電気推進船は本当に省エネ？元船員の目線で強みと課題を解説

2050年のカーボンニュートラルに向けて、世界では環境負荷の低減を目指した船舶の導入が進められています。内航海運においても様々な技術が検討されていますが、環境性能だけでなく、事業としての継続性や船員への負荷を気にかけている方が多いのではないでしょうか。

水素やアンモニア、メタノールなどの新燃料が注目される中、私個人としては、航路や運航形態によっては電気推進船が現時点で比較的、現実的な選択肢になると考えています。

今回は、元船員の立場から電気推進船のメリット・デメリットについて解説します。

バッテリー技術の進歩によって広がる電気推進船の可能性

電気推進船とは、電動モーターによってプロペラを駆動する船舶です。

ディーゼル発電機から電力を供給する電気推進船は以前から運航されており、スーパーエコシップや南極観測船「しらせ」などが知られています。

近年は蓄電池技術の進歩によって、蓄電池のみで航行する「ピュアEV船」や、発電機と蓄電池を併用する「ハイブリッドEV船」も登場しています。

ピュアEV船は、基本的に陸上などからの充電が必要であり、蓄電池の容量によって航続距離が制限されます。そのため、港内や短距離の航路で運航するバンカー船やタグボート、作業船などが導入候補となるのです。

一方、発電機と蓄電池を併用するハイブリッドEV船は、発電機による長時間の電力供給と、蓄電池による柔軟な電力供給を両立できます。仕組みとしては日産の「e-POWER」に近く、発電機から推進モーターに電力を供給しながら、必要に応じて蓄電池への充電や蓄電池からの放電を行います。

これにより、発電機の低負荷運転を抑制したり、急激な負荷変動に対応したりすることが可能です。適切な制御によって、燃料消費量の削減も期待できるのです。

電気推進船のメリットは、環境性能だけではありません。電動モーターは回転数やトルクを細かく制御できるため、従来のディーゼル主機と比較して、低速航行や前後進の切替を円滑に行えるという特徴があります。

推進器や操船支援システムとの組み合わせによっては、離着岸時の操船負担の軽減も期待できるでしょう。

また、発電機と推進モーターを機械的に直結する必要がないため、船内機器の配置自由度が向上します。設計によっては機関室をコンパクトにし、貨物スペースの拡大につなげることも可能です。

さらに、蓄電池のみで航行する場合は発電機を停止できるため、騒音や振動の低減が期待できます。

船陸間の通信システムや遠隔監視システムを組み合わせれば、航海・機関データの陸上収集や運航支援も可能となり、船員の負担軽減につながる可能性があります。

一方、電気推進船には課題もあります。

まず、ディーゼル主機でプロペラを直接駆動する方式とは異なり、発電機、電力変換装置、推進モーターなどを介することで、エネルギー変換時の損失が発生します。

蓄電池を併用する場合は、充放電による損失も考慮しなければなりません。発電機の運転効率が改善しても、こうした損失が上回れば、従来船より燃料消費量が増加する可能性があります。

設備面では、推進モーターやインバーター、配電設備などが必要となるため、建造費が高額になる傾向があります。また、リチウムイオン蓄電池には熱暴走や火災などのリスクがあり、安全対策や保守管理も欠かせません。

そして、陸上充電を前提とする船舶では、港湾側の充電設備の整備が重要な課題となります。建造費、維持管理費、燃料費、インフラ整備費を総合的に考えなければ、十分な経済効果を得られない可能性があるのです。

ここまで電気推進船のメリット・デメリットについて整理しました。

結論として、電気推進船は電気変換による損失が発生する一方、発電機の運転最適化や船型・推進器の改善、蓄電池の活用などによって、従来船より燃料消費量を削減できる場合があります。重要なのは、船型や航路、運航方法に適したシステムを採用することです。

私が特に注目しているのは、船員の労働環境に与える効果です。

騒音や振動の低減、操船負担の軽減が実現できれば、船員の居住性や働きやすさの向上につながります。こうした取り組みは、海運会社にとって採用活動や企業価値の向上という面でもPRできる要素になるでしょう。

物価高や人件費の上昇により、海運会社や造船会社も厳しい環境にあります。だからこそ、環境性能だけにとらわれず、経済性と船員の働きやすさを両立できる船舶のあり方について、引き続き考えていきたいと思います。