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風力補助推進システム「ウインドチャレンジャー」

世界的にカーボンニュートラルが叫ばれている中、海運業界でも温室効果ガス(GHG)排出量の削減が求められています。商船三井は無尽蔵のクリーンエネルギー「風」の可能性に着目し、リアルタイムで風向・風速を感知し、帆の伸縮や回転をすべて自動制御する最新かつ独自の技術を駆使した画期的なソリューション「ウインドチャレンジャー(Wind Challenger)」を開発しました。

このソリューションを活用し、2022年10月にはウインドチャレンジャーを搭載した10万トン型石炭専用船「松風丸」が竣工。2024年4月までの約18か月にわたり、主にオーストラリアやインドネシア、北米などと日本の往復計7航海の石炭輸送に従事し、実航海で1日あたり最大17%、1航海において平均5%~8%の燃料節減効果を達成しました。

さらに、LNG運搬船への搭載、既存船への搭載、液化CO₂輸送船の基本設計承認(AiP)取得など、 ウインドチャレンジャーの活用領域は拡大しており、海運業界の脱炭素化に向けた取り組みが進んでいます。

風力補助推進システムとは

風力補助推進システムとは、風の力で船舶の推進力を補助する装置です。 コストがかからず枯渇する心配のない再生可能エネルギーである風の力を利用することで、GHG排出量や燃料消費量の削減に寄与します。

風力補助推進システムに期待される機能と効果

風力補助推進システムには主に3つの機能と効果が期待されています。

1. 燃料の節約と脱炭素化への貢献

2023年7月、国連の専門機関である国際海事機関(IMO)は、2018年に採択した「IMO GHG削減戦略」を改定し、2050年頃までに船舶から排出されるGHG排出量を実質ゼロにする目標に合意しました。この発表を受けて、海運業者は段階的に化石燃料からゼロエミッション燃料への切り替えを行っています。

風力補助推進システムは、風力補助による運航によって燃料の節約や温室効果ガス(GHG)の削減を実現し、IMOが定めた目標の達成に寄与することが望まれています。

2. 安全性と品質

船舶の運航においては厳格な国際基準や規定が定められており、高い安全性が求められます。風力補助推進システムを搭載した船が安全に目的地へとたどり着くことはもちろん、同システムが確かな技術で製造されトラブルが起きることなく機能すること、荒天にも耐える堅牢な構造で壊れにくいことが、安全運航のために必要です。

3. 取り扱いやすさ

風力補助推進システムが脱炭素化に貢献するためには、取り扱いやすさも重要な要素です。新造船・既存船を問わず、ばら積み船(ドライバルク船)、タンカー、LNG船など、さまざまなタイプの船に設置可能で、積載貨物量に大きな影響を与えないことも考慮すべき点です。また、操作に専門的な技術を必要とせず、一般乗組員でも簡単に操作・管理・メンテナンスを行えることも重要です。

商船三井による最先端の風力補助推進システム
「ウインドチャレンジャー」

「ウインドチャレンジャー(WIND CHALLENGER)」は、商船三井が開発した硬翼帆*式の風力補助推進システムです。帆を利用して再生可能エネルギーである風力を船の推進力に活用します。

現在の大型貨物船は、動力源のほぼすべてを化石燃料に頼っていますが、帆の設置によって風力を推進力としてプラスすることで、スピードを落とすことなく化石燃料の使用量を抑えることができます。かつての帆船の技術を現代の最新技術によって進化させ有効活用することで、大型貨物船の燃料消費を抑え、GHG排出量を大幅に削減します。

  1. 硬翼帆(こうよくほ):形が変形しない翼型の帆のこと。

ウインドチャレンジャーの機能と特徴

商船三井が最先端の技術を駆使して開発したウインドチャレンジャーの機能と特徴を、7つの項目に分けて解説します。

1.風の力を利用して推力を最大化し、脱炭素化に貢献

帆の軽量化により、船にかかる荷重を軽減して安定性を高めるとともに、帆の断面形状を調整して有効風向範囲を広げることで、風力を推進力として最大限活用しています。

ウインドチャレンジャーは当初から帆本体・制御装置・ウェザールーティング(最適航路選定)の三位一体運用を見据えて開発、実装しています。ウェザールーティングシステムにより最適航路を提案し、さらなる燃料消費削減を目指しています。

処女航海が完了した搭載船1隻目「松風丸」から得た運航データによると、日本〜豪州航路で5%、日本〜北米西岸航路で8%、帆が自動制御モードで運用されている状態では、1日で最大17%の燃料消費量の削減効果を記録しています。現在も「松風丸」の運航実績をもとに装置の改良を継続中です。

2.軽量化と伸縮機能

風力補助推進システムが商船に積載できる貨物量に影響を及ぼさないためには帆の軽量化がきわめて重要です。ウインドチャレンジャーの帆の表面素材には、一般的に船舶の構造材には用いられていないGFRP(ガラス繊維強化プラスチック)を採用することで、帆の軽量化を実現しています。

また帆は伸縮することができ、荒天時には縮帆して重心を下げて船舶の安定性を維持し、商船において、帆を設置していない通常の船舶と同等の安全性を確保します。

3.さまざまな船に設置可能

ウインドチャレンジャーは新造船だけでなく既存船にも設置可能です。水線下に取り付けられた既存の省エネデバイスとも干渉せず、ばら積み船(ドライバルク船)、タンカー、LNG船、液化CO₂輸送船など、さまざまな船種に広く導入でき、複数設置することも可能です。

2026年には、既に運航中の石炭輸送船に改造工事を施してウインドチャレンジャーを搭載したほか、ウインドチャレンジャー搭載LNG運搬船が実現し、さらに液化CO₂輸送船への適用に向けた基本設計承認(AiP)を取得するなど、適用領域はさらに拡大しています。 

世界初のウインドチャレンジャー搭載LNG船を命名
世界初のウインドチャレンジャー搭載LNG船 "FUJIN SAILOR"
ウインドチャレンジャー4基を搭載した新船型(イメージ図)-1
ウインドチャレンジャー4基を搭載した新船型LNG船(イメージ図)
ウインドチャレンジャー搭載船「黒滝山丸III」
既存石炭輸送船へのウインドチャレンジャー搭載事例「黒滝山丸Ⅲ」
ウインドチャレンジャー3基搭載の液化CO2輸送船(イメージ図)
ウインドチャレンジャー3基搭載の液化CO2輸送船(イメージ図)

4.気象条件を問わず、高い安全性を確保

安全性は風力補助推進システムに求められる必須条件ですが、ウインドチャレンジャーの構造体は軽量であるため、船のバランスを損なうことはなく、運航上の安全性を確保することができます。

また、風の力を最大限に受けられる「最大揚力アングル」と、荒天時には風の抵抗を最小限にとどめる「ゼロリフトアングル」を使い分けることで、気象条件を問わず安全な運航を実現します。

5.乗組員の誰もが扱える自動制御システムを搭載

通常、帆船は風の強さや向きによって帆の向きや張りを調整する必要があり、操船には高度な知識と経験が求められます。しかし、ウインドチャレンジャーは完全自動化した制御システムを採用しているため、特別な技術を求めず簡単に風力を最大限かつ効率的に推進力として利用できます。ウインドチャレンジャー独自の技術で風の強さ・向きをセンサーで感知し、展帆、縮帆、帆の回転を自動で行います。

6.メンテナンスが容易

展帆・縮帆、使う油圧ポンプや転回に使う旋回モーターといった硬翼帆の基部にある機械部品などは、他の一般機械と同様に運転時間に応じたメンテナンスが必要です。

帆の鉄部材は、塗装により保護しますが、経年で錆が出てきた場合は定期入渠で再塗装を行う予定です。また、FRP部については基本的にメンテナンスフリーではあるものの、紫外線によって退色するため、美観維持の観点から一定の期間ごとに再塗装をすることが望ましいと考えています。

ウインドチャレンジャーの開発においては、今後もさまざまなフィードバックを取り入れながら使用感や性能、メンテナンス性の向上に向けたアップデートを感度高く行っていく予定です。

7.長年、海運業界を支えてきた確かな技術で製造

創業からおよそ140年以上にわたり世界の海上輸送に貢献してきた商船三井を中心に、長年にわたり船舶・海洋分野で培われた知見と、国内外の多様な製造パートナーの高度な技術力・ものづくり力を結集し、ウインドチャレンジャーの開発・製造を進めてきました。過去の帆船事例から学び、ゼロリフトアングルや昇降機構を搭載したウインドチャレンジャーは、既存技術の組み合わせによって確立された風力補助推進システムといえます。

導入実績・最新事例

世界初、既存船へのウインドチャレンジャー搭載改造完了

2026年4月、電源開発向け石炭輸送船「黒滝山丸Ⅲ」へのウインドチャレンジャー搭載工事が完了しました。本件は既存船への後付け改造(レトロフィット)として世界初の事例であり、既存船の脱炭素化を実現する新たな選択肢として注目されています。 

ウインドチャレンジャー搭載船「黒滝山丸III」

世界初のウインドチャレンジャー搭載LNG運搬船「FUJIN SAILOR」

2026年9月、商船三井は世界初となるウインドチャレンジャー搭載LNG運搬船「FUJIN SAILOR」の命名式を実施しました。本船は世界初のウインドチャレンジャー搭載LNG運搬船であり、ウインドチャレンジャーを2基搭載する世界初の船舶です。Chevron向けに建造されており、2026年9月末の竣工を予定しています。

世界初のウインドチャレンジャー搭載LNG船を命名

未来の海運を切り拓く- ウインドチャレンジャー4基を搭載した商船三井の新型LNG船

本船は、ウインドチャレンジャーを4基搭載した新設計のLNG船です。
この新船型は、世界最大のLNG船隊を有する商船三井の知見を活かし、安全性を最優先に、先進技術や運航の柔軟性など実用面での多角的な配慮がなされています。また、燃料消費量および温室効果ガス排出量の削減にも大きく貢献します。

新しいウインドチャレンジャーを搭載したLNG船の姿を、ぜひ動画でご覧ください(英語のみ)。 

世界初、液化CO₂輸送船へのウインドチャレンジャー搭載

2026年4月、商船三井は液化CO₂輸送船にウインドチャレンジャーを3基搭載した船型について、ClassNKから基本設計承認(AiP)を取得しました。液化CO₂輸送船への適用は世界初であり、CCS(Carbon Capture and Storage)バリューチェーン全体の脱炭素化に貢献する取り組みとして期待されています。

世界初、液化CO2輸送船へウインドチャレンジャー(硬翼帆式風力推進装置)を搭載 ~3基搭載を想定した基本設計承認(AiP)取得~

ウインドチャレンジャーの導入フロー

ウインドチャレンジャーの導入に際しては、可能な限りお客様のご要望にお応えするため、事前に船型や寄港地などを伺ったうえで最適な船体仕様などをご提案いたします。

商船三井は2050年までのネットゼロ・エミッション達成に向けて、ウインドチャレンジャー搭載船を2030年までに25隻、2035年までに80隻投入することを計画しています。ウインドチャレンジャーをはじめとした風力推進技術を組み合わせた環境対応船隊の安全な管理・効率運航を通じ運用技術を蓄積してきましたが、今後さらに高度化し、安全を確保しながら自然エネルギーを活用し、自社グループからのGHG排出削減のみならず、社会全体の低・脱炭素化に貢献してまいります。

ウインドチャレンジャーの導入フローの図

資料ダウンロード・ご相談

サービス概要資料

ウインドチャレンジャーの構造、風力推進の仕組等、ウインドチャレンジャーの概略をご紹介した資料をダウンロードいただけます。

ウインドチャレンジャーについてのご相談

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FAQ(よくあるご質問)

ウインドチャレンジャー(Wind Challenger)とは何ですか?
ウインドチャレンジャー(Wind Challenger)は、風のエネルギーを船の推進力として利用する硬翼帆(こうよくほ)式風力補助推進システムです。大型の伸縮式硬翼帆を船舶に搭載し、風によって発生する揚力や抗力を利用することで主機関の負荷を低減し、燃料消費量や温室効果ガス(GHG)排出量の削減に貢献します。 
なぜ今、風力を利用した船舶技術が注目されているのですか?
海運業界では2050年頃に向けた温室効果ガス(GHG)排出削減が求められています。一方で次世代燃料には供給量やコスト面の課題があります。風は無尽蔵の自然エネルギーであり、燃料を消費せずに推進力を得られるため、既存燃料や次世代燃料と組み合わせて脱炭素化を進める技術として注目されています。 
ウインドチャレンジャーはどのような仕組みで推進力を生み出すのですか?
航空機の翼に似た形状の硬翼帆が風を受けることで揚力や抗力を発生させ、その力を船の推進力として利用します。さらに、風向・風速に応じた自動制御や最適航路提案システム(WRS)と組み合わせることで、風力を効率的に活用します。 
ウインドチャレンジャーはどの程度の燃料削減効果がありますか?
航路、風況、船型によって異なりますが、実船では平均約17%、最大約30%の燃料削減効果が確認された事例があります。また、将来的な複数帆搭載船や専用船型ではさらに高い省エネ効果が期待されています。 
※実際の効果は運航条件によって異なります。 
ウインドチャレンジャーはどのような船に搭載できますか?
 ばら積み船(ドライバルク船)、タンカー、LNG運搬船など、さまざまな船種への適用が可能です。また、新造船だけでなく既存船への後付け(レトロフィット)にも対応できるため、既存船隊の脱炭素化手段としても期待されています。
ウインドチャレンジャーは既存船への後付け(レトロフィット)が可能ですか?
 可能です。商船三井では既存の石炭輸送船への搭載改造を実施しており、新造船だけではなく既存船にも展開できることを実証しています。これにより、より多くの船舶で燃料削減やGHG排出削減が期待できます。
現在どのような運航実績がありますか?
ウインドチャレンジャーを搭載した商船はすでに運航しており、ばら積み船やLNG運搬船への導入が進んでいます。また、レトロフィット船や複数帆搭載船の開発も進められており、適用範囲は拡大しています。
ウインドチャレンジャーは風が弱い日や荒天時でも使用できますか?
硬翼帆は伸縮式構造を採用しています。風が弱い場合は帆を伸ばして集風性能を高め、強風時や荒天時は帆を縮めることで安全性と安定性を確保します。また、運航状況に応じて自動制御されます
LNG運搬船や液化CO2輸送船にも適用できますか?
はい。ウインドチャレンジャーはLNG運搬船への導入が進んでいるほか、液化CO2輸送船への適用に向けた検討や設計承認取得も進められています。将来的には多様な船種への展開が期待されています。
商船三井は今後どのような展開を目指していますか?
商船三井はウインドチャレンジャー搭載船の拡大を進めており、複数帆搭載船や専用船型の開発にも取り組んでいます。風力を活用した省エネ技術を通じて、海運業界の脱炭素化と持続可能な物流の実現を目指しています。

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