脱炭素の答えは水素? 船の水素エンジン開発で新会社設立へ 川重・ヤンマー・J-ENG

川崎重工・ヤンマー・ジャパンエンジンの3社が船舶用水素エンジンを開発する新会社の設立を発表。将来の主流となる、炭素を含まない燃料の最適な物質として、水素に答えを見いだしました。

炭素含まない物質 アンモニアよりも水素有利か

 川崎重工、ヤンマー、ジャパンエンジンコーポレーション(J-ENG)の3社は2021年5月18日(火)、船舶用の水素エンジン開発を担う新会社を設立すると、日本財団が開催した「ゼロエミッション船シンポジウム」の場にて明らかにしました。

 J-ENGの川島 健社長によると、社名は「HyENG(ハイエンジ)株式会社」になるとのこと。3社は4月に水素燃料エンジンの共同開発へ向けたコンソーシアムを結成し、2025年頃の市場投入を目指すと発表したばかりですが、この新会社が、水素燃料エンジン開発の中心的な役割を担うということです。

 さらに、水素供給設備を含めた推進システムのインテグレーションを開発し、その実証のための陸上設備を兵庫県明石市に設置予定であることも発表しました。

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川崎重工が開発したタンクを搭載した大型液化水素運搬船のイメージ(画像:川崎重工)。

 世界の物流を担う海運業界では、「脱炭素」「排出ガスゼロ(ゼロエミッション)」の流れが急速に加速。2050年には内航海運のゼロエミッションを達成するという目標が立てられています。現時点で、次の燃料としてLNG(液化天然ガス)船の実用化が進んでいますが、「その次」はバッテリーになるのか、はたまた、炭素を含まないアンモニアや水素になるのかが模索されています。

「2050年までにGHG(温室効果ガス)50%削減、今世紀中のできるだけ早い時期にゼロにするというIMO(国際海事機関)の目標を達成するには、2030年頃からゼロエミッション船が普及していかなければなりません」(J-ENG 川島社長)

 実船投入の開始、導入促進を考慮すると、2026年までに実機・実船による検証が完了している必要があるといい、かなりのスピード感を持って開発に取り組むということです。

なぜ「水素」なのか

 化石燃料からの転換を図るうえで、「炭素を含まない」完全なカーボンフリー燃料として注目され、政府も将来的な導入拡大を企図しているのが、水素とアンモニアです。ただアンモニアは、「LNGなどとともに、ゼロエミッションの橋渡しになる技術」であり、“本命”は水素だと川島社長は話します。

「水素は小さなエネルギーで燃え初め、燃焼速度も早いのに対し、アンモニアは点火に大きなエネルギーを要し、燃焼速度も遅いため、燃焼を補助する必要があります。加えて、アンモニアは温暖化係数の高いN2O(亜酸化窒素)を排出する可能性もあり、水素にアドバンテージがあります」(J-ENG 川島社長)

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ヤンマーグループは、水素による舶用燃料電池システムの実証運航を行っている(画像:ヤンマー)。

 川重、ヤンマーと設立する新会社が開発するのは、トヨタ「MIRAI」のような水素と酸素の科学反応によって電気を生み出す燃料電池ではなく、水素を直接燃焼させる「水素専燃エンジン」とのこと。

 開発の課題として川島社長は、燃焼のコントロール、金属をもろくする性質に対する材料の選定、また国際的なルールが未整備であることなどを挙げます。むしろ開発を進め、水素エンジンのルールづくりにおいて国際的にリードする必要があるということです。

 なお新会社を設立しつつ、川重は大型用、ヤンマーは小型や補機などの用途というように、3社がそれぞれ得意な分野の水素エンジン開発を進めていくといいます。

「水素船」実際に考えられるようになるのはいつ?

 一方、水素やアンモニア燃焼船の普及に先駆けて、バッテリー推進船やバイオメタンなどを燃料にした船も普及すると予想されており、船の種類や大きさ、航行距離、輸送量などにより適材適所の燃料が選定されていくと考えられています。

 水素燃料の普及には、陸上インフラ側の普及など様々な課題もあります。岩谷産業の専務執行役員で水素バリューチェーン推進協議会の福島 洋さんによると、水素を実際に船の燃料として考えられるようになる時期も、やはり2030年頃ではないかと話しました。

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政府も、ゼロエミッション船の実現に向けたロードマップを策定している(画像:国土交通省)。

 J-ENGの川島社長によると、「水素やアンモニアといったカーボンフリーな次世代燃料への転換を、遠くない将来に実現すべきという世界的なコンセンサスが形成される」と話します。これからの数年は、「船舶の歴史における一大転換期になることは確実」ということです。

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