燃料削減効果は最大17％！「帆船の逆襲」始まった？ 実用化された「硬い帆」「巨大な凧」の無視できないメリット

飛行機の翼みたいな「商船の硬い帆」

　世界の物流を支える海運業界がいま、大きな変革を迫られています。

ウインドチャレンジャー2基搭載船のイメージ（画像：商船三井）

　きっかけは2023年7月、国際海事機関（IMO）で、国際海運の温室効果ガス（GHG）排出を「2050年頃までにネットゼロ」とする新たな削減目標が合意されたことです。

　これを受け、従来の重油を始めとした化石燃料に頼った運航からの抜本的な転換が求められるようになりました。そのようななか、解決策のひとつとして、人類が最も古くから利用してきた「風力」に再び注目が集まっています。

　とはいえ、かつての帆船みたいに「布の帆」を船員が操作するものではありません。その代表格が、商船三井などが開発した「ウインドチャレンジャー（Wind Challenger）」です。

　これは、伸縮可能な巨大な「硬翼帆（こうよくほ）」で、飛行機の翼と同じ原理で、風を受けて推進力（揚力）を生み出します。

　ウインドチャレンジャーを世界で初めて搭載した石炭輸送船「松風丸」は2022年10月に竣工しました。搭載された帆は最大で高さ約53mにも達する巨大なもので、軽量かつ高強度なガラス繊維強化プラスチック（GFRP）複合材などで作られています。

　この帆は、風向や風速をセンサーが感知し、帆の伸縮や回転をすべて自動で制御するのが特徴です。特別な操船技術も必要なく、運航の負担を増やすことなく燃料を節約できます。

　松風丸の実証航海では、航路や気象条件により差はあるものの、日本～オーストラリア航路で平均約5％、日本～北米西岸航路で平均約8％の燃料削減効果がそれぞれ確認されました。また、条件が整った日には、1日あたり最大17％の削減も記録されています。

　商船三井はこの成果を受け、2035年までにウインドチャレンジャーなどの風力推進装置を搭載した船を80隻規模で導入する目標を掲げています。

帆だけじゃない！「巨大な凧」「回る筒」も

　風力推進のアイデアは、世界中で開発が進められています。

21万トン級ケープサイズバルカーLNG燃料船にシーウィングを取り付けた際のイメージ（画像：川崎汽船）

　英国の「BARテクノロジーズ」などが開発した「ウインドウィングス（WindWings）」も硬翼帆の一種です。これまた飛行機の翼のように、推力を最大化するための複数の要素（エレメント）で構成された高さ37.5mの帆が特徴です。

　これは、三菱商事の海運事業子会社（MC Shipping）が保有・運航するばら積み船「ピクシス・オーシャン」に搭載され、2023年8月より運航を開始しています。6か月の実証航海において平均14％相当の燃料削減効果が報告されており、新造船への搭載においては、さらなる削減効果が期待されています。

　フランスの「エアシーズ」社が開発した「シーウィング（Seawing）」は、帆船とはまったく異なるアプローチをとります。

　これは船から「巨大な凧（カイト）」を上空約300mの高さに揚げ、そこから船を引っ張るというものです。日本では川崎汽船が、エアシーズ社のSeawing事業を承継し、実用化・製品化を推進しています。Seawingは約20％のCO2排出量削減効果が見込まれるとされています。

　スウェーデンの「ワレニウス・マリーン」などが開発を進める「オーシャンバード（Oceanbird）」は、さらに未来的です。

　最新の設計案では複数の硬い帆を搭載し、風力を主動力とすることで、コンセプトとしてCO2（二酸化炭素）排出量を最大90％削減することを目指しています。

　また、帆とは別に「ローターセイル（Rotor Sail）」という技術も実用化されています。これは船の甲板に巨大な円筒（ローター）を立て、それを回転させることで「マグヌス効果」という力を発生させ、風力を推進力へと変える仕組みです。フィンランドの「ノースパワー」社などが手掛けており、これも複数の船舶で採用が進んでいます。

　もちろん、風力だけに頼っていては、無風時や港湾内での運航、何より運航の「定時性」を保つことができません。

　現実的な未来の船の姿は、これらの風力推進装置と、重油に代わるアンモニアや水素、LNGといった次世代燃料で動くエンジンを組み合わせた「ハイブリッド船」になるとみられています。

　風力というと「過去の技術」のように思えますが、最新の自動制御技術や材料工学と融合させることで、最先端の“エコパワー”として海運の脱炭素化に向けた強力な「未来の切り札」として復活を遂げているのです。

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