クルーズ船とエネルギー転換のエコトレンド

キラ・コリー • 19 2月 2018

今日、約360のクルーズ船が海上で運航しており、何千人もの乗客を世界中の新旧両方の場所に輸送しています。近年業界を魅了しているクルーズブームは、現在利用可能な最新技術を展示している現在建設中の93隻の新造船で成長と発展を推進しています。現在、極域やユネスコの遺産のような遠隔地や冒険的なルートの人気が高まり、海洋環境や海岸線への影響が懸念されています。ステークホルダーは、さまざまな事業者が採用しているグリーン戦略を決定する環境法が設定されるのを待っています。ここでは、クルーズ業界で最も有望なテクノロジーのいくつかを簡単に見ていきます。

キラ・コリー

増加した交通量と船舶の排出量による地元の影響を軽減するために、代替燃料を含む数十の潜在的解決策が開発されている。しかし、新しい燃料は、オンボードのシステムや機械に高価な変更を必要とすることがよくあります。さらに、ローカルおよびグローバルの可用性、生産技術、および安全性の懸念を考慮して検討する必要があります。

海運産業の聖杯は、クルーズ船に搭載された設備のコストや変更を大幅に増やすことなく導入することができる、容易にアクセス可能な燃料になるでしょう。このような燃料が見込まれないため、業界は、液化天然ガス（LNG）やバイオ燃料など、今日、あるいは近い将来利用可能な代替オプションを開発する予定です。

 代替燃料

液化天然ガス（LNG）は、天然ガスが-162℃（-260°F）に冷却されたときに形成される、無色で無臭の無色液体です。今日、世界で最もクリーンな化石燃料と考えられています。そのため、LNGは1960年に貿易が始まって以来、投資と開発の形で最大の関心を集めています。

「過去には、多くの技術者がクルーズ船上のファンネルの空力特性を設計して、スタックから出る粒子がデッキや乗客に落ちないようにしました。 LNGはこの問題を直ちに解決するだろう。より環境にやさしいという事実を超えて、それはまた利用可能になっている燃料の種類であり、単にそれを非常に魅力的にするクルーズ産業のための実用的な利点をいくつか持っています。海洋エネルギーの移行に関して、LNG燃料はクルーズ産業と一般の両方で加速すると考えています」と、マン・ディーゼル・アンド・ターボ社のグリーン・シップ・オブ・ザ・フェアー（Future of Green Ship）会長であるKjartan Rossは述べています。

2000年には、最初のLNG推進船が発足し、今日では約75基のLNG船が稼動しており、80台が建設中です。最近の北米でのTier III NOx排出基準と、2020年からの欧州水域での0.5％硫黄規制により、今後10年間でLNG船の成長がさらに加速すると予想されています。

世界最大のクルーズブランド、Carnival CorporationはLNG供給能力を拡大しています。 2017年9月のハンブルグでの式典で、カーニバルはLNGによって完全に動力を与えられる最初の7つの次世代クルーズ船の建設の開始を正式に記録しました。 2018年末までには、外洋と港でLNGを使用する最初のクルーズ会社となります。

LNGは代替燃料の注目を集めていますが、デュアル燃料エンジンの代替燃料として大きな可能性を示す多くの選択肢があります。バイオ燃料およびメタノールは、NOxおよび粒子状物質（PM）の排出量を大幅に低減するため、特に興味深い。

ロス氏は、「持続可能な供給源からのバイオ燃料の生産に特化した企業が増えていますが、これは非常に興味深いものです。これはあらゆる船舶に適用できる燃料ソリューションだからですが、約70-80％ - 標準燃料価格と比較して、もちろん、これは多くの船主にとって重要な考慮事項ですが、すべての技術革新や新技術と同様に、ある時点では、どのような代替燃料が先に到着するのかという疑問は、燃料の入手可能性と価格設定が最終的にどのような解決策が広く採用されるかを決定するレースです」

燃料自体の価格だけでなく、二重燃料船の建造または改装費用、燃料タンクのサイズ、安全性への懸念もまた考慮すべき要素である。

 電力

電力を取り入れる環境上のメリットは、騒音や振動の低減、NOX、SOX、PMなどの排出量の削減など、かなり明白です。 「これは、港湾、人口の多い沿岸地域、そして環境を代表する目的地では特に重要です。ノルウェーは、電気の面で未来がクルーズ船やフェリー船にもたらすものを垣間見ることができるので、今すぐに行けるエキサイティングな場所です。彼らはすでにノルウェーのフィヨルドのような場所で完全に電気のフェリーを持っています。バッテリーを搭載したLNGハイブリッドや、おそらく部分的にはディーゼル電気推進など、さまざまなハイブリッドソリューションも近々登場するシナリオである可能性があります。その技術は既にここにあると言えるだろう」とロス氏は語る。

今日のバッテリー技術の問題は、搭載されるバッテリパックのサイズや電気船の巡航範囲に影響を与えるエネルギー密度です。今日の技術は、より小型のバッテリハイブリッド船がゼロエミッション、沿岸の町の近く、環境に敏感な地域の電気推進、および港への移動中に切り替えることを可能にする。しかし、海上巡航船では、バッテリーパックは現在、遠距離を走行する大型クルーズ船の主電源として使用するには大きすぎます。それにもかかわらず、この技術は進歩しており、おそらく10年後には電池がより重要な役割を果たすでしょう。

バッテリ駆動の推進システムは、小型船向けに既に設計されており、MAN Diesel＆Turboなどのエンジンメーカーは、あらゆるサイズの船舶にハイブリッド電気ソリューションを用意しています。探査巡航オペレーターであるHurtigrutenも、今後2年間で2つの次世代エクスプローラー船を打ち上げ、世界初のバッテリーハイブリッド動力船となる予定です。 Hurtigrutenのグローバルコミュニケーションズ担当副社長であるルーン・トーマス・エージ氏は、「テスラ革命が海岸にあるのを見て、テスラ革命が海に到着したと思っています。それが起こると、我々は正面にいると確信している」

 燃料電池

環境に配慮した船推進としての燃料電池の使用は、カーニバルやロイヤルカリビアンなどの組織からも多くの注目を集めています。この技術は、緑のイノベーションにおける海運業界のもうひとつの劇的な一歩を表しています。

燃料電池は、燃焼よりむしろ電気化学反応を用いてエネルギーを生成する。このプロセスは、燃料を直接電気と熱に変換し、効率を高めます。水は唯一の廃棄物であるため、汚染が少なく、排出物を排除します。

欧州海上保安庁（EMSA）によるDNV GL委員会の調査によると、業界は数多くのプロジェクトで7つの異なる燃料電池技術を評価しています。これらのプロジェクトには、アルカリ燃料電池（AFC）、プロトン交換膜燃料電池（PEMFC）、高温PEMFC（HT-PEMFC）、直接メタノール燃料電池（DMFC）、リン酸燃料電池（PAFC）、溶融炭酸塩燃料電池（MCFC）と固体酸化物形燃料電池（SOFC）との間の相互作用を示す。

ロス氏は、「燃料電池は本当にエキサイティングな技術です。私の視点からの挑戦は、クルーズ船の燃料電池プラントのサイズを大型船の推進エネルギーソリューションとして機能させるための方法を見つけることです。しかし、バッテリーハイブリッドクルーズ船を考えると、そのような解決策は、メタンなどで作動する燃料電池にも当てはまる可能性があるため、非常に興味深いものです。さまざまな種類の燃料電池技術をテストする燃料電池の実験が行われています。もう1つの大きな課題は、技術の効率を改善することですが、それは非常に興味深い技術になります。

燃料電池がより安価でより効率的になるにつれて、このソリューションはクルーズ船のホテル機能に大きな力を発揮します。

Royal Caribbean Cruises（RCL）は、2022年と2024年にMeyer Turkuが建設するIcon-class船に、燃料電池技術が重要な役割を果たすことを発表しました.2017年、ABBはクルーズ業界初の燃料電池システムをRCLオアシスクラスの船で、今後のIconクラスの船にこの技術を導入することで、効率的にエネルギーを供給することができます。 Icon船は、主にLNGで稼働する予定であるが、LNGインフラがない港湾での呼び出し時に実行できる留出物燃料もある。

カーニバルは、燃料電池の研究開発にも投資しています。クルーズラインは、燃料電池がクルーズ産業の緑の移行で果たす役割と役割を担うと考えています。SVP海洋問題担当のトム・ストロング（Tom Strong）の質問は、「技術はどこで壮大な計画に収まっていますか？

 排ガス浄化システム

すでに利用可能な技術の1つは、排ガス浄化システムである。環境と人の健康に有害な影響を与えるため、現在、海洋船からの硫黄酸化物（SOx）の排出量を削減することに重点が置かれています。排気ガス浄化システムが業界に利益をもたらし、船舶が恩恵を受ける船舶のサイズに制限がないため、Tier IIIに準拠するために船舶が使用する技術の1つです。

これは、WärtsiläやCarnivalなどの組織が、海中、操縦中、および港内の排ガスから主要な汚染物質を除去する能力があるために、大規模に投資している別の解決策です。最大4億ドルを投資する予定で、カーニバルは70以上の船舶で排気ガス浄化技術の設計、構築、設置を進めています。

ロス氏は次のように説明しています。「今のところ、誰が法案がいつ、どのようになるのか、実際には分かりません。現在建設されている船舶は、より厳しい環境法規制のもとで操業する必要があるため、船舶を将来の法律に準拠して容易にアップグレードすることができる造船所の最大の利益になります。業界として、製造業者は、機器の需要がどのようなものになるかを非常に知りたいので、研究開発活動をどのように動かすべきかを知ることができます。これは、クルーズ業界だけでなく、船舶業界全体にとっても大きな課題です。

Maritime Reporter＆Engineering Newsの 2018年2月版に掲載されているとおり、 https : //magazines.marinelink.com/nwm/MaritimeReporter/201802/#page/1