海洋の「純ゼロ炭素」への挑戦
温室効果ガス排出量を2008年レベルから50％削減するためのIMOの2050年締め切りは、ゼロエミッションソリューションの開発に急ぐ
気候変動は、海洋産業のあらゆる側面に直面している最大の問題であるとIMOのSecretary General Kitak Limは今年初めにMaritime Reporter＆Engineering Newsにインタビューした。同氏は、業界の競争が持続可能性の中でいくつかの課題に対応するようになり、船舶は過去100年と同様に今後10〜20年で大きな変化を経験する可能性があると予測しました。
国際商工会議所（ICS）によると、業界は2007年から2012年の間に総CO2排出量を10％以上削減し、2005年レベルと比較してCO2排出量を20％削減することを誇っています。また国際輸送協議会（International Transport Forum on ITF：International Transport Forum）は、国際輸送の排出量が2008年から2015年にかけて8％減少したとの国際清掃協議会の数値も引用している。適切な政策、技術、インセンティブが「今」に置かれれば、IMOのスケジュールをはるかに上回る2035年までにICSとOTFに加えて、荷主、船主、造船所を含む多くの産業グループが存在する、港湾など - すでに、急進的な新造船設計の開発を含む、排出削減に向けた取り組みに取り組んでいる組織がすでに存在している。業界は、その煙の中をぼんやりとしていて、空しく座っているわけではありません。
ネイリングダウン
それでも、IMO海洋環境保護委員会（MEPC）のメンバーは、2050年までに温室効果ガス排出量を50％削減するための正式で多段階的な要件を定めることで合意した。これまでの3つの規制（2019年までに世界的な炭素排出量データ収集・報告システムの導入を要求するもの）、2020年までに0.5％の海洋燃料の硫黄含有量上限を設定するもの、そしてエネルギー効率設計指数2020年までに10％、2025年までに20％、2030年までに30％の新船の効率を3段階で増加させることを規制している。IMOはまた、2030年までに少なくとも40％ 2050年
2050年以降、この世紀の後半になるべく早急にゼロエミッションに到達する計画です。
このグループは、2023年までに、より詳細で改定された戦略を採用することを望み、先進国が排出削減の財政的負担を負うのを助けるなど、厄介な問題を解決することを望んでいる。
DNV GLの第2次「エネルギー移行Outlook」レポート（2018年）は、主に代替燃料、物流改善、減速、および新しい船舶のエネルギー効率を徐々に向上させています。
脱炭素化は正式には大変です。
IMOの輸送効率と排出削減期限の見通しは、挑戦状を掲げ、トーチを照らし、気候変動を現実のものとした。だが、誰もが、水の中を歩いているそのような解決策の聖杯を探している人は、すべての排出量を軽減する答えが今止めることができます。 1つの解決法が存在するわけではありませんが、多くはそうです。その多くの多くの固有の欠点の1つは、現在のものであり、ディーゼル燃料よりもエネルギー密度が低いということです。これは、新しい燃料やエネルギー貯蔵ソリューションがどんなものであれ、船舶が消費する必要があること、現在よりも多くの燃料を貯蔵する。それの波及効果は、巨大なものになるでしょう。
カウントダウン
IMOの「ゼロ」へのカウントダウンは、海洋およびエネルギー分野の事実上すべての隅が、効率性を高め、少なくとも次の30年間は排出量および汚染のその他の形を取り除くことに特化することを保証する。エネルギー発生器、供給源および貯蔵;船の設計;エンジン、ボイラーおよび他の推進装置;潤滑剤;コーティング;シーラント - 海軍の建築家やエンジニア、船主、運航業者、投資家、海洋船など、各船種のすべてのパーツとパーセルが裏返しにされ、逆さになり、再設計され、再配管され、再配管され、ファイナンシャー、研究者、海洋環境団体は、すべての順列の頭を入れて、ネットゼロゼロへの最善のルートをパズルする。手術戦略も顕微鏡下で行われています。
また気候変動戦争のためのあまりにも早い時期に、IMOがさらに進まず2050年までに70％の排出削減を義務づけ、2015年のパリ合意を達成し、地球温暖化を2℃以下、彼らは、熱い惑星が氷の塊を溶かし、海を加熱して酸性化し、海洋の炭素吸収源に対処する自然の能力を上回っていることについて深く心配している。そして正当な理由がある。
確かに、IMO加盟国はより早く行動する可能性がありますが、その目標は業界にとって大きな踏み出しであり、正しい方向への大きな一歩として賞賛されるべきです」とRocky Mountain Institute / Carbon Warのマネージングディレクター、Ned Harvey環境問題に取り組むベンダーや業界と協力する非営利団体のルーム
船積みのウェイクで左に
それでも、すべての輸送モードの中でも最も安価で最も環境にやさしい輸送にもかかわらず、排出量の推定2.4％が得られます。これはあまり好きではありませんが、炭素の6番目に大きなエミッタであるドイツの生産量とほぼ同じです。出荷は、全体として、他の輸送用の炭素排出源（飛行機、電車、自動車）よりもきれいです。確かに、2万台ものコンテナを運ぶメガシップの傾向に支えられて、輸送は今までよりコスト効率が良く、より環境に優しいことはありませんでした。より新しい、より新しい、より現代的な船舶は、新しい形式の燃料と推進力で動く場合がありますが、その中で同じ数のTEUを搭載している古い小型の船舶は、主にバンカーで運航され、
しかし、船舶は基本的に移動式発電所です。 SNAMEの小型クラフト技術研究委員会のエンジニアリング・コンサルタントであり、海洋再生可能エネルギー技術・研究パネルの議長を務めるChristopher Barry氏は、「船は特に汚いというだけでなく、集合的に、それらは多くの放出を生成する。その超大型コンテナ船の出現にもかかわらず、より多くの世界的な貿易ルートになるだろう。過去25年間で、世界中の海洋が世界の商業の90％以上を占める24/7の船舶の数が4倍に増加しました。そのほとんどがバンカー燃料を燃やしていました。米国では少なくとも輸送部門が過去2〜3年でエネルギーを上回って、温室効果ガスの第1エミッターとなりました。船舶の需要は上昇を続けており、給油の海洋変化が起こらない場合、2050年までに世界の炭素排出量の17％にまで上昇する可能性があるとIMOは考えている。
業界がこれらの変更を行うことは非常に重要であり、海軍建築家および海洋技術者協会（SNAME）のテクノロジー＆リサーチ運営委員会の機能副社長技術および議長であるリック・アシュクロフト（Rick Ashcroft）に同意します。 「あるレベルでは環境について心配しているので、あなたがしなければならないことがあります」
ハーベイ氏は言うが、低コスト、低炭素という問題は、船主がすべてのバランスを取ろうとするにつれて、一緒になっている。
矛盾
一方、船舶について留意すべきことがいくつかあります：それぞれは妥協の集まりを表しています、とAshcroftは言いますが、同じものは2つありません。何十年にもわたって作動するように設計されているため、選択された燃料供給、動力と推進システムと技術の陳腐化を容易に克服することができ、改造に対応するには莫大な課題に直面します。
新築の設計、船舶の改修、設備の変更または配置の決定はすべて、船舶のバランス、喫水、寸法、運転領域、その他の安全性と乗務員の要求によって、変更を推進する規制だけでなく、であること。
アクセスも重要です。エンジンの交換や燃料源の変更を検討する際には、船のデッキを破り、床材、配管、配線、支持梁などを取り外したり配線したりすることは必ずしも実現可能ではありません。新しい燃料タイプの貯蔵に対応するために異なる設計またはサイズのタンクを再配置すると、コンテナスペースが損なわれ、安全性または構造的な完全性が損なわれる可能性があります。
一部の船舶はいかなる方法でもリハビリできません。あなたは年齢にかかわらずそれらをスクラップしますか、またはカーボン税額控除を購入してカーボンフットプリントを相殺しようとしますか？ （そのアプローチが奨励されるべきかどうかは、多くの議論の対象です。）
また、年間で1〜2隻の船を1年に2〜3隻配給することを命ずる場合、中規模の納品規則がエンジンや燃料の選択や推進や保管の変更を強制するとどうなりますか？
SNAMEのAshcroft氏は、所有者が造船所に近づいてから新しい船舶や補修船を所有するまで、何年にもわたるプロセスを頻繁に繰り返すと言います。 "船は海軍建築家によって設計されていません。事実上すべての海軍分野がこのプロセスに関与しています。私たちの仕事は、すべてが一緒になっていることを確認することです」とAshcroft氏は言います。所有者は、排出量を減らすための非常に異なるオプションを選別することでプロセスを開始します。現在のものと未定のものがあり、今後すべてのレベルで業界が期待されます。
隠しカメラ
一方で、米国と中国は既に0.5硫黄キャップを遵守する必要があるが、業界の顧客からは、IMOや国家規制だけでなく、圧力が高まっている。自社の二酸化炭素排出量を減らそうとする荷主は、貨物ロジスティクスを精査しています。海上輸送パートナーのエネルギープロファイルをチェックする方法があります。 1つの例は、University College LondonのEnergy Instituteによって作成されたアルゴリズムであり、AIS衛星データを使用して個々の船の位置と時間を追跡し、その運用上のエネルギー効率と炭素排出量を推定することができます。
Rocky Mountain Institute / Carbon War Roomは、ShippingEfficiency.orgでBetterFleetツールを立ち上げ、荷送人、所有者、投資家が約76,000人の排出ガスとエネルギー効率ランキングを追跡して比較できるようにする無料のツールに電力を供給する血管。 RMIは、艦隊全体を追跡するツールを拡張したいと考えています。
しかし、その拡大には、資金調達が必要であり、海運業界の支援が必要であることがHarveyの指摘しているが、そこでは最も透明性の低い分野の一つである。 「データを共有すれば喜んで更新するだろうが、誰もそれをしていない」
一部の企業は、荷主カーギル（Cargill）や貨物船マーススク（Maersk）のように、排出削減に取り組んでいます。 Maerskらのケースでは、Harvey氏は純粋に競争上の視点から主に行われており、その目的のために独自の戦略を検討していると言います。結局のところ、気候変動を懸念している顧客/荷送人が、自らの影響を軽減しようとするため、排出量の削減はより多くのビジネスにつながる可能性があります。
「単純な」RX
Harvey氏によると、量と貨物量の削減以外に、出荷時の脱炭素化への道のりには、いくつかの「単純な」ステップが必要であるとHarvey氏は述べています。1）効率的な船を購入し、 2）操業効率を最大限に高めるために、船主と船員が適切にインセンティブを取られていることを確認し、遅らせる。 3）可能であれば、推進力の需要を減らすために風力アシストを使用する。 4）低炭素燃料に切り替える。
「効率化技術と代替燃料のコストを削減するための共同作業とバリューチェーンを上下する重要な調整が必要です」とHarvey氏は付け加えます。
短期的には、ほとんどの所有者は「侵襲性が最も低いものは何でも使用します」とSNAMEのAshcroft氏は述べています。したがって、炭素面ではスロースチームとLNGが最も人気のあるアプローチであることは驚くべきことではありません。
ハーベイ氏は、ゆっくりと蒸すことは巨大なものだと述べています。それは働きます - それはより少ない燃料を使用し、排出ガスを削減します。硫黄を含まず、実質的に粒子状物質を含まず、窒素酸化物をバンカーとして最大90％少ないLNGは、最新のエンジンで稼働することができ、ハイブリッドオプションがあります。 「ほとんどの船は、タイプCのLNGタンクの重量を扱う安定性を持っています。あなたはエンジンを交換していません。ディーゼルエンジンはLNGで稼動することができます。あなたは燃料システムを変更しなければならず、多くの機械類を交換しなければならないかもしれません。確かに新しいエンジンを買うよりも安価です」とAshcroft氏は述べています。新しい建設の多くは、デュアル燃料、LNG準備ができています。毎日、LNG船の受注についての発表が増えており、従来よりも25％も高価になる可能性があります。
しかし、それぞれのアプローチには独自の問題があります。
企業がゆっくり蒸していると主張しているからといって、彼らがそうであるというわけではありません。 Harvey氏は、「スムージングが主張されているほど一般的ではないと信じる理由はあまりありませんが、これを追跡し実施するのは難しい」と付け加えました。 「業界には透明性がほとんどなく、乗組員が減速するインセンティブはほとんどありません。インセンティブがより速いスピードを促進する可能性が高い」と同氏は、スピードは企業の社会的責任ではなく、経済的要因であると付け加えている。
Ashcroftは、船体は特定の速度に最適化されており、低速ではないことを指摘しています。
LNG波をキャッチ
エネルギー密度の低いLNGは、冷凍（独自のエネルギーを必要とする）、新しいタイプのタンクへの保管、タンクの配置の変更などが必要であり、慎重に配置されていないと、 「競争力を維持するために特定のスピードを維持する必要がある場合は、電力を10％削減できますか？」バリー氏は述べています。 "何も無料ではありません。エンジニアリングの世界ではすべてがトレードオフです。あなたが考えるべきすべてのことがあります。」
インフラの燃料補給は、LNGの大きな障壁であるとSNAMEのBarry氏は述べています。船のスケジュールがどこにあるかに応じて、燃料補給源を見つけるのは難しいかもしれません。つまり、往復をサポートするのに十分な燃料を運ぶために船舶に搭乗する必要があるかもしれません。 （実際、燃料補給と再充填は複数の低排出ガス源またはゼロエミッション燃料源の問題です。）
LNGとディーゼルを使用したハイブリッドソリューションは、安全問題とエンジンの故障について懸念を表明したオーナーや運営者にとっては別の心配を引き起こします。 Ashcroft氏は、「船舶の停電時に事故が発生したが、再始動する」と同氏は同意している。
LNGの大きな欠点の1つは、含有されなければならない種類の有毒なメタンガスであり、炭素よりも環境に対してさらに有害であると言われています。それは捕獲され、エネルギーの一形態としてリサイクルされることもありますが、それは複雑で高価であり、依然として見られています。
Harvey氏は、「LFOはHFOと比較して炭素をわずかに改善することができますが、上流のメタン排出の影響を考慮すると、これらの改善は劇的に減少します」とHarvey氏は述べています。 。同氏は、投資家、所有者、運営業者は、LNGとその巨大インフラへの大きな資金供与を心配する必要があると考えている。関連する政策の変更は「そのすべての投資を容易に止めることができます」。水素燃料の進歩は、LNG投資が払われるずっと前からLNGとの競争力を高めることができます。
スクラバー
現在プレイ中の別の選択肢は、煙突から汚染物質を除去する「スクラバー」です。最近数週間で、スクラバーのインストールを計画している企業の数が顕著に増加しています。しかし、高価な技術に対する業界の見解は、明らかに混在している。 SOxスクラバーは短期間でも容認できる解決策になるかもしれませんが、長期的には低排出燃料は「より包括的な解決策」とHarvey氏は言います。
CO2スクラバーに関しては、CO2を海洋に投棄するものは、問題をある環境から別の環境に移すだけであり、許容できる解決策ではない、とHarvey氏は述べています。土地に廃棄するためにCO2を化学的に捕捉するスクラバーシステムは、「代替品と比較して拡張性や費用対効果に優れているとは思われません」という点を除いて実行可能であると同氏は述べています。
それとは別に、SOxスクラバー（低硫黄バンカー）を設置する代わりに、十分な補給品があるかどうか、そしてはるかに高価なSOxスクラバーの代わりに議論が続けられています。
所有者は不平を言うかもしれませんが、それが環境規制であれば、それを満たすことは手頃な価格の問題ではない、とAshcroftは述べています。 「自動車排出ガスが最初に導入されたとき、自動車の人は彼らがそれをすることができないと言いました。しかし、彼らはその基準を満たしているか、それを超えています。外に出るべきルールがある場合、船舶業界は今日われわれが理解することができなくても、それを達成するための何らかの方法が必要となるだろう」とAshcroftは語る。 「これはすべてビジネスを行うコストの一部です。市場はバランスを取るだろう」と述べた。これはまさにMaerskが2020年に始める予定のものです（関連記事参照）。
バッテリチャージ
業界が賭けている1つの技術は、バッテリーである。風力や太陽エネルギーを蓄え、電気を蓄え、電力を供給するためには重く、現時点では十分な電力を小型海運で提供するには不十分です。しかし、すべての電気とハイブリッドの推進力のあるフェリー船団がオンラインになっており、より強力で手頃なバッテリーのさらなる開発を推進するために必要な市場インセンティブを提供しています。
完全にバッテリ駆動の大型船は、船の運行方法やルート管理を徹底的に調整する必要があります。それは、主電源として必要とされる非常に大きなバッテリによって必要とされるスペースが、燃料タンクおよび従来のエンジン機械の排除によって相殺され得ると述べている。また、再生可能エネルギー源からの電力にアクセスできる世界規模の充電インフラストラクチャーの開発が必要とされています。進歩は多くの興奮を生み出していますが、技術はまだそこにはありません。
Harvey氏によれば、技術が変化するにつれてコストが急減していると付け加えています。彼は次の10年の初めに電池が本当に良い解決策になると考えています。 「世界の船を走らせることができるかもしれません。風や小さな太陽を使って船舶や小さな水素貯蔵場で荷役することができます。今あなたはほぼ完全に再生可能な船を持っています。
代替燃料
他にもカーボンレスの代替品があります.1つはほとんどノスタルジックなもの、もうひとつは無限のものです。これらのすべてがまだいくらか開発中であるか、費用対効果の高いアプローチを探しています。それ以外にも、水素、アンモニア、燃料電池などの研究開発段階にあるものがあります。そして、恐ろしいものがあります - 原子力。
風と太陽は補助エネルギー源であり、十分な蓄電池と一次電源が必要です。
風 -
未来へ戻ることについて話す。 LNG船グレースのようなファブリックとローターの帆を使って、海運をルーツに戻して風力を利用すると思ったのは誰ですか？それでも、従来のシステムの効率向上に寄与する風力やその他の技術は、唯一の推進オプションとしては不適切です。風を利用して推進システムのサイズを削減し、コストを削減する可能性はあります。
ソーラー -
太陽が輝いていて、あなたが十分な貯蔵力を持っていない限り、太陽は暑い太陽の下で数え切れないほどの時間を費やす船のように思えません。しかしパネルあたりの発電量には膨大な数のパネルが必要で、その配置には重量、タグの有無、船のドッキング方法、安全上の問題点などを考慮する必要があるとAshcroftは述べています。非常に小さな工芸品を超えて、今日の太陽光発電は他の電源を増やすだけです。今日、原子力発電船があります。現代の核兵器は高価ですが、クリーンで、「事故を避けて」、そして50年間燃料を供給して、コアの寿命を延ばすことができます。
しかし、安全面と安全面は非常に危険です。事業者は、炉心内の物質を保護し、技術が卑劣な手に落ちないようにし、核廃棄物を処分する方法を見つけなければならないだろう。核港への入港を拒否する一部の港にとっては、あまりにも多すぎる。船が廃却された場合、廃棄物はどのように処理されますか？スペシャリストの廃棄要件があります。
とにかく原子力オプションに興味がある人は、小さな箱型の原子炉を購入することができます。それは非常に多くのkW時間を含んでおり、使い果たされると、クライアントはリサイクルして補給するために箱を送り返さなければならないとバリーは述べています。
無炭素アンモニアは、プロパンと同じ安全規制が付いていますが、LNGよりもエネルギーが多く、圧力の観点からは扱いにくくなく、大きなディーゼルエンジンで動くことができます。それはまた非常に毒性です。 「人々は、アンモニアを大気と水から排除する方法を考え出しましたが、商船に燃料を供給するのに十分な再生可能エネルギーがありますか？
フェリーやいくつかの近海航路では、電気が既に正常に使用されています。しかし、必要とされる電池の重量とスペースは、リチウムイオン電池が突破されるまで、長い航海には耐えられません。
Harvey氏は、水素と水素燃料は2030年までにオンラインになると予測しています。水素は液体、ガス、または燃料電池の形をとることができ、また化石燃料から作ることもできます。それは低いエネルギー密度を有し、金属を腐食し、深刻な低温発生を必要とする。 ICSによると、海洋燃料としての主な課題は、生産、運搬、貯蔵のコストです。これは、現在、ほとんどの新しい海洋燃料の見通しに慣れています。
バイオ燃料は理想的に再生可能であり、まだ船積みのための実験的な実験を行っているため、土地を栽培するために問題を抱えている（藻類などの特別作物はそれを変える可能性があるが）。コンテナ船であるSamskip Endeavorは、食用油の通常の化石燃料を交換したGoodShipping Programによると、現在、植物油に乗っている船が1つあります。
クレジットまたはクラッシュ？
一部の所有者は、物理的に変更を加えることができないか、船舶をコンプライアンスに適合させるために競争力を維持できないと判断する可能性があります。これらの所有者には、トン当たりの排出量を含むさまざまな方程式に基づいて炭素税を支払うか、または他の場所で同等の金額を取り除くために手数料を支払うことによって、二酸化炭素排出量を相殺する別の選択肢があります。樹木の森を植えて足跡を相殺する会社のようなもの。
さらに他の所有者は、一部の血管がリハビリするには高価すぎると判断したり、リハビリできない可能性があります。言い換えれば、異なるエネルギー源に移行するために必要な設計/構造の変更に適応するための十分なスペースがフードの下にないことがあります。 SNAMEのAshcroftによると、我々はすでに上昇を見ている。ここ数年、比較的新しい船が多くスクラップヤーに行きました。
ここでの波及効果は、スクラッパーのビジネスブームを超えています。異なる燃料源は、新しい処分規則と、死んだ船の死体を現在選別している手動労働力のより良い訓練を必要とする。
Barry氏は、新しい船の建設を正当化するために使用する余分なお金を得るために、一部の所有者がスクラップすることを奨励される可能性があることに気づいた。しかし、従来のビルドだけではありません。新しい燃料源と排出削減技術とその運用と設計の要件は、2017年の造船および設計に関する三者フォーラムが求めていたように、根本的に新しい船舶設計の開発に拍車をかけています。今後、CO2削減目標を達成するためには、将来の船舶の設計と技術革新が急務であると言われました。
Aquarius Ecoshipの1つの例は、従来の燃料で補完された風力と太陽光の組み合わせで動作する日本のEco Marine Powerによって考案された貨物船です。報告によると、排出量を最大40％削減することができます。産業界はこれを注視し、エコシップ2030がLNGを使って燃料電池を稼動させる日本の船舶会社NYKからの先駆的な船舶も綿密に観察する予定である。風をつかむために船全体と40,000平方フィートの帆を覆うソーラーパネルによって補完され、その組み合わせは排出量を70％削減する可能性がある。おそらく2025年までに、船主Wallenius Wilhelmsenは、風力、太陽光、波動エネルギーから直接得られる電気で供給されるE / S Orcelleと、そのエネルギーの一部を水素に変換して燃料電池に電力を供給することからなる残りの半分。
