして低硫黄燃料油を増産する、低硫黄国際動向を受けて、IMOでも2018年にロンド原油から低硫黄燃料油を製造する、といったンで開催された海洋環境保護委員会（MEPC）

方法があるが、需要に見合った安定供給が可で、海運業界としては国際的に初めて、2050能か否かは明確でない。規制が開始されると年までにGHG排出総量を2008年比で50％以

高品質燃料は取り合いとなり、価格が上昇す４上削減する等の排出量削減目標 を定め、今るのは必至とみられている。また、燃料の質世紀中のできるだけ早い時期にGHG排出量が変わることで、機械系統に問題が生じる恐ゼロを目指すことで合意した。このため、長れもある。
②のスクラバーの設置には一基あたり数億期的な視野に立った燃料転換によるCO ２ 削円の費用がかかる上、燃料消費量も２～３％減も急務となっている。

増加する。設備が大きく重量もあるので、貨物積載量が削られてしまうデメリットもあ〇船舶と燃料る。また、既存船への後付けには長い工期がか商用船舶に使用される燃料には主として軽かるという問題もある。

油と重油がある。重油は原油から軽油を含む各種石油製品を精製した後の残渣油で、Ａ重一方、③のLNGへの燃料転換では、特殊で油（硫黄分1.0％）は軽油90％に少量の残渣油

大型のLNG燃料タンクが必要となり、新造船を混合したもので軽油に近い。Ｃ重油（硫黄の船価は高く、貨物積載量も削減される。大分3.5％）は90％以上が残渣油で、粘度が高くきなシステム変更になるため既存船の改造は不純物も多い。船舶用に使用される場合は油難しい。超低温のLNG（約－160℃）を取り清浄機により不純物を取り除くが、それでも扱うため、船員への技術教育が必要となる。

硫黄や灰分を多く含んでいる。しかし、低価

また、世界的なLNG燃料供給インフラの整備

格のため中・大型船舶の燃料として、日本のもあまり進んでいない。しかし、LNGには３ IMOが承認したECA。③と④の海域ではＰＭおよびNOxの規制も導入されている。中国はIMOの承認を受けていない独自の国内ルールで３つのECA（渤海、長江デルタ、珠江デルタ）を定めている。
４ 炭素排出効率の面から、短期的には、海運業務当たりの原単位二酸化炭素排出量を2030年までに2008年比40％以上削減し、中期的には2050年までに70％削減できるよう努める、との目標もある。
５ 国土交通省「海運業界要望に係る事項についての現時点での情報について」2017年２月28日

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SOxやＰＭの排出をゼロに、また重油に比べてNOxは最大で80％、CO２も約30％削減できるという大きなアドバンテージがある。さら

世界のLNG燃料船の隻数450400に、比較的安価な燃料の長期安定供給という300

面では、シェールガス革命による供給ポテン

250

６シャルの大幅な増加 もあり、数ある代替燃料候補の中では、唯一、船舶業界全体での燃料転換が起こったとしても、それに十分対応７できる供給量 と価格競争力があると予想さ８れている 。そのため、欧米を中心に環境問題に対する意識の高い客船会社などの間でLNG Ready船350

139 139 139

139 139 139

122112

発注済

20080 57150100就航済

34469656 7650

15 21 25 35093122 129 133 136 137 138

53118 143150 150 150 150 150 150 150 1502000 2003 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026（出所）“Alternative Fuel Insight”, DNV GL， 2019年

LNG燃料船を導入する動きが始まっている。となっている。国内の天然ガス資源の活用拡
大はノルウェー政府の長年の目標で、同国内〇LNG燃料船で就航しているLNG燃料船は81隻（2019年２102000年にノルウェーで世界初のLNG燃料月末現在）と世界の28％を占めている 。

９船であるフェリー「Glutra」 が就航して以

日本では日本郵船が2015年８月に、国内初降、2018年末までに世界では223隻のLNG燃のLNG燃料船であるタグボート「魁」を竣工料船が建造され、うち80隻は将来的にLNG燃させている。全長37.2ｍ、272総トンで、重油料の使用が可能な設計であるLNG Ready船と LNG の 両 方 を 燃 料 に で き る 二 元 燃 料（Dual Fuel）エンジンを搭載する。

世界初のLNG燃料船「Glutra」
日本郵船のLNG燃料タグボート「魁」（出所）https://www.marinetraffic.com（出所）日本郵船プレスリリース、2015年９月１日

６ 但し、シェールガス生産に関しては水圧破砕による採掘で地震が増えるといった事象や水質、地質、大気など環境に与える負荷や人体への影響が問題視されている。直近では中国四川省で起こった1000人以上の地元住民と当局による衝突が記憶に新しい（日本経済新聞、2019年２月26日）。
７ ノルウェー、オスロに本拠を置く自主独立の財団で、第三者認証機関であるDNV－GLの調査では、世界中の船舶がLNG燃料に切り替えたとしても、総需要量は現行のLNG市場の10％ に過ぎないとしている。DNV －GL“Alternative Fuels and Technologies for Greener Shipping” June 2018.
８ 但し、供給のためのインフラ整備には投資が必要となる。なお、本稿では燃料供給を行うインフラとしての船舶を
LNG燃料供給船、LNGを燃料として航行する船舶をLNG燃料船として区別する。
９ 全長94.8ｍ、載貨重量640トンで、自家用車96台又は８台のトラックトレーラと42台の自家用車を収容でき、乗客300名を運ぶことができる。
10 “Alternative Fuel Insight”, DNV GL, 2019年

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環境問題が表れている。

また、2016年には欧州向けに、世界初となる LNG 燃 料 自 動 車 専 用 船 （ Pure Car &12〇バッテリー推進船

Truck Carrier, PCTC）「AUTO ECO」
（全長約181ｍ、42,424総トン、Dual Fuelエンジ

バッテリー推進船の分野でも先行するのはン搭載）が、そして2017年には姉妹船「AUTO

ノルウェーで、2015年から、世界初となる完ENERGY」が竣工している。

全電気推進のカーフェリー「Ampere」が、昨年12月には、同社が日本の荷主からの要ノルウェー西部の同国最大のフィヨルドであ望を受け、国内向けにも、同様のLNG燃料船

るソグネフィヨルドで運航されている。全長

11建造の検討に入った旨が報道されている 。

80ｍで車両120台、乗客360名を運ぶことが可

しかし、最終的にゼロエミッション化を目能で、片道5.6㎞、20分のルートを一日17往復指すにあたって、LNG燃料への転換は過渡的する。
船には容量１MWhのリチウムポリマー電な手段に過ぎない。そのため自動車業界で電池 が搭載されており、港に停泊中10分で充気自動車（ＥＶ）や燃料電池車（FCV）が登電が完了する。

14

場しているように、海運業界にも電化の兆し

現在の舶用バッテリー技術やコスト面の制

13日本郵船グループUECC社 のLNG燃料PCTC「AUTO ECO」
（左）と姉妹船「AUTO ENERGY」（右）（出所）日本郵船プレスリリース、2016年９月11日（左）、marinetraffic.com（右）ソグネフィヨルドを航行する「Ampere」（出所）DNV－GL ウェブサイト
11 Bloomberg「日本郵船が初の日本向けLNG燃料船検討、荷主の環境意識受け」2018年12月13日
12 本レポートは民間商船を対象としており、既にバッテリー使用の例が多数あるレジャー・ボート分野は扱わない。
13 United European Car Carriers（UECC、本社：ノルウェー・オスロ）は日本郵船とWallenius Lines（本社：スウェーデン・ストックホルム）が50％ずつ出資する船舶会社。
14 電解質に半固体状態のポリマー（ポリマーに電解液を含ませてゲル化したもの）を使用するリチウムイオン電池の一種。電解質に液体を使うリチウムイオン電池に比べて燃えにくく、安定性が高い。

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環境問題重要な課題の一つとなっている。

約で、出力需要の大きい外航船への利用は難しく、海洋開発事業のためのオフショア支援

オスロ港は2030年までにCO ２ 排出の85％船や作業船といった沿岸航行船か、フェリー、減を目標にしており、将来的にはゼロエミッ旅客船といった、決められたルートを定期的ション港を目指している。そのため、燃料転に運航する船舶での導入が中心となってい換や新しい技術、CO２排出削減につながるイる。2018年末現在、世界でバッテリーを動力ンフラ設備の提供に尽力しており、今年１月として使用する船舶は147隻だが、そのうち約８日には新たな陸上から船舶への電力供給シ40％をノルウェーが占める。同国は内航フェステム（陸電システム）を整備した。大手フリーの近代化を主たる政策とし、支援も行っェリー会社であるDFDSとStena Lineの船舶ているため、舶用バッテリー市場で大きなシは陸からの受電ができるようになり、停泊中ェアを有している。に化石燃料を燃やす必要がなくなった。このしかし、こうした船舶電動化促進の背景に設備により年間で乗用車1,300台分以上のCO２は、次世代産業育成の側面に加えて、ノルウ排出量が削減できるとのことで、オスロ港でェー独特の大気汚染問題がある。山々に囲まは2020年までに海外からの全てのフェリーにれ盆地となっているオスロやベルゲンのよう対する陸からの給電を目指している。

な都市では、冬になると自動車、船舶、暖房機器などからの排ガスで街が覆われ、住民に日本では、本年２月27日に国内の内航貨物は呼吸器疾患やアレルギーなどの健康被害が船としては初めて、リチウムイオン電池を利出ている。夏には多くの観光客がフィヨルド用したハイブッリッド推進システム搭載の地域を訪れるが、観光船などからの大量の排「うたしま」（499総トン） が就航した。通ガスと油の臭いで貴重な観光資源のイメージ

常の航海時にはディーゼルエンジンを使うが損なわれかねない。このため、こうした地が、港内や低速での短距離航行時には、内燃域における船舶を含む交通手段の完全電化は機関を使用せず、リチウムイオン電池からの15電力が推進電動機に給電されプロペラを回350

世界のバッテリー船の隻数

リチウムイオン電池搭載型内航鋼材船「うたしま」

300
不明

250発注済20097

135 155 156

160 161

就航済
150
100
50
015 2346 6270 91

119147 166 166 166 166 166 166

1998 2003 2005 2008 2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2024 2026（出所）“Alternative Fuel Insight”, DNV GL, 2019年（出所）ＮＳユナイテッド海運株式会社プレスリリース、2019年２月18日

15 総容量3,500kWhのリチウムイオン電池が搭載されており、これは一般的な普通自動車2,700台分に相当する（ＮＳユナイテッド海運株式会社プレスリリース、2019年２月18日）。

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環境問題す。また荷役や停泊時の船内電力もリチウム害物を検知の上で衝突を回避し、自動着岸もイオン電池から給電される。

行っている。

一方、１月には旭タンカーとエクセノヤマ

電動化により構造が簡素化されたＥＶ車でミズがリチウムイオン電池を動力源とする完は制御が容易になり、完全な自動運転実現に全電化の内航タンカー「ｅ５（イーファイブ）」向けての研究開発が加速されている。船舶に（499総トン）の基本設計の完成を発表しておおいても、完全な電気推進船が普及するにつり、2020年末には世界初となるバッテリー推れて、自律航行に向けた取り組みが進むだろ進タンカーの商用化を目指す。将来的な自動う。

運航および燃料電池の搭載も視野にいれたプロジェクトだ。

〇燃料電池船

船舶の自動運航では昨年10月に大島造船所

燃料電池船のプロジェクトはまだごく初期

16が電池駆動船「ｅ－Oshima」（290トン） の段階にあるが、今後の燃料電池と水素技術の開発を発表している。ｅ－OshimaにはMHIマ研究開発の進展につれて、舶用分野にも広がリンエンジニアリングと共同開発する自立操ることになると考えられる。

船システムが搭載され、来賓送迎船として３水素燃料電池船には戸田建設などが環境省

キロ区間を不定期に航行し、自動運転の実証の実証事業で開発した日本初となる「長吉丸」

17（重量5.2トン）があり、2015年度に長崎県五実験を行うという 。
すでに昨年12月、英ロールスロイス社とフ島市の椛島沖で実証航行が行われた。全長ィンランド国営のフィンフェリー社は、フィ12.5メートル、12人乗りの小型船で、水素とンランドのトゥルク市の南部、２万にも及ぶ燃料電池で発電し、その電力でモーターを駆島々の浮かぶ多島海で、世界で初めてフェリ動し、スクリューを回す。１充填当たりの航ー「FALCO」の完全自律運航に成功した。

行時間は２時間で、最高20ノット（時速約3780名の招待客を乗せた全長53.8ｍのFALCO㎞）で走る。燃料となる水素は、同じ五島沖は、搭載された各種センサーやＡＩにより障の浮体式洋上風力発電施設からの余剰電力で自律運航で港を離れるファルコ号

水素燃料電池船「長吉丸」（出所）ロールスロイス社プレスリリース、2018年
12月８日（出所）五島市公式サイト「まるごとう」2015年10月２日

16 容量約600kWhのバッテリーで推進力と船内電気を賄う。長崎新聞社、2018年10月11日記事（12月11日更新）
17 平成18年度の国交省の補助事業。

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環境問題

水を電気分解し製造したCO２フリー水素だ。に燃料電池とリチウムイオン電池を搭載して充電式のリチウム電池船が抱える蓄電池の軽広島県尾道市の海域で実船試験を実施してい量化と航続距離延長の両立という課題を解決る。
こうした成果は、国土交通省海事局が2020し、地域の風力資源を活用したエネルギーの地年の東京オリンピック・パラリンピック開催産地消を実践したプロジェクトとなっている。

時をめどに策定を進めている「水素燃料電池船の安全ガイドライン」に反映される。

2016年には東京海洋大学などが、全長12.7ｍ18の電池駆動船「らいちょうＮ」（9.1総トン）19を改造し、水素燃料電池を追加搭載 して、〇産業・地域の課題解決

東京湾での実証実験を行い、2018年にはヤン

現状では小型船が中心となる船舶の電動化

マーなどが、国立研究開発法人「海上・港湾・であるが、こうしたシフトは単なる環境対策

航空技術研究所 海上技術安全研究所」の管理を超えて、海運産業や地域が抱える課題解決する実験船「神峰」（全長16.5ｍ、17総トン）の糸口にもなり得る。
日本国内の海上輸送では船員の減少と高齢燃料電池を搭載した電池駆動船「らいちょうＮ」化、そして船舶の老齢化が深刻になっている。
内航に関しては、日本を含む主要国の多くで20カボタージュ規制 が実施されており、日本の沿岸輸送を行えるのは自国籍の船舶に限られていて、日本人船員の乗船が義務化されている。また、日本人だけが沿岸輸送用船舶を所有できる。従って、内航海運を支えるのは日本人船員であるが、2017年10月の時点でそ（出所）日刊水産経済新聞、2016年10月19日

内航船員の年齢構成

燃料電池システムを搭載した実験船「神峰」（出所）ヤンマー株式会社プレスリリース、2018年
３月30日

（出所）
「Shipping Now 2018－2019」公益財団法人日本海事センター

18 東京海洋大学は2010年から急速充電の電池推進船らいちょうシリーズの開発に取り組んでおり、同船はその３作目。
19 燃料電池は3.5kwが２基、リチウムイオン電池は13.2kWhが11基で合計145kWh。
20 海運カボタージュとは国内の２港間の貨客の輸送を意味し、伝統的に自国籍船で行うことが慣行となっているが、英国やデンマークなど一部のＥＵ諸国では原則としてカボタージュが解放されており、オーストラリアやニュージーランドでは1990年代後半に規制が撤廃されている。

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環境問題の総数は27,844名と2010年からほぼ横ばい（参考文献）

で、1997年に比べて60％以上の減少となって（なお、本文中に引用されているものは除く。
）

いる。しかも、そのうち47％は50歳以上とな・旭タンカー株式会社＆エクセノヤマミズ

21っている 。少子化に加えて、不規則な勤務「次世代ゼロエミッションＥＶ内航船開発

体系や特殊な労働環境もあり、若手船員の激プロジェクト」2018年10月19日

減で人手不足は深刻な状況だ。

・国土交通省「海事レポート2018」2018年７

内航船の老朽化も進んでおり、2018年３月月

31日現在で、総数5,223隻のうち71％（総トン・一般財団法人 石油エネルギー技術センタ

数では50％）が14年以上の老齢船になっていー（JPEC）

22る 。小規模な船主が多く、自身の高齢化と「IMOのSOx規制強化による船舶用燃料へもあいまって、新造船建造のためのファイナの影響」2015年10月５日

ンスや船員確保の困難により、老齢船のリプ「IMOのＳＯｘ規制強化による船舶用燃料へレースは進んでいない。なんらかの方策を導の影響」2015年10月13日

入しなければ、内航海運はその存続自体が危・戸田建設株式会社

ぶまれる状況になりつつある。

「環境省CO₂ 排出削減対策強化誘導型技術

電気推進船へのシフトにより、構造がシン開発・実証事業 小型船舶の低炭素化［燃プルかつ標準化された船舶が増えれば、大量料電池］の技術開発・実証」

生産で建造コストが低減する。IoTやＡＩの・一般社団法人 日本舶用工業会、一般財団

活用でこうした船舶の遠隔モニタリングや自法人 日本船舶技術研究協会

動化が進み、完全な自動運航が可能になれば、「欧州における電池推進船の動向調査」

今後、さらに深刻化する人材不足にも対応で2018年３月

きる。

「欧州におけるLNG等新燃料を使用する舶用エンジンに関する開発動向及び使用環境調査」2018年３月

また、五島での水素燃料電池船プロジェク
トが示すように、人口減少と高齢化に直面し、とりわけエネルギーの費用負担が重い離島で、交通セクターに地域の再エネ電力を活用できるようになれば、将来的に島民は、海上でバッテリー船や水素燃料電池船で、陸上ではＥＶやFCVで、オンデマンドと自動運転による切れ目のないモビリティを確保できるよ
うになり、災害時には多数の動く蓄電設備が地域のレジリエンスを高めることになる。そんな未来像が描ける燃料転換の波及効果は大きい。

21 日本海事広報協会「日本の海運 SIPPING NOW 2018－2019」2018年
22 日本海事広報協会「日本の海運 SIPPING NOW 2018－2019」2018年

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