鉄鋼業界の脱炭素化と船員の労働環境向上に寄与
日本郵船株式会社(以下「日本郵船」)と同社グループの株式会社MTI(以下「MTI」)の2社は11月8日、ばら積み(ドライバルク)船による還元鉄(注1)輸送技術に関する特許を出願しました。この技術は複数の技術を統合した1つのシステムを指しており、安全・品質管理が難しい還元鉄の海上輸送を容易にし、より安全で高品質な輸送を可能にするものです。これにより鉄鋼業界の脱炭素化や船員の労働環境向上に寄与します。
技術の概要
1.船倉内環境データの収集
IoT(注2)技術を用いてリアルタイムで船倉内の環境データ(温度、湿度、酸素・窒素濃度など)を取得・遠隔監視することで貨物のダメージリスクを軽減します。乗組員が貨物や船倉内の状態確認のために船倉内を出入りする頻度が少なくなり、転落・窒息事故をはじめとする人災や、ヒューマンエラーによる計測ミスの予防も期待されます。
*当技術は日本郵船、MTI、NYKバルク・プロジェクト株式会社の3社で個別に特許取得済み(第7402386号)
参照:IoTセンサーを用いた新・艙内環境監視システムの実証実験に成功
2.船倉内環境の推定
船舶の諸元や運航データ、貨物の初期情報などを考慮し、航海中の船倉内環境を機械学習等で推定します。
・船舶運航データ:想定航路、航海距離・時間、遭遇する可能性のある気象・海象、外気温、海水温度など
・貨物の初期情報:船に積み込む前の貨物の量、貨物温度、含水率など
・船の諸元:船型、船齢、メンテナンス履歴など
3.船上の安全・品質管理支援
船上で以下の情報をディスプレイ上に可視化し、船倉内の安全度判断を支援します。
・船倉内環境データ:温度、湿度、酸素・水素濃度など
・船倉内の安全度:貨物(適切な輸送環境に保たれているか)と乗組員(倉内に出入り可能かの判断支援)に対する安全度
・具体的な対策案の提示(換気、不活性ガス注入タイミング・量、航路変更など)
4.陸上からの安全・品質管理支援
衛星通信を利用して、船倉内のセンサーから収集した船倉内環境データをオフィスからもリアルタイムで確認できます。これにより乗組員の練度のみに依存することなく、船陸一丸となった安全運航と品質管理が可能です。
開発の背景
還元鉄は製造プロセスにおいてコークスを必要としないため、鉄鋼業界のカーボンニュートラル化に向けて注目されています。そのため生産地(天然ガスなどのエネルギー資源が豊富に存在する地域)から需要地へ、さまざまな形態の還元鉄の海上輸送が活発化することが予想されます。船上では輸送中における過熱、火災に加え爆発のリスクに対して適切な貨物管理が求められる一方で、船員の労働環境向上に効果的な貨物管理手法も求められており、これらのソリューションとして本技術は開発されました。
3社は日本郵船のドライバルク事業本部が掲げる運営方針「ドライバルク4戦略」に沿った取り組みを推進しています。今回の特許出願はそのうちの「新規事業の開拓として海運業を超えたサプライチェーンへの参画」の、主に海運が担う「はこぶ」の枠を超えたさまざまなソリューション開発や業務提携・出資、輸送技術開発の一環です。
日本郵船ドライバルク事業本部の運営方針「ドライバルク4戦略」
戦略4「新規事業の開拓として海運業を超えたサプライチェーンへの参画」の概略図
戦略4の他取り組みの紹介
分類 | 過去の取り組み |
ソリューション開発 | ・木材チップ専用船で「掻き出しロボット」のトライアル実施 ・安全で効率的な港へ 船体動揺低減の係留システムを試験運用 |
業務提携・出資 | ・日本郵船とオオノ開發が船舶リサイクルの事業化に向け検討開始 |
輸送技術開発 | ・IoTセンサーを用いた新・艙内環境監視システムの実証実験に成功 ・バイオマス燃料バイオマス輸送船建造に向けたMOUを締結 |
(注1)還元鉄
製鉄プロセスでコークス(炭素)を必要としない鉄鋼。鉄鉱石から酸素を除去する過程で使用されるコークスの代わりに水素を用いるため、二酸化炭素を排出しない。自然環境に優しいグリーンスチールと呼ばれ注目されている。
(注2)IoT
IoTはInternet of Thingsの略。「モノのインターネット」と訳され、さまざまなモノがインターネットに繋がる仕組み。この技術を活用し、センサーをネットワークに接続して情報を収集・管理する。
鋼鐵行業的碳中和和船員的勞動環境改善貢獻
日本郵船株式會社(以下稱「日本郵船」)與該公司集團的MTI株式會社(以下稱「MTI」)於11月8日申請了有關散貨(幹散貨)船運送還原鐵(注1)運輸技術的專利。這項技術指的是將多項技術整合成一個系統,旨在使安全和品質管理困難的還原鐵海上運輸變得更加容易,從而實現更安全和更高質量的運輸。由此將有助於鋼鐵行業的碳中和和船員的勞動環境改善。
技術概述
1. 船倉內環境數據的收集
使用物聯網(注2)技術實時獲取和遠程監控船倉內的環境數據(溫度、溼度、氧氣和氮氣濃度等),以降低貨物損壞風險。船員進出船倉以檢查貨物和船倉內情況的頻率減少,預計可預防跌落、窒息等人禍和由於人爲錯誤造成的測量失誤。
*該技術已由日本郵船、MTI、NYK散貨項目株式會社三家公司各自取得專利(第7402386號)
參考:使用物聯網傳感器的新的艙內環境監測系統的驗證實驗已成功
2. 船艙內環境的推測
考慮到船舶的各種參數、航行數據以及貨物的初始信息等,通過機器學習等方法推測航行中的船艙內環境。
・船舶航行數據:預想航路、航行距離・時間、可能遇到的氣象・海象、外部氣溫、海水溫度等
・貨物的初始信息:裝船前的貨物數量、貨物溫度、含水率等
・船的各種參數:船型、船齡、維護歷史等
3. 船上安全・質量管理支持
在船上將以下信息可視化在顯示屏上,支持判斷船艙內的安全度。
・船艙內環境數據:溫度、溼度、氧氣・氫氣濃度等
・船艙內的安全度:貨物(是否保持在適當的運輸環境)和船員(判斷是否可以進出艙內)的安全度
・具體的對策方案的提供(通風、惰性氣體注入的時機和數量、航線變更等)
4.來自陸上的安全和質量管理支持
通過衛星通信,可以實時從辦公室確認船艙內傳感器收集的船艙環境數據。這使得不再僅僅依賴船員的熟練度,而是實現船舶與陸地的安全運營與質量管理。
開發背景
還原鐵在製造過程中不需要焦炭,因此受到鋼鐵行業碳中和化的關注。因此,預計從生產地(天然氣等能源資源豐富的地域)到需求地,各種形式的還原鐵的海上運輸將會活躍。船上要求針對運輸過程中可能出現的過熱、火災以及爆炸風險進行適當的貨物管理,同時也需要有效提升船員的勞動環境的貨物管理方法,因此本技術作爲這些解決方案被開發出來。
三家公司正在推動與日本郵船的幹散貨事業總部提出的運營方針「幹散貨4戰略」相一致的舉措。這次的專利申請是關於「作爲新業務的開發,參與超越海運的供應鏈」的主要包括海運所承擔的「運輸」範疇之外的多種解決方案開發、業務合作和投資、運輸技術開發的一部分。
戰略4「作爲新業務的開發,參與超越海運的供應鏈」的概略圖
戰略4的其他措施介紹
分類 | 過去的舉措 |
解決方案開發 | ・使用木材顆粒的專用船進行「挖掘機器人」的試驗 ・爲了安全和高效的港口,試運行船體搖動減小的繫泊系統 |
業務合作・投資 | ・日本郵船與大野開發開始考慮船舶回收的商業化 |
公路運輸技術開發 | ・成功進行基於物聯網傳感器的新艙內環境監測系統的實證實驗 ・簽署關於生物質燃料生物質運輸船建造的MOU |
(注1)還原鐵
在制鐵過程中不需要焦炭(碳)的鋼鐵。在從鐵礦石中去除氧氣的過程中使用氫氣替代焦炭,因此不會排放二氧化碳。被稱爲自然環境友好的綠色鋼鐵,受到關注。
(注2)物聯網
物聯網是「Internet of Things」的縮寫。翻譯爲「物的互聯網」,是一種將各種物體連接到互聯網的機制。通過利用這項技術,將傳感器連接到網絡以收集和管理信息。