風力アシスト船の効率を最大限に高める方法とは？

海運業界が二酸化炭素排出量の削減や厳格化する環境規制の遵守に努めているなか、風力推進は船の燃料消費量と排出量を大幅に削減する見込みが高い解決策として、台頭しています。

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しかし、風力を利用することはただ単に帆やウイング、凧を設置することではありません―それはまた、風力推進に内在する課題を解決することでもあります。複雑かつ急速に変化する気候パターンから乗組員のトレーニングまで、高度なデジタル技術を統合することで、オペレーターは航路を最適化しながら安全性と復原性を確保し、船の全体効率を高めることができます。

課題１. 複雑な風の扱い

予測不可能な風の中を航行するという複雑な仕事には、事前の緻密な計画と航海を通しての調整の両方が必要です。目まぐるしく変化する風速や風向き、波や潮流を見極め、航海中も常に見直し、最適な航路を決めなければなりません。これはウイング、ローター、帆を最大限に活用するため、適切な速度と角度で風を捉える必要がある風力アシスト船にとって、特に重要なことです。 

解決策－NAPA Voyage Optimization

昔ながらの手法や手作業だけに頼るのは、多くの機会損失のリスクがあります。そこで風の変化を理解し、これを船の利益となるように利用するためには高度なデジタル・ツールが必要不可欠です。NAPA Voyage Optimization は、リアルタイムで可能性のある航路や速度プロファイルのバリエーションのシミュレーションと評価をし、これにより、意思決定者は燃料消費と排出ガスを最大限に抑えるための最適な航路を選ぶことができます。 

不安定な海況に対処するため、安全性と効率性の両方を確保するためにも、予測不可能な海洋環境に対し、継続的な監視・適応が必要です。 

解決策－ウェザールーティング

非常に正確かつ詳細に数時間先の天気を予測できるNAPAのウェザールーティングは、船のオペレーターが急速に変化する風速や風向き、波、潮流に対応する助けとなり、正確な計算結果をリアルタイムで提供します。これにより、予測困難な天候下でも最適な航海が可能になります。 

課題３. 高い復原性への要求

高い復原性を求める声に応えるためには、転覆を防止し、乗組員と貨物の両方の安全を確保するためにも、様々な条件下で船が最適なバランスとコントロールを維持しているという保証が必要となります。 

風力推進システムは船の重心に影響を与える船上部に重量を増やす傾向があるため、船の安全性や復原性を管理することは、より一層重要なこととなります。そこで、高度なデジタルシステムが重要な役割を果たします。 

解決策－NAPA StabilityとNAPA Loading Computer

NAPA Stability と NAPA Loading Computer はこれらの要因を考慮し、風力アシスト船について、運航中の復原性に関するあらゆる基準を個々に検証することができます。これは、例えば、航海中の風速を考慮し、帆と横風から船の最大傾斜の動きなども含みます。 

課題４. 排出ガス削減量の最大化

次の課題は、排出ガスの削減量を最大化することです。これは、例えば、最高のCII スコアを取得したり、EU ETS と FuelEU 下でのコストを最小限に抑えたりすることがカギとなります。そのためには、運航全体を通して風力推進システムを最大限に活用するための戦略と技術を導入する必要があります。 

解決策－風力推進とNAPA Voyage Optimizationの組み合わせ

風力推進システムを、船が最適な風を捉えることができる航路最適化システムと組み合わせれば、容易に解決できます。 

実際、モデリング研究では、風力推進による排出削減の潜在能力を最大限に引き出すためにはウェザールーティングが不可欠であることを裏付けるデータに基づく証拠が示されています。例えば、NAPA・住友・Norsepowerの共同研究では、ローターセイルとNAPA Voyage Optimization を組み合わせることで、平均で最大28%の排出削減が可能となり、そのうち12%がウェザールーティングによるものであることが示されています。 

マンチェスター大学による2023年の研究では、航路の最適化により、風速と風向きが特に良好な「理想的な」航路では、二酸化炭素排出量を30%以上削減できると示しています。また、同研究ですべての航路を平均し、ローターセイルのみを使用した場合の平均排出削減率は10.8%だったのに対し、NAPA Voyage Optimizationを併用した場合は17.7%に増加したことが分りました。 

つまり、ウェザールーティングにより、船主は風力推進システムを最大限に活用することができ、それは燃料と排出量の削減につながり、結果、現在および将来の規制順守が容易になります。 

課題５. 乗組員の訓練と業務効率

乗組員が確実に新技術に対応できるよう、包括的なトレーニングプログラムを提供することは、全体的な業務パフォーマンスと安全性の向上に必要不可欠です。 

解決策－使いやすいシミュレーションツール

NAPAは、船を最も効率的に運航するための深い知識を乗組員に与える使いやすいシミュレーションツールを提供しています。これらのツールは、単に乗組員が訓練中に技術に慣れるのを手助けするだけでなく、乗組員が船を安全かつ効率的に運航できるよう、船上での意思決定を継続的にサポートします。 

課題６. 風力技術に対する中立的な評価

技術の成熟化が進むなか、風力推進システムの設置に関する決定は、全体論的アプローチに基づいていなければなりません。改修計画であれ新造船プロジェクトであれ、これはそのようなシステムがどのように船の設計、運用パラメータ、船上の安全性を変化させるかを積極的に評価することを意味します。したがって、風力技術を中立的な立場で評価することが重要であり、そのためには様々な風力推進システムを公平に評価し、その有効性、信頼性、および様々な用途への適合性を判断することが必要です。 

国際ウィンドシップ協会（IWSA）は、2030年までに主にタンカー船やバルク船を中心とした世界の船隊の10-15%に風力推進システムが搭載される可能性があると推定していますが、船主は自社の船隊にこれらのシステムを導入するビジネス上のメリットが大きいかどうかを評価したいと考えています。 

解決策－客観的に風力推進システムを評価するNAPA Studios

NAPA Studios は、船の種類や運航予定の具体的な航路を考慮した上で、風力推進システムが船の潜在的な燃料消費削減量を客観的に評価することで、システムの評価をサポートすることができます。 

従来風力推進システム関連の課題に関わらず、デジタル技術は積極的に戦略を書き換え、海運業界が自信を持ってウイングやローター、帆を導入する後押しをしています。デジタル最適化、ウェザールーティング、復原性の組み合わせにより、風力推進の潜在能力が最大限に引き出され、最終的により持続可能で費用対効果の高い運航が実現されます。