風力アシスト船とは？帆が拓く海運脱炭素

なぜ海運の脱炭素に「帆」が戻ってきたのか

国際海運の排出量とIMOの目標

世界の貿易量の大半は船が運んでいます。国土交通省の資料によれば、国際海運から出る温室効果ガスはそのほとんどがCO2で、2014年のIMO（国際海事機関）調査では2012年の排出量が約8億トン、世界全体のCO2排出量の約2.2%に相当するとされています。数字は古いものの、「航空機並みかそれ以上の規模の排出源が、ふだんあまり意識されない海の上にある」ことを示しています。

この状況を受け、IMOは2023年7月に開かれた海洋環境保護委員会（MEPC80）で、国際海運の温室効果ガス削減戦略を改定しました。2050年頃までに排出ゼロ（ネットゼロ）を目指し、2008年比で2030年までに少なくとも20%（30%を目指す）、2040年までに少なくとも70%（80%を目指す）削減するという中間目標が盛り込まれています。さらに、輸送あたりの炭素強度を2030年までに2008年比で少なくとも40%減らす目標も掲げられました。

• 2050年頃までのネットゼロ（GHG排出）
• 2030年：2008年比で少なくとも20%減（30%を目指す）
• 2040年：2008年比で少なくとも70%減（80%を目指す）
• 2030年までに、ゼロ／ほぼゼロ排出の燃料・エネルギーを国際海運の5%以上（10%を目指す）

燃料転換だけでは間に合わない事情

アンモニアや水素、メタノールといった次世代燃料は有望ですが、供給インフラの整備や燃料価格、船の建造期間を考えると、急速には普及しません。そこで重要になるのが「今ある船を含め、燃料をそもそも使う量を減らす」手段です。その代表が、風の力を推進に使う風力アシスト（WAPS：Wind-Assisted Propulsion System）です。

風は無料で、世界中の海に吹いています。しかも、エンジンを止めずに補助的に使えるため、次世代燃料への転換期にも効果を発揮し、燃料転換後にはその燃料の使用量を節約できます。次世代燃料の詳しい動向は、関連記事「海運の脱炭素とアンモニア燃料」も参考にしてください。

風力アシスト船とは何か：しくみと主な方式

「風だけで走る」のではなく「風で助ける」

風力アシスト船は、従来のエンジンとプロペラを残したまま、風から得た推進力でエンジンの負荷を下げ、燃料消費を減らす船です。昔の帆船のように風だけで進むのではなく、風が使える時は風も使い、無い時は通常どおりエンジンで走ります。このため、運航スケジュールを守る必要がある商船でも導入しやすい点が特徴です。

方式は大きく、帆（硬翼帆・ウイングセイル）、回転する円筒（ローターセイル）、凧（カイト）、吸引式の翼などに分かれます。いずれも、船の形や航路、載せられる甲板スペースに応じて選ばれます。

主な方式の比較

ローターセイルのルーツ

ローターセイルは、1920年代にドイツの技術者アントン・フレットナーが考案した「フレットナー・ローター」が原型とされます。回転する円筒に風が当たると、流れが偏って横向きの力が生まれる「マグナス効果」を使います。長く商船では主流になりませんでしたが、燃料価格の上昇と環境規制を背景に、近年あらためて見直されています。

日本発の硬翼帆：商船三井「ウインドチャレンジャー」

世界初の搭載船「松風丸」

日本では、商船三井が伸縮可能な硬翼帆式風力推進装置「ウインドチャレンジャー」を開発してきました。ガラス繊維強化プラスチック（GFRP）などの複合材でできた巨大な帆で、センサーが風向・風速を検知して、向き・伸縮・回転を自動で制御します。

この装置を世界で初めて搭載したのが、石炭輸送船「松風丸」です。2022年10月に竣工し、帆の最大高さは約53メートルに達します。強風や港への出入りの際には、帆を縮めて安全に運航できる仕組みです。

実航海で確認された削減効果

商船三井は2024年5月、松風丸の実航海で、条件が良い日には1日で最大17%、航海を通じた平均では5〜8%の燃料節減効果を確認したと発表しました。報道では、日本〜オーストラリア航路で平均約5%、日本〜北米西岸航路で約8%の削減とされています。

今後の導入計画

商船三井は、風力推進装置を搭載した船を2030年までに25隻、2035年までに80隻規模に増やす計画だと報じられています。ひとつの船会社だけでなく、造船所・荷主・港が連携しなければ広がらないため、実績の積み重ねが鍵になります。

世界の最前線：ローターセイルと翼帆の実績

カーギルの「ピクシス・オーシャン」

海外では、穀物大手カーギルがチャーターするカムサマックス型ばら積み船「ピクシス・オーシャン」に、BAR Technologies の翼帆「WindWings」2基（高さ37.5メートル）を搭載して2023年8月に航海を始めました。2024年3月に公表された約6か月の試験結果では、1日あたり約3トンの燃料節減（約14%）が見込まれ、結果は事前のシミュレーションと10%以内で一致し、DNVが検証したとされています。条件が最良の時には1日11トン超の削減もあったと報告されています。

ただしこれらは事業者側の発表であり、船の種類・航路・季節によって結果は変わります。

ローターセイルの実績

ローターセイルでは、Anemoi 社が搭載した船「TR Lady」（3基）で、英国のロイド船級協会（LR）が算定方法を確認した結果、推進用燃料と排出量の正味の平均削減率は9.1%でした。事前の予測10%に近い値です。また Anemoi は、資源大手Valeが用船する超大型鉱石船「Sohar Max」（40万トン級）に5基のローターセイルを搭載しています。Norsepower のローターセイルも、商船三井の「Camellia Dream」などに採用されています。

普及の規模

国際ウィンドシップ協会（IWSA）の集計では、風力推進を搭載または搭載準備済みの大型商船は2025年に入って数十隻規模から100隻前後へと増え、発注残も多いとされています。報道によって集計時点が異なるため、最新の数字はIWSAの公表資料を確認してください。タンカーとばら積み船が中心です。

規制と経済性：なぜ今、導入が進むのか

EUの燃料規制「FuelEU Maritime」

EUでは2025年から「FuelEU Maritime」が適用され、船で使うエネルギーの温室効果ガス強度を段階的に下げることが求められています。風力アシストを使った船には、風が推進に占める割合に応じて報奨係数が適用され、規制への適合に有利になります。報奨の大きさは風の寄与が大きいほど増え、資料により「GHG強度で最大5%程度の削減相当」と説明されています。詳細な計算式はEU規則（(EU) 2023/1805）の附属書で確認してください。

IMOの規制での扱い

国際的には、IMOの規制で風力アシストの効果をどう評価するかが議論されています。2024年には、フランス、コモロ、ソロモン諸島、国際ウィンドシップ協会が、現行の枠組みは風力アシストの効果を十分に反映していないとして、EUの仕組みのように排出量計算に組み込むことを提案しました。

コストの考え方

帆の設置には投資が必要ですが、運航中に使う燃料費は削減できます。環境NGOのSeas At Riskの報告書は、帆を後付けした船で年間の燃料費が約50万ドル近く、燃料消費とCO2排出が最大12%減る可能性を示しています。ただし提言団体の試算であるため、条件によって結果は大きく変わります。

• 燃料価格が高いほど、帆の経済性は高くなる
• 炭素に価格を付ける制度（炭素税・排出量取引）が広がると、さらに有利になる
• 新造船は設計段階から帆を組み込めるが、既存船は後付けのため設置位置に制約がある

導入の課題：安全・港湾・運航の現実

甲板スペースと港湾設備

帆やローターは、船の上に高さのある構造物を載せます。ばら積み船では荷役用クレーンや貨物倉の開口部との干渉があり、橋の下を通る航路では高さの制限もあります。港のクレーンとの位置関係や、強風時の係留といった課題にも配慮が必要です。そのため、帆を縮めたり倒したりできる設計が重視されています。

風況に左右される効果

風力アシストの効果は、追い風・横風が安定して吹く航路ほど大きくなります。たとえば北太平洋や大西洋の偏西風帯、貿易風帯では有利ですが、風の弱い海域では効果が小さくなります。このため、航路計画に「気象・海象の予測」を取り込み、風をうまく利用するルーティングの技術も欠かせません。

人材と信頼性

新しい装置は、乗組員の訓練、メンテナンス体制、故障時のバックアップも課題です。実績の少ない技術では、船主・保険会社・荷主がリスクをどう評価するかが導入判断を左右します。第三者検証と運航データの公開が、信頼性を高める鍵になります。

ほかの脱炭素手段との組み合わせ

燃料転換・省エネとの併用

風力アシストは単独で海運を脱炭素にする手段ではなく、燃料転換、船型の改良、減速航行、船体洗浄、空気潤滑などと組み合わせて使う「全部入りのメニュー」の一つです。アンモニアや水素の船が普及しても、燃料の使用量を減らせれば、燃料コストと必要な供給量の両方を抑えられます。

港・再エネとのつながり

港でも、停泊中の船に陸上から電力を供給する設備や、水素・アンモニアの受け入れ拠点づくりが進みます。関連して、「港湾の水素による脱炭素」や「日本の洋上風力発電」の記事も参考になります。陸でも海でも、風が脱炭素の主役になりつつあります。

クレジットや制度との関係

海のCO2吸収と排出削減を価値に変える取り組みとして、「Jブルークレジット市場」のような制度もあります。海運の排出削減とブルーカーボンは、海のCO2を減らす両輪として位置づけられます。

これからの展望と、私たちにできること

2030年代に向けた見通し

IWSAの見通しでは、風力アシストを備えた船は2030年までに世界で1万隻規模、2050年には4万隻規模に達するとされる一方、これは推進団体の予測であり、実際の普及は規制の方向性や燃料価格、造船・設置能力に左右されます。IMOのネットゼロ枠組みも、各国の調整が続いており、今後の動向を見守る必要があります。

日本の強み

日本は造船、海運、素材、気象予測のそれぞれに強みがあります。国土交通省は2020年3月にゼロエミッション船に向けたロードマップを示し、2028年までのゼロエミッション船の商業運航を目指す方針を掲げました。硬翼帆のような国産技術は、海運大国としての日本の存在感を高める可能性があります。

暮らしの中でできること

• 輸入品の多くは船で運ばれる。「どう運ばれてきたか」に関心を持つ
• 環境配慮の物流に取り組む企業・商品を選ぶ
• 海の環境ニュースに触れ、家族や友人と話題にする

消費者の関心は、荷主や船会社の選択を通じて、海運の脱炭素を後押しします。風で動く船の話題は、海と地球のつながりを考える入り口にもなります。