小型高速旅客船
省エネマニュアル
【日常編】

1

1. はじめにこのマニュアルは、小型高速旅客船を対象として、運航等の省エネルギー化を行うた
め、具体的な省エネルギー対策について示しています。
マニュアルの最後には、省エネルギー対策のチェックシートを設けていますので、日常の運航、整備の確認などに、是非ご活用ください。

2. 小型高速旅客船におけるエネルギー消費
小型高速旅客船の省エネルギー化を行うにあたって、小型高速旅客船のエネルギーの使われ方を知ることが大切です。いつ、どのようにエネルギーを使われているのかを知ることによって、どのように省エネルギーを行えば効果的であるかがわかります。
図１は、実際に就航している小型高速旅客船 A 船（表１）のエネルギー消費の内訳です。航行時、入出航時、アイドリング時、停泊時それぞれにおいて、各機器が稼働しているときの 1 分当たりの燃料費を示しています。また、図２は、標準的な運航における A 船の一航海当たりの燃料費内訳を示しています。停泊時以外は、主機関の割合が大きく、特に航行時は主機関の燃料費が多くなっていることが再確認できます。

表1要目等
全長
垂線間長
幅
深さ
満載喫水線
総トン数

小型高速旅客船 A 船の要目概要と運航形態
A 船の値
約 26m
約 22m
約 5m
約 2m
約 1m
約 58 トン

要目等
満載排水量
連続定格出力速力
航行時間（片道）
1 日の運航数
備考

航行時

A 船の値
約 55 トン
約 600kW × 2 基
約 20 ノット
約 45 分
4 往復
バウスラスタを装備

その他 21
バウスラスタ 87

入出航時

機関室通風機
空調装置
照明装置、テレビ
主機関
バウスラスタその他

アイドリング時

停泊時
0.0

100.0

200.0

300.0

主機関

12,706

照明装置、テレビ 111
空調装置 308
機関室通風機 147(円)400.0(円)02,5005,0007,500
燃料費

10,000 12,500

いずれも A 重油 1kg100 円として計算

図１ A 船の各機器の 1 分当たりの燃料費
2

図２ A 船の一航海当たりの燃料費

3. 小型高速旅客船の省エネルギー対策
そこで、実際の省エネルギー対策として、まず、主機関でできることを、運航前、運航中、運航後のそれぞれで考えていきます。主機関でエネルギーを無駄にしないためには、航行中に船にかかる抵抗をいかに抑えるかが大きなポイントとなります。
次に、燃料費に占める割合は大きくありませんが、その他の機器で省エネルギー対策としてできることを考えていきます。
なお、小型高速旅客船の特性について知ると、特に主機関の省エネルギー対策についての理解が深まりますので、付録として最後に解説を掲載しました。

小型高速旅客船省エネルギー対策一覧
1) 主機関
① 運航前② 運航中

2) その他の機器

a. 排水量及びトリム管理
b. 主機関の起動時刻管理① 運航前

h. 空調の合理化
i. 照明の合理化

c. 減速航行② 運航中

j. 稼働台数の合理化

d. 航海計画の見直し

k. 発電機の性能保持

e. その他の合理的運航
③ 運航後

③ 運航後

f. 主機関の停止時刻管理l. 船体の洗浄
m. プロペラの洗浄

g. 主機関の性能保持

1) 主機関
① 運航前の対策
a. 排水量及びトリム管理
図 3 は、A 船の 50%載貨状態から満載状態まで排水量を変化させたときの主機関の燃料費を示しています。A 船の場合、排水量が 1 トン増えると燃料費が 1 分当たり 7円程度増加することが示されています。このように、エネルギー消費において排水量を少なくすることは重要です。
(円)
360350340330320310495153(排水量)55

速力は 20 ノット、A 重油 1kg100 円として計算

図3

A 船の排水量と主機関燃料費の関係

3また、適正な滑走姿勢を確保することが効率的な航行につながります。
滑走姿勢と抵抗の詳細は付録の解説をご覧ください。

喫水船尾トリム水面

排水量及びトリム管理では、次の対策を行いましょう。

搭載している燃料の重量を抑えましょう。
可能な限り運航に最低限必要な燃料のみ搭載する補給スケジュールとします。
ただし、燃料タンク内の燃料が少な過ぎて主機関が燃料と一緒に空気を吸い込んでしまうことは絶対避けなければなりません。
燃料タンクが船首船尾両方に複数ある場合は、適正トリムとなるように、それができない場合は、できるだけ船尾位置で左右均等に搭載するような燃料搭載計画としましょう。
ビルジの陸揚げを滞りなく計画的に実施しましょう。
ビルジは、排水量を増加させるだけでなく、FRP 船の場合は、構造材である合板等に吸収され重量増加と構造材の脆弱化を引き起こし、アルミ船の場合は、電食の要因になります。
また、船底亀裂を確認するためにもビルジの陸揚げは必要です。
清水、船具、予備品、乗組員の荷物は、使用実績を踏まえて船内に保管する量は最小限とし、それ以外は陸置きとしましょう。
これら船具や予備品を船内に保管する場合は、適正トリムとなるように、かつ、左右均等に搭載することが重要です。

b. 主機関の起動時刻管理主機関の起動時刻を出港時刻から適正に判断しましょう。

4

② 運航中の対策c. 減速航行
図４は、満載排水量 55 トン時の A 船の速力と主機関の燃料費の関係を示しており、速力が増すと燃料費が顕著に増えることがわかります。
図５は、A 船と類似の B 船での減速航行の効果を試算した結果です。B 船は 27 ノッ
ト片道 20 分で航行していますが、約 24.5 ノット 22 分で航行すれば 10%の燃料消費削減、約 21.5 ノット 25 分で航行すれば、20%の燃料消費削減が見込まれることが示されています。このように、減速航行は、エネルギー消費を減少させる方策としての効果が大きくなっていますので、許容される範囲での減速運航を検討しましょう。
なお、運用時には、利用者との協議、時刻表の改訂等が必要になります。
(円/分)
500450
燃料費 400350300250181920212223 （ノット）

速力A 重油 1kg100 円として計算

図４

B 船は主機関連続定格出力約 800kW×2 基

A 船の速力と燃料費の関係

図５B 船の減速運航の効果の試算

d. 航海計画の見直し安全航行のために気象・海象情報、潮流情報の入手が実施されていますが、安全を確保した上で、運航の合理化を図ることも必要です。
波浪状況が悪いときに定時運航を確保するために速力を維持すると、大きなエネルギーが必要となります。そこで、波浪と速力・必要馬力、風圧側面積の影響といった自船の特性と照らし合わせ、波浪状態が悪いときには、減速や最適となる針路を選択するな
ど、航海計画を見直すことにより安全で合理的な航行をしましょう。

5e. その他の合理的運航
定時出港による航海時間の確保をしましょう。
余分な燃料を消費する急激な加減速は回避しましょう。
予定時刻に合わせた"Just In Time"の計画的入港をしましょう。
エネルギー消費の大きいバウスラスタの使用を最小限とするような岸壁への進入コースを検討しましょう。
主機関のオーバーロードを防ぎましょう。
主機関各部への負担を減らし、オーバーホール間隔を保ち交換部品の減少にも繋がることから、主機関の適正負荷による運航を実施する必要があります。

③ 運航後の対策
f. 主機関の停止時刻管理
着桟後、主機関は、アフタークーリング後の速やかな停止をしましょう。
なお、主機関の稼働時間の短縮は、オーバーホールまでの期間延長が図られ、メンテナンスコストの削減にも寄与することとなります。

g. 主機関の性能保持
夏季においては、主機関の冷却海水の管系が海洋生物により閉塞され、冷却効果が低下することがあることから、これを防止するため、冷却海水管系等の清掃を定期的に行いましょう。
メンテナンスについては、主機関・減速機メーカー推奨の点検整備項目やオーバーホール間隔を踏まえつつ、オーバーホール結果を詳細に見直した上で、点検・整備計画及び部品交換計画を適正に策定し、的確に実施しましょう。

62) その他の機器① 運航前の対策
h. 空調の合理化
旅客船において客室用の空調設備は通常欠かせない設備ですが、設備の清掃を定期的に行うとともに、運航中も含め、次のような対策を行いましょう。
まずは、設定温度と電力消費量を把握し、日々の天候・気温を確認しましょう。
乗客の乗船時刻を考慮した適時の空調設備の稼働開始と適切な設定温度管理をしましょう。
モニター温度計の設置位置を適正にしましょう。
空調中は可能な限り扉を閉めておきましょう。
停泊中など乗客がいないときには窓カーテンを徹底しましょう。

j. 照明の合理化
照明器具については、乗客の乗船前の客室をはじめ、不在時の消灯は必須です。

② 運航中の対策
i. 稼働台数の合理化
船舶の電気機器は使用状況が最も厳しい状態を考慮して設計されているため、季節または運航状況によっては能力が過剰となります。よって、この点を考慮した節電を図ることが可能です。
例えば、機関室通風機は、主機関の燃焼に必要な空気量の確保や機関室の冷却を目的として設置されているため、停泊中や大気温度の低い季節の航海中に機関室通風機を１台休止する等の可能性について検討を行うことが有効です。

③ 運航後の対策
k. 発電機等の性能保持
発電機をはじめその他の機器も、主機関と同様に性能保持を図りましょう。

7l. 船体の洗浄
船舶の推進抵抗は、入渠後の就航時間とともに悪化します。推進抵抗の増加は、直接主機関の負担の増加につながります。これを防ぐため、水中または乗架して、船体の洗浄を行いましょう。
毎日運航する定期航路の高速旅客船の場合は、フジツボ等の海洋生物の付着まで至らず、清掃しやすい海苔やスライムの付着に留まっていることもありますので、浮上中の清掃方法（水中清掃を含む）についても検討してください。ただし、船体は洗浄により塗装面が荒れるため、洗浄直後は抵抗が減りますが、汚れがつきやすくなる場合もあることに注意してください。

m. プロペラの洗浄
また、船体と同様に、プロペラの汚れもエネルギー消費を悪化させます。高速船のプロペラは回転数が高いので汚れが少ない傾向にありますが、プロペラの状態を確認して、汚れている場合は洗浄を行いましょう。

４．省エネルギー対策の実施
運航に関するデータを収集し、表計算のソフトを使ってグラフ化することで、自船の運航の状態やエネルギー消費の情報を実感することができます。是非、定期的にデータを収集し、電子ファイル化しましょう。これらのデータを何カ月、何年と蓄積することで、計画的なメンテナンスや新造船の建造時に役に立ちます。そして、継続的に、チェックシートにより自船の省エネルギー対策に取り組みましょう。

8小型高速旅客船

主機関

運航前

その他の機器

運航中

主機関

その他の機器主機関

運転後
その他の機器

計測・記
録・報告
書の作
成と報
告状況

航海・機関日誌と撮要
整備記
録

自船の省エネルギーチェックシート□燃料油を必要以上に搭載していませんか。【P.4】□燃料油の搭載位置はトリムを意識していますか。【P.4】□燃料油の搭載位置は左右均等になっていますか。【P.4】□ビルジの陸揚げを計画的または適時実施していますか。【P.4】□清水を必要以上に搭載していませんか。
□船具、予備品、乗組員の荷物などの内、不要なものを陸上げしていますか。
【P.4】□清水、船具、予備品、荷物を船内に保管するときには、トリムと左右均等を意識していますか。【P.4】□主機関の起動時刻を出港時刻から適正に判断していますか。【P.4】□空調設備のフィルタ、ファン、コンデンサを清掃していますか。【P.7】□日々の天候・気温を考慮して定時及び適時の空調設定温度管理をしていますか。
【P.7】□乗客の乗船時刻を考慮した適時の空調設備の稼働開始をしていますか。【P.7】□モニター温度計の設置位置は適切ですか。【P.7】□自船の形態・状況に応じて、可能な限り扉は閉めていますか。【P.7】□停泊中等乗客がいないときには窓カーテンを徹底していますか。【P.7】□停泊中の不要な照明を消灯していますか。【P.7】□効果的な減速航行を検討していますか。【P.5】□気象海象、潮流情報の取得及び活用方策を検討または実施していますか。【P.5】□波浪状況を考慮し、最適となるような速力や針路で航行していますか。【P.5】□定時出港により航海時間を確保していますか。【P.5】□急激な加減速をしていませんか。【P.5】□予定時刻に合わせ"Just in Time"の計画的入港をしていますか。【P.5】□省エネルギーになる岸壁への進入コースを検討していますか。【P.5】□主機関のオーバーロードをしていませんか。【P.5】□機関室通風装置の運転状況（台数制御）は適切ですか。【P.7】□その他の補機、ポンプ類も季節に対応した運転状況ですか。【P.7】□アフタークーリング後の速やかな停止をしていますか。【P.6】□冷却海水管系等の清掃を定期的に行っていますか。【P.6】□点検・整備計画及び部品交換計画を適正に策定していますか。【P.6】□点検・整備が適切に行われていますか。【P.6】□発電機をはじめその他の機器の点検・整備計画及び部品交換計画を適正に策定していますか。【P.7】□発電機をはじめその他の機器の点検・整備が適切に行われていますか。【P.7】□船体に汚れはありませんか。【P.8】□防汚塗料及び塗装状況は適切ですか。【P.8】□入渠以外の船体の洗浄計画は適切ですか。【P.8】□プロペラ及びプロペラ軸に汚れはありませんか。【P.8】□プロペラ及びプロペラ軸防汚塗料及び塗装状況は適切ですか。【P.8】□入渠以外のプロペラ及びプロペラ軸の洗浄計画は適切ですか。【P.8】□船位、コース、速力、主機出力と回転数、燃料消費量、電力、主要補機の運転時間と燃料消費量等記載内容は適切ですか。【P.8】□電子ファイル化が行われていますか。【P.8】□電子ファイルのデータをグラフ化して、運転状態を確認したり、時間経過による変化を確認したりしていますか。【P.8】9付録 エネルギー消費を含む高速船の特性
滑走型と排水量型
船が静かに水に浮かんでいるとき、船の重量は船を下から上へ押し上げようとする水の力（浮力）とちょうど釣り合いがとれている。船が走り出すと、この重量と浮力の他に、船底を流れる水流による圧力変化によって上向きの力（揚力）が船体に作用するタイプの船がある。どんどん速力を上げていくと最後には船の重量の大部分が、この揚力によって支えられるようになる船を滑走型、速力を増してもそれほど揚力を発生しない船型を排水量型と呼ぶ（図-付録 1 参照）。小型高速旅客船の多くは、この中間の特性を持つ半滑走型に分類される。
排水量型

速力大きい

速力小さい
滑走型
図-付録 1排水量型と滑走型の滑走姿勢

船の抵抗
船が走るときに、船体に対していろいろな抵抗が発生する。図-付録 2 は排水量型と滑走型の速力と抵抗の関係を示す。抵抗のなかでも最も影響が大きいのが、摩擦抵抗と造波抵抗の 2 つである。
船が低速で走っている時は、水と船体とが接触することによって生じる摩擦抵抗が抵抗の大部分を占めている。船底にフジツボ等がつくと速力が落ちるのはそのためであり、船底を洗浄して滑らかにすることにより摩擦抵抗を小さくすることができる。滑走型の船型では、揚力により船を浮かすことにより水と船体の接触面積を小さくして、高速時の摩擦抵抗を減らしている。
排水量型
抵
抗

滑走型

速力

図-付録 210船の抵抗

一方、造波抵抗は、船が波を起こすことで生じる抵抗のことである。摩擦抵抗が速力の二乗に比例して大きくなるのに対し、造波抵抗は速力の三乗に比例して大きくなるので、ある程度以上の速力では、造波抵抗が抵抗の大部分を占めている。
ただし、造波抵抗は速力に比例して単純に増加するのではない。船首付近の起こす波と船尾付近の起こす波が互いに干渉して、波を強め合ったり打ち消し合ったりするので、速力が増すと造波抵抗は増加しながらも速力の変化に応じて山と谷が繰り返し現れる（図-付録 3 参照）。この最後の山をラストハンプとよんでいる。

船尾波

船首波
ハ ンプ
ラストハンプ

造波
抵
抗山
山谷
谷
速力

図-付録 3造波抵抗

排水量型と滑走型の一般的な速力を考慮し、速力と抵抗の関係を整理すると図-付録
4 のようになる。排水量型の船は造波抵抗のラストハンプより遅い速力で航走し、B よりも A の位置で航走することが効率がよいといえる。一方、半滑走型や滑走型の船では、造波抵抗のラストハンプより速い速力で、摩擦抵抗の増加を抑え航走している。滑走状態でも速力が増すとエネルギー消費は増加するという傾向は排水量型と変わらないものの、最適な航走状態では速力の割にはエネルギー消費が抑えられる。さらに速力を増すとエネルギー消費の増加が再び著しくなり、速力に比してエネルギーの無駄が大きくなるので、D よりも C の位置で航走することが効率がよいといえる。

半滑走排水量型

抵
抗

滑走C

A

B

D

造波抵抗

ラ ス トハ ン プ

摩擦抵抗

速力

図-付録 4

速力と抵抗の関係

11適切なトリム
船のトリムとは船首喫水と船尾喫水の差をいう。排水量型船では平水中のトリムを考えればよいが、半滑走型船や滑走型船で重要なのは走行時のトリムである。排水量型船のトリムが浮力と重力のバランスのみで決まるのに対して、半滑走型船や滑走型船の走行トリムは重心・浮力・揚力のバランスによって決まる。速力に応じて適切なトリムは少しずつ異なるが、一般に小型高速旅客船の滑走時は、やや船尾トリムの状態が適切といえる。
「とも曳き」といって船尾トリムが大きすぎる状態になると、船尾から出る波が船首からくる波より大きくなり、舵効きが悪くなり、速力も低下する。一方「前突っ込み」といって船首トリムが大きい状態では、追い波により舵が効かない状態となり、速力を落とさなければ横向きになってしまうブローチング現象を引き起こしやすくなる。また、水に浸かっている浸水表面積が過大となり速力が伸びることはなく、船首における波かぶりも多くなる。
図-付録 5 は一般的な高速船のトリムと抵抗との関係である。適切な滑走姿勢を確保するための船尾トリムは、船型、大きさ、速度によって異なるが、概ね 3 度から 5 度程度である。このような適切なトリムを確保することが重要であり、そのためには、完成重量重心表に記載されている自船の設計上の搭載状態を確保するとともに、重量物を搭載する場合は、初期トリムを維持するまたは若干船尾トリムとなるように設置し、左右舷のバランスにも留意する必要がある。

抵抗

喫水
船尾トリム
水面
トリム角

図-付録 5

一般的な高速船でのトリムと抵抗の関係

波浪の影響
また、高速船の速力は波浪状態に大きく影響される。波浪状況が悪いときに定時運航を確保するために速力を維持すると、大きな出力を必要とする。よって、波浪状態が悪い場合は、速力を落とし、安全に十分注意した上で最適となるような針路を選択することが重要である。

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