風力補助貨物船は船舶の排出ガスを半分以上削減できる可能性がある

海運業界は二酸化炭素排出量の約3％を占めており、その排出量は増加傾向にあるが、貨物船にハイテク帆走設備を導入し、風に優しい航路をさらに活用すれば、二酸化炭素排出量は半分以上削減できる可能性がある。

燃料費の削減につながるとして、海運会社の間で風力発電の利用への関心が高まっている。幅広いアプローチが検討されています。従来の帆を備えた船を一から建造する企業もあります。既存の船舶にさまざまなタイプの自動帆を追加する企業もいます。

この技術には、飛行機の翼に似た硬い帆、回転するシリンダーで構成されるプラットナーローター、空気を吸い込んで揚力を最大化する吸引帆、さらにはカイトサーファーが使用するものに似た巨大な凧が含まれます。

国際風力協会のギャビン・エバーライト氏は、「風力発電の船舶には、限られた範囲の風力を利用した船舶から、半分以上の電力を風力から得る船舶まで、さまざまな種類がある」と語る。

一部の風力補助船は依然として従来の船と同様に運航されており、一定の速度で直進するため、ドイツ航空宇宙センターのトゥルヴェン・シュヴェット氏らは、航行にあまり時間をかけずに、風力を最適化するために針路と速度を変更したら何が達成できるかを検討した。時間の制約がなければ、全航行を風力発電だけで行うのは簡単だが、それは現実的ではない、と同氏は言う。ほとんどの貨物は決まった時間に配達する必要があり、出荷数が減れば船主の収入も減る。

研究チームはまた、現在少数の船舶でのみ使用されている新興技術である水素を船舶が製造および貯蔵できるという仮説を立てた。ここでのアイデアは、風が非常に強いときに、船の下でタービンを使用して発電するなど、エネルギーの一部を水素の製造に使用するというものです。この水素は風が弱いときにエンジンに動力を供給することができます。

研究者らはその後、大西洋で 1 年間にわたって復元された歴史的気象 (いわゆる後天的気象) のデータを取得し、コンピュータ モデルを使用してその気象に基づいて最適なルートと速度を計算しました。 「船はまったくワイルドな航路をたどります」とシュヴェット氏は言う。 「あなたは、それは正気の沙汰ではないと思うかもしれませんが、どうやら正気のようです。」

研究チームは、最適なルートを航行する船舶のエネルギー消費量は、直接航路を航行する船舶よりも平均して 75% 低いことを発見した。シュヴェット氏は、ウィーンで開催された欧州地球科学連合の前回会議でこの結果を発表した。

「本当の利点が発揮されるのは、自分のルートを完全にオープンにして、時にはうまくいくとは思わなかった非常に大きな迂回をする場合だけです」とシュヴェット氏は言います。 「このアプローチにより、50 パーセントから 100 パーセントのエネルギー節約を達成することができました。」 研究チームは現在、この軌道の最適化が事後予測だけでなく予測にも機能することを示すことを計画しています。

「彼らの期待は正当であると信じています」と貨物船艦隊を建造するフランス企業 TOWT のギョーム・ル・グラン氏は言う。 「それがTOWT貨物船がやったことだ。」

「風力を利用した船舶推進の性能に合わせてコースを最適化するというアイデアは新しいものではなく、非常に理にかなっています」とユニバーシティ・カレッジ・ロンドンのトリスタン・スミス氏は言う。ロシアのヨットマンが遠回りに見えるルートを通ることができるのはまさにこの理由からだ、と彼は言う。

「75～100パーセント [energy saving] 「理論的には確かに可能ですが、それは目標とする平均航行速度によって決まります。平均航行速度は船とその貨物の運航の経済性によっても決まります。私たちの経験では、外洋に出るほとんどの船の場合、節約できる額はそれよりも大幅に低くなります。」とスミス氏は言います。