GREENセル輸送コンセプトは、コンテナ型電源ユニットと、これらのコンテナを管理するグローバル物流チェーンを用いて商船に電力を供給する新しいコンセプトです。GREENセルとは、Global Renewable Electrical Energy Network cell(グローバル再生可能電力ネットワークセル)の略です。このコンセプトは、2009年3月13日にノルウェーのオスロで行われた、 ABBグループのエンジニアによる思考実験プロセスから生まれました。その後、ABBの雑誌で紹介され、オープンイノベーションプロセスの一環として現在も開発が続けられています。
商船の推進は、世界の二酸化炭素排出量の約4%を占めています。[ 1 ]業界自身は、2007年に自社のカーボンフットプリントを3.3%と推定しました。 [ 2 ]業界は、2003年にはすでに国際海運からの排出量を制限または削減するための措置を求めることで公式に対応しました。[ 3 ]この課題に対する解決策を構想するために、ABBに関連するエンジニアとコンサルタントのチームは、「化石燃料なしで商用船団を動かすにはどうすればよいか?」という問いを立てる思考実験を設定しました。コアチームは、フィンランド出身の3人の電気技師、Jaakko Aho、Jukka Varis、Klaus Vänskaで構成されていました。このグループは、化石燃料を使用しない船舶推進に関する一連のコア設計原則を確立し、後にGREEN Cell海運コンセプトと呼ばれる仮想システムを記述しました。
GREENセルは、この船舶向けコンセプトの中核を成すものです。各GREENセルは、太陽エネルギーと風力エネルギーに加え、固有の化学エネルギー(バッテリー)に基づくコンテナサイズの電力源として構想されています。各セルは船舶のネットワークに電力を供給します。各GREENセルの発電能力は、バッテリーの電力、得られるソーラーパネルの面積、ソーラーパネルの効率、および風力発電システムの効率の合計によって決まります。
GREENセルの初期設計では、各GREENセルが長さ方向に2つのドアを開け、隣接するコンテナも覆うように提案されていました。ドアの内側とコンテナの露出面の大部分にはソーラーパネルが取り付けられています。したがって、一般的なコンテナ船は表面全体をソーラーエネルギーパネルで覆うことができます。1つのGREENセルは、最大1,000平方フィート(93平方メートル)のソーラーパネル表面積を生成します。これは約12kWに相当します。したがって、このようなコンテナ100個で1.2MWを生成できる可能性があります。別の計算では、このようなシステムは1平方メートルあたり500ワットを回収すると示されています。エマ・マースクのような大型コンテナ船の表面積約20,000平方メートルで乗算すると、10MWの太陽エネルギーが得られます。[ 4 ]
コンテナの片側から伸縮式の垂直軸風車が突き出ている。垂直軸風車は、水平軸風車に比べて船の前進運動に対する抵抗が少なく、船の安定性を損なうことも少ないため、好ましい。
GREENセルのバッテリーは、容器内の残りのスペースを占めています。設計者は、このバッテリーを最適化されたリチウムイオン電池[ 5 ]またはナトリウム硫黄電池[ 6 ]と説明しています。
冷蔵コンテナを積載する船舶と同様に、GREEN Cell搭載船は複数のコンテナと電気的に接続されます。この場合、冷蔵ユニットに電力を供給する代わりに、船はコンテナから電力を引き出します。GREEN Cell搭載船は数百個ものGREEN Cellを搭載するため、船の重量が増加し、積載スペースが減少します。その一方で、GREEN Cell搭載船は、一般的なディーゼルエンジン(重量約75トン)、周波数変換器(重量約25トン)、石油燃料タンク(最大3000トン)を必要としません。
主要な貿易ルート沿いに設置された浮体式発電所のネットワークは、船舶のGREENセルを充電するか、あるいは(従来のコンテナ港のように)単に交換する役割を果たします。これらの発電所は、波力発電機、風力タービン、フライホイール駆動式水密度柱、太陽光パネル、電流駆動式タービンといった再生可能エネルギー源から電力を生成します。
コンテナターミナルには、すぐに使用できるGREENセルが大量に備蓄されています。これらのターミナルは、コンテナ港がコンテナ船の荷揚げと積み込みを行うのと同様に、船舶上でGREENセルを交換します。このように、GREENセルシステムは、外洋商船輸送と沿岸輸送の両方に対応しています。