ドイツ第2の都市ハンブルクを流れるエルベ川沿いにあるハンブルク港は、ドイツ最大の港湾施設だ。欧州でも第2の規模を誇り、コンテナターミナルを4つ、クルーズターミナルを3つ備え、年間約9000の船舶が寄港する。

 この欧州を代表する港湾のクルーズターミナルでは、寄港しているクルーズ船に対し、陸上の系統網から電力を供給するOPS(Onshore Power Supply System:陸上電力供給システム)が2017年から稼働している(図1)。OPSを所有・運用しているのは、ハンブルク港を管理する市営のHPA(Hamburg Port Authority)である。

図1 ハンブルク港に寄港中のクルーズ船「AIDA」。OPSによる電力供給を受けている(撮影:日経BP総研 クリーンテックラボ)
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 通常、クルーズ船は寄港中にディーゼルエンジンを稼働させて発電し、乗客に対して船上でさまざまなサービスを提供している。OPSから電気を調達することで、ディーゼル燃料の消費を削減する分コストダウンが可能になる。HPAとしては、こうした電力供給サービスを船舶に提供することで、港湾としての魅力を向上させて寄港数を増やし、収益アップにつなげる狙いがある。

 さらに、港湾施設からのCO2排出量を削減する効果も期待できる。背景には、ドイツ政府やEU(欧州連合)が交通部門の低炭素化を推進していることがある。特にEUは2013年、2050年までに交通部門の温室効果ガス排出量を60%に低減するという指令を発表したことから、港湾部門でも低炭素化が課題となっていた。そこでHPAは、ドイツ政府の補助金を取得し、既存の建屋に隣接したデザイン面でも違和感のない形でOPS用の建屋を建設した(図2)。

図2 OPS用の設備が入っている建屋。右は既存のHPAの建屋(撮影:日経BP総研 クリーンテックラボ)
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水力発電など再エネ100%の電力を供給

 ハンブルク市は電力事業に積極的で、地域エネルギー会社(シュタットベルケ)であるHamburg Energieが小売事業を2009年から手がけている。ノルウェーから水力発電による電力などを調達し、再生可能エネルギー100%の電力を販売している。同市はまた2014年に、配電網を大手電力会社の独Vattenfallから買収して、100%株式を保有する配電事業者であるStromnetz Hamburgを設立した。

 これにより、風力発電や太陽光発電の立地に合わせた配電網の整備を進めるなど再エネを優先する電力事業を展開している。そこで、ハンブルク港のOPSにも再エネ100%の電力を供給し、環境価値の高いクリーンな電力を船舶向けに供給できることをアピールしている。

 ハンブルク港向けにOPSを開発したのは、独Siemensである。同社でOPS事業を担当する担当者は、「周波数変換機能を持つOPSでこれだけ大規模なシステムは初めて」と語る。

 ドイツにおける系統周波数は50Hzだが、船舶の約80%は60Hzを採用しており、電圧もバラバラである。そこで、同港に導入したOPSは、寄港した船舶の周波数に変換し、電圧も調整して臨機応変に電力を供給できるシステムを開発する必要があった。60Hzの船舶の場合は6.6kVと11kVに、50Hzの場合は6kVと11KVに対応している。システム出力は12MVAである。

 OPS向けに導入した設備は、地域配電網と船舶を連系するためのスイッチギアや周波数変換器(図3)、変圧器(図4)などの電力機器である。さらに、空調、換気、安全設備などを含めて、調達額は850万ユーロに上ったという。

図3 OPS用に設置されたスイッチギアや周波数変換器の操作パネル(出所:Siemens)
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図4 導入された変圧器(出所:Siemens)
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 Stromnetz Hamburgが保有する地域配電網とは、スイッチギアを介して10kVで連系しており、変圧器で2.1kVの中圧レベルに下げて、周波数変換を行う。周波数変換は、順変換器(交流を直流に変換)と逆変換器(直流を交流に変換)を組み合わせて、交流→直流→交流に変換するバック・ツー・バックDCリンク方式を採用した。