重油

重油（HFO）はタール状の粘稠度を持つ燃料油です。バンカー燃料または残渣燃料油とも呼ばれるHFOは、石油精製所で原油を蒸留および分解した後に残る残渣混合物です。^{[ 1 ]}一般的に、沸点は350～500℃で、ディーゼル燃料よりもかなり粘度が高いです。^{[ 2 ]}石油前駆体からより価値の高い成分を抽出して作られるため、HFOには芳香族、硫黄、窒素、バナジウムなど、さまざまな望ましくない化合物や元素が含まれています。 ^{[ 1 ]}これらの非炭化水素汚染物質は、燃焼時に二酸化硫黄、一酸化炭素、窒素酸化物^などの有毒ガスや粒子状物質の排出量を大幅に増加させます。^{[ 3 ] [ 4 ] [ 5 ]}

重油は、ディーゼル燃料や蒸留油などのよりクリーンな燃料源よりも安価であるため、船舶用ディーゼルエンジンの船舶推進に主に使用されています。^{[ 6 ] [ 7 ]}この燃料の排出物が多い性質も、この使用方法に寄与しています。石油タンカーやクルーズ船などの船舶は、一般的に人口密集地から遠く離れており、ほとんどの時間を外洋や大洋で航行しているため、有害なエアロゾルやガス状排出物への人間の曝露が最小限に抑えられます。重油を使用する船舶は、陸地に近づくと、ディーゼルなどのよりクリーンな代替燃料に切り替えることがあります^{[ 8 ]}。船舶での重油の使用と運搬は、悪天候や日常的な取り扱いによる偶発的な油流出など、いくつかの環境上の懸念を引き起こします。^{[ 9 ]}

国際海事機関（IMO）が2020年に世界的な硫黄排出量の上限を導入した後、スクラバーを搭載した船舶が増加しており、船舶は高硫黄重油の使用を続けながら大気質規制を満たし、環境負荷を大気から水へと移行させている。^{[ 10 ] [ 11 ] [ 12 ]}

国際海事機関（IMO）の極地海域船舶国際規則（極地規則）の一部として、南極海域を航行する船舶の燃料としてHFOの使用は禁止されている。 ^{[ 13 ]}同様の理由で、北極海域におけるHFOの禁止は2024年に発効した。^{[ 14 ]}

HFOは、熱分解や接触分解などのプロセスによって高品質の炭化水素が抽出された後の石油の残渣、つまり残留物で構成されています。そのため、HFOは一般的に残渣燃料油とも呼ばれます。HFOはよりクリーンな燃料と混合またはブレンドされることが多いため、HFOの化学組成は非常に多様です。ブレンドされた燃料には、炭素数C20からC50を超えるものまでが含まれる場合があります_。HFOは、特定の用途に合わせて特定の粘度と流動特性を達成するためにブレンドされます。組成の範囲が広いため、HFOは処理、物理的特性、および最終用途特性によって定義されます。分解プロセスの最終残渣であるHFOには、パラフィン、シクロパラフィン、芳香族、オレフィン、アスファルテン、および硫黄、酸素、窒素、または有機金属を含む分子など、さまざまな割合の化合物の混合物も含まれています。^{[ 4 ]} HFOは、ISO 8217によると、15℃で最大密度1010 kg/m3、50 ^℃で最大粘度⁷⁰⁰ mm2 /s (cSt)という特徴を持つ。 ^{[ 15 ]}    

20 世紀半ば以降、^{[ 16 ] [ 17 ]} HFO は、他のすべての燃料油と比較して最大 30% 安価であること、およびIMO による窒素酸化物(NO _x ) および二酸化硫黄(SO _{2 ) の排出に関する歴史的に緩い規制要件のため、主に}海運業界で使用されてきました。^{[ 6 ] [ 7 ]}これらの 2 つの理由から、HFO は船舶で最も広く使用されているエンジン燃料油です。国際海運部門における HFO の世界消費に関する 2007 年までの入手可能なデータによると、燃料油の総使用量は 2 億トンで、そのうち HFO の消費量は 1 億 7400 万トンでした。国際海運部門への燃料油販売に関する 2011 年までの入手可能なデータによると、燃料油の総販売量は 2 億 750 万トンで、そのうち HFO は 1 億 7790 万トンでした。^{[ 18 ]}

燃焼機関を搭載した船舶は、推進のためにさまざまな燃料を使用できます。燃料は大きく分けて、残油と留出油の2つのカテゴリーに分類されます。HFOとは対照的に、留出油は原油を精製して作られる石油製品であり、ディーゼル油、灯油、ナフサ、ガスなどが含まれます。残油は、運用性能や環境性能に必要な特性を得るために、さまざまな割合で留出油と混合されることがよくあります。表1には、一般的に使用される船舶燃料油とその混合物のカテゴリーが示されています。低硫黄船舶燃料油を含むすべての混合物は、依然としてHFOとみなされます。^{[ 7 ]}

北極海でのHFOの使用と輸送は、海運業界では一般的な慣行です。2015年には、200隻以上の船舶が北極海に入り、合計110万トンの燃料を輸送し、北極海航海中に消費された燃料の57%がHFOでした。^{[ 19 ]}同年、HFOの輸送量は83万トンと報告され、2012年に報告された40万トンから大幅に増加しました。2017年にノルウェーの型式承認機関DNV GL（Det Norske Veritas）が発表した報告書では、北極海でのHFOの総燃料使用量は質量ベースで75%を超え、大型船が主な消費国であると算出されています。

北極圏の交通量の増加と、北極圏が気候変動に対する反応強度が高い敏感な生態系地域であると考えられていることを考慮すると、HFOがもたらす環境リスクは、この地域の環境保護活動家や政府にとって懸念事項となっている。^{[ 20 ]}北極圏におけるHFOの主な環境上の懸念事項は、流出または偶発的な排出のリスクと、HFO消費の結果としての黒色炭素の排出である。^{[ 19 ] [ 7 ]}

国際海事機関（IMO）は、国連の専門機関であり、2017年1月1日に極地海域を航行する船舶のための国際規則、通称「極地規則」を採択し発効させた。極地規則の要件は、船舶による汚染の防止に関する国際条約（MARPOL条約）および海上における人命の安全のための国際条約（SOLAS条約）の両方において義務付けられている。極地規則が対象とする2つの大きなカテゴリーには、北極海と南極海の両方の極地海域における航行に関連する安全と汚染防止が含まれる。^{[ 13 ]}

北極圏におけるHFOの輸送と使用は極地コードによって推奨されていないが、MARPOL条約附属書I規則43により南極圏では完全に禁止されている。 ^{[ 35 ]}南極圏におけるHFOの使用と輸送の禁止は極地コードの採択に先立つ。海洋環境保護委員会（MEPC）は、第60回会合（2010年3月26日）で決議189（60）を採択し、これは2011年に発効し、以下の特性を持つ燃料を禁止している。^{[ 36 ]}

1. 15℃における密度が 900kg/m³^を 超える原油。
2. 原油以外の油脂であって、15℃における密度が900  kg/m³^を超えるもの、または50℃における動粘度が180 ^mm²  / sを超えるもの。
3. アスファルト、タール、およびそれらの乳化物。

IMOの海洋環境保護委員会（MEPC）は、第72回および第73回会合において、北極海域における重油の使用および輸送の禁止を制定するよう、汚染防止対応小委員会（PPR）に指示した。この任務には、MARPOL条約附属書I規則43に基づく現在の定義を考慮して、HFOを適切に定義するという要件も伴う。^{[ 35 ]}禁止措置の採択は2021年に予定されており、2023年までに広く実施される見込みである。^{[ 37 ]}

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