脱炭素化の進展度合い及び課題：橋渡し燃料でギャップを埋める

国際海事機関(IMO)の2030年及び2050年のGHG排出削減目標

IMOの初期戦略では、海運業界は2030年までに炭素強度 (輸送量あたりのCO2排出量) を少なくとも40%削減する必要があります。この数字は2050年までにほぼ2倍である70%削減を目指し、今世紀末までに全体として段階的に廃止することを目標としています。IMO-2050は、年間の温室効果ガス(GHG)排出量を2050年までに最低50%削減することを目標としており、最終的には完全に段階的に廃止することを目標としています。ただし、2023年に予定されている戦略の見直しにより、これらの目標が勝手に変更される可能性があり、2050年までに温室効果ガスネットゼロを目指すよう求められる可能性があります。

最新の規制およびMARPOL条約附属書VIの改正に関する詳細については、「Looking to 2023」ブログ投稿を参照してください。

橋渡し燃料の探索

船主が急いで行動する必要があることは明らかですが、業界が反応するには時間がかかります。これは主に、どの代替燃料が最有力である可能性が高いかについての明確さの欠如の結果であります。各燃料の潜在的な安全性、考え得る導入コスト、船上および陸上での各燃料の炭素排出効率、および「Well-to-Wake “生産井から航跡まで” 」の炭素への影響についても、より詳細な情報が必要とされます。

各燃料には、独自の利点と課題があります。しかし、業界がIMO-2050に準拠するためのより恒久的な手段を模索し開発している間に、現在2つの燃料が短期的および中期的に先導役を果たしています。これらの「橋渡し燃料」は、バイオ燃料と液化天然ガス (LNG) です。

2022年代替燃料に関するアンケートでは、現在、ほとんどのメンバーが就航船に対してバイオ燃料を好んでおり、新造船の優先オプションとしてLNGを好んでいることが明らかになっています。これは、燃料の価格および入手可能性に左右され、地政学的状況と市場要因に依存します。2022年代替燃料に関するアンケートから収集されたその他の障壁と課題は、以前のブログ投稿で強調されています。

バイオ燃料

バイオ燃料は、バイオマスまたは生物系廃棄物に由来する多種多様な液体類またはガス類の総称です。供給材料と生産技術に基づいて分類されます。

第一世代バイオ燃料は、食用作物、砂糖/デンプンまたは植物油、例えば、脂肪酸メチルエステル (FAME) などの従来の供給原料から製造されます。

第二世代バイオ燃料は、水素化処理を使用した使用済み食用油、例えば水素化植物油（HVO）など、廃棄物、残留物または非食用作物の供給原料から製造されます。

第三世代バイオ燃料は、微細藻類の培養によって製造されます。これらの微生物から油が抽出され、バイオ燃料として使用される。このプロセスは、収量が高く、メンテナンスをほとんど必要としません。

第四世代バイオ燃料は、バイオ燃料の生産を促進する遺伝子組操作が容易な藻類やシアノバクテリアなどの生物工学によって作られた生物から製造されません。このバイオ燃料製造方法は、現在研究レベルにあります。

特に、第78回IMO海洋環境保護委員会（MEPC78） (2022年6月開催) は、バイオ燃料と化石燃料油のブレンド比率が体積比30％以下は、石油精製に由来する従来の船舶用燃料油と見なすことができることを明確にする統一解釈 (MEPC.1/Circ.795/Rev.6) を承認した後、バイオ燃料とバイオ混合燃料の使用への関心が高まっています。

バイオ燃料には、次のような多くの利点があります：

カーボンニュートラルー植物由来の砂糖などの生物学的に再生可能な資源に由来しています。

通常、従来の船舶用燃料と混合されるか、「ドロップイン」（置き換え）燃料として使用され、現行従来の船舶用エンジンと互換性があります。

無毒性および生分解性の特性を備え、燃焼時のGHG 排出量を削減します。

漏れた場合に生分解可能です。

さまざまな製造方法により、いろいろな場所で入手できる可能性があります。

ただし、バイオ燃料を使用した実船試験では良好な結果が示されていますが、バイオ燃料を採用すると、業界が克服すべきいくつかの障壁が生じます。それらの障壁は次の通りです：

従来の化石燃料に比べコストが高くなります。

バイオ燃料の供給原料は、農業などの既存産業との競争により、現在制限されています。

様々な製造方法を使用して様々なバイオ燃料を生成することができ、燃料の品質、コスト、ライフサイクル全体に対する排出量に影響を与える可能性があります。船舶用燃料油規格（ISO 8217：2017）は化石燃料の規格であり、ガイドラインとして使用できますが、バイオ燃料に関連するパラメータが欠落しており、関連しないパラメータがあります。

一部の従来燃料との潜在的な互換性の問題があります。

バイオ燃料は酸含有量が高く、燃料供給システムの腐食につながる可能性があります。緩和策として、より高い酸含有量に適合する材料を選択することで比較的簡単に解決されます。一部のバイオ燃料が導入されている場合、シールはより定期的に交換する必要があります。

FAMEバイオ燃料のエネルギー密度は、従来の化石燃料よりも低くなる可能性があります。燃料の低位発熱量 (LCV) は、その燃料の指定された量を燃焼させることによって放出される発熱量の指標であり、エンジン出力に直接影響します。FAMEの低位発熱量は酸素含有率が高いため、従来の化石燃料に比べ低くなります。

一部のバイオ燃料に水分が存在すると、微生物が増殖するリスクがあります。燃料を清潔な燃料タンクに保管し、水の浸入を防ぎ、定期的なサンプル検査を行い、タンクから頻繁に水を除去することでリスクを最小限に抑えることができます。あるいは、殺生物剤または抗菌添加剤をバイオ燃料またはバイオ混合燃料に添加して、微生物の増殖を回避することが可能です。

従来の燃料と比較してバイオ燃料の酸素含有率が高いと、酸化安定性が損なわれ、時間の経過とともに燃料が劣化しやすくなります。一部のバイオ燃料を長期間保管すると、保管タンク内でバクテリアや真菌の増殖や凝固が起こり、フィルターの目詰まりにつながる可能性があります。より頻繁な燃料補給、あるいはバクテリア増殖を防ぐ新しいタンクコーティング剤の適用により、これらの問題を解決できます。あるいは、抗酸化添加剤を使用して、増殖の進行速度を緩めることも可能です。

バイオ燃料は低温流動性が低く、周囲温度が低いと燃料が濁ったりゲル化する傾向があります。燃料の温度が適切に調節されていないと、不安定性に拍車をかけ、貯蔵寿命や燃料の使用の適合性に影響を与える可能性があります。燃料貯蔵タンク、配管、フィルターを加熱することが推奨されます。温度を曇点より高く保つことができない場合、燃料に低温流動性向上剤または抗ゲル化剤を添加することが推奨されます。

バイオ燃料が直面する課題のほとんどは、選択されたバイオ燃料の特性を考慮した燃料管理手順の実施により対処できます。バイオ燃料の使用に関する具体的な推奨事項については、燃料供給業者および燃料供給系統の機器メーカーに確認することが推奨されます。

バイオ燃料のカーボンニュートラルな性質は、特に IMOの燃費実績の格付け制度（CII格付け）採択後、明らかに船主にとって魅力的な提案となっています。ただし、組織はサプライチェーンの品質、信頼性および持続可能性を監視する必要もあります。

現在、環境に配慮したエンド・ツー・エンドの生産を検証するための、世界的に認められた基準や認証はありません。ただし、企業が指令への準拠を証明し、持続可能なバイオ燃料/バイオマス生産、加工、購入へのコミットメントを表すことを可能にするバイオ燃料管理のための自主的スキームがあります。

LNG（液化天然ガス）

LNGは化石燃料であり、主にメタン (CH4) で構成されています。従来の舶用燃料油に比べ、大気への排出を大幅に削減でき、硫黄酸化物 (SOx) については99%以上、窒素酸化物 (NOx) や粒子状物質 (PM)については80%、CO2については最大20%の排出削減が見込めます。

他の新たな代替燃料オプションは実証されておらず開発中であり、業界ではLNG燃料船の受注が急増している傾向が見られます。

LNGのその他の潜在的な利点は次の通りです：

既に実用化され入手しやすい。

バンカリングインフラストラクチャが急速に成長中です。

高エネルギー密度。

IMOのガス燃料及び低引火点燃料を使用する船舶の安全に関する国際規則（IGFコード）におけるLNGに関する特定の規制が既に存在します。

LNGにはいくつかの有益な特徴があると考えられていますが、次のような課題もあります：

液体状態を維持するために極低温 (マイナス162C) での保管を必要とします。

体積エネルギー密度が低いため、保管には従来の船舶用燃料のほぼ2倍のスペースが必要となります。

バンカリング、保管、取り扱いには、はるかに多くの注意が必要となります。

エンジンから未燃のままのメタンとして待機中に排出されるメタンスリップのリスクがあり、潜在的な温室効果の影響がCO2排出量の25倍でする。

化石燃料使用に対して国際的な逆風が吹く可能性があります。

現在、主要港に限られています。

約マイナス162℃まで冷却すると液化し、液化天然ガスに必要な体積は、気体状態に必要な体積に比べて約600分の1に減少します。タンクは断熱されていますが、少量の温度上昇が発生すると、沸点に達しLNGカーゴタンク内で蒸発を引き起こします。ボイルオフとして知られるこの自然気化は避けられず、発生したボイルオフガス (BOG) を除去して、タンク内圧力を許容可能な範囲内に維持する必要があります。

メンバーがどちらの手段を選択する場合でも、規制に確実に準拠するには、いくつかの重要な要素に重点的に取り組む必要があります。パートナーや同業者との密接な協調と同様に、船上および陸上での船員に向けた教育訓練への投資が不可欠です。

また、メンバーが全体的な燃料管理戦略と手順を見直し、コンプライアンス手順の定期的かつ効果的な管理監視および監査を活用する慣習を取り入れることをお勧めします。

スタンダードクラブからのサポート

当クラブは、IMO目標に沿って、より環境に優しいエネルギーへの安全で持続可能そして成功した移行を実現するために、先頭を切ってメンバーと世界中の船主を支援することに取り組んでいます。

サポート的な役割に心を注いでいるのは、情報に基づく選択と決定を行うのに必要なあらゆる情報をメンバーとブローカーに提供することを目指しているからです。

より環境に優しい燃料（橋渡し燃料や新しい燃料）に関する詳細については、代替燃料専用ウェブページをご覧ください。記事、業界の専門知識、ビデオ、ポッドキャスト、イベント、ウェビナーなどに加え、代替燃料分野の専門知識と経験を備えた連絡先など、豊富な代替燃料情報、アドバイス、サポートツールにもアクセスできます。

カテゴリー: Alternative Fuels