JP2022528443A - 船舶の燃料供給システム - Google Patents

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Abstract

【課題】本発明は、２０５０年までの主要な時期毎に、段階的に強化される船舶の温室効果ガス規定を遵守できるように、既存燃料とアンモニア燃料とを選択的に使用するか、または混合して船舶の推進エンジン及び発電エンジンの燃料として使用する、環境に配慮した船舶の燃料供給システムを提供する。

Description

本発明は、船舶の燃料供給システムに関するものである。より詳細には、２０５０年までの主要な時期毎に、段階的に強化されている船舶の温室効果ガス規定を遵守できるように、既存燃料とアンモニア燃料とを、選択的にまたは混合して船舶のエンジンに供給する、環境に配慮した船舶の燃料供給システムに関するものである。
地球温暖化や気候変動を防止するための環境規制に備えるため、船舶の排出ガスに対する国際的な規制が強化されたことで、世界の各国は、環境に配慮した低炭素燃料を使用する船舶の開発に力を注いでいる。
また、世界的な気候変動や大気汚染が増加することに伴い、国際海事機関（ＩＭＯ：International Maritime Organization）、欧州連合、アメリカなどでは、船舶が排出する汚染物質に対する規制が大幅に強化される見込みである。
従来の化石燃料を代替する燃料として、液化天然ガス（ＬＮＧ：Liquefied Natural Gas）を使用する方法が最も検討されている。実際にＬＮＧ船舶は、２０１８年９月現在、４３２隻以上が運航中であり、ＳＯｘとＮＯｘの低減に大きな役割を果たしている（ＨＦＯに比べて、ＳＯｘは９２％低減、ＮＯｘは８０％低減）。
ＬＮＧ燃料の欠点は、ＬＮＧバンカー港、バンカーリング船などの関連インフラの構築が不十分であり、ＬＮＧ燃料の価格変動性、ＬＮＧエンジンのメタンスリップ問題で温室効果ガスが増加する恐れ、漏出や火災、爆発の危険が常に存在するということである。
現在、国際海事機関（ＩＭＯ）が発表した船舶の温室効果ガス及び二酸化炭素の削減目標は、次の通りである。
温室効果ガス（Greenhouse Gas）の削減目標は、２００８年における国際海運（International Shipping）の温室効果ガス（ＧＨＧ：Greenhouse Gas）排出量に比べて、２０５０年まで５０％の削減を目標とする（参考までに、温室効果ガスに含まれるガスとしては、メタン（ＣＨ４）、二酸化炭素（ＣＯ２）、一酸化炭素（ＣＯ）、オゾン（Ｏ３）、塩化フッ化炭素（ＣＦＣｓ）などがある）。
炭素集約度（Carbon Intensity）の削減目標は、船舶輸送作業（Transport Work）当たりの二酸化炭素（ＣＯ２）排出量を２００８年における国際海運（International Shipping）の排出量に比べて、２０３０年まで４０％の削減、２０５０まで７０％の削減を目標とする。
今後、船舶における温室効果ガスの排出規制は、２０５０年までの主要な時期ごとに段階的に強化されるため、既存のエンジンと燃料だけでは、温室効果ガスの規定を遵守することは困難となることが予想される。
この状況は、現在、船舶の温室効果ガスの排出量を削減するための対策として検証されたＬＮＧ燃料も同様である。ＬＮＧ燃料は、ＣＯ２の削減には限定的であるという欠点があり（ＨＦＯに比べて１５～２５％に過ぎない）、長期的な観点からは、他の既存燃料と同様に船舶の温室効果ガス規定を遵守することは困難であると考えられる。
また、ＵＭＡＳの報告書によると、２０５０年までに、貿易の増加に応じて船舶の運航が増加するため、総量基準ではＬＮＧによる排出ガス量の削減効果がなく、不燃焼メタンガスの大気漏出による悪影響が削減効果を相殺するとも言われている。
今後、段階的に強化される船舶の温室効果ガスの排出規制が適用されるに伴い、現在使用されている既存の化石燃料の使用が困難となることが予想され、今後、強化された規制に対応可能な代替燃料の開発が非常に急務である。
また、中短期的には、既存の化石燃料をＬＮＧなどの環境に配慮した燃料に転換しても、長期的にはさらに未来を視野に入れた代案が必要であるとも考えられる。このような代案は水素、アンモニア（ＮＨ３）、バイオ燃料（Biofuel）、太陽エネルギー、風力エネルギーなどの非化石燃料により、船舶の燃料を代替することである。
本発明は、これらの中からすでに陸上で１００年以上使用され、生産／貯蔵／輸送／供給のすべてを含む供給チェーン（Supply Chain）が十分に検証された化学物質であるアンモニアを利用し、今後、強化される船舶の温室効果ガス排出の規制に対応可能な、環境に配慮した船舶の提供を技術的課題とする。
前記目的を達成するため、本発明の一実施形態では、エンジン；と、前記エンジンに燃料として供給される第１燃料を貯蔵する燃料貯蔵タンク；と、前記エンジンに燃料として供給されるアンモニアを貯蔵するアンモニア貯蔵タンク；とを備え、前記エンジンは、前記第１燃料と前記アンモニアとが選択的に供給され、または前記第１燃料及び前記アンモニアを混合した燃料が供給されて、駆動されることを特徴とする、船舶の燃料供給システムが提供される。
前記燃料供給システムは、前記燃料供給システムは、前記エンジンに前記第１燃料のみを供給する第１燃料供給モード；、前記エンジンに前記アンモニアのみを供給するアンモニア供給モード；及び前記エンジンに前記第１燃料及び前記アンモニアを混合して供給する混合燃料供給モード；のうち、いずれか１つの運転モードで運転する。
本発明の一実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、前記エンジンから排気ガスが排出される排気ガス排出ライン上に設置されて、前記排気ガス中に含まれる温室効果ガスを検出する温室効果ガス分析器；をさらに備え、前記温室効果ガス分析器によって検出された数値に基づいて、前記燃料供給システムの運転モードを選択する。
前記燃料供給システムが混合燃料供給モードで運転する時、前記温室効果ガス分析器で検出された数値に基づいて、前記第１燃料及び前記アンモニアの混合比率を調節する。
本発明の一実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、前記燃料貯蔵タンクから前記エンジンに燃料を供給する燃料供給ライン上に設置される第１制御バルブ；及び前記アンモニア貯蔵タンクから前記エンジンにアンモニアを供給するアンモニア供給ライン上に設置される第２制御バルブ；をさらに備え、前記第１制御バルブ及び前記第２制御バルブの開度が、前記温室効果ガス分析器で検出された数値に基づいて制御される。
本発明の一実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、前記アンモニア供給ライン上に設置されて、前記アンモニアを前記エンジンに適した温度まで調節するヒーター；をさらに備える。
前記エンジンは、常温で液体状態である燃料を使用するオイルエンジン（oil engine）であり、前記第１燃料は、ＨＦＯ，ＬＳＦＯ，ＵＬＳＦＯ，ＭＧＯ，ＭｅＯＨのうちのいずれか１つである。
または、前記エンジンは、常温で気体状態である燃料を使用するガスエンジン（gas engine）であり、前記第１燃料は、ＬＮＧ，ＬＰＧ，ＬＥＧ，ＤＭＥのうちのいずれか１つであり、前記第１燃料は液体状態で前記燃料貯蔵タンクに貯蔵される。
前記エンジンがガスエンジンである場合、本発明の一実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、前記燃料供給ライン上に設置されて、液体状態の前記第１燃料を強制的に気化させる気化器；及び前記気化器によって気化された前記第１燃料を、前記エンジンに適した温度まで調節するヒーター；をさらに備える。
一方、前記目的を達成するため、本発明の他の実施形態では、エンジン；と、前記エンジンに燃料として供給される第１燃料を貯蔵する燃料貯蔵タンク；と、前記エンジンに燃料として供給されるアンモニアを貯蔵するアンモニア貯蔵タンク；と、前記エンジンから排気ガスが排出される排気ガス排出ライン上に設置されて、前記排気ガス中の窒素酸化物を低減させるＳＣＲ装置；とを備え、前記エンジンは、前記第１燃料と前記アンモニアとを選択的に供給され、または前記第１燃料及び前記アンモニアを混合した燃料が供給されて、駆動され、前記アンモニア貯蔵タンクに貯蔵されるアンモニアを、前記エンジンと前記ＳＣＲ装置とに、選択的または同時に供給可能であることを特徴とする、船舶の燃料供給システムが提供される。
本発明の他の実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、前記燃料貯蔵タンクから前記エンジンに第１燃料が供給される第１供給ライン；と、前記アンモニア貯蔵タンクから前記エンジンにアンモニアが供給される第２供給ライン；及び前記アンモニア貯蔵タンクから前記ＳＣＲ装置にアンモニアが供給される第３供給ライン；をさらに備え、前記アンモニアは、第２供給ラインを介して供給される時に、前記エンジンの燃料として使用され、前記第３供給ラインを介して供給される時に、前記ＳＣＲ装置の還元剤として使用される。
本発明の他の実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、前記排気ガス排出ライン上で前記エンジンの下流に設置されて、前記排気ガス中に含まれる温室効果ガスを検出する温室効果ガス分析器；及び前記排気ガス排出ライン上で前記エンジンの下流に設置され、前記エンジンから排出される排気ガス中に含まれる窒素酸化物を検出するＮＯｘ分析器；をさらに備え、前記第１供給ラインを介した第１燃料の供給量と、前記第２供給ラインを介したアンモニアの供給量とが、前記温室効果ガス分析器で検出された数値に基づいて制御され、前記第３供給ラインを介したアンモニアの供給量は、前記ＮＯｘ分析器で検出された数値に基づいて制御される。
前記第２供給ライン及び前記第３供給ライン上に、アンモニアを前記エンジン及び前記ＳＣＲ装置にそれぞれ適した温度まで調節するヒーターが、それぞれ設置される。
本発明の他の実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、前記ＳＣＲ装置の下流の排気ガス排出ライン上から分岐して、前記ＳＣＲ装置に戻されるリターンライン；をさらに備え、前記ＮＯｘ分析器として、前記エンジンと前記ＳＣＲ装置との間に設置される第１ＮＯｘ分析器；及び前記ＳＣＲ装置の下流に設置される第２ＮＯｘ分析器；を備え、前記第２ＮＯｘ分析器で検出された数値を分析して、排気ガス中に含まれる窒素酸化物が許容値以上である場合に、前記ＳＣＲ装置から排出される排気ガスが前記リターンラインを介して前記ＳＣＲ装置に戻される。
前記第１燃料は、ＨＦＯ，ＬＳＦＯ，ＵＬＳＦＯ，ＭＧＯ，ＭｅＯＨ，ＬＮＧ，ＬＰＧ，ＬＥＧ，ＤＭＥのうちのいずれか１つである。
本発明は、既存燃料とアンモニア燃料とを、選択的にまたは混合して、船舶の推進エンジン及び発電エンジンの燃料として供給することで、エンジンから排出される温室効果ガスの削減率が向上し、これにより、今後、強化される船舶の温室効果ガス規制に対応が可能である環境に配慮した船舶を提供する。
また、本発明は、既存の燃料供給システムを最大限に利用し、温室効果ガスの削減量の不足分を、アンモニア燃料を利用して削減させるため、既存の燃料供給システムを全面的に改編することなく、船舶の温室効果ガスを削減するための追加投資費用や空間を最小限に抑えることができる。
さらに、本発明は、ＳＣＲ反応に必要なアンモニアと、エンジンの燃料として供給されるアンモニアとを貯蔵及び供給するシステムを統合構築することにより、アンモニア貯蔵／供給システムのＣＡＰＥＸが低減し、船舶の空間使用率が増加する効果がある。
船舶の温室効果ガスの削減において、２０５０年までの見通しを示す図であり、（ａ）は船舶の燃料変化の見通しを示し、（ｂ）は船舶のエネルギー変換の見通しを示す。 本発明の第１実施形態に係る船舶の燃料供給システムを示す図であり、船舶のエンジンがオイルエンジンである実施形態を示す。 本発明の第１実施形態に係る船舶の燃料供給システムを示す図であり、船舶のエンジンがガスエンジンである実施形態を示す。 本発明の第２実施形態に係る船舶の燃料供給システムを示す図である。
本発明と本発明の動作上の利点及び本発明の実施によって達成される目的について、本発明の実施形態を例示する添付図面及び添付図面に記載された内容を参照して説明する。
以下、添付された図面を参照して、本発明の実施形態を説明することにより、本発明を詳細に説明する。各図面に提示する同一の参照符号は、同じ部材を表す。
従来、使用される船舶燃料として、ＨＦＯ（High sulfur Feul Oil），ＬＳＦＯ（Low Sulphur Fuel Oil），ＵＬＳＦＯ（Ultra-Low Sulphur Fuel Oil），ＭＧＯ（Marine Gas Oil），ＬＮＧ（Liquefied Natural Gas），ＬＰＧ（Liquefied Petroleum Gas），ＬＥＧ（Liquefied Ethylene Gas），ＭｅＯＨ（methanol），ＤＭＥ（dimethyl ether）などがある。
このような既存燃料は、化石燃料を基にした燃料であり、燃焼時に、ＣｘＨｙ＋ｚＯ２→ｘＣＯ２＋（ｙ／２）Ｈ２Ｏの反応式で燃焼するため、船舶における温室効果ガスの排出規制に対応が困難である。
本発明は、２０５０年までの主要な時期毎に、段階的に強化されている船舶の温室効果ガス規定を遵守できるように、上述した既存燃料とアンモニア燃料とを、選択的にまたは混合して、船舶の推進エンジン及び発電エンジンの燃料として供給する、燃料供給システムを提供する。
アンモニアは無炭素燃料であり、燃焼反応時に窒素と水のみが生成され、二酸化炭素が発生しないため（反応式：４ＮＨ３＋３Ｏ２→２Ｎ２＋６Ｈ２Ｏ）、船舶の温室効果ガスの排出規制に対応が可能である。
図２及び図３は、本発明の第１実施形態に係る船舶の燃料供給システムを示す図である。
図２及び図３を参照して、本発明の第１実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、船舶のエンジンＥに燃料として供給される第１燃料を貯蔵する燃料貯蔵タンク１０と、船舶のエンジンＥに燃料として供給されるアンモニアを貯蔵するアンモニア貯蔵タンク２０と、エンジンＥから排気ガスが排出される排気ガス排出ラインＥＬ上に設置される温室効果ガス分析器３０とを備える。この温室効果ガス分析器３０により、排気ガス中に含まれる温室効果ガスが測定される。
本実施例では、エンジンＥは、船舶の推進のためのメインエンジンＭ／Ｅと発電エンジンＧ／Ｅとの両方を備える。
燃料貯蔵タンク１０に貯蔵される第１燃料は、上述したＨＦＯ，ＬＳＦＯ，ＵＬＳＦＯ，ＭＧＯ，ＭｅＯＨ，ＬＮＧ，ＬＰＧ，ＬＥＧ，ＤＭＥなどの既存燃料である。
ここで、図２に示す実施形態は、船舶のエンジンＥが常温で液体状態である燃料を使用するオイルエンジン（oil engine）である場合に適用される。したがって、この場合の第１燃料であるＨＦＯ，ＬＳＦＯ，ＵＬＳＦＯ，ＭＧＯ，ＭｅＯＨなどは、常温で液体状態である。
図２に示す実施形態の燃料貯蔵タンク１０で貯蔵される第１燃料は、ＨＦＯ，ＬＳＦＯ，ＵＬＳＦＯ，ＭＧＯ，ＭｅＯＨのうちのいずれか１つであり、液体状態で燃料貯蔵タンク１０に貯蔵される。
また、図３に示す実施形態は、船舶のエンジンＥが常温で気体状態である燃料を使用するガスエンジン（gas engine）である場合に適用される。したがって、この場合の第１燃料であるＬＮＧ，ＬＰＧ，ＬＥＧ，ＤＭＥなどは、常温で気体状態である。
図３に示す実施形態の燃料貯蔵タンク１０に貯蔵される第１燃料は、ＬＮＧ，ＬＰＧ，ＬＥＧ，ＤＭＥのうちのいずれか１つであり、液体状態で燃料貯蔵タンク１０に貯蔵される。この場合、燃料貯蔵タンク１０は、内部の液体状態の燃料が気化することを防止するため、断熱及び密封処理したタンクである。
また、図３に示す実施形態では、液体状態の燃料をエンジンＥで使用できるように強制気化させる気化器１１と、気化された燃料をエンジンＥに適した温度まで調節するヒーター１２とをさらに備える。
図２及び図３に示す本発明の第１実施形態では、アンモニア貯蔵タンク２０でアンモニアが貯蔵される。アンモニアは、アンモニア水の液体状態で貯蔵される。一方、本実施形態では、アンモニアそのものを貯蔵せずに、尿素（Urea）を貯蔵して、必要に応じて尿素を加水分解して、生成されたアンモニアを使用する方式を採用することもできる。
本実施形態に係る燃料供給システムは、燃料貯蔵タンク１０で貯蔵される第１燃料とアンモニア貯蔵タンク２０で貯蔵されるアンモニアとを、エンジンＥの燃料として使用することができる。この時、第１燃料及びアンモニアは、エンジンＥに選択的に供給されるか、または同時に供給される。
すなわち、本実施形態におけるエンジンＥは、燃料貯蔵タンク１０から第１燃料のみが供給されて駆動されるか、アンモニア貯蔵タンク２０に貯蔵されるアンモニア燃料のみが供給されて駆動されるか、または第１燃料及びアンモニア燃料が同時に供給されて、混合燃料により駆動される。
本実施形態に係る燃料供給システムは、第１燃料のみをエンジンＥの燃料として供給する「第１燃料供給モード」、アンモニア燃料のみをエンジンＥの燃料として供給する「アンモニア供給モード」、第１燃料及びアンモニアを混合した混合燃料をエンジンＥの燃料として供給する「混合燃料供給モード」のうちいずれか１つの運転モードで運転することができる。
また、本実施形態に係る燃料供給システムは、船舶が運航する地域に応じて上記３つの運転モードのうち、いずれか１つを選択して運転することができる。
具体的に、ＥＣＡ（Emission Control Area）区間では、既存燃料（第１燃料）及びアンモニアを混合した燃料を使用する「混合燃料供給モード」、Ｇｌｏｂａｌ区間では、既存燃料（第１燃料）のみを使用する「第１燃料供給モード」、環境規制が特に厳しい地域（例えば、フィヨルド海岸や北極などの手付かずの海域）ではアンモニア燃料のみを使用する「アンモニア供給モード」で運転する。
しかし、上記のような区分は例示に過ぎず、本実施形態に係る燃料供給システムの運転モードは、運航地域によって必ず決まるものではない。排気ガス中の温室効果ガスを低減させる必要性が生じた場合には、運航地域に関係なく、運転モードを変更して運転することができる。
燃料貯蔵タンク１０とアンモニア貯蔵タンク２０とは、それぞれの供給ラインＬ１，Ｌ２を介してエンジンＥに連結される。第１燃料供給ラインＬ１とアンモニア供給ラインＬ２とには、第１燃料とアンモニアとの供給量を調節する制御バルブＶ１，Ｖ２がそれぞれ設置される。また、アンモニア供給ラインＬ２上には、アンモニアをエンジンＥに適した温度まで調節するヒーター２１が設置される。
本実施形態に係る燃料供給システムが「第１燃料供給モード」で運転する場合には、第１制御バルブＶ１が開放され、第２制御バルブＶ２は閉鎖される。一方、「アンモニア供給モード」で運転される場合には、第１制御バルブＶ１は閉鎖され、第２制御バルブＶ２が開放される。
また、本実施形態に係る燃料供給システムを「混合燃料供給モード」で運転する場合、第１制御バルブＶ１と第２制御バルブＶ２との開度が調節されて、第１燃料及びアンモニアの混合比率が調節される。
本実施形態に係る燃料供給システムは、温室効果ガス分析器３０により検出された数値に基づいて、運転モードを制御する。したがって、第１及び第２制御バルブＶ１，Ｖ２の制御は、温室効果ガス分析器３０によって検出された数値に基づいて行われると言える。
また、第１燃料及びアンモニアの混合比率は、温室効果ガス分析器３０によって決定される。温室効果ガス分析器３０は、エンジンＥから排気ガスが排出される排気ガス排出ラインＥＬ上に設置される。温室効果ガス分析器３０は、排気ガス中に含まれる温室効果ガスを検出し、検出された数値に基づいて第１及び第２制御バルブＶ１，Ｖ２の開度を制御して、第１燃料及びアンモニアの混合比率を調節する。
「混合燃料供給モード」で第１燃料供給ラインＬ１を介して供給される第１燃料と、アンモニア供給ラインＬ２を介して供給されるアンモニアとは、エンジンＥに供給される前、またはエンジンＥに供給された後で燃焼される前に、均一に混合される過程を経由する。
アンモニアと混合された燃料は、アンモニアと代替された分だけ、二酸化炭素の発生量を減らすことができる。例えば、既存燃料（第１燃料）の７０％をアンモニアで代替する場合、燃焼後に発生する二酸化炭素量は、既存燃料（第１燃料）のみを使用した場合に比べて７０％減少させることができる。既存燃料（第１燃料）及びアンモニアが混合された燃料は、燃焼時に、ＣｘＨｙ＋４ＮＨ３＋（３＋ｚ）Ｏ２→ｘＣＯ２＋２Ｎ２＋（６＋ｙ／２）Ｈ２Ｏの反応式で燃焼する。
図４は、本発明の第２実施形態に係る船舶の燃料供給システムを示す図である。
図４を参照して、本発明の第２実施形態に係る船舶の燃料供給システムは、上述した第１実施形態に係る船舶の燃料供給システムと同じ構成を備え、エンジンＥから排気ガスが排出される排気ガス排出ラインＥＬ上に設置されるＳＣＲ（Selective Catalyst Reduction）装置をさらに備える。ＳＣＲ装置は、排気ガス中に含まれる大気汚染物質を低減させる。
図４は、図２を基本構成として、追加装置が設けられるように示す。一方、エンジンＥがガスエンジンである場合には、図３で示すように、燃料貯蔵タンク１０とエンジンＥとの間に気化器１１及びヒーター１２をさらに備える。
ＳＣＲ装置４０は、特に、窒素酸化物（ＮＯｘ）を浄化するためのものであり、２００～４５０℃の排気ガスを還元剤と共に触媒層を通過させて、窒素酸化物を窒素と水とに変換して除去する装置である。
排気ガス排出ラインＥＬ上でエンジンＥの下流には、第１ＮＯｘ分析器５１が設置される。第１ＮＯｘ分析器５１は、排気ガス中に含まれる窒素酸化物の濃度を検出する。第１ＮＯｘ分析器５１で検出された数値を分析して、窒素酸化物の低減が必要である場合には、排気ガスをＳＣＲ装置４０側に送る。一方、窒素酸化物の低減が必要でない場合には、排気ガスを大気中にそのまま排出（ＡＬライン）する。
また、ＳＣＲ装置４０の下流には、第２ＮＯｘ分析器５２が設置される。第２ＮＯｘ分析器５２は、排気ガス中に含まれる窒素酸化物の濃度を検出する。第２ＮＯｘ分析器５２で検出された数値を分析し、排気ガス中に含まれる窒素酸化物が許容値以下であれば、大気中に排出するように制御する。一方、窒素酸化物が許容値以上であれば、排気ガスをＳＣＲ装置４０に戻して（ＢＬライン）、窒素酸化物の低減処理が再び行われる。
通常、ＳＣＲ装置に供給される還元剤としては、アンモニアが主に使用される。そのため、船舶には、アンモニアを貯蔵するアンモニア貯蔵タンクや加水分解によってアンモニアを生成する尿素貯蔵タンクが設けられる。
本実施例のＳＣＲ装置４０に供給されるアンモニアを貯蔵する装置として、アンモニア貯蔵タンク２０を使用することができる。
すなわち、本実施例のアンモニア貯蔵タンク２０に貯蔵されるアンモニアは、上述したように、エンジンＥに供給される燃料として使用されると共に、ＳＣＲ装置４０に供給される還元剤としても使用される。
アンモニア貯蔵タンク２０で貯蔵されるアンモニアは、第３供給ラインＬ３を介してＳＣＲ装置４０に供給される。第３供給ラインＬ３上には、アンモニアをＳＣＲ装置４０に適した温度まで調節するヒーター２２と、アンモニアの供給量を調節する第３制御バルブＶ３とが設置される。
第３制御バルブＶ３は、第１ＮＯｘ分析器５１と第２ＮＯｘ分析器５２とで検出された数値に基づいて、開閉または開度が調節される。
本実施形態に係る燃料供給システムは、アンモニア貯蔵タンク２０に貯蔵されるアンモニアを、必要に応じて、エンジンＥまたはＳＣＲ装置４０に、選択的または同時に供給することができる。
具体的には、ＥＣＡ（Emission Control Area）区間や環境規制が特に厳しい地域（例えば、フィヨルド海岸や北極などの手付かずの海域）では、アンモニアをＳＣＲ装置４０に供給する。一方、Ｇｌｏｂａｌ区間では、ＳＣＲ装置４０にアンモニアを供給しないようにすることもできる。
しかし、上記のような区分も例示に過ぎず、Ｇｌｏｂａｌ区間でも排気ガス中の窒素酸化物を低減させる必要性が生じた場合には、当然に、ＳＣＲ装置４０にアンモニアを供給することができる。
船舶の運航地域によるエンジンＥとＳＣＲ装置４０の供給物を、下記の表１にまとめた。
Figure 2022528443000002
 上述したように、本発明は、既存燃料とアンモニア燃料とを、選択的にまたは混合して、船舶のエンジンに供給する燃料供給システムを備える。そして、船舶で温室効果ガスの低減が必要な場合には、既存燃料とアンモニアを混合するか、またはアンモニアのみをエンジンの燃料として供給することで、船舶から排出される温室効果ガスを簡単に低減させることができる。
すなわち、本発明は、既存燃料とアンモニア燃料とを、選択的にまたは混合して、船舶の推進エンジンや発電エンジンの燃料として供給することで、エンジンから排出される温室効果ガスの低減率が向上する。これにより、今後、強化される船舶の温室ガス規制に対応可能な環境に配慮した船舶を提供する。
また、本発明は、既存の燃料供給システムを最大限に利用し、温室効果ガスの削減量の不足分を、アンモニア燃料を利用して低減させることができる。したがって、本発明は、今後、強化される船舶の温室効果ガス規定に対応するために、既存の燃料供給システムを全面的に改編することなく、既存の燃料供給システムにアンモニアの貯蔵及び供給するシステムを追加するだけで良いため、船舶の温室効果ガスを削減するための追加投資費用や空間を最小限に抑えることができる。
さらに、従来は、ＳＣＲ装置をＮＯｘ排出規制地域でのみ使用し、その他の地域では使用しなかったため、ＳＣＲ装置に供給される還元剤の貯蔵／供給を担うシステムの利用率が低かった。しかし、本発明では、ＳＣＲ反応に必要なアンモニアと、エンジンの燃料として供給されるアンモニアとを、同時に貯蔵して供給するシステムを構築することで、アンモニア貯蔵／供給システムのＣＡＰＥＸが低減し、船舶の空間使用率が増加する効果がある。
本発明は、上記記載された実施例に限定されるものではなく、本発明の思想及び範囲を逸脱せず様々な修正及び変更が可能であることは、この技術の分野における通常の知識を有する者にとって自明である。したがって、そのような修正または変更例は、本発明の特許請求の範囲に属する。

Claims (15)

  1. エンジン；と、
    前記エンジンに燃料として供給される第１燃料を貯蔵する燃料貯蔵タンク；と、
    前記エンジンに燃料として供給されるアンモニアを貯蔵するアンモニア貯蔵タンク；とを備え、
    前記エンジンは、前記第１燃料と前記アンモニアとが選択的に供給され、または前記第１燃料及び前記アンモニアを混合した燃料が供給されて、駆動されることを特徴とする、
    船舶の燃料供給システム。
  2. 前記燃料供給システムは、
    前記エンジンに前記第１燃料のみを供給する第１燃料供給モード；、
    前記エンジンに前記アンモニアのみを供給するアンモニア供給モード；及び
    前記エンジンに前記第１燃料及び前記アンモニアを混合して供給する混合燃料供給モード；のうち、いずれか１つの運転モードで運転することを特徴とする、
    請求項１に記載の船舶の燃料供給システム。
  3. 前記エンジンから排気ガスが排出される排気ガス排出ライン上に設置されて、前記排気ガス中に含まれる温室効果ガスを検出する温室効果ガス分析器；をさらに備え、
    前記温室効果ガス分析器によって検出された数値に基づいて、前記燃料供給システムの運転モードを選択することを特徴とする、
    請求項２に記載の船舶の燃料供給システム。
  4. 前記燃料供給システムが混合燃料供給モードで運転する時、
    前記温室効果ガス分析器で検出された数値に基づいて、前記第１燃料及び前記アンモニアの混合比率を調節することを特徴とする、
    請求項３に記載の船舶の燃料供給システム。
  5. 前記燃料貯蔵タンクから前記エンジンに燃料を供給する燃料供給ライン上に設置される第１制御バルブ；及び
    前記アンモニア貯蔵タンクから前記エンジンにアンモニアを供給するアンモニア供給ライン上に設置される第２制御バルブ；をさらに備え、
    前記第１制御バルブ及び前記第２制御バルブの開度が、前記温室効果ガス分析器で検出された数値に基づいて制御されることを特徴とする、
    請求項４に記載の船舶の燃料供給システム。
  6. 前記アンモニア供給ライン上に設置されて、前記アンモニアを前記エンジンに適した温度まで調節するヒーター；をさらに備えることを特徴とする、
    請求項５に記載の船舶の燃料供給システム。
  7. 前記エンジンは、常温で液体状態である燃料を使用するオイルエンジン（oil engine）であり、
    前記第１燃料は、ＨＦＯ，ＬＳＦＯ，ＵＬＳＦＯ，ＭＧＯ，ＭｅＯＨのうちのいずれか１つであることを特徴とする、
    請求項４に記載の船舶の燃料供給システム。
  8. 前記エンジンは、常温で気体状態である燃料を使用するガスエンジン（gas engine）であり、
    前記第１燃料は、ＬＮＧ，ＬＰＧ，ＬＥＧ，ＤＭＥのうちのいずれか１つであり、
    前記第１燃料は液体状態で前記燃料貯蔵タンクに貯蔵されることを特徴とする、
    請求項４に記載の船舶の燃料供給システム。
  9. 前記燃料供給ライン上に設置されて、液体状態の前記第１燃料を強制的に気化させる気化器；及び
    前記気化器により気化された前記第１燃料を、前記エンジンに適した温度まで調節するヒーター；をさらに備えることを特徴とする、
    請求項８に記載の船舶の燃料供給システム。
  10. 前記エンジンから排気ガスが排出される排気ガス排出ライン上に設置されて、前記排気ガス中の窒素酸化物を低減させるＳＣＲ装置；をさらに備え、
    前記アンモニア貯蔵タンクに貯蔵されるアンモニアを、前記エンジンと前記ＳＣＲ装置とに、選択的または同時に供給可能であることを特徴とする、
    請求項１に記載の船舶の燃料供給システム。
  11. 前記燃料貯蔵タンクから前記エンジンに第１燃料が供給される第１供給ライン；と、
    前記アンモニア貯蔵タンクから前記エンジンにアンモニアが供給される第２供給ライン；及び
    前記アンモニア貯蔵タンクから前記ＳＣＲ装置にアンモニアが供給される第３供給ライン；をさらに備え、
    前記アンモニアは、第２供給ラインを介して供給される時に、前記エンジンの燃料として使用され、前記第３供給ラインを介して供給される時に、前記ＳＣＲ装置の還元剤として使用されることを特徴とする、
    請求項１０に記載の船舶の燃料供給システム。
  12. 前記排気ガス排出ライン上で前記エンジンの下流に設置されて、前記排気ガス中に含まれる温室効果ガスを検出する温室効果ガス分析器；及び
    前記排気ガス排出ライン上で前記エンジンの下流に設置されて、前記エンジンから排出される排気ガス中に含まれる窒素酸化物を検出するＮＯｘ分析器；をさらに備え、
    前記第１供給ラインを介した第１燃料の供給量と、前記第２供給ラインを介したアンモニアの供給量とが、前記温室効果ガス分析器で検出された数値に基づいて制御され、
    前記第３供給ラインを介したアンモニアの供給量は、前記ＮＯｘ分析器で検出された数値に基づいて制御されることを特徴とする、
    請求項１１に記載の船舶の燃料供給システム。
  13. 前記第２供給ライン及び前記第３供給ライン上に、アンモニアを前記エンジン及び前記ＳＣＲ装置にそれぞれ適した温度まで調節するヒーターが、それぞれ設置されることを特徴とする、
    請求項１２に記載の船舶の燃料供給システム。
  14. 前記ＳＣＲ装置の下流の排気ガス排出ライン上から分岐して、前記ＳＣＲ装置に戻されるリターンライン；をさらに備え、
    前記ＮＯｘ分析器として、
    前記エンジンと前記ＳＣＲ装置との間に設置される第１ＮＯｘ分析器；及び
    前記ＳＣＲ装置の下流に設置される第２ＮＯｘ分析器；を備え、
    前記第２ＮＯｘ分析器で検出された数値を分析して、排気ガス中に含まれる窒素酸化物が許容値以上である場合に、前記ＳＣＲ装置から排出される排気ガスが前記リターンラインを介して前記ＳＣＲ装置に戻されることを特徴とする、
    請求項１２に記載の船舶の燃料供給システム。
  15. 前記第１燃料は、ＨＦＯ，ＬＳＦＯ，ＵＬＳＦＯ，ＭＧＯ，ＭｅＯＨ，ＬＮＧ，ＬＰＧ，ＬＥＧ，ＤＭＥのうちのいずれか１つであることを特徴とする、
    請求項１２に記載の船舶の燃料供給システム。
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