次世代船舶の開発

次世代船舶の開発

プロジェクト概要

国際海運全体からのCO2排出量は世界全体の排出量の約2.1%(2018年時点)を占めております。世界経済の成長を背景に、海上輸送需要は今後も増大すると予測されていることから、何も対策を講じなければ海上輸送のCO2排出量はさらに増大することになります。

海上輸送のカーボンニュートラルの実現には、既存燃料の重油から、水素・アンモニア・カーボンリサイクルメタンなどのガス燃料への転換が必須であり、水素・アンモニアを燃料とする船の舶用製品の開発および、LNG(カーボンリサイクルメタン等を含む)燃料船のメタンスリップ削減が必要とされています。

そこで、本プロジェクトでは、2050 年にゼロエミッション船を本格的に普及させるべく、水素燃料船およびアンモニア燃料船の開発(エンジン、燃料タンク、燃料供給システムの開発)及び実船実証を行います。それに加え、LNG燃料船の課題のひとつであるメタンスリップ対策も実行します。これにより、我が国造船業・舶用工業の国際競争力を強化するとともに、海運業も一体となって社会実装を進めることを目指します。

プロジェクトの特徴

〇水素燃料船の開発

〇水素燃料船の開発

船舶のゼロエミッション化を図るために、水素専焼を目指したエンジン・燃料タンク・燃料供給システムに係る要素技術開発を行い、2030年までに水素燃料船の実証運航を完了します。

〇アンモニア燃料船の開発

〇アンモニア燃料船の開発

合理的にGHG(温室効果ガス)削減効果が得られる範囲でアンモニア燃料の使用比率の高いエンジンや燃料タンク・燃料供給システムに係る要素技術開発を行い、2028年までのできるだけ早期に商業運航を実現します。

〇LNG燃料船のメタンスリップ対策

〇LNG燃料船のメタンスリップ対策

温室効果の高いメタンの排出量削減のため、LNG燃料エンジンについて、触媒方式・エンジン改良方式のメタンスリップ対策技術を開発し、2026年までにLNG燃料船のメタンスリップ削減率60%以上を実現します。

プロジェクトサマリー

■予算額

上限350億円

■CO2の削減効果(世界)

2030年
33万トン/年
2050年
5.6億トン/年

■経済波及効果(世界)

2030年
0.17兆円
2050年
6.8兆円

■研究開発目標

水素燃料エンジン、燃料タンク・燃料供給システムを開発し、2030年までに水素燃料船の実証運航を完了
アンモニア燃料エンジン、燃料タンク・燃料供給システムの開発及び舶用アンモニア燃料供給体制の構築により、2028年までのできるだけ早期に商業運航を実現
2026年までにLNG燃料船のメタンスリップ削減率60%以上を実現

【CO2削減効果及び経済波及効果の前提条件】

  • 2030年に運航を開始しているゼロエミッション船の隻数を10隻と仮定
  • 1隻あたりのCO2排出量を3.3万トン/年として試算
  • 国際海事機関(IMO)において合意されている国際海運からのGHG排出削減目標について、2050年の目標達成シナリオとして掲げられている次世代燃料等による削減量
  • 1隻あたりの船価を70億円として試算
  • バンカリング船の船価を50億円として試算
  • 産業連関表から算出される船舶建造による経済波及効果を船価の約2.2倍と仮定
  • 2014年の国内造船業の市場規模から2030年までの船舶建造量の伸びと船価の伸びを元に2030年の市場規模を算出し、OECDのGDP長期予測による2030年から2050年の伸びを乗算して、2050年の国内造船業の市場規模を算出

出所)研究開発・社会実装計画

研究開発目標

水素エンジンエンジンの研究開発目標比較

【国際機関、船級協会のTRLに関する説明】

  • IRENA:海運部門の脱炭素化を実現する為に必要な新造船の船舶設計とエンジン開発を実施すべき時期(IRENA, “A pathway to DECARBONISE THE SHIPPING SECTOR By 2050”(2021/10))
  • IEA:外航船における利用可能と大規模展開の見通し(IEA, “Energy Technology Perspectives 2020” (2020/9))
  • DNV:船上での商業利用の見通し(DNV, “ENERGY TRANSITION OUTLOOK 2021” (2021/9))

アンモニアエンジンの研究開発目標比較

【国際機関、船級協会のTRLに関する説明】

  • IRENA:海運部門の脱炭素化を実現する為に必要な新造船の船舶設計とエンジン開発を実施すべき時期(IRENA, “A pathway to DECARBONISE THE SHIPPING SECTOR By 2050”(2021/10))
  • IEA:外航船における利用可能と大規模展開の見通し(IEA, “Energy Technology Perspectives 2020”(2020/9))
  • DNV:実証試験と船上での商業利用の見通し(DNV, “ENERGY TRANSITION OUTLOOK 2021” (2021/9))

メタンスリップ削減率の比較

【LNG燃料船メタンスリップ対策の各メーカーの研究開発動向に関する説明】

  • MAN ES:低速DF中速4ストロークエンジン(IMOによる代表値5.5g/kWh)において、酸化触媒などによる後処理で70%、直噴技術で90%削減可能の見通し。
  • WÄRTSILÄ:低速DF中速4ストロークエンジン(IMOによる代表値5.5g/kWh)において、2023年までに1.0g/kWh程度まで削減する計画。
  • WinGD:低速DF低速2ストロークエンジン(IMOによる代表値2.5g/kWh)において、メタンスリップ削減を50%実現する見通し。

プロジェクト実施者

【研究開発項目 1】水素燃料船の開発

テーマ事業者
舶用水素エンジン及び MHFSの開発
  • 幹事川崎重工業株式会社
  • ヤンマーパワーテクノロジー株式会社
  • 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション

【研究開発項目 2】アンモニア燃料船の開発

テーマ事業者
アンモニア燃料国産エンジン搭載船舶の開発
  • 幹事日本郵船株式会社
  • 日本シップヤード株式会社
  • 株式会社ジャパンエンジンコーポレーション
  • 株式会社 IHI 原動機
アンモニア燃料船開発と社会実装の一体型プロジェクト
  • 幹事伊藤忠商事株式会社
  • 日本シップヤード株式会社
  • 株式会社三井 E&S マシナリー
  • 川崎汽船株式会社
  • NS ユナイテッド海運株式会社

【研究開発項目3】LNG 燃料船のメタンスリップ対策

テーマ事業者
触媒とエンジン改良による LNG 燃料船からのメタンスリップ削減技術の開発
  • 幹事日立造船株式会社
  • ヤンマーパワーテクノロジー株式会社
  • 株式会社商船三井

※事業戦略ビジョン:本プロジェクトに参画する企業等の経営者がコミットメントを示すため、事業戦略や事業計画、研究開発計画、イノベーション推進体制などの詳細を明らかにした資料。