1,250m³から40,000m³へ――川崎重工が挑む「水素を海で運ぶ」32倍のスケールアップ

船を32倍にすることは、図面を32倍に拡大することではない。1,250m³の液化水素を積んだ実証船「すいそ ふろんてぃあ」が2022年に豪州から日本へ戻った時、日本は世界で初めて、液化水素を船に積み、海を越え、陸上基地へ荷役する一連の流れを実証した。それから四年。次の船が運ぼうとしているのは約40,000m³。貨物容量だけを比べれば32倍である。

2026年1月6日、川崎重工業と日本水素エネルギーは、新しい液化水素運搬船の造船契約を発表した。全長約250m、幅35m、深さ20m、夏季満載喫水8.5m、航海速力約18ノット。船籍は日本、船級は日本海事協会（ClassNK）。推進はディーゼル／水素燃料の電気推進で、水素と油を使える二元燃料発電機に加え、従来型の油燃料発電機も持つ。

だが、そのスペックの中で最も重要なのは大きさではない。液化水素を「貨物」として毎日扱うための仕組みである。マイナス253℃の液体を海上で長時間保ち、熱侵入によって自然に蒸発するボイルオフガスを抑え、発生したガスは船の燃料として使い、港では大量の液化水素を短時間で積み下ろしする。実証船で「できる」と証明した技術を、商売の速度と量へ変えるのが40,000m³船の役割だ。

水素を液体にする理由――「軽すぎる」気体を船に積む

水素は元素の中で最も軽い。重量当たりでは多くのエネルギーを持つが、常温・常圧の気体では体積が大きすぎて、外洋船で大量に運ぶには扱いにくい。そこで液化水素という選択肢が生まれる。

水素を約マイナス253℃まで冷やすと液体になり、川崎重工の説明では気体時の約800分の1の体積になる。大量輸送には圧倒的に有利になる一方、代償も大きい。極低温を維持するための断熱設備が必要で、液化工程そのものにもエネルギーを使う。そして船の外からわずかに熱が入り続けるだけで、液体の一部は気体へ戻ろうとする。

この「ボイルオフ」が液化水素船の核心課題だ。完全に熱を遮断することはできない。だから設計は二つの方向へ進む。まず、極力熱を入れない。次に、どうしても発生する水素ガスを無駄にしない。

新船の貨物タンクには高性能断熱システムを採用し、自然熱侵入によるボイルオフガス（BOG）の発生を抑える。そして発生したBOGは、圧縮機と熱交換器を備えた水素ガス供給システムを介して、船の発電用燃料として利用できる。貨物が少しずつ気体になるという弱点を、推進エネルギーの一部へ変える発想である。

種子島、LNG、そして水素――半世紀の極低温技術が一本につながる

川崎重工が液化水素へ突然参入したわけではない。同社は自ら「50 years history of cryogenic engineering」と表現するほど、極低温設備の経験を長く積み上げてきた。

大きな転機はLNGだった。1973年の石油危機後、日本は輸入エネルギーの多様化を急ぎ、天然ガスの存在感が高まった。1981年、川崎重工の坂出工場は129,000m³級の「GOLAR SPIRIT」を完成させた。川崎の社史では、これは日本で建造された最初のLNG運搬船であり、欧米以外で建造された初の大型LNG船でもあった。

液化天然ガスは極低温で運ばれる。大型タンクを船体へ載せ、温度変化、熱収縮、波浪、船体変形に耐えながら、安全にガスを閉じ込める。その経験が、さらに低温の液化水素へつながった。

もう一つの流れが宇宙開発だ。川崎重工は1980年代、当時の宇宙開発事業団（NASDA、現在のJAXA）の種子島宇宙センターへ液化水素貯蔵タンクを納入した。ロケット燃料として扱う液化水素は、エネルギー事業よりはるかに小さな市場だったが、マイナス253℃という世界を日本企業が数十年経験する場になった。

2023年に川崎重工が公表した断熱性能試験では、Suiso Frontierのタンクと神戸の陸上タンク「Hy touch Kobe」が、外部エネルギーを使わず極低温状態を維持する真空二重殻構造を採用している。同社はこの構造に、種子島へ40年以上前に納入した液化水素タンクの知見が生きていると説明している。

2016年、まだ国際ルールさえ完成していなかった

液化水素を大型船で運ぶ難しさは、技術だけではない。船には国際ルールが必要だ。LNGやLPGのような液化ガス船にはIMOの国際ガスキャリアコード（IGC Code）があるが、当時は液化水素を大量輸送する具体的要件が十分に書かれていなかった。

2016年、国際海事機関（IMO）はMSC.420(97)として「液化水素のばら積み運送のための暫定勧告」を採択した。IMO自身が、IGC Codeには液化水素の具体的要件がないため、長距離海上輸送のパイロット船を可能にするための暫定勧告が必要だったと説明している。

翌2017年、日本海事協会はそのIMO勧告を基に「液化水素運搬船ガイドライン」を発行した。Suiso Frontierはその規則とガイドラインに基づいて設計審査・建造検査を受けた。つまり、日本の実証は船だけを造ったのではなく、世界の液化水素海運に必要な安全ルールづくりにも先行して関わった。

2024年にはIMOが改訂版の暫定勧告を採択し、規則はさらに更新されている。液化水素船は、既に完成した制度へ入る成熟船種ではない。船の大型化と国際基準の成熟が同時に進んでいる。

Suiso Frontier――116mの船が「できる」を証明した

2019年12月、神戸工場でSuiso Frontierが命名・進水した。全長116m、幅19m、深さ10.6m、総トン数約8,000トン、貨物タンク容量約1,250m³、航海速力約13ノット。推進はディーゼル電気推進だった。

船の目的は商売ではなく実証だった。HySTRAが進めたNEDO事業の一部として、豪州で褐炭を活用して製造した水素を液化し、海上輸送し、日本の神戸へ受け入れる一連の国際サプライチェーンを試す。2021年12月に日本を出航し、2022年2月、液化水素の積み込み・海上輸送・荷役を含む世界初のパイロット実証に成功した。

ここで重要なのは、「水素船が沈まずに往復した」ことだけではない。極低温貨物を船上で保持し、陸上タンクと船を接続し、荷役し、運航し、長期的に断熱性能を測る運用データが得られたことだ。

川崎重工が2023年に公表した試験結果では、Suiso Frontierの液化水素貯蔵タンクのボイルオフ率は1日0.3%、Hy touch Kobeの陸上タンクは1日0.06%。いずれも計画値を下回り、同クラスのLNG沿岸船・LNG貯蔵タンクと比べても遜色ない水準だったと同社は評価した。

32倍にすると、何が難しくなるのか

容量を増やせば、一航海当たりの水素輸送量は増え、輸送コストを下げられる可能性がある。だが、タンクを大きくするほど熱、構造、製造、検査、荷役、安全の問題も大きくなる。

極低温タンクは単なる巨大な魔法瓶ではない。外殻と内槽の間を真空にし、熱伝導や対流を抑え、支持構造からの熱侵入も管理する。一方で、航海中の船体は曲がり、ねじれ、波で加速度を受ける。内部の液体は揺れ、タンクは温度差による収縮を受ける。断熱をよくするために構造を細くすれば、強度とのせめぎ合いになる。

製造方法も変わる。川崎重工は大型液化水素タンクの量産に向け、溶接・検査の自動化や、工場で組み立てたモジュールを現地へ運ぶ工法を検討してきた。商用サプライチェーンでは、一隻を職人技で完成させるだけでは足りない。同じ品質のタンクを複数、予定通り、予算通りに造る製造業へ変わる必要がある。

40,000m³は「完成形」ではない――160,000m³設計がその先にある

興味深いことに、川崎重工の設計上の視線は40,000m³より先へ向いている。2021年、同社は1基40,000m³級の大型液化水素貨物タンクシステムについてClassNKのAiPを取得。2022年には、そのタンクを4基搭載して総容量160,000m³とする大型液化水素運搬船の設計についてAiPを得た。

その設計船は全長約346m、幅約57m、喫水9.5mで、総貨物容量160,000m³。川崎重工は約10,000トンの液化水素を運べる設計と公表した。これはLNG海運に近い巨大船の世界である。

しかしAiPは「この設計コンセプトに技術的な致命的障害がない」と船級協会が基本的に認める段階で、造船契約や完成船を意味しない。2026年に実際に契約されたのは40,000m³船だ。

この順番には意味がある。1,250m³で技術を証明し、40,000m³で商用規模の運転と経済性を確かめ、その先に160,000m³級の量産輸送を描く。実験からいきなり巨大LNG船級へ飛ばないことで、技術だけでなく市場の成熟も待つことができる。

新船は、自分の貨物を燃料にする

新船の推進システムは、水素時代の海運を象徴する。主機関を直接水素で回すのではなく、船内の発電機で電気をつくり、その電気で推進する方式だ。発電設備には、水素／油二元燃料発電機と従来型油燃料発電機を組み合わせる。

液化水素タンクから発生したBOGは、圧縮機で圧力を上げ、熱交換器で条件を整え、発電機の燃料へ送ることができる。貨物として運んでいる水素の一部を、船を動かすためにも使う。

これには二つの意味がある。一つは、BOGをただ捨てたり再液化したりする負担を減らすこと。もう一つは、海上輸送そのもののCO₂排出を下げることだ。ただし新船は完全なゼロエミッション船ではない。公表仕様は「diesel/hydrogen-fueled electric propulsion」であり、従来型油燃料発電機も搭載する。どの航海条件で水素と油をどの比率で使うか、公表資料はまだ示していない。

だから「水素を運ぶ船だから航海もゼロCO₂」と書くのは早い。今回の船は、輸送の脱炭素を進める構成ではあるが、実際の航海排出量は燃料利用、BOG発生、積荷量、航路、運転条件によって決まる。

積む時間、下ろす時間――港の「滞船時間」が経済性を決める

巨大船は、海の上にいるだけでは稼げない。港で何日も荷役を待てば、船価と人件費を積荷へ転嫁しなければならない。水素海運を安くするには、船の大型化と同時に、短時間で大量荷役できる設備が必要になる。

40,000m³船は、大量の液化水素を積み下ろしできる貨物荷役システムを備える。陸上設備と船をつなぐ配管には二重壁真空断熱構造を使い、マイナス253℃の液体を効率よく安全に移す。これはSuiso FrontierとHy touch Kobeで試した「船―岸」の接続を、商用速度へ拡大する部分だ。

荷役の難しさは、液体をポンプで送れば終わるというものではない。配管自体を極低温へ冷却するクールダウン、熱収縮、接続部のシール、緊急遮断、蒸発ガスの管理、船の潮位・喫水変化への追従など、多数の工程を安全に同期させる必要がある。

相手は川崎LH₂ターミナル――船だけでは実証できない

新船のもう一方の主役が、川崎市扇島で建設中の川崎LH₂ターミナルである。2025年11月に起工式が開かれ、JSEがプロジェクトを運営し、川崎重工を中心とする共同企業体が主要設備の設計・建設を担う。

基地には世界最大級の50,000m³液化水素貯蔵タンク、海上荷役設備、水素液化設備、水素ガス送出設備、液化水素ローリー出荷設備が計画されている。JSEと川崎重工は「世界初の商用規模の液化水素取扱施設」と位置付ける。

2030年度までに、新船とターミナルを実際に動かし、性能、安全性、耐久性、信頼性、経済性、商用化要件を国内で確認する計画だ。現行計画では、実証用の水素は国内で製造されたガスを調達し、川崎へパイプラインで送り、基地で液化する。2023年当時に想定されていた豪州からの水素調達は、2024年度に計画変更された。

つまり次の実証は、Suiso Frontierの日豪往復をそのまま大きくするものではない。大型船を使い、川崎基地で船―岸の荷役を行い、外洋条件での試験を実施し、商用設備として成立する要件を日本国内で詰める。2030年以降に海外から液化水素を実際に輸入することが次の段階になる。

船を大きくすれば、水素は安くなるのか

日本の政策目標は明確だ。NEDOのグリーンイノベーション基金「大規模水素サプライチェーンの構築」は、水素供給コストを2030年に30円／Nm³、2050年に20円／Nm³以下へ下げることを目標にしている。液化水素とMCHを使う国際サプライチェーンを大型化し、同時に大規模需要をつくることで化石燃料に近い価格へ近づける構想だ。

船の大型化は、その計算の中心にある。一回に運べる水素が32倍になっても、船員が32倍必要になるわけではない。船橋も一つ、航海も一回、港への入出港も一回で済む。資本費、保険、乗員、燃料、港湾費をより多くの水素へ分散できれば、単位当たり輸送コストは下がる。

しかし「大きければ安い」には条件がある。船を満たす水素が必要で、受入側にもそれを吸収する需要が必要だ。40,000m³船が半分空いたまま航海すれば、スケールメリットは消える。港で長く待てば、船価が固定費として積み上がる。液化設備が止まれば船も止まる。

水素海運の最大の敵は、船の大きさではなく稼働率である。

LNGの歴史は、水素に希望と警告の両方を与える

液化水素を語る時、LNGは最も近い歴史的先例である。天然ガスもかつては、海を越えて大量に運ぶには難しい燃料だった。液化、断熱タンク、大型船、受入基地、長期契約、パイプラインを一体で整備することで、世界的なエネルギー商品になった。

川崎重工の坂出工場は、その日本史の一部をつくった。1981年のGolar Spirit以来、LNG船、LPG船、液化ガス設備を建造し、Sakaideは極低温貨物船の製造拠点になった。40,000m³液化水素船を同じ坂出で造ることには、産業史として連続性がある。

しかし水素をLNGと同じ成功曲線に乗せられるとは限らない。水素は天然ガスより体積エネルギー密度が低く、さらに低温で、液化にも大きなエネルギーを要する。LNGは天然ガスそのものが一次エネルギーだが、水素は多くの場合、電気や化石燃料から一度製造する二次エネルギーである。その上でさらに液化し、運び、再び利用する。

だから液化水素が勝つ用途は選ばれる。直接送電できる電気をわざわざ水素へ変えて輸入するのが常に合理的とは限らない。一方で、海外の安価な低炭素エネルギーを分子として日本へ持ち込み、製鉄、化学、長時間貯蔵、発電など電化しにくい需要へ供給するなら価値が生まれる可能性がある。

「水素」という名前だけでは脱炭素にならない

Suiso Frontierの初期実証は、豪州の褐炭を利用する水素製造を含んでいた。これは「未利用資源から水素をつくり、CO₂を回収・貯留してクリーンなサプライチェーンを構築する」という構想だったが、水素の気候価値は上流側の排出管理に依存する。

現在の商用化実証は国内製造水素へ変更された。しかし国内製造であっても、電力や原料の炭素強度を見なければ「クリーン」とは言えない。2030年以降に海外液化水素を輸入する場合も同じで、製造時の排出、炭素回収率、電源、液化、海上輸送まで含めたライフサイクル評価が必要になる。

そして船自身の排出もある。BOGを水素燃料として使えばCO₂を減らせるが、新船は油燃料設備も持つ。港湾設備、液化電力、基地の圧縮・気化もエネルギーを消費する。

本当に測るべきなのは、「液化水素を何m³運んだか」ではなく、その水素が最終需要で化石燃料を置き換えた時、サプライチェーン全体でCO₂を何トン減らしたかである。

海上安全――火ではなく「見えないガス」も管理する

水素は可燃性が高く、着火エネルギーが小さく、漏えいすると空気中を速く上昇する。液化水素は極低温でもある。船では低温による材料影響、漏えい、可燃性混合気、換気、電気設備、火災、衝突、座礁、荷役事故を一つのリスクシステムとして扱わなければならない。

新船では、水素燃料系、燃料供給系、貨物荷役系についてリスク評価を行い、乗員、環境、船体構造の安全を確保する対策を組み込むと川崎重工は説明している。ClassNKの船級だけでなく、IMOの暫定勧告とIGC Codeを基礎にした安全設計が前提になる。

安全が商用化に直結するのは、事故を避けるためだけではない。保険料、港湾の受入条件、乗員教育、検査頻度、設備冗長性はすべて輸送コストへ返ってくる。安全設計が過剰に複雑なら経済性を失い、不十分なら社会的許容を失う。その最適点を実船で確かめるのが2030年度までの試験である。

40,000m³の船が「普通」に見える日

2019年にSuiso Frontierが進水した時、船体側面の大きな「LH₂」の文字は世界初を宣言する看板だった。実験船だから、それでよかった。注目されること自体が使命の一部だった。

商用海運の成功は逆である。タンカーもLNG船も、港で日常的に見かけるうちに特別な存在ではなくなった。荷役時間は予定表に入り、船員は決められた手順で運航し、需要家は「今月も届く」と仮定して工場を動かす。

40,000m³液化水素船が本当に成功した時、ニュース価値は下がっているかもしれない。坂出で同型船が繰り返し建造され、扇島のタンクへ予定通り水素が入り、パイプラインの向こう側で発電所や工場がそれを普通に使う。船の名前を一般の人が知らなくても、エネルギーシステムは動いている。

その未来へ向けて、Suiso Frontierは「液化水素を海で運べる」と証明した。40,000m³船に課された問いは、もっと厳しい。

液化水素を海で、毎日、安く、安全に、商売として運べるか。

32倍という数字の本当の意味は、そこにある。