本報告書は、日本財団の助成事業「船舶関係諸基準に関する調査研究」の一環として、RR-E301NOx分科会において、平成13年度から3カ年にわたって実施した「NOx技術規則に関する調査研究」の成果をとりまとめたものである。

　

　

委員長　　　田山経二郎　日本内燃機関連合会　 （平成13〜15年度）

委員　　　 　堂園　吉彦　 日本海事協会　　　　　  （平成15年度）

関係官庁　 今出　秀則　 国土交通省安全基準課　（平成15年度）

事務局　　　小磯　康　　  日本造船研究協会　　　　（平成14年〜15年度）

　

　

　船舶からの大気汚染防止に関し、IMOは去る1997年に締約国会議を開催し、付属書VIを採択した。その後環境問題に対する各国の関心の高まりにより、関係国の批准が進み、2004年1月末現在で12カ国、船腹量54.25%で、発効要件を近々満足することが確実の情勢となっている。発効要件を満たした後1年後に発効するので、発効は2005年6月頃と予想されている。この状況を踏まえ、この分科会では、IMOに対して、

を実施したのでその詳細を今後の参考に報告するものである。

　

　NOxモニタリングは、以下に示すようにIAPP証書の中間検査時、および再認証時の検証手段の三つの選択肢の一つとして規定されている。

　しかしながら、これまで連続NOxモニタリングの実施例、またいろいろな種類の粗悪油を使用した就航状態でのNOx値が実際どのように変化するかについては計測された例がない。さらに、現在“NOx Technical Code”で規定されている粗悪油使用時のNOxの増加の許容値10%、海上での計測に与えられたNOxの増加の許容値10%（但し合わせて15%）が適当な値であるのかについては極めて根拠に乏しいものがある。

　そこで日本は以下の三項目を明らかにする目的で試験を実施した。

仕事の流れを下記に示した。

　

　

　

　2000年4月に開催されたDE43/IMO（第43回設計設備小委員会／国際海事機構）にて、NOxモニタリングのガイドライン作成に関し、ドイツをリーダーとする非公式CG（コレスポンダンスグループ）が構成され、日本もこの活動に参画することとなった。そこで、次のDE44/IMO（2001年3月開催）での公式検討に向けて、日本案を作成・提案することとなった。

　上記を受け、2000年5月に日本舶用工業会の大形・中形機関技術専門委員会の中に「NOxモニタリングのガイドライン（日本案）」を作成するためのWG（ワーキンググループ）が結成された。そして、約半年に亘るWG作業の結果、2000年10月に運輸省（当時）安全基準課経由で非公式CGリーダーのドイツヘ「NOxモニタリングのガイドライン（日本案）」を提出した。

　しかし、2001年3月に開催されたDE44/IMOにおいて、ドイツ及び日本の「NOxモニタリングに関するガイドライン案」が正式資料とならなかったことが判明した。（非公式）CGリーダーのドイツの不手際でDE44事務局への書類提出が遅れたのが原因であった。

　DE44におけるプレナリー（全体会議）にて、2003年発効までにあと2年しかないので、早急なドラフト作成を指示し、DE44にDG（ドラフティンググループ）を設けて、DE45にドラフトガイダンスが提出出来るように検討することとなった。

　DG（11ヶ国、3機関）においてはTechnical CodeのParagraph 2.4.5に規定の「ガイドラインに含むべき6項目」に関して考慮すべき用語（Wording）のリストアップが行われた。更にガイドライン作成のためのIntersessional correspondence group設置が認められ、Mr. Wayne M. Lundy（U.S. Coast Guard）がcoordinatorになった。そして、米国が各国からガイドラインに関する提案をまとめて、ガイドラインドラフトを作成し、DE45/IMO（2002年3月開催）へ提案していくことになった。

　2002年1月、CGリーダーの米国は日本、米国、パナマの3ヶ国及びEUROMOT、ICSの2機関が提出したガイドライン草案を添付して、DE45事務局にガイドライン作成のためのドラフトガイダンスを提出した。

　2002年3月に開催されたDE45/IMOにおいて、その資料を基に、ガイドラインを作成するためのDGが設けられた。DG（9ヶ国、2機関）においてはガイドラインドラフトの集約化が計られ、詳細規定不可や意見不一致で継続審議を要する項目がいくつか残ったものの、各国の考えをある程度盛り込んだガイドラインドラフトの叩き台が出来た。

　また、2003年の実用的なガイドライン発行に向けて、再度、ガイドライン作成のためのIntersessional correspondence group設置が認められ、DE44と同様に、米国がCGリーダーとして選任された。このCGにて、DE45のDG報告書（DE45/WP.3）を基に、CG参加国の意見を集約して、ガイドラインドラフトを作成し、2003年3月に開催されるDE46/IMOへ提出することになった。

　

　2003年3月10日から14日にIMO/DE46会合が開催された。船上NOxモニタリングと記録装置のガイドライン（議題3関連）審議には、（社）日本舶用工業会　大形機関技術委員会　田中孝雄委員長が参加した。審議は、ドラフティンググループ（DG）が設けられ、前回DE45で設置されたコレスポンダンスグループ（CG）の作業報告書（DE46/3）を基に、ガイドラインの作成作業が行われた。

　その結果、日本の計測結果の確認基準に関するコメント（DE46/3/1）も考慮されて、次の内容の実用的ガイドライン（案）が構築された。

　今後、このガイドライン（案）はMEPC49に上程され、ガイドラインの正式発効に向けて審議されることとなった。

　

　2003年7月に開催されたIMO/MEPC49で、“NOxモニタリングのガイドラインに関するDE46報告”は審議され承認された。

　

　

　試験は、2001年度から三カ年計画で実施した。船種、機関形式の異なる下記3船を選択し、各船ほぼ1年間の連続長期モニタリングを実施した。また、この期間に使用された全ての燃料油はサンプリングされ、窒素分の分析、定容試験装置による燃焼試験を実施した。

　

　おおよその試験スケジュールは以下に示した。

　

　

　

　本試験では、舶用機関の代表的機関型式としてMAN-B&W型機関、Sulzer型機関、及び三菱UE型機関を採り上げ、ある特定の機関型式に限定されたものとならないよう配慮した。また、各々の機関が搭載された船舶としては、VLCC、Container、及びPCCを選択し、船種の異なる船が試験対象船となるよう配慮した。本年度のモニタリング試験対象船は前述の3船である。

　試験対象船は3船とも船主のご協力を得て選定されたものである。第一船及び第二船は、13年度から14年度にかけて、第三船は、13年度にモニタリングの準備を実施し、14年度より船上での連続モニタリングを試行したものである。

　

　

　本試験に採用したジルコニア酸素センサは、耐振性・耐衝撃性・保守性・経済性に優れ、自動車用、特にガソリンエンジン用三元触媒を用いた排気ガス浄化システムに数多く用いられている。また、計測用途においても、自動車用はもちろん、舶用においてタンカー船イナートガス漏れ検知用として幅広く使用されている。最近ではジルコニアNOxセンサも開発され、車両計測用途へと利用がますます広がってきている。

　NOx計測可能なセンサには、ジルコニア式、化学発光式、赤外線吸収式、紫外線吸収式、定電位電解式などがある。高温動作型ジルコニア式以外のセンサは、すべて常温動作型であり、吸引ポンプ方式あるいは水エゼクタ方式での対応が必要である。実船搭載を考慮すると、センサ検出部は、設置場所での振動・衝撃に強く、保守の容易な構造が望ましい。これらの各種測定方式の比較を表5.1に示す。設置場所での振動・衝撃に弱い赤外線吸収式、紫外線吸収式は実用上問題があるので、ここでは割愛する

　

　

　ジルコニアセンサは、本来、直挿によるノンサンプリング測定が可能である。ただし、舶用の場合、大型船の排気管径は直径1〜2m、あるいはそれを超えるものも多い。既存のセンサを直接取付けると管壁表面での計測となり、中心部との濃度差の有無が確認されていない現状では望ましくないため、排ガス採取方式について検討した。

　

　採取方式には、吸引ポンプによるガス吸引方式、およびエアエゼクタあるいは水エゼクタによるガス吸引方式、センサを測定対象内に設置するノンサンプリング方式などがある。これらの各種方式には、一長一短あるが、排ガス実船搭載時の設置スペース、設置工事時の制約（ガス採取配管）、保守性、操作性などの観点からは、ガス採取方式は、エアエゼクタ方式が実用的である。また、この方式を採用することにより、実際のWet（湿り）ベースでの排ガス測定が可能である。但し、最終的には直挿式を採用するのが、システムの簡素化、コスト低減などの面で望ましい。