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GHG削減戦略評価のための海上輸送シミュレータの開発

研究課題

研究課題/領域番号 20K14967
研究種目

若手研究

配分区分基金
審査区分 小区分24020:船舶海洋工学関連
研究機関国立研究開発法人海上・港湾・航空技術研究所

研究代表者

和中 真之介  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, 主任研究員 (50846863)

研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2025-03-31
研究課題ステータス 交付 (2023年度)
配分額 *注記
3,510千円 (直接経費: 2,700千円、間接経費: 810千円)
2022年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2021年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円)
2020年度: 650千円 (直接経費: 500千円、間接経費: 150千円)
キーワード海運物流システム / 脱炭素化 / シミュレーション / 海上物流システム / ネットワークモデル / ネットワーク最適化 / GHG排出量削減 / GHG削減
研究開始時の研究の概要

IMOにおいてGHG(greenhouse gas: 温暖効果ガス)削減に向けた戦略が示されたことを受けて、 海上輸送システムは全体として2100年までに大きな転換を要求されている。本研究の目的は、海上輸送におけるGHG削減に向けた戦略を評価するシミュレータを開発することである。本研究では、宇宙開発などで実績のあるネットワーク最適化モデルを海上輸送システムに応用することで、輸送ネットワークの変化を考慮した評価を可能とする。 開発シミュレータを用い、代替燃料や燃料電池などの導入効果とそれらが輸送ネットワークに与える影響を明らかにする。

研究実績の概要

国際海運におけるGHG削減の目標としてIMOは新たに2050年までにゼロエミッション化を目指す戦略を策定し、その実現に向けた規制について議論が進められている。規制が実装されれば、それに応じて海運物流システムに燃料補給や輸送航路の変更などの影響が生じることが予想されるが、その影響を定量的に評価し、2050年までに如何に効率的に脱炭素化したシステムへと遷移できるかを定量的に議論することは非常に重要である。本研究ではそういった規制等が与える海運物流ネットワークへの影響を評価するシミュレータの開発である。
前年度までに、シミュレータの核となるネットワーク最適化モデルとそのモデルに基づき、輸送需要や船団のデータと規制、燃料のシナリオをもとに、輸送経路、コスト、GHG排出量の計算を行うプログラムの開発を行った。また、Carbon Intensity Indicator(CII)やGHG Fuel Standard(GFS)、炭素課金といった最新の規制案をモデル化にも取り組んだ。
本年度は、最新の規制動向を入力し、船団構成の遷移を計算するプログラムの開発を行った。具体的には、輸送需要、燃料コスト、供給量、代替燃料船のコストなどのシナリオから規制が導入された際に、どの程度代替燃料船が導入されていくかを計算するプログラムである。既存の船団の船齢構成から将来の解撤量を、輸送需要のシナリオから必要な建造量を計算し、規制やコストを基に代替燃料船の導入割合を決定する。本年度開発したプログラムから出力された船団構成をネットワークモデルへの入力とすることで、規制動向を加味したシミュレーションの実行が可能となる。

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

3: やや遅れている

理由

国際海運の脱炭素化における規制については、現在進行形で議論が進んでおり、シナリオの作成に必要なデータの収集に時間を要したため。特にIMOの削減戦略が改訂となったことでシナリオの修正が必要となり、その対応に時間を要した。

今後の研究の推進方策

本年度作成した船団構成のシナリオと代替燃料に関するデータ、削減目標等をネットワークモデルへの入力とすることで、その影響を分析する。輸送需要や燃料価格、供給量といった不確実性を伴うパラメータについては感度解析を行うことで、その影響の幅を分析する。特にゼロエミッションへの過渡期における航路やバンカリングインフラへの影響を中心に検討を行う。

報告書

(4件)
  • 2023 実施状況報告書
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (8件)

すべて 2024 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (6件) (うち国際学会 4件)

  • [雑誌論文] Evaluation of GHG Emission Measures Based on Shipping and Shipbuilding Market Forecasting2021

    • 著者名/発表者名
      Wada Yujiro、Yamamura Tatsumi、Hamada Kunihiro、Wanaka Shinnosuke
    • 雑誌名

      Sustainability

      巻: 13 号: 5 ページ: 2760-2760

    • DOI

      10.3390/su13052760

    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ネットワーク最適化モデルを用いた国際海上輸送におけるGHG排出量削減効果の評価2020

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Wanaka、Kazuo Hiekata、Yuji Horii
    • 雑誌名

      日本船舶海洋工学会論文集

      巻: 31 号: 0 ページ: 205-212

    • DOI

      10.2534/jjasnaoe.31.205

    • NAID

      130007905602

    • ISSN
      1880-3717, 1881-1760
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] Simulation Method of Decarbonization of International Shipping for Evaluating the Impact of Possible Regulation Limiting GHG Intensity of Marine Fuels2024

    • 著者名/発表者名
      和中真之介, 稗方和夫, 竹内智仁, 谷口正信
    • 学会等名
      International Marine Design Conference
    • 関連する報告書
      2023 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 国際海運ゼロエミッション化に向けた環境・技術・経済シミュレーションの開発2022

    • 著者名/発表者名
      和中真之介, 垣内隆太郎, 藤田尚毅, 稗方和夫, 大和裕幸
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
  • [学会発表] Study on Simulation Based Evaluation of Route and Cargo Specific Project for Introducing Decarbonized Ships2022

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Wanaka, Ryutaro Kakiuchi, Naoki Fujita, Kazuo Hiekata, Hiroyuki Yamato
    • 学会等名
      International Conference on Computer Applications in Shipbuilding
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Simulation Method of Fleet Transition Based on Technology, Economics, and Regulation Scenario for Decarbonization of Shipping2022

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Wanaka, Ryutaro Kakiuchi, Naoki Fujita, Kazuo Hiekata, Hiroyuki Yamato
    • 学会等名
      International Conference on Computer Applications in Shipbuilding
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Integrated Simulation of Shipping Market and Ship Operation Model to Study Future Strategy of GHG Zero-Emission Vessels2021

    • 著者名/発表者名
      Shinnosuke Wanaka, Yujiro Wada, Tatsumi Yamamura, Chiharu Kawakita, Kunihiro Hamada
    • 学会等名
      29th Conference of the International Association of Maritime Economists
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 海運・造船市場モデルと運航モデルの統合による ゼロエミッション船導入戦略の検討2020

    • 著者名/発表者名
      和中真之介 , 和田祐次郎 , 山村巽 , 川北千春 , 濱田邦裕
    • 学会等名
      日本船舶海洋工学会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-12-25  

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