ゼロエミッション船の実現に向けて、蓄電池性能の観点から小中型船の電気推進船化が進められている。特に、環境規制の厳しい欧州ではフェリーや旅客船の電気推進船化が進められている。
しかし、経済性の観点から、中大型船の多くは重油燃料のハイブリッド化と、LNG燃料への転換が推進されているのが現状である。今後、風力援用などの燃費向上策を実現しつつ、経済性が解決されれば水素燃料船あるいはアンモニア燃料船が実現される。
船舶の未来予測
エネルギーの変換期
図1のように、国際海運への温室効果ガス（GHG）排出規制の圧力を受け、大手海運会社が主導して従来のディーゼルエンジン船の電動化（ハイブリッド化）が進められ、低環境負荷、低燃費化を実現してきた。しかし、年々厳しくなる環境規制から、ゼロエミッション船の開発へと舵を切り始めている。
抜本的なゼロエミッション船の実現に向け、現状の蓄電池性能から小型船は完全電気推進船に向かう。環境規制の厳しい欧州では、フェリー・旅客船の完全電気推進船が実現している。しかし、燃料電池推進船に関しては、経済性とグリーン水素供給の問題から普及は遅れる。
一方、より経済性が重視される主力の中大型船では、重油燃料のハイブリッド推進船からLNG燃料船へと燃料変換が始まったところである。今後、風力援用などの燃費改善策を実現しつつ、技術的・経済的な問題を解決して、将来的には水素燃料船あるいはアンモニア燃料船が実現するであろう。
いずれにしても、現在供給されているエネルギー源が一次エネルギーから二次エネルギーへと移行する過渡期にあることを認識しておく必要がある。次世代船舶の鍵を握るのは、低環境負荷を実現するための安価で豊富な水素あるいはアンモニアの供給の実現にある。
すなわち、再生可能エネルギーで発電した電力、その電力を使って製造したグリーン水素、あるいはグリーンアンモニアである。経済性重視の中大型船では、安価で十分な供給量が不可欠である。
経済的理由により化石燃料から製造された燃料、化石燃料を使う火力発電で発電した電力、化石燃料を改質して得られた水素を使う限り、ゼロエミッション船の実現は達成されない。すなわち、地球温暖化問題への対策として電気推進船、燃料電池推進船、水素燃料船などを使う意味はないのである。
現時点で、バイオマスを原料としたバイオ燃料や、カーボンリサイクルにより製造された合成燃料（e-fuel）は、高価格と供給量の問題から船舶への適用は限定的と考えられる。
次世代船舶の電動化トレンド
欧州での船舶用蓄電池市場は、 2012 年に就航した世界初の完全電気推進カーフェリー「アンペレ（Ampere）」（全長80m、幅20m、自動車120台、旅客数360人）の就航により本格化した。これは大型リチウムイオン電池の開発の時期とも一致している。
アンペレはシーメンスとノルウェーの造船会社フィエルストランド（Fjellstrand）が共同開発し、電気モーター（出力：450kW）2基とリチウムイオン電池（容量：1000ｋWh）を搭載している。
同時期に、欧州船級協会（DNV）が船舶用蓄電池に関する船級規則の整備を開始しており、同規則はノルウェー海事局に採用された。
電気推進船の開発はノルウェーが主導した結果、船舶用蓄電池市場で大きなシェアを持つに至った。現在、船舶用蓄電池の利用が多い船種は、フェリー、旅客船、オフショア船などであり、ディーゼルエンジンと蓄電池を組み合わせたハイブリッド推進船を中心に伸びている。
レジャー市場も成長しているが、小型船では完全電気推進船が多く、蓄電池容量は小さいため、船舶用蓄電池の市場の大部分は大型商船が占めている。
ノルウェーにおける電気推進フェリーの建造ブームは、他の沿岸航行船でも続くと予想される。長期的には、ハイブリッド化により蓄電池は船舶の主要な構成要素となり、それに伴い市場は成長する。
排出規制海域（ECA）の設定は、港湾エリアでのエミッションゼロを促し、電気推進船の導入が加速される。今後、成長が期待される電気推進船は、フェリー及び旅客船（大型 ROPAX 船を含む）、オフショア船、作業船、養殖場作業船、その他の沿岸航行船である。
船舶用蓄電池市場には、Wartsila（フィンランド）、Akasol AG（ドイツ）、Corvus Energy（カナダ）、Enchandia AB（スウェーデン）、Saft Total（フランス）、Siemens（ドイツ）、Leclanché SA（スイス）などが参入している。
北米や欧州では、ハイブリッド推進や完全電気推進の旅客船に対する需要が高い。これらの国々ではクリーンな水路輸送方式を推進しており、ディーゼルエンジン推進船に比べて運用コストの安いハイブリッド推進船、保守コストの大幅に安い完全電気推進船が注目を集めている。
船舶の新展開
「地球環境問題」という重い課題を受け、これを直接に解決すべく苦しんでいるのが、現在の船舶関連業界の姿である。しかし、苦しんでばかりではいられない。新しいアイデアの中に希望の光を見いだすことも必要である。
原子力発電船
米国や欧州より一足先にロシアと中国は小型モジュール炉（SMR）の導入を進めている。ロシアは「海上浮体式」のSMRを実用化し、陸上での建造も計画している。
2020年5月、ロシア国営ロスアトムは、世界初の浮体式原発「アカデミック・ロモノソフ」の商業運転を極東チュクチ自治区で開始した。小型炉「KLT-40S」（出力：3.5万kW）を2基搭載した船で、地区エネルギーの50%をまかなう。
2022年8月、ロスアトムは、北極圏用「海上浮揚式原子力発電ユニット（NFPU）」（出力：10.6万kW、熱出力：17.5万kW～19万kW）の初号船体起工式を中国の造船所で行った。チュクチ自治区内バイムスキー銅鉱山向けで、小型炉「RITM-200」を2基搭載したNFPUを4隻建造する。
船体は長さ140ｍ、幅30ｍ、総重量2万トン近くになる見通しで、完成した船体が中国の造船所からロシアに納入されるのは2023年末の予定である。1隻目のNFPUは、チュクチ自治区の銅鉱山に近いナグリョウィニン岬に係留され、運転開始は2026年末頃である。
2023年1月、韓国のサムスン重工業は、デンマークのSeaborg（シーボーグ）製コンパクト溶融塩炉（CMSR）を搭載した海上浮揚式の原子力発電所「CMSRパワーバージ」の概念設計を完了した。米国船級協会から初期段階の実行可能性の原則承認（AiP）を取得し、2028年までの商業化を目指す。
CMSRパワーバージは電気出力：10万kWのCMSRを2～8基搭載し、24年間の稼働が可能である。係留点まではタグ・ボート等で曳航し、製造期間が約2年と短いため大幅なコスト軽減が実現できる。CMSR内で異常信号が発生した場合、液体燃料の溶融塩が凝固するため安全性に優れている。
LNG発電船
2015年9月、三菱重工業はコンバインドサイクル発電システム（総出力：25万kW）を搭載したLNG発電船の受注を開始した。従来から島嶼部などでは小型ディーゼル発電設備（重油）が多用されているが、火力発電船の採用により安価（従来の2/3程度）でCO2排出量の少ない電力を供給できる。
また、陸上での発電所建設に必要な環境アセスメントや用地買収などが不要で建設期間を短縮化できるため、インドネシアやフィリピンなど多数の島からなる国々への売り込みを進めている。
2019年8月、川崎重工業もLNG発電船（総出力：3万～８万kW）の基本承認を取得した。工期は約4年で、長さ100m程度の台船にガスエンジン/ガスタービン、発電機、LNGタンク、送電設備などを設置する。造船所で建造後、曳航して需要地近くの海上に設置する。小型LNG供給船も合わせて提供する。
島しょが多い東南アジアなどの新興国に売り込む計画である。また、海や河川があれば設置できる分散型電源であり、国内では災害時の緊急電源として電力会社や自治体などに売り込む。
2019年８月、商船三井とトルコのKaradeniz（カラデニズ）の子会社Karpower Internationalが、KARMOL（カルエムオーエル）のブランドで、モザンビーク北部のナカラ港で世界初のLNG発電船事業（出力：12万ｋW）を共同で実施すると発表した。
商船三井が浮体式LNG貯蔵・再ガス化設備、カラデニズが発電船を担い、発電された電力は陸上にある送電設備を通じてモザンビークの国営電力会社に供給される。
電気運搬船
2021年8月、パワーエックスは電気運搬船「Power ARK」の開発計画を発表した。洋上風力で得られた電力を大型系統用蓄電池（100個積載、容量：222MWh）に充電し、日本近海を需要地に向けて航行する。2025年までにプロトタイプを開発する計画である。
2021年12月、パワーエックスは電気運搬船「Power ARK」の開発に向け、今治造船との資本業務提携契約を締結した。実証試験後には系統用蓄電池を1000個積載できるPowerARK1000や、3000個積載できるPowerARK3000などの超大型船の製造も想定している。
2022年1月、パワーエックスは船舶用蓄電池の開発と電気運搬船「Power ARK」及び電気推進船の試験運航に向け、日本郵船との協業に関する覚書を締結し、同年3月には「Power ARK」のプロトタイプ船の設計開発、試験運航に向け、日本海事協会と協業に関わる MOU（基本合意書)を締結した。
2022年6月、パワーエックスが岡山県玉野市に蓄電池組立工場「Power Base」の新設を発表した。敷地面積は約 28,272ｍ２、生産能力は最大 5 GWh/年としている。2023 年にテスト生産を開始し、2024 年春より船舶用蓄電池、EV急速充電器、定置用蓄電池などの製造・販売荷を開始する。
CCS搭載船とCO2運搬船
2019年10月、デンマークの海事研究開発センターを中心にCO2回収装置を搭載した船（CCS搭載船）を開発する「DecarbonICE」プロジェクト立ち上げられた。将来的にバイオ燃料などと組み合わせ、排出するCO2よりも回収するCO2の量が上回る「カーボンネガティブ」を構想に入れている。
2020年8月、三菱造船、川崎汽船、日本海事協会が、国土交通省海事局の補助事業で陸上用のCO2回収装置を実船搭載して試験運転すると発表した。「CC-Ocean （Carbon Capture on the Ocean）」プロジェクトである。
一方、脱炭素社会の実現に向けて、船上CCS搭載によりCO2を回収して貯留した後、CO2を有効利用する二酸化炭素回収・有効利用・貯留（CCUS：Carbon dioxide Capture Utilisation and Storage）の開発が必要である。
液化CO2の海上輸送はCCUSバリューチェーンの中で回収地と貯留地、もしくは回収地と有効利用地を効率的に結ぶ手段として重要な役割を担う。日本や北欧でCO2海上輸送の実証試験が始められている。
台風発電船
2022年5月、横浜国立大学の台風科学技術研究センターが、台風発電船の開発に乗り出した。台風の風を帆で受けた船が進む力を利用して水中に取り付けた発電機を回し、得られた電力は蓄電池に蓄えたり、海水から水電解により水素を製造する。
台風発電船の運航には台風の進路や強さを高精度に予測する技術が重要になる。海上のどこに船を配置してどのようなルートで走らせるかで、発電効率が大きく変わる。5年後には台風を再現した実験施設で模型船を走らせ、10年後までには小型実証船を建造し、海上で実際に性能を調べる計画としている。
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