Toward Net-zero
2018年の国際海運に従事する船舶からのGHG排出量はCO2換算で約9.2億トン*であり、これは世界の全GHG排出量の2.51%に相当し、ドイツの排出量をやや上回る量になります。
グローバル経済の発展を支えるため、原材料、製品ともに海上輸送量は増加し続けている一方で、技術開発や経済速度運航等により、個船のCO2排出効率（トンマイル当たりの燃料消費量）は大幅に改善されているため、CO2排出量は2008年以降横ばいとなっておりますが、2050ネットゼロに向け、ゼロ/低炭素の新燃料への切り換えなど抜本的な排出削減が喫緊の課題となっています。
*：IMO （国際海事機関） のIMO GHG 4th studyより。内航海運に従事する船舶からの排出は含まず。
現在、国際的なGHG削減に関する議論は、国連気候変動枠組条約(UNFCCC)の下で行われています。
一方、国際海運は、輸出国や輸入国、船籍国、燃料生産国、燃料供給国など関係国が多岐にわたり、サービスの受益国を特定できないため、国ごとに削減に取り組むUNFCCCのパリ協定およびグラスゴー合意の枠組みで考えることはできません。そのため、国連の専門機関であるIMOに検討が委ねられ、業界一律で対策を検討し、削減に向けて取り組むことになりました。
国際海事機関（IMO）において、2050年頃までに国際海運の温室効果ガス（GHG）排出量をネットゼロにするという野心的な目標が2023年に採択されました(下図、青実線)。
この目標達成に向けて、2030年までに最低20%、2040年までに最低70%という中間のGHG排出削減目安も設定され、国際海運は2050年頃のネットゼロを目指して急速な対応/変革を必要としています。
2050 年頃のネットゼロ目標を実現するためには、下図のようにGHG排出を急速かつ大幅に削減することが必要で、ニアゼロGHG排出燃料への転換が求められています。
ニアゼロ GHG 排出燃料としては水素、アンモニア、合成燃料など様々な燃料がありますが、船舶においては燃料タンクの体積や船上での取り扱いの容易性などを考慮して船種や航路に応じた最適な燃料を選択していくことが重要です。
特に長距離を航行する国際海運においては燃料の体積が設計や積載能力に大きく影響します。
ニアゼロGHG排出燃料の価格（燃料製造コスト）や供給量拡大の見通しとしては、アンモニアが比較的安価な上、製造技術面からスケールアップが容易なことから、国際海運の燃料の主力になるのではないかと期待されています。
また、メタノールも舶用燃料として、広がりを見せつつあります。
欧州・アジア・中東の一部主要港湾では、既存のアンモニア取扱実績を背景に、船舶への燃料供給を想定した検討や準備が段階的に進められています。
港湾の準備状況は、一部の港湾ではPort Readiness Level（PRL）等の考え方を用いて整理されており、インフラ、安全対策、運用面の成熟度に応じた評価が行われています。
実証プロジェクトやリスク評価を踏まえ、2027年頃を念頭に、限定的な条件下ではあるものの、燃料供給が検討されている港湾も見られます。
約12,000海里の航続距離を持つアンモニア燃料船を想定した場合、2030年頃に向けてバンカリング可能な港湾が拡大することで、主要な国際航路において、計画的な燃料補給を行いながら運航ができる環境が整いつつあります。
規制動向や新燃料の展望などを踏まえると、外航海運分野においては2030年代後半以降アンモニアやメタノールなどを中心としたゼロGHG排出燃料への転換が急速に進むと期待されますが、現時点で決定打はなく、複数の燃料の可能性を想定した対策が有効と考えられます。
このような燃料転換シナリオを想定し、GSCは「2050ネットゼロ」に（向かうトランジション期を通じて競争力をもつ）向けて、アンモニアやメタノールを中心とした複数のゼロGHG排出燃料による船舶のコンセプトを開発しています。
GSCは、日本で初めてアンモニア燃料パナマックスバルクキャリアの基本設計を開発し、基本設計承認を取得しました。本設計はGSC開発の第1号となります。
アンモニア燃料タンクは重油タンクに比べて約2.7倍もの容積が必要ですが、斬新な居住区・燃料タンク配置の採用等により、現在の重油焚パナマックスバルクキャリアと比較して、貨物積載量は同等レベルを維持し、さらにこのタイプの船舶として運航上十分な航続距離を確保しています。
同時に、緊急時にはアンモニア燃料タンク近傍を通らずに救命艇までアクセスできるなど乗員の安全・安心にも配慮しています。
国際海運2050年ネットゼロに向け、昨今注目されているメタノールを燃料としたバルクキャリアの基本設計を実施しました。
このメタノール燃料船は、既に開発済みのアンモニア燃料船の設計をベースとしています。燃料タンク、主機、補機、そして燃料供給システムをメタノールに対応させることで、基本的なデザインを共通化しました。
さらに、この共通性を活かし、重油燃料（HFO）船として就航し、将来的には代替燃料としてメタノールあるいはアンモニアの使用を想定した「Ready仕様」も可能です。
国際海運2050年ネットゼロに向けた移行期におけるCO2排出削減技術の1つとして、Onboard Carbon Capture and Storage system（以下 OCCS）を搭載したパナマックスバルクキャリアの技術的成立性・環境性・経済性 評価を実施しました。
OCCS搭載により、移行期においては従来通りの燃料油を利用しCO2排出削減が可能となります。
システム構成は、アミン吸収法により排ガス中のCO2を分離・回収、船上で液化、一時貯留。
その後、一時貯留されたCO2は陸揚げ、輸送を経て恒久的に地底下貯留されることを想定しております。
既に開発済みのアンモニア燃料パナマックスバルクキャリアの設計を基盤とし、最船尾に居住区を配置、その前方にCO2回収タワー及び液化CO2一時貯留タンクを配置するデザインとしております。
環境面では、OCCS稼働による燃料消費量増加を考慮しても、大幅なCO2削減効果が得られることを確認しております。
経済面では、初期投資及び運航コストの増加が課題となるものの、将来の規制動向によっては優位性を確保できる可能性があります。
GSCでは居住区を船首部に配置し安全性と効率性に配慮したアンモニア二元燃料コンテナ船のコンセプト設計を実施しました。
居住区を船首部に配置することで、アンモニア燃料設備から隔離したうえでコンテナ積載個数を増加させることが可能となりました。
一方で、アンモニア燃料タンクは機関室近傍、バンカーステーション（B.S.）はアンモニア燃料タンクの直上、燃料準備室（FPR）は機関室前方に配置することで燃料供給管の長さを最小化しており、アンモニア燃料タンクには独立方形タンクType-Bを採用して容積効率とタンクの信頼性の両方を確保するなどの工夫もされております。
またアンモニア漏洩時の対策として、タンクコネクションスペース（TCS）、FPR、燃料二重管からの排気は船の上方へ導設してアンモニアガスを貨物区画から隔離しております。
その他にもアンモニア二元燃料発電機関の替わりに軸発電機と再液化装置を装備して、燃料供給装置の簡素化と油焚き発電機関採用時のGHG削減するなど、柔軟性も有るコンセプトとなっております。
IMO 独立型タンク Type-Bのアンモニア燃料タンクを船尾暴露甲板に配置したパナマックスバルクキャリアを開発しました。
IMO独立型タンク Type-Bは、厳密な疲労解析により、LPG運搬船等で一般的に採用されているType-Aタンクに比べ、設計上の漏洩リスクを大幅に低減させ、より信頼性の高いタンクとなっています。
また、方形Type-Bタンクは、暴露甲板に配置するアンモニア燃料タンクとして一般的な円筒形Type-Cタンクに比べて容積効率が優れているほか、Type-Cタンクと異なり専用のタンク製造設備を必要としません。
これにより、Type-Cタンクに係るサプライチェーンリスクを回避しつつ、船舶の環境負荷軽減に向けた代替燃料であるアンモニア燃料を 安全かつ効率的に搭載することができ、運航側のニーズに沿った設計の選択肢を拡充することが可能です。
今般開発した方形Type-Bアンモニア燃料タンクを船尾暴露甲板に配置したパナマックスバルクキャリアは、IMO暫定アンモニア燃料船安全ガイドライン（MSC.1/Circ.1687）の主要要件に適合する設計となっています。
