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Nov 23, 2023

ワブテックのパワープレイ

Gregory R. Trautwein copre il mercato marittimo globale da oltre 25 anni.

グレゴリー R. トラウトワインは、25 年以上にわたって世界の海事市場を取材してきました。

2022年8月30日

船主が厳しい新たな排出目標を達成するために機械のアップグレードを迫られている中、「脱炭素化」や「将来の燃料」をめぐるおしゃべりで多くの混乱が生じており、現在存在しない解決策、そして次の世代には大量に存在しない可能性のある解決策が会話を混乱させている。 Wabtec (旧 GE Transportation) は現在、尿素を必要としない Tier 4 準拠のエンジンを提供しています。 市場で最も安価な推進ソリューションですか? いいえ。しかし、ペンシルベニアに拠点を置くこのエンジン製造会社は、パフォーマンス、燃費、ライフサイクル コストに基づいて、250MDC ディーゼル エンジンの説得力のある主張を行っています。。

業界全体で実証され、最高の環境規制に準拠した電源ソリューションを提供し、さらに尿素処理システムにかかる余分なコストや手間をかけずにこれを達成できるという利点があれば、パトリック・ウェッブ氏の仕事は容易になるように思えます。 しかし、どうやらそうではないようです。

「EPA Tier 4排出要件と脱炭素化をめぐっては混乱が生じている」と、Wabtecの海洋・静止・ドリルグループのグローバルシニアセールスディレクターを務める海事業界のベテラン、ウェッブ氏は語る。 「EPAが深刻な健康問題を引き起こす汚染物質の削減に焦点を当てているのに対し、メディアは炭素削減に焦点を当てているようだ。また、米国および世界中でさまざまな再生可能エネルギー（燃料源）を実際に利用できる状況はほとんどない。」

ペンシルベニアに本拠を置くワブテック社のウェッブ氏と彼のチームは、同社の中速EPA Tier 4準拠エンジンのストーリーを共有したいと考えている。このエンジンは現在船舶に100基以上設置されており、累計稼働時間は累計100万時間以上に相当する。 「Wabtecは、尿素を必要とせずにEPA Tier 4の極端な排出レベルで船舶を運航できるようにする、実績のある素晴らしいソリューションを持っています。しかし、多くの顧客は依然としてこの排出基準を回避する方法を見つけようと奮闘しています。」と最近の例を挙げて、民間および政府の事業者は、Tier 4 排出ガス基準を効果的に回避するために、より多くのより小さい馬力のエンジンを設置することを選択します。 「排出ガスのクリーン化について多くの話題がありますが、舞台裏では、排出ガスのクリーン化や、この次のレベルの排出ガス規制に伴うコストや煩雑さを回避するための努力も行われてきました。」

課題にもかかわらず、Wabtec は近年大きな成功を収めてきました。 「Wabtec Marine Diesel は、EPA Tier 4 規則が発表される前の米国での市場シェアはほぼ 0% から移行しました」とウェッブ氏は述べています。 「6 年後、Wabtec Tier 4 Marine Diesel は、1.7MW ～ 4.5MW のパワーバンドにおけるこれらの新しいエンジンの販売のほぼ 50% を獲得しました。この成功は、Wabtec Marine Diesel が同社の唯一のエンジンであるという事実に大きく関係しています。」尿素不要で最も厳しい排出ガス基準を達成できるタイプ「8L250MDC」。 画像提供：ワブテック

そのエンジン Wabtec の L250/V250MDC ディーゼル エンジンは、尿素を使用せずに高度な排気ガス循環 (EGR) を備え、米国 EPA Tier 4 および IMO Tier III 排出基準を満たしています。 尿素の省略は特に重要な指定です。 「Tier 4 エンジンを備えた Wabtec の利点は、尿素が必要ないという事実から始まります。つまり、尿素のタンクや貯蔵に必要な追加の機器のためのスペースを割り当てる必要がなく、コストもかかります。所有権を持っています」と Wabtec の海洋および固定電源システムのプラットフォーム リーダーである Matthew Hart 氏は述べています。 「Tier 4 250MDC 製品は EGR ベースであり、パワー アセンブリ、2 段階ターボ過給、高圧燃料噴射に設計された堅牢性が向上しています。これは燃料効率も重視しており、総所有コストへの影響も考慮しています。」 Wabtec チームは、250MDC が市場で最も安価なエンジンではないことをすぐに認めているとハート氏は言います。 すべてを考慮すると、回収期間は約 18 ～ 24 か月となります。

Wabtec は、ハードウェアに加えて、鉄道顧客にとって一般的なセンサー アレイをエンジンに組み込んでおり、現在、海洋産業で前進を始めています。 「これらはデジタルエンジンです」とハート氏は言う。 「これには、Tier 4 エンジンのオンボード診断機能が強化されており、Tier 4 排出ガス制御に関連するすべてのセンサーのおかげで診断機能が向上しています。

ハート氏によると、鉄道業界はデータの収集と使用においてより進んでおり、機関車にモデムが搭載されており、データを継続的にストリーミングしています。 「当社には、そのデータを収集し、推奨されるアクションを送信するグローバルなパフォーマンス最適化センターがあります。機関車分野では少し異なるサービス構造ですが、それを海洋側でどのように拡張できるかを検討しています。」

同氏は、海洋側のデータ接続が難しい部分だと指摘した。 「船舶はどこでも運航しており、多くの場合、接続されていないため、データにアクセスできるようにしてから処理するという、より手動の手順が必要になります。」

最終的に、彼と Wabtec チームは、海事業界がカレンダーベースの監視から状態ベースの監視に移行するのを支援したいと考えています。「したがって、何かが故障したときの診断だけでなく、予知保全に進み、『おい、あなたはそうすべきだ』と言うのです」エンジンにこの傾向が見られるので、この部品を変更し、このフィルターを変更してください。」

一部の企業はデータの共有に躊躇するかもしれないが、海洋顧客サポートのプロジェクト管理担当ディレクター、ピーター・トゥイチェル氏は、データ共有と分析の増加は、オーナーの稼働時間の増加をサポートするのに役立つと述べた。 「海事業界では稼働時間は非常に重要であり、私たちの経験から言えば、彼らは非常に協力的でした」とトゥイチェル氏は述べています。 「トラブルシューティングや予測管理に関して説明すると、特に問題をより迅速に特定して修正できる場合、ログ ファイルの提供を求めるクライアントからの反発はほとんどありません。」

「私たちが運用しているエンジンが最新でよく整備されており、船体の形状が適切である限り、これより効率的な輸送手段はありません...」 – ライナウアー交通社、クリスチャン・ライナウアー氏。 画像提供：Reinauer Transportation

（ライナウアー）テストを受ける Reinauer Transportation の Christian Reinauer は、おそらく誰よりも優れており、Wabtec Tier 4 ソリューションの長期的な価値についての洞察を提供できます。 ライナウアーは、合計 24 隻のバージと 23 隻のタ​​グボートからなる ATB とタグボートの艦隊をニューヨーク市から運航しています。 この船団のうち、ライナウアーは、Wabtec 250 シリーズ エンジンを使用する 3 つのクラスのセネスコ マリーン製タグボート 4 隻を所有しています。 そしてジョゼフィーヌ、クリスティ・アン、ジャニス・アン・ライナウアーは全員2x 6L250を搭載しています。

Wabtec を選択した根拠について Reinauer 氏は、「当社は MTU 16V4000 シリーズを使用して船舶を建造していましたが、Tier 4 要件があるため、MTU には提供できる承認済みのソリューションがありませんでした。」と述べました。

そこでライナウアーは、すべてのメーカーが提供するエンジンの全範囲を検討し始め、主要なセールスポイントとして尿素を省略した Wabtec 設計に落ち着きました。 「EGR 設計はしばらく前から存在していたので、良い選択であると感じました」と Reinauer 氏は言います。 「DEF ソリューションにはかなりの排気システム設計が必要でしたが、実際には余裕がありませんでした。また、容器容量の約 8% を DEF の貯蔵専用にしました。DEF 液は金属に対して若干腐食性があるため、タンクは取り扱いのために特別にコーティングする必要がありますが、将来的にはメンテナンスが頭の痛い問題になるでしょう。」

ライナウアー氏はまた、触媒のメンテナンスを行う必要があるとも述べ、「これにより、メンテナンスを容易にするための設計が頭の痛い問題となり、オーバーホールに追加費用がかかることになった。（Wabtec）エンジンは、最初はより高価で、取り付けもより困難であったが、最終的には」と述べた。今日では経済性が向上し、船の寿命にわたって乗組員の快適性が向上しました。」

最良の条件下であっても、フリート全体に新しい機械を統合する際には学習曲線や技術的な問題が発生しますが、ライナウアーも例外ではありませんでした。 「実際に重大な問題があったのはほんの数件だけだ。エンジニアが自分で交換できるいくつかのEGRクーラーとバルブ、ウォーターポンプと海水ポンプ、いくつかのエンジン電源とセンサーだ。それ以外は、ライナウアー氏によると、部品は定期メンテナンスに基づいて取り付けられています。

Reinauer Transportation は、必要な技術的人材を引き付け、維持する傾向にあり、高品質のトン数を長期的に運用する企業として海事界では知られています。 「最初はサポートを理解するのが少し難しかったですが、ほとんどの OEM のサポートにより、当社が最初の選択肢として最適であることがわかりました」と Reinauer 氏は述べています。 「私たちはエンジニアを訓練し、必要なすべてのスペアパーツを供給し、追加のサポートが必要な場合にのみ技術者を呼びます。」

「一部のオーナーはエンジンを動かし、当社のチャネルパートナーを通じて定期的なメンテナンスと修理を行い、ビジネス運営の他の側面に注意を集中しています」とトゥイチェル氏は述べた。 「その後、ライナウアーのような独立した顧客もいます。彼らのエンジンの 1 つが現場での修正が必要な場合、クリス・ライナウアーは、『部品と説明書を送っていただければ、取り付けます。私たちは自分たちが何をしているのか知っています。』と言うでしょう。」 」

船舶を運航している人なら誰でも証明できるように、機械を稼働し続けることは方程式の一部ですが、特にここ数カ月で燃料価格が高騰しているため、収益性を維持しながら機械を稼働し続けることは別問題です。 「非常に優れた燃料消費量と極めて低いオイル消費量が確認されており、これは後処理なしで第 4 段階排出ガスを達成できる方法の 1 つです」とライナウアー氏は述べました。 「保守性は非常に優れており、EMD ほど単純ではありませんが、Tier 4 に関する他の領域でも利点があります。」

ワブテック工場内。 画像提供：ワブテック

将来の燃料と排出量 Reinauer Transportation は、多くのオーナーと同様に、将来のコストと運営に影響を与える今日の選択に関して、難しい選択に直面しています。 クリス・ライナウアーは、物事をシンプルにすることを好みます。「私たちが運転しているエンジンが最新でよく整備されており、船体の形状が適切である限り、これより効率的な輸送手段はありません。ゼロエミッションはすぐそこまで来ていると考える人もいますが、残念ながら、特定の政界から聞こえてくるのはそれだけです。前進する必要があることに同意しますが、特にバッテリーの生産に使用されるエネルギーを考慮すると、バッテリーは答えではありません。ハイブリッド船舶は、航行が短く、局所的な排出が発生する傾向がある場所で使用されるべきです。 「フェリーは、24時間引っ張ったり押したりしない船舶の接岸用タグボートと同様に、この用途に最適です」とライナウアー氏は語った。 「一方で、私たちにはそんな贅沢はなく、フルパワーで最長1週間稼働するには、最も集中した量のエネルギーが必要な場合もあります。CNGは普及しつつありますが、それを使用するためのインフラストラクチャは10年以上かかります」 」と述べ、エネルギー密度の低下と、より大きな燃料タンクの必要性を主な欠点として挙げています。 「私たちは代替燃料の開発を継続的に検討しており、おそらく今後10年以内に当社の車両のどこかに導入を開始するでしょう。」

Wabtec はペンシルベニア州で 2 つの製造工場を運営しています。1 つはグローブシティにあり、その主力工場は 440,000 平方フィートです。 製造施設と、主に機関車エンジンの再製造に特化した施設であるエリーにある約 1 時間離れた姉妹工場です。 「鋳造品と鍛造品の調達を除けば、ここは完全な製造、組み立て、最終エンジンテスト工場です」とトゥイチェル氏は語った。 2 つの工場に分かれて累計 650 人の製造従業員を擁する Wabtec は、通常、主に機関車用と船舶用の年間約 1,500 基のエンジンを製造しています。

海洋、定置式電力およびドリル事業担当副社長のタマラ・グロマッキ氏によると、Wabtec は強力な製品を開発することに加えて、認定ディーラー パートナー ネットワーク、または Wabtec が呼ぶところの「チャネル パートナー」の力を十分に認識しています。 Wabtec はチャネル パートナーのパフォーマンスを注意深く監視しており、「一部のサービス分野で苦戦している可能性があることがわかった場合、ピート トゥイチェルと彼のチームが介入して、彼らのスキルセットを向上させるよう支援しようとします。」 Wabtec チャネル パートナーになることと継続することは永続的なものではありません。契約は通常 1 ～ 2 年続きます。更新プロセスでは、組織が最終顧客にサービスを提供する能力を維持し、「現状を維持する」ことを保証するために、蓄積されたスキルセットと人員が検討されます。ワブテックにぴったりです。」

主要な製造施設は 1971 年から存在していますが、ゼネラル エレクトリックの「ブリリアント ファクトリー」プログラムによる 2017 年の変革のおかげで、事実上新しくて近代的な工場となり、NC 加工、レーザー エッチング、レーザー溶接、ロボット セル、フル装備などのアップグレードされた機械が備えられています。排ガス試験も行い、さらに新しい照明と塗装も行います。

Wabtec は社内のテストベッドを使用して、あらゆる範囲のテクノロジーと燃料を実験して、自社のエンジンが現在の課題に対応できるだけでなく、将来の変化にも効果的にエンジンを対応できることを確認できます。 将来の燃料に関する議論は Wabtec 全体に広がっており、ハート氏によれば、それは 2 つのグループに分けられます。1 つはバイオ燃料、バイオディーゼル、再生可能ディーゼルです。 2 つ目は、水素、メタノール、アンモニアといった低炭素の無炭素燃料です。 同氏は、再生可能ディーゼルが最も当面の「ドロップイン」であると述べた。

「多くの再生可能燃料供給業者から、これが最も即時的な影響を与えるという話を聞くでしょう。しかし、これは非常に高価であり、費用対効果の高い解決策とするためには補助金が必要です。しかし、贅沢品供給業者や実際にお金を稼いでいる企業にとっては、二酸化炭素排出量を削減できるなら、それは素晴らしい選択肢だ」とハート氏は語った。 「そこで、私たちは100%再生可能ディーゼルでの稼働を検討しています。最大の相互作用は燃料システム、エラストマー、濾過にあり、すべてが確実に動作するようにしています。一部のバイオディーゼルにはメンテナンスへの影響があることは間違いありません」そして、完全に検証するために、船舶所有者やチャネルパートナーの一部と耐久性テストとフィールドテストを実施することを検討しています。

水素メタノールアンモニアという低炭素および無炭素燃料の選択肢に目を向け、ハート氏は「場所、場所、場所」という不動産の公理に戻り、選択は主に所有者がどこにいて、どこで運営されているか、そしてその決定が保留されているかによって左右されると指摘した。特定の地域での燃料アクセス。 「水素は、固定または陸上のアクセスポイントにもう少し適しているようです。メタノールとアンモニアは、海洋産業が好むものと少し似ているようですが、私たちが見ているのも、海洋産業が多少なりとも支持していることです。 「どのような置換率を含めるべきかについては、まだ断片化しています。そのため、100% の水素、100% のメタノール、またはアンモニアを実行できない可能性があります。」

最終的に、エネルギー密度の変化によりタンクや追加の機械の大幅な船舶設計の変更が必要となるため、将来の燃料の問題はエンジン ルームの外と船舶全体にあります。Tug Josephine は 6L250 を 2 台所有しています。 写真提供：Reinauer Transportation

「デジタルエンジン」をサイバーセキュリティで保護する船舶やボートの所有者はデジタル化によって状態ベースの監視とメンテナンス、エンジンと航海の最適化が実現できるという約束をますます受け入れているため、船舶の推進本管が停止され、そのために、Wabtec チームは ABS サイバーセーフティ サービス プロバイダー認定の取得に熱心に取り組みました。

「Wabtec は ABS Cyber​​Safety Volume 7 の要件に従って脆弱性レポートと分析を作成しました」と Wabtec の海洋および静止システム エンジニアリング部門テクニカル リーダーのマイク テイラー氏は述べています。 「このレポートは、制御システムの包括的な調査であり、アクセス ポイント、システムのトポロジまたはアーキテクチャを列挙し、システム内の潜在的な脆弱性を分析したものです。」

Wabtec は、内部リスク管理、ポリシーと手順、変更管理、構成管理、および Wabtec インシデント対応チームに関する詳細に関する広範な文書を提供したとテイラー氏は述べています。 さらに、サイバーセキュリティ トレーニングを設計し、関連するすべての従業員に提供しました。 テイラー氏によると、ABS を搭載したサービス プロバイダー PDA を入手するために、Wabtec は船級協会の立ち会いのもと型式試験とサイバーセキュリティ監査を実施し、Wabtec ECS-4 制御システムが ABS 機器の要件を満たしていることを実証しました。 最後に、Wabtec はサイバーセキュリティ机上演習を準備して発表しました。これは、参加者を教育し、潜在的なサイバーセキュリティの危険と行動方針について考えさせることを目的とした演習です。

「これらの船舶は非常に複雑であるため、私たちは侵入ポイントの数を減らし、サイバーセキュリティ上の懸念を広めないよう努めています。エンジンはその一部にすぎず、アクセスポイントは多数あります。」船舶がエンジンに侵入できるようにするため、他の侵入ポイントの間にバッファを確保するように努めたいと考えており、このバッファは、当社のシステムにも侵入する可能性がある別のサードパーティ システムで利用可能である可能性があります。たとえば、当社のすべてのソフトウェアの読み込みは、USB を介してサイバー脅威を取り除くために Wabtec が開発したソフトウェア ツールを通じて行われます。」