Solution Technology ソリューション & テクノロジー

環境対応技術・デジタライゼーション

環境対応技術への取り組み

NOx、SOx、CO2(EEDI)の各規制に対する当社環境対応技術として、JUMP、EEDI、NOx(TierⅢ)、SOx(2020年)、GHG(将来的代替燃料)への対応、取り組みをご紹介します。

当社のソリューションコンセプト「JUMP」について

当社が提供するソリューションのコンセプトは、NOx、SOxの規制にシングルレスポンシビリティで対応し、船主、用船社、造船所と、全てのステークホルダーにメリットを提供できるエンジンです。このコンセプトを「JUMP(J-ENG Unique Marine Power)と名付けました。JUMPを具現化するために開発したMGO(A重油)専焼による超低燃費エンジンが「UEC-LSJ」になります。当社では2018年12月に5UEC50LSJ-EGRを完成させ、性能・信頼性の検証を実施中です。

燃費効率化によるEEDI削減への取り組み

下の図は、当社の低燃費実現への取り組みをグラフにしたものです。
横軸にエンジンのボアサイズ、縦軸に燃料消費率をおき、2000年からのLSEシリーズ、2013年からのLSHシリーズ、2018年からのLSJシリーズの燃費をプロットしました。LSJシリーズは、LSEシリーズからと比べ、3~7%程度のEEDI値が改善でき、低燃費を実現しています。

NOx(TierⅢ)規制への取り組み

IMO NOx TierⅢ対応技術として、低圧EGRシステムと低圧SCRシステムをラインナップしています。
いずれもシンプルな構成、シンプルな運転制御、優れた燃費・NOxのトレードオフ、高信頼性、そしてCAPEX・OPEXの低減を実現した独自開発のシステムになります。開発の歴史、開発コンセプト、システム概要をご紹介します。

層状噴射技術応用への取り組み

LSJシリーズに搭載されている層状水噴射技術は、応用性のある技術です。現在実用化への検討を進めているのが、以下の2つです。

1. 水の量を増やすことで、NOxを低減
LSJシリーズの層状水噴射技術で使用する水の量は、燃料の約半分です。この水の量を、さらに増やしていくことで、EGR、SCRの装備なしに、NOxのTierⅢに対応できる可能性があります。実験では、注水量を燃料と同等程度にしたとき、NOxの発生率が80%削減できるというデータを得ています。

2. 水の代わりに、アンモニア、バイオ燃料など、カーボンフリー燃料を適用し、GHGを削減
MGO、GTLなどの燃料に、アンモニア、メタノール、エタノール、バイオ燃料などの低炭素燃料、あるいは、カーボンフリー燃料を加え、混焼させることで、GHGの削減を可能にします。

GHG削減規制に段階的に対応できるポテンシャルを持ち、LNGと比べ、大規模な初期投資が不要な層状噴射技術は、中小型船舶への最適解と考えております。

SOx(2020年)規制への取り組み

2015年1月より規制海域(ECA;Emission Control Area)で使用する燃料中の硫黄分が0.1%以下に規制されていますが、2020年1月からは、規制海域以外の全海域で硫黄分が0.5%以下に規制されます。また、この規制は、NOx規制とは異なり、就航済みの船舶に対しても適用される規制になります。
対応としては、現在でも流通している硫黄分が低い留出油(硫黄分が0.5%以下のMGOあるいはA重油)を使用する以外に、本規制に対応するために製造された硫黄分0.5%以下の適合油、排ガス中の硫黄酸化物を規制値以下に低減できる装置(SOxスクラバー等)を使用することになります。
当社では、適合油、SOxスクラバーに対する注意点、ガイドラインを「UE サービスインフォメーション」にてアナウンスしています。

GHG・将来的代替燃料への取り組み

地球温暖化対策の一環である脱炭素化に向けた取り組みとして、水素やアンモニア等のカーボンフリー燃料を用いた燃焼に関する共同研究契約を、国立研究開発法人 海上・港湾・航空技術研究所 海上技術安全研究所(海技研)と締結しました。
海運業界におけるGHG削減と、将来のエネルギー社会のあり方として、地球温暖化が防止できる「脱炭素社会」の実現を目指すべく、新たな燃料の研究開発にも積極的に取り組んでいきます。

GHG削減対応のロードマップ

 GHG削減の数値目標を達成するため、当社は、燃費効率化によるEEDI削減をベースにし、下の図のように、1)LSHシリーズからバイオ燃料、LNG等への燃料転換 2)LSJシリーズから層状噴射技術の応用 3)水素、アンモニア、e-fuelなどの代替燃料を使ったエンジンの開発 という3つのルートからの検討を進めています。

IoTへの取り組み

当社では、運転データを活用した新たな価値創出を目指して、研究開発、並びにデータ分析に取り組んでいます。
近年、IoT・AI技術活用に対する関心の高まりから、センシング技術や分析が発達しており、それら技術を導入しつつ、自社ノウハウと融合させながらお客様の満足をめざします。

CBMへの取り組み

当社では、主機診断システム、モニタリングシステムを活用して、CBM(Condition Based Maintenance)に取り組んでいます。

主機診断システムについて

統合支援システムは、船内外のネットワークを活用した遠隔監視による主機関の運航サポートシステムとなっており、以下のような効果が期待できるトータルサポートパッケージとなっております。
・先進的なモニタリングと状態診断に基づく効率運航
・搭載機器の早期異常の発見による予防保全の実現
・遠隔通信を必須とせず、本船内で的確に自動的に判断、対応を指示

モニタリングシステムへの取り組み

当社では、IoT・AI技術活用の一環として、筒内圧力制御システム、電子制御機関波形モニタリングシステム、軸受摩耗監視システム、軸受温度監視システム等、モニタリング技術の開発に取り組んでいます。

デジタライゼーションの取り組み

 当社は、自律・自動運行船への主機関供給を将来ビジョンに見据え、船級や他社との共同研究などを通じて、次世代Eco制御システム ”第五世代(5G)” の開発と、デジタルツインによるエンジンモニター・制御・診断に取り組み、自律・自動運転、常時自動診断、オペレーションの最適化、メンテナンスの最適化をめざします。
 第五世代Eco制御システムは、2022年の開発完了を予定しています。現在搭載しているモジュール型の制御システムに、新しく開発したモジュールを追加することで、マルチタスク型の制御システムへとバージョンアップ。エンジンの監視機能を強化できるほか、他社とエンジンの運転データを共有、オープンソース化し、蓄積データの新たな活用につなげていきます。

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