海運業界のグリーン化

Jan 13, 2024

写真: シャッターストック

フレッチャースクールのロックフォード・ワイツ氏が、この非常に複雑な産業を脱炭素化するために必要なシステムを構築するための先駆的な提案について議論します

二酸化炭素排出量削減を目指す世界的な競争では、いくつかの大手企業、つまり船舶が先頭に立っている。

巨大な貨物船やコンテナ船を想像してみてください。エンジンだけでも建物全体ほどの大きさがある船です。 これらの船舶を動かす産業である海運は、世界の炭素排出量の 5 ～ 7% を生み出します。 業界の影響を軽減できれば、世界の二酸化炭素排出量を削減する取り組みに大きな変化がもたらされるでしょう。

幸いなことに、海運業界のリーダーたちは、政府、国連、石油・精製業界、造船会社、船舶用エンジン製造会社など、他の利害関係者との連携を通じた脱炭素化に強い関心を示しています。 国際海運を管理するロンドンに本拠を置く国連機関である国際海事機関の2019年の会合で、主要関係者は2050年までに排出量を半減（2008年レベルと比較）することを約束した。

しかし、業界の複雑さ、その国際性、化石燃料への依存を減らすための技術的および物流上の障害により、大きな課題が生じています。

「私たちは、世界中の190の管轄区域にわたって100年にわたって有機的に成長してきたシステムを変えようとしているのです」とフレッチャー法外交大学院の海事研究実務教授で海事研究プログラムのディレクターであるロックフォード・ワイツ氏は説明する。 「アクセス可能な給油ステーションを必要とする広範囲に分散した業界にサービスを提供するために、世界中で調達できる夜間のグリーン燃料オプションを作成するのではなく、システムのアプローチを取る必要があります。」

そのアプローチを開発するために、ワイツ氏とタフツ大学の学際的な研究者チームは、船舶に動力を供給する新しい方法を模索しています。

工学部の土木・環境工学実践教授のエリック・ハインズ氏、土木・環境工学准教授のアンドリュー・ラムズバーグ氏、芸術科学部の化学助教授ルーク・デイビス氏と提携し、ワイツ氏とチームは彼らは、海事法や北極研究から、起業家精神や社会イノベーション、電気分解や洋上風力エネルギーに至るまで、幅広い分野で専門知識をこの課題に活かしてきました。

6 月 15 日、ワイツ氏は、ハインズ氏や海洋の未来を形作る研究とイノベーションの他の多くの専門家とともに、タフツの Bluetech Innovation Day で講演します。 このイベントでは、専門家パネルによるパネルディスカッションに加えて、投資家との対話、業界企業のショーケース、マサチューセッツ州およびその他の地域のブルーエコノミーについて学ぶ機会が特色となります。

ワイツ氏はタフツ・ナウ氏と対談し、カンファレンスで発表する彼のチームの画期的な研究について話し合った。

素晴らしいのは、そのテクノロジーがすでに存在しているということです。 海運、ガス・石油、精製業界ではまだ適用されていないだけだ。 本当のイノベーションの壁は、非化石燃料ベースのバリューチェーン、つまりサプライチェーンを構築することです。 私たちは海運会社にサービスを提供するグリーン燃料バリューチェーンを開発する必要があります。

燃料をどのように作るかというと、それは単純な化学に帰着します (同僚のルーク・デイビスにとっては、とにかく単純です!)。 基本的には、淡水でも海水でも水を摂取し、電気分解を使用してその成分に分解します。 酸素は大気中に出ていき、私たち生き物にとって良いものになります。 残りの水素に窒素を加えます。窒素は空気中に最も豊富に存在する元素です。 結果としてアンモニアが生成されますが、クリーン エネルギーを使用して生成された電気でこのプロセスを実行すると、グリーン アンモニアが生成されます。

その緑色のアンモニアは船舶の燃料として使用できます。 似ていますが、より複雑な水素ベースのグリーン燃料であるメタノールを使用することもできます。 保管と取り扱いが容易なため、アンモニアよりもアンモニアを好む船会社もあります。 しかし、それでも、どちらの燃料も使用でき、両方とも既存の技術で生産できます。

化石燃料船を基盤とする海運業界は、1 世紀にわたって石油・ガス事業や精製事業と提携してきました。 これらの産業が協力して、さまざまな場所で船舶に燃料を補給するためのインフラを構築してきました。

たとえば、サウジアラビアから石油を汲み上げてシンガポールに送ります。 そこでは精製され、船舶が使用する石油の一部、つまり非常に汚れたバンカー燃料が保管されます。 世界で最も交通量の多い航路の一つであるマラッカ海峡沿いにあるため、そこに保管するのが便利です。 船が定期的にそこを通過するので、燃料補給が容易です。

私たちのアイデアは、複雑なサプライチェーンのすべての部分を接続したままにすることができる、グリーン エネルギーの新しいシステムを作成することです。 適切な種類のエンジンや船舶を製造するには、主に韓国、日本、中国にある造船所やエンジン製造業者から同意を得る必要があります。 緑色のアンモニアとメタノールを生成する場所と、それを保管するスペースを見つけなければなりません。 そして、グリーンエネルギー源を使用する多数の船舶が停泊して燃料を補給できるようにする船会社を利用する必要があります。

絶対に。 まず、コンテナ輸送世界最大手のデンマークの海運会社マースクは、2019年の国際海事機関の会合で手を挙げ、「2050年までに脱炭素化を先導する」と述べた。 これにより、すべての関係者が計画を進めるきっかけとなりました。

マースクはこの取り組みに数十億ドルを投じ、アンモニアを燃料とする新しいコンテナ船8隻を建造している。 大局的に考えると、各船のコストは 2 億ドルです。これは、民間企業による 16 億ドルの投資に相当します。 以前は、エネルギー生産者はグリーンアンモニアを販売する相手がいなかったため、グリーンアンモニアの製造に消極的だったかもしれません。 マースクはその問題を解決しており、国連レベルやデンマーク政府、欧州連合政府など多くの政府からの激励によって道が開かれています。

また、サウジアラビアも強化した。 世界最大の石油輸出国である彼らは、砂漠に世界最大の太陽光発電からグリーン水素を生み出すシステムを建設する予定で、アンモニアを世界市場に輸送できる可能性がある。 （サウジアラビアが石油以外に持っているものがあるとすれば、それは太陽だ。）すでに大産業や主要経済国がこれに投資しており、数十億ドル規模の取り組みになりつつある。

これは私が本当に興奮している部分です。 私が一緒に働いているチームは、グリーンアンモニアの生成と貯蔵を容易にし、主要航路に沿って船舶に燃料を補給できるように風力発電を利用する計画を立てました。

基本的に、プロセスに必要な電力を供給するために化石燃料を使用せずにグリーンアンモニアを生成するには、太陽光発電と風力発電の 2 つの方法があります。 後者はタフツの専門分野であり、私たちはこの分野で多くの専門知識を持っています。

私のチームは、人口密集地に近い場所でなくても洋上風力発電をスケールアップできると言っています。 アラスカ沖のアリューシャン列島では、風が 1 年 365 日、24 時間 365 日吹き続けます。 それは地球上のどこにでもあるのと同じくらい良いです。

そこで巨大な風力発電所を建設しましょう。 1,000 個のタービンを設置する場合は、大きく考える必要があります。 浮遊電解槽に至る海底グリッドにタービンを接続します。 北太平洋には、ほぼ無限に水が供給されています。 電気分解プロセスで水から水素を取り出し、それをアンモニアに変換し、そこに保管します。これがすべての美しさなのですが、アリューシャン列島は主要な航路に沿って位置しているからです。 たとえばシアトルやロサンゼルスから日本や中国の都市までの最短距離は、真西ではなく北です。 米国西海岸からアジアに旅行するときに、飛行機がアラスカを通過してそのルートを飛行するのと同じように、船もそのルートに沿って航行します。 さて、どうでしょうか？ 彼らはそこで燃料を補給することができた。

だからこそ、このアイデアはとても興味深いのです。 すでにアンモニアはケミカルタンカーで世界中に輸送されています。 私が説明したシナリオでは、アンモニアが大量に発生し、海運業界のニーズを超えることになります。 したがって、アリューシャン列島でそれを作成し、船にそこできれいに燃料を補給する機会を与えることに加えて、現在石油やガスを輸送しているのとまったく同じ方法でそこから輸送することもできます。 さまざまな業界が、すぐに入手できるグリーン燃料への容易な移行を開始する可能性があります。 また、アラスカでは多くの雇用が創出されるでしょう。

私がこれを本当に気に入っているのは、これが学際的、国際的、業界を超えた取り組みであり、現実的であるということです。 地球規模の問題に有意義な方法で取り組んでいます。 そしてこれは、タフツ氏が世界のクリーン エネルギーへの移行に貢献する具体的な方法でもあります。