石油タンカー
こうした「クラスホッピング」に対抗するために、国際船級協会連合では船級変更協定 (TOCA: Transfer Of Class Agreement) を締結した。
1978年に、多くのヨーロッパ諸国は、船舶上での労働条件が国際労働機関の規定に従っているかどうかを監査するというハーグでの覚書に合意した。その年、「アモコ・カディス」が沈没した後、安全や環境汚染に関しても監査することが決定された。この目的を達するために1982年に、現在24のヨーロッパ諸国とカナダで構成されるパリ覚書が合意され、ポートステートコントロールが確立された。実際のところ、これは船籍国、特に仕事を船級協会に丸投げしてしまっている便宜置籍国が検査義務を果たしていないことへの対応であった。
2005年には、世界中の石油タンカーの平均船齢は10年であった。このうち、31.6 パーセントは4年以下、14.3 パーセントは20年以上であった。2005年には475 隻の新しい石油タンカーが建造され、この合計は載貨重量トンにして3070万トンであった。こうした新造タンカーの平均の大きさは載貨重量トン 64,632 トンであった。このうち19 隻はVLCCで、19 隻はスエズマックス、51 隻はアフラマックス、残りはこれより小さなものであった。比較として載貨重量トンで、1980年には800万トン、1990年には870万トン、2000年には2080万トンの石油タンカーが建造された。
船舶は通常船舶解体により船隊から外れることになる。船舶所有者と買い取り業者は船舶の空虚重量(軽荷排水量 LDT: light ton displacement)やスクラップ金属市場での価格に基づいて解体価格を交渉する。1998年には、インドのアラン (Alang) や、バングラデシュのチッタゴンに位置する船舶解体業者によりほぼ700隻が解体された。載貨重量トンにして、2004年には780万トン、2005年には570万トンの石油タンカーが解体された。2000年から2005年にかけて、毎年解体される石油タンカーの容量は載貨重量トンにして560万トンから1840万トンまでの間であった。石油タンカーは、同じ期間に世界で解体された船舶の56.5 パーセントから90.5 パーセントを占めた。この時期、解体された石油タンカーの平均船齢は26.9年から31.5 年ほどであった。
2005年には、新造石油タンカーの価格は載貨重量トン32,000 トン - 45,000 トンクラスで4300万ドル、80,000 トン - 105,000 トンクラスで5800万ドル、250,000 トン - 280,000 トンクラスで1億2000万ドルであった。1985年にはこれらの価格はそれぞれ1800万ドル、2200万ドル、4700万ドルであった。
石油タンカーはしばしば中古で売却される。2005年には載貨重量トンにして2730万トンの石油タンカーが中古で売却された。2005年時点での代表的な価格を挙げると、40,000 トンのタンカーに対して4250万ドル、80,000 トン - 95,000 トンのタンカーに対して6070万ドル、130,000 トン - 150,000 トンのタンカーに対して7300万ドル、250,000 トン - 280,000 トンのタンカーに対して1億1600万ドルといったものである。
石油タンカーは一般に8から12のタンクを備えている。各タンクは前後方向の間仕切りにより2つから3つの独立区画に分割されている。タンクには船首部を1番として順番に番号がつけられている。各区画はタンクの番号と横方向の位置により「1番左舷側」「3番右舷側」「6番中央」のように参照される。
防油区画 (cofferdam) は、熱・火災・衝突防護のために2つの間仕切りの間に空けられた小さな区画である。タンカーは通常タンクの最前部および最後部に防油区画を備えており、個別のタンクの間に備えていることもしばしばある。ポンプ室にはタンカーの積み荷配管につながっている全てのポンプを収容している。大きなタンカーの中には2つのポンプ室をもつものもある。ポンプ室は通常船の全幅に渡って設置されている。
タンカーの構造の主要部分は船体と外部構造の設計である。海と積み荷を隔てる単一の船殻を備えているタンカーは、単一船殻(シングルハル、single-hull)と呼ばれる。ほとんどの新しいタンカーは二重船殻(ダブルハル、double-hull)であり、船体と貯蔵タンクの間に追加の空間を備えている。二重船底や二重側面といったハイブリッド設計は単一船殻と二重船殻の要素を合わせたものである。世界中の全ての単一船殻のタンカーはマルポール条約の規定に従い2026年までに廃棄されることになっている。国際連合は単一船殻のタンカーを2010年までに廃棄することを決定した。
1998年、全米科学アカデミーの海洋委員会は二重船殻設計の賛否について業界の専門家に対する調査を行った。二重船殻設計の利点としては、緊急事態に際してバラスト水を入れて安定させることが容易であり、積み荷のタンクに海水をバラスト水として入れる必要を減じて腐食を少なくし、環境保護の観点から好ましく、積み荷の積み降ろしがより速く完全で簡単にでき、タンクの洗浄が効率的で、衝撃の小さな衝突事故や座礁事故に際して保護となるといったことが挙げられた。
同じ報告では二重船殻設計の欠点として、建造価格が高価で、運河の通航料や港の使用料など運航経費が高く、バラストタンクの換気が困難で、バラストタンクの継続的な監視と整備が必要で、横方向の自由表面を広げ、保守しなければならない表面積が増え、蒸気検出システムが備わっていなければ二重船殻空間での爆発の危険があり、二重船殻の船ではバラストタンクを清掃するのがより困難であるといったことが挙げられた。
全体として、二重船殻のタンカーは単一船殻のタンカーより座礁事故に際して、特に海岸があまり岩石で占められていないような場所であった場合には、より安全であるといえる。安全上の利点は、より大型の船や高速での衝撃に対してはあまり明白ではない。
二重船殻設計は小さなエネルギーでの衝突事故に際しては優れていて石油の漏れを防ぐことができるが、2つの船殻とも破断する大きな事故ではタンクから海に石油が漏れ出し、中間デッキタンカー、Coulombi Egg Tanker、マルポール条約以前のタンカーに対してさえかなり多い漏れとなる可能性がある。マルポール条約以前のタンカーはオイルコラムが低く、すぐに静水圧平衡に達するからである。
石油タンカーの不活性ガスシステムはその設計の最も重要な部分の1つである。燃料油それ自体はとても発火しづらいが、その炭化水素ガスはある濃度で空気と混合されると爆発性がある。不活性ガスシステムの目的は、タンクの内側に炭化水素ガスが燃えることのできないような環境を作ることである。
炭化水素ガスと空気の混合しているところに不活性ガスが送り込まれることにより、蒸気が発火できる最小濃度(下限界)が大きくなる。同時に蒸気が発火できる最大濃度(上限界)も下がる。タンク内の酸素の濃度が11 パーセントになった時、上限界と下限界は収束して燃焼可能範囲が消滅する。
不活性ガスシステムは酸素の濃度が5 パーセント未満の空気を送る。タンクから積み荷が排出されるにつれて、この不活性ガスが充填されて次の積み荷が積み込まれるまで安全な状態を保つ。例外はタンクの中に人間が入る場合である。タンクから炭化水素ガスを安全に追い出す作業は、炭化水素ガスの濃度が約1 パーセントを下回るまで不活性ガスで追い出すことによって実施される。これにより、不活性ガスを空気が置き換えても、炭化水素ガスの濃度は下限界まで到達することはなく安全である。
石油タンカー上での作業は、これまでの最良の経験と国際法に基づいて行われる。積み荷をタンカーに積み込み、タンカーから積み降ろす方法はいくつかある。1つの方法は、船を岸壁に繋留してホースかローディングアームを接続して行うものである。他には、沖合いのブイに船を繋留して、水面下でホースを接続して行う方法がある。また船から船へ転送する方法もある。この場合、2隻の船は海上で並んでマニフォールドからマニフォールドへ接続された柔軟なホースで石油を転送する。この方法はタンカーが大きすぎて特定の港に入港できないような場合にもしばしば用いられる。
積み荷の転送作業を始める前に、船の一等航海士は、どれだけの量の積み荷を移送し、どのタンクから転送し、船のバランスがどのように変わるか、作業の詳細を定めた転送計画を作らなければならない。次の手順としては転送前打ち合わせがある。この打ち合わせでは、どのような種類の石油が転送されるか、転送の順序、関係者の氏名と肩書き、船側と陸上側の設備の詳細、転送中の重要な状態、定められている規制、緊急事態や漏洩防止の手順、監視と勤務体制、終了処理などを打ち合わせる。
打ち合わせが完了すると、船側の責任者と陸上側の責任者が最終チェックリストを再点検する。アメリカ合衆国では、このチェックリストはDOI (Declaration of Inspection) と呼ばれる。アメリカ合衆国以外ではこの文書は「船/陸上安全チェックリスト」(Ship/Shore Safety Checklist) と呼ばれる。チェックリストにある項目は以下の通りである。
禁煙・裸火禁止の警告表示
繋留がしっかりしていて、緊急時の曳航ワイヤーが適切に備えられているか
適切な旗が掲げられ、信号灯火が示されていること
石油の漏れを防ぐため、甲板の排水口全てが閉鎖されていること
積み荷配管が適切に設定され、使われない全てのバルブが閉鎖されていること
全ての必要な火花防止具(アレスタ)が適切な状態で設置されていること
石油タンカーへの積み込みは、ポンプで石油を船のタンクに流し込むことによって行われる。石油がタンクに入るにつれて、タンク内の空気を何らかの方法で排出する必要がある。地域の規制により、この空気は大気中に放出されるか、あるいは空気戻し配管によりポンプステーションへ送り返される。また、釣り合いを保つために積み込み作業中にバラスト水を移動させることが普通である。
積み込みは、設備がうまく動作していて接続がきちんとしていることを確認するために、低圧でゆっくりと開始される。その後安定した圧力になり、タンクがほぼ一杯になった"topping-off"(満タン)の段階まで維持される。満タンになる状態は石油を扱う上でとても危険な時期であり、取り扱い手順は特に注意深く行われる。タンクの計量装置により担当者はあとどれくらいタンクに空間が残っているかを知ることができるようになっており、全てのタンカーは少なくとも2つの異なる計量装置を備えている。タンカーが石油で満たされるにつれて、乗員はバルブを開いたり閉じたりして石油の流れを変え、ポンプ設備と緊密に連絡をとって石油の流れを減らし最終的に止めるようにする。
タンカーから石油を積み降ろす処理は積み込みに似ているが、いくつか重要な点で異なっている。最初の手順は、積み込みの際と同じ転送前手順を行うことである。積み降ろしの際には、石油を陸上へ送るために用いられるのは船に設置された積み荷ポンプである。積み込みのときと同じ様に、設備がうまく動作していて接続がきちんとしていることを確認するために、低圧でゆっくりと開始される。その後安定した圧力となり積み降ろし作業中維持される。積み降ろし作業中、タンクの石油残量が注意深く監視され、またマニフォールドの接続箇所や船のポンプ室など重要な場所も監視される。担当者の指示の下、船員がバルブを開いたり閉じたりして石油の流れを変え、地上側の受け入れ設備と緊密な連絡を取って石油の流れを減らし、最終的に停止させる。
時によって異なるが様々な理由によりタンクを清掃する必要がある。1つの理由としては、タンク内に入れて輸送する石油の種類を変更するということがある。また、タンク内に入って検査したり保守したりする必要がある時には、単に清掃するだけではなく石油蒸気の無い状態にしなければならない。
ほとんどの原油タンカーでは清掃用に専用の原油洗浄システムが備えられており、タンク洗浄システムを通じて積み荷の一部を循環させることで、ワックスやアスファルト状物質を取り除くようになっている。粘り気の少ない積み荷を輸送するタンクは水で洗浄される。高圧ウォータージェットでタンクを洗浄する備え付け、あるいは可搬式の自動タンク洗浄装置が広く用いられている。こうしたシステムの中には回転式の高圧ウォータージェットによってタンク内面すべてに湯を吹き付けるために用いるものもある。船舶は検査や修理のために定期的な入渠が求められるが、その前には必ず原油を抜いてから入念な洗浄作業を行う。この時、使用される洗浄作業によって汚れた海水は、油槽の底からポンプで吸い出されて船内のスロップタンク (Slop tank) へ送られる。このスロップタンクは、原油輸送時には他の油槽と同様に原油で満たされるが、油槽の洗浄時には油水分離槽として用いられ、スロップタンク内の汚水は十分な時間の後に油が上に浮いた下側のほぼ清浄な海水だけが船外へ排出され、油は適正な成分か確認されてから陸上施設へと送られる。
タンクが洗浄された後、タンクは石油蒸気の無い状態にされることがある。これは新鮮な空気をタンクに送り込んで溜まっていたガスを追い出すなどの方法がある。特別に訓練された人員が環境中の炭化水素ガス濃度を計測できる携帯ガス計測器によりタンクの環境を監視する。濃度がタンカーの規制で定められたある値を下回ると、タンク内に石油蒸気が無い (gas-free) と宣言される。石油蒸気がなくなった後、手作業での清掃作業がさらに行われることがある。この作業は"mucking"(くそいまいましい、といった意味の言葉)などと呼ばれる。この作業には、閉鎖環境への立ち入り手続き、防護服、指定された安全管理者、人工呼吸器の使用が必要である。
特別な軍用、あるいは経済的な目的を達成するために石油タンカーの特殊形式が発達した。これらの形式には、海軍の補給艦、鉱石・石油兼用船、浮体式貯蔵積出設備 (FSO)、浮体式生産貯蔵積出設備 (FPSO) などがある。
補給艦は石油やその他の物品を航行中に他の船に補給できる船である。洋上補給として知られるこの作業により、艦艇が洋上に滞在できる時間と航続範囲を延長することができている。洋上補給ができるようになる以前は、入港するか錨泊して補給を受ける必要があった。燃料に加えて水・弾薬・食糧・その他の備蓄品や人員を送り届けることもある。
鉱石・石油兼用船は、乾性・液状両方のばら積み貨物を運べるように設計された船である。この設計は2つの点で柔軟性を備えるように意図されている。まず、鉱石・石油兼用船は市場の状況に応じて乾貨物と液状貨物の双方の輸送市場間で転属できる。2番目に、鉱石・石油兼用船は行きに石油を、帰りに乾貨物を積んで戻るような輸送ができて、利益を生まないバラストを積んでの航海の回数を減らすことができる。
実際には、鉱石・石油兼用船の設計により可能となる柔軟性はほとんど使用されることは無く、これらの船はどちらかの貨物に特化して用いられる傾向がある。またこうした船は特有の保守問題がある。まず、特化した設計ではないために鉱石・石油兼用船はばら積み貨物船に比べて乾性貨物を搭載するときにより磨耗や損傷の問題が起きる。もう一方で、ポンプやバルブや配管などの液状貨物のための設備が使われない期間に問題を起こす傾向がある。これらの要素から、1970年代以来世界中で鉱石・石油兼用船の数が着実に減少することになった。
有名な鉱石・石油兼用船としては、1980年9月に海で失われた最大のイギリス船舶となった、18万載貨重量トンの「ダービーシャー (タンカー)」がある。この船はカナダから日本への鉄鉱石を輸送している時に太平洋で台風により沈没した。
浮体式貯蔵積出設備 (FSO: floating storage and offloading unit) は、世界中の海上石油産業で、近くの石油プラットフォームから石油を受け取り石油タンカー(シャトル・タンカー)へ積み出すまで貯蔵するために用いられている。同様のシステムとして浮体式生産貯蔵積出設備 (FPSO: floating production storage and offloading unit) は搭載している石油の処理を行う能力がある。こうした浮体式設備により石油生産の費用を削減でき、また機動性や大きな貯蔵能力、生産の柔軟性などが得られる。
浮体式貯蔵積出設備や浮体式生産貯蔵積出設備はしばしば役目を終えた古いタンカーから改造されるが、新しい船体が建造されることもある。シェル・エスパーニャは1977年8月に初めてタンカーを浮体式生産貯蔵積出設備生産貯蔵積出設備として用いた。石油タンカーとして用いられていた船を浮体式貯蔵設備として用いた例としてはノック・ネヴィスがある。こうした設備は通常海底に繋留されている。天候が荒れる傾向のある地域では、ターレットスタイルの繋留システムが用いられることがある。ターレットシステムにより設備を回転させて海のうねりと風の影響が最小になるようにできる。
石油の流出事故は環境に衝撃的な影響を与える。原油には除去がとても難しい多環芳香族炭化水素を含んでおり、堆積物や海洋環境に数年間に渡って残存する。多環芳香族炭化水素にさらされた海洋生物は成長異常を引き起こし、病気に弱く、繁殖に異常をきたすことがある。
輸送されている石油の量を考えると、現代の石油タンカーは環境への脅威であると考えねばならない。上述したように、VLCCのタンカーは原油を200万バレル(32万立方メートル / 6200万ガロン)を輸送できる。これはよく知られたエクソンバルディーズ号原油流出事故の総流出量の約6倍になる。この1989年3月に起きた流出事故では、船は座礁して1080万ガロン(41,000 立方メートル)の石油を海に流出させた。科学者や管理者、ボランティアの努力にも拘らず40万羽以上の海鳥と約1,000匹のラッコ、膨大な数の魚が死んだ。しかしながら、タンカーの船主の組織はしばしば、海上輸送される石油の量を考えれば業界の安全業績は素晴らしいもので、輸送量のほんのわずかな割合しか流出させていないと主張する。国際独立タンカー船主協会 (INTERTANKO: International Association of Independent Tanker Owners) は、「事故による石油の流出はこの10年は最低水準で、それ以前の10年の3分の1、1980年代の半ば以来石油輸送量が倍増しているにも拘らず1970年代の10分の1である」としている。
石油タンカーは石油流出事故の1つの原因であるに過ぎない。アメリカ沿岸警備隊によれば、1991年から2004年までにアメリカ合衆国で発生した石油流出事故の総量のうち、35.7 パーセントがタンカーからで、27.6 パーセントが地上設備や、船舶以外のものから、19.9 パーセントがタンカー以外の船舶から、9.3 パーセントがパイプラインからである。一方で、実際の石油流出のうちわずか5 パーセントが石油タンカーからで、51.8 パーセントは他の種類の船からである。2004年の詳細な統計によれば、タンカーは流出の件数では5 パーセント未満であるが流出量では60 パーセント以上である。まとめれば、タンカーはその他の船舶に比べれば流出事故は稀であるが、流出すると重大である。
国際タンカー船主汚染防止連盟 (International Tanker Owners Pollution Federation) は1974年以来9,351件の石油流出事故を確認している。この調査によれば、ほとんどの流出が積み荷の積み込み・積み降ろし・燃料油の積み込みなど日常の作業から発生している。日常作業から発生する石油流出事故の91 パーセントは小さなもので、1件当たり7 トン以下の流出である。一方、衝突や座礁、船体の破断や爆発などの事故による流出はより大きく、こうした事故による流出のうち84 パーセントでは700 トン以上の流出がある。
エクソンバルディーズ号の流出事故の後、アメリカ合衆国では領海内に進入する全てのタンカーに対して2015年までに二重船殻にすることを義務付ける連邦油濁法を制定した。「エリーカ (タンカー)」の1999年、「プレステージ (タンカー)」の2002年の流出事故 (プレステージ号原油流出事故) の後、欧州連合も全てのタンカーに2010年までに二重船殻にすることを要求する独自の厳しい汚染対策を制定した。この対策では新しい「重大な怠慢」(serious negligence) という法的概念を導入したため論争を呼んでいる。