産業用AI：機械学習モデルでデータギャップを解消し、規制適合を維持

排出監視に関する法規制がますます厳格化する中、造船所、船舶運航会社および船主は課題に直面しています。 たとえば、厳格な環境規制として、船舶排出ガスの継続的な監視と文書化が義務付けられています。

海運業界を対象とする規制は、すでに大幅に強化されています。2020年には、船舶燃料の硫黄分規制が世界中で導入されました。またEUでは、2024年から船舶にCO₂排出量に応じた支払いを求める規則が施行されています。世界的な規制の整備も進められており、国際海事機関（IMO）は、2050年までに世界の海運業界全体で温室効果ガス排出量を実質ゼロにすることを義務付けています。顧客と投資家は長年にわたり、業界の環境フットプリントに関する透明性を求めてきたため、排出量を正確に測定し、迅速に削減することがますます重要になっています。

このため、重油を燃料とする船舶には、排出ガス中の硫黄分を低減するためにスクラバーが設置される場合があります。スクラバーの効率は、連続排出ガス監視システム（CEMS）を使用して分析されます。MARSIC300アナライザなどのシステムは、スクラビング前後のエンジン排ガスに含まれる関連汚染物質の濃度を測定することで機能します。つまり、環境に放出された排出ガスの測定値の記録と文書化だけでなく、スクラバーや触媒コンバータ自体のプロセス効率も監視します。

船舶運航会社は、これらの排出値を継続的に監視および記録し、必要に応じて当局に報告する必要があります。CEMSが故障すると、特定の排ガス値が欠落し、その船舶が制限値に適合していることを証明できなくなります。その結果、コンプライアンス違反のリスクが生じ、義務付けられた制限値の遵守を証明できなくなるため、制裁を受ける可能性があります。

通常、故障したセンサを修理できるのは訓練を受けた専門技術者だけです。したがって、船舶運航会社は追加の手作業や高グレード燃料の使用に伴うコスト増加から、規制上の制限値に適合できないことによる罰則まで、予測できないリスクにさらされます。

こうした課題に対するソリューションを提供するのが、Maritime Suite MARpems（「船上予測型排出監視システム」）です。これは基本的にCEMSのDigital Twinです。CEMS（いずれのCEMSサプライヤのものでも可）が誤動作または故障した場合、このデジタルソリューションが代わりに機能します。つまり、機械学習モデルが、船舶とスクラバーから取得できる運用データに基づいて現在の排出値を計算します。

このようにして、Maritime Suite MARpemsは一時的な排出規制への適合を確保し、IMO要件を満たします。これらの機械学習モデルはすべての船舶で同じですが、学習は船舶ごとに過去数ヶ月間のシステム固有データを使用して行われます。

Maritime Suite MARpemsはオンプレミス型であり、そのデータは海運会社のサーバーに保持されます。これは、現在、市場で唯一、リベリア、ドイツ、マルタなどの主要旗国、およびDNVなどの船級協会に承認されているソリューションです。旗国は、自国の旗を掲げる船舶上の技術事項と管理事項の監督に関する規則を定めています。近日中に、旗国および船級協会による追加承認も取得する予定です。これにより、このソリューションの受け入れが段階的に進みます。

CEMSの故障時にコンプライアンスを確保し、作業時間と労力を削減することに加えて、Maritime Suite MARpemsにはもうひとつのプラス効果があります。このソリューションは、排出監視機器とスクラバーの状態を把握しやすくするため、短期的な修理やメンテナンスの回避または計画に役立ちます。そのため、システムはプロセスの信頼性を高め、現地サービス対応を最小限に抑えます。全体として、MARpemsは運用効率と競争力を高め、コストを削減します。