eWolf に乗船: 米国初の電気タグボート

（写真：エリック・ハウン）

クローリー マリタイム コーポレーションは、1892 年の設立以来、数多くの船舶を所有し、運航してきました。しかし、同社の船隊に加わった最新の船舶は、これまでのどの船舶とも異なります。

クローリー社の新しい港湾タグボート「eWolf」は、ディーゼルエンジンではなくバッテリーで100%駆動するという点でユニークであり、排出ガスゼロで騒音もほとんどありません。この船はクローリー社の船団で初の完全電動タグボートであるだけでなく、米国でも初のこの種のタグボートです。

環境、社会、ガバナンス（ESG）目標を優先させるという厳しい規制と商業的圧力に直面して、船舶所有者と運航者は排出量を削減する選択肢を模索してきました。ハイブリッドおよび完全電気のフェリーとタグボートが世界中で増え続けています。

「この旅を始めたとき、電気タグボートの構想は始まったばかりでした」とクロウリーの船舶支援・護衛担当副社長、ポール・マンジ氏は語る。「ニュージーランドとヨーロッパでいくつかの作業が進行しており、ここでもそれが可能だと考え始めました。」

そこでクロウリーは独自の電動タグボートの製造に着手し、2021年、同社が2050年までにネットゼロ排出を達成するというコミットメントを発表したのと同じ年に、エンジニアリングサービス部門が画期的なタグボートの設計を発表しました。ABB がシステムインテグレーターとして採用され、アラバマ州コーデンの造船会社マスターボートビルダーズがその年の後半に船の建造を開始しました。

こうした努力の結果、全長 82 フィートのタグボート eWolf が誕生しました。このタグボートは ABS クラスで建造され、米国沿岸警備隊のサブチャプター M 規制に準拠しています。今年 1 月に正式にクローリーに引き渡されたこの船は、アラバマ州からパナマ運河を通って重量物を持ち上げられ、メキシコのエンセナダに浮かびました。そこから eWolf は自力で母港のサンディエゴまで移動し、現在は 10 番街のマリン ターミナルで就航する準備が整っています。

獣の建造
外見上、eWolf は標準的なタグボートのように見えます。しかし、内部はまったく異なります。「タグボートは、多くの点でタグボートです」と、マスター ボート ビルダーズの社長、ギャレット ライス氏は語ります。「eWolf の船体と構造は、当社がこれまでに製造した、そして今後も製造を続ける他のタグボートのものと非常に似ています。しかし、艤装段階に入ると、すべてがすぐに変わりました。」

この船には、ABB社製の統合電気推進パッケージ、Corvus Energy社製の6.2MWh Orcaバッテリーエネルギー貯蔵システム、2,100kW RAMMEモーター2基、プロペラ直径2.5メートルの電動Schottel RudderPropellers型SRP 430 LE方位スラスター2基が装備されています。また、緊急時や低速での長距離航行を可能にするために、ジョンディア社製の小型発電機2台も搭載されています。

ABB マリン アンド ポートの米国およびカナダの海洋システム担当副社長であるブルース ストラップ氏は、ハイブリッド船およびゼロエミッション船向けの ABB ソリューションの中核となる主要な技術について説明しました。「1 つ目は、当社の DC グリッド アーキテクチャです。すべての電源は DC グリッドに統合され、船全体のすべての消費者に電力を供給します」と、同氏は述べました。「当社の DC グリッドはクローズド バス構成で、これにより船舶の運用上の冗長性と安全性が向上します。

「その上に重なるアーキテクチャは、自動化システム、つまり当社の電力・エネルギー管理システム（PEM）です。基本的に、DCグリッドに供給されるすべての電力の流れを制御し、すべての消費者に供給されるすべての電力も制御します」とストルップ氏は語った。

eWolf の電力は ABB の DC グリッド アーキテクチャに統合され、船全体のすべての消費者に配電されます。(写真: Eric Haun)

商用船での電力利用は目新しいものではなく、ライス氏と彼のチームは何年も前からこの技術を取り入れた船を建造してきました。特にディーゼル電気が普及しているオフショア市場向けにはそうです。「システムに組み込まれる大型ケーブル、終端、可変周波数ドライブなどの多くは、以前にも扱ったことがあります」とライス氏は言います。「私たちの場合、それらを扱うための土地は 220 フィートしかありませんでした。そのため、ここ [eWolf] では、同じ機器を多く設置するために 79 フィートの土地しかありませんでした。」

スペースが比較的少ないことが、特にケーブルの設置時に課題となったとライス氏は言う。「太い電力ケーブルは、その厚さゆえに、曲げられる範囲が限られています」と同氏は説明する。「通常、タンク上部から機械室までの格子の高さは、12～16インチ程度です。14インチで曲げ率が13インチだと、非常に狭い場所になり、ケーブルを通すのが困難になります。」

「eWolf では、あらゆるところに高電圧がかかっています」とライス氏は言う。「従来のタグボートよりも、ケーブルの分離を確実にするために、本当によく考えなければなりませんでした。」

eWolf は、その製作に関わったすべてのパートナーにとって、学びの機会となりました。「計画と設計の観点から、このタグボートで学んだ細かい点が数多くあり、次回のタグボートにも応用します。従来のタグボートでは通常考慮しないさまざまな点について考慮する必要があります」とライス氏は語りました。

ライス氏は、造船所、電気インテグレーター、設計者、生産エンジニアリング チーム間のチームワークの重要性を強調しました。「全員ができるだけ早くお互いの作業内容を把握する必要があります」と同氏は語ります。「パートナー間の早期の連携は、あらゆるプロジェクトの成功の鍵となりますが、特に eWolf のように技術的に初めてのプロジェクトの場合は重要です。」

排出量削減のコスト
注目すべきは、eWolf が高価なタグボートだということだ。クロウリー社の関係者は金額の公表を控えたが、この新型船は同様の出力を持つ従来のタグボートの約 2 倍の値段がすると述べた。

プロジェクト資金の大半は民間企業の Crowley から提供されましたが、プロジェクトは海運会社のよりクリーンな運営を支援することを目的とした多額の助成金も獲得しました。eWolf を実現するために、Crowley はサンディエゴ郡大気汚染管理局、カリフォルニア大気資源局 (CARB)、サンディエゴ港、米国環境保護庁 (EPA)、米国海事局 (MARAD) と提携し、資金援助やその他のリソースを提供しました。

「このタグボートは助成金のプロセスのおかげで、ある程度商業的に実行可能になりました」とマンジ氏は言う。「税金で賄われるフェリーサービスとは異なり、私たちは船主から運賃と関税を徴収しなければなりません。現在、この技術は市場に出回っています。そのため、私たちはそれを正すために取り組んでいます。」

「eWolf を生産する大きな動機は排出量の削減でした」とマンジ氏は述べ、10 年以内に eWolf が窒素酸化物 178 トン、ディーゼル粒子状物質 2.5 トン、炭素 3,100 トンを削減するとクロウリー氏は予想していると述べた。

左から：サンディエゴ港湾委員会のフランク・アータスン委員長、クローリー・シッピングのポール・マンジ副社長、ABBマリン＆ポートの米国およびカナダの海洋システム担当副社長ブルース・ストループ（写真：エリック・ハウン）

料金の受け取り
eWolf はすでにサンディエゴに到着し、出航の準備が整っているが、建設が遅れている特別設計の陸上充電システムの完成を待っているため、正式な就航はしばらく延期されている。

「こうした技術の最先端にいると、すべてが追いつかなければなりません」とマンジ氏は言う。「許可も追いつかなければならず、規制も追いつかなければならず、基準も追いつかなければなりません。そして私たちは、料金徴収にあたり、これら 3 つの課題すべてに直面しました。実際、ボートは楽に進みました。」

マイクログリッド充電施設には、Corvus Orca ESS のコンテナ版である Corvus Orca BOB (バッテリー オン ボード) システムが 2 つ設置されており、それぞれ約 1.5 MWh の蓄電容量があり、合計容量は 2,990 kW です。 このステーションは、地元のエネルギー グリッドからオフピーク時に稼働することを目的としており、再生可能エネルギーの使用をサポートする太陽光発電アレイ、バッテリー監視システム、HVAC、消火および検出テクノロジーを備えています。

マンジ氏は、サンディエゴ港や公共事業会社サンディエゴ・ガス＆エレクトリック（SDGE）などのパートナーとの多大な努力と協力により、規制と物流のハードルは克服され、建設は順調に進んでいると述べた。「4月15日までに充電ステーションの稼働準備が整う予定です。」

eWolf には、Corvus Energy の 6.2 MWh Orca バッテリー エネルギー ストレージ システムが搭載されています (写真: Eric Haun)

タグボートの操縦
ジョシュ・ファーガソン船長は、eWolf の舵を取る前は、クロウリーのタグボート「タイオガ」の船長を務めていました。彼は新しい船のファンですが、操縦には慣れが必要です。「かなり違います」とファーガソンは言います。「従来の船では、エンジンからどれだけ多くの音声信号が利用できるかわかりません。しかし、今はそれがまったくなく、それに電気モーターのパワーが加わります。電気モーターはテスラのように非常に速く回転します。そのため、船の操縦方法全般を変える必要があります。少し学習が必要ですが、とても楽しみです。」

エンジンの騒音や振動がなく、eWolf は全体的に非常にスムーズな乗り心地を実現します。重要な点として、70 トンのボラード牽引能力を備え、現場でも活躍します。デッキには、2 台の Markey モデル DEPC-48 電動ホーサー ウインチが装備されています。

マンジ氏によると、タグボートは1日2回の航海を予定しており、充電時間は約4.5時間。「いつでも航行できるよう、船には常に十分な充電が確保されていると期待しています。」

eWolf は、船長、甲板員、エンジニアの 3 名からなるデイボートで、当分の間はこの状態が続く予定です。しかし、マンジ氏は、船員の職務範囲は将来的に変わる可能性があると述べています。「エンジニアに本当に必要なことは何でしょう? 可動部品はありません。では、その [役割] はどのように変わるのでしょうか? それによって私たちの勤務場所がどのように変わるのでしょうか? これは、5 年、6 年、10 年先の話です。」

eWolf の船長、ジョシュ・ファーガソン船長 (写真: エリック・ハウン)

自律テストベッド
eWolf の革新は、推進システムをはるかに超えています。現在、eWolf の検査証明書 (COI) は、自律機能や遠隔制御機能のない標準操作用ですが、この船舶には、将来の自律操作を可能にする ABB の技術が搭載されています。

船の現在の搭載システムは受動的な状況認識を提供することができる。次のステップは船長が乗船して監視する自律航行であり、最終的には遠隔監視の自律航行へと進むだろうと、クロウリーの研究開発担当上級電気技師アイリーン・タウシュ氏は述べた。

ABB Ability Marine Pilot Vision は、カメラやその他のセンサーからの入力を融合して、船舶の周囲の拡張ビューを作成し、ドッキング支援、障害物検出、衝突回避などの意思決定サポートを強化します。eWolf には 6 台のカメラがあり、さらにパンチルトズーム カメラ、LIDAR、W バンド レーダー、AIS がシステムに入力されます。

「私たちは、船長と乗組員に可能な限り最良の情報を提供し、彼らがスキルと訓練を活かして船舶をうまく運航できるようにしたいと考えています」と、ABB マリン & ポーツの客船、海洋、港湾担当シニアマネージャーのドリュー・オルヴィエートは述べています。「このシステムは、船橋の相棒として設定されており、感覚入力で見つかった情報はすべて、航海士の安全な航行に役立つものを提供します。」

「パイロットビジョンが目であり、脳の一部であるなら、[ABB アビリティ マリン パイロット コントロール] は、これを水上で動かす筋肉です」とオルヴィエート氏は語ります。「パイロット コントロールは、将来的に自律的かつ遠隔的な操作を可能にするものです。」

タウシュ氏は、クロウリー社がABB社と協力し、プロセスの各ステップで乗組員のフィードバックを求めながら、ゆっくりと段階的に技術を進歩させていることを強調した。「当社の主な目標は、船員の安全性と資産効率を向上させることです。現在、当社が注力しているのは、[仕事]への移動と[仕事]からの移動です」と同氏は述べた。「実際の船舶支援や護衛業務は、私のタイムラインにさえ入っていません。それはまだ先のことです。」

サンディエゴでは、eWolf の運行時間は通常 20 ～ 30 分で、「実際に大きなメリットが得られる最適な運行方法ではない」とタウシュ氏は述べたが、運行時間が 6 ～ 7 時間になる太平洋岸北西部など、他の地域では「大きな可能性がある」と指摘した。

Crowley と ABB は、eWolf をこの技術のテストベッドとして使用し、技術の開発と試験だけでなく、国際海事機関 (IMO) が 2025 年に発効予定の海上自律水上船 (MASS) コードの開発を進めている中で、規制上のハードルを乗り越えるために協力しています。

「（進化は）乗組員の乗組員とともに段階的に行われます。テクノロジーが沿岸警備隊やクラスの満足度のレベルに達すると、より高度な機能の調査を開始できます」とオルヴィエート氏は語った。

eWolf の船上で、クロウリーの環境への影響に対する取り組みは、革新的な推進システムだけにとどまりません。船内の空間全体に、持続可能な素材が可能な限り取り入れられています (写真: エリック ハウン)