論文・プレプリント

Bin Xu, Luyang Wang, Tingting Xiang +1

本研究は、機械学習を活用した三者目的最適化フレームワークを提案し、鉄鋼製品の船舶積載計画問題を解決する。積載効率の最大化と炭素排出量の最小化を同時に達成し、実データで99.88%の積載率と95.5%のCO2削減を実証した。DNNサロゲートにより計算速度を3.57倍向上させた。

Kazi Khaled Mahmud, Mohammed Mojahid Hossain Chowdhury, M. Shaheen +2

本研究は、907TEUおよび3000TEUのフィーダーコンテナ船を対象に、スクラバー設置と超低硫黄油（VLSFO）への切り替えという2つの硫黄低減対策の正味現在価値（NPV）を比較した。燃料価格や積載率などの変動下での感度分析も実施。その結果、907TEU船ではスクラバーが経済的寿命9.5年以上で有利であり、3000TEU船ではVLSFOが全期間で有利であることが示された。地中海排出規制海域の施行を前に、船主への実践的示唆を提供する。

Han-Seon Park, Young-Gyun Ahn, Min-Kyu Lee

本研究はIMOの中期的な海運脱炭素化対策が韓国経済に与えるマクロ経済的影響を定量的に評価する。韓国の貿易の99%以上を海運が担うため、規制による物流コスト上昇が輸出産業全体に波及する。既存研究は規制解釈に留まり、産業連関効果を定量分析したものは少ない。本分析は政策立案のためのエビデンスを提供する。

Giovanni Briguglio, Y. Garbatov, Vincenzo Crupi

メタノール燃料電池、バッテリー、太陽光パネルを搭載したハイブリッド小型電動船の航路計画とエネルギー管理を検討。エオリア諸島での実証ルートを対象に、高時間分解能でのエネルギー消費分析を実施。複数の運転戦略を評価し、脱炭素航行の実現可能性を示した。

Shiwei Zhou, Xinglong Liu, Feng Zhang +1

本論文は、AISデータと遺伝的アルゴリズム(GA)を用いて風速や海流を考慮した船舶の最適航路を探索し、燃料消費とCO2排出を削減する手法を提案する。実データによる評価では、従来のダイクストラ法などと比較して燃料消費を15%削減しつつ、同等の航行時間を達成した。適応的突然変異率とエリート保存戦略により収束性も確保している。

Chybyung Park

本研究は、韓国船社が運航する大型コンテナ船2隻を対象に、従来のディーゼルから電気推進への転換が温室効果ガス排出に与える影響を、LCAとシミュレーションを組み合わせたLive-LCAフレームワークで分析。ディーゼル・電気方式では排出が26%増加する一方、陸上電力によるバッテリー推進では40%削減可能だが、電力系統の炭素強度に大きく依存することを示した。

Achilleas Grigoriadis, Theofanis D. Chountalas, E. Fragkou +2

本研究は、船舶からの排出係数（EF）をエンジン負荷に応じて更新し、代替燃料（LNG、メタノール、アンモニア、バイオ燃料）や排出制御技術の影響を組み込んだ。文献レビューと実船計測データを統計解析し、二ストローク主機と四ストローク補機を含む包括的なEFを提供する。結果は持続可能な海運の政策策定と業界の脱炭素化を支援する。

Dimitris Gavalas, Ioannis Katsounis, Maria Lekakou +4

本論文は、ギリシャの沿岸フェリー部門の脱炭素化に向けて、ノルウェーの電動・ハイブリッドフェリー導入経験を基に戦略的ロードマップを提案する。ペラマ-サラミナ航路でのハイブリッド改造とヒオス-オイヌッセス航路での完全電動船のパイロットを中心に、充電インフラ整備や官民連携の重要性を強調。経済的実行可能性を確保しつつ温室効果ガス削減を目指す。

Aniruddha Bora, J. Chalfant, C. Chryssostomidis

国際海運は世界の温室効果ガス排出量の約3%を占めるが、航路計画は依然としてヒューリスティック手法が主流である。本論文では、物理情報を組み込んだオフライン強化学習フレームワークPIERを提案し、メキシコ湾の7航路で検証した結果、大圏航路と比較して平均CO2排出量を10%削減し、極端な燃料消費（中央値の1.5倍超）を9分の1に低減した。PIERは気象予報に依存せず、局所観測のみで性能を維持する。

Ruikai Sun, W. Abouarghoub, Emrah Demir +1

本研究は、2024年の紅海危機による船舶の航路変更が環境・経済に与える影響を分析。AISデータとモデリングを用いて、喜望峰経由の航路ではGHG排出量が46%、コストが51%増加することを示す。LNG燃料や陸上電力などの変革的イノベーションは排出量を最大33%削減できる一方、漸進的対策の効果は限定的である。

Doru Coșofreț, Florin Postolache, Adrian Popa +2

本論文は、海事輸送におけるCO2排出制御のためのハイブリッドデジタル技術を提案する。物理学に基づく適応速度最適化により、燃料消費とCO2排出を約13%削減し、CIIやEU ETSなどの規制遵守を支援する。強化学習（PPO）と厳密最適化手法を統合し、実船データで検証した。固定航路の事前評価ツールとして有用。

Kelsey Pailman

本論文は、EUとIMOの法的・政策的枠組みを分析し、水素ベース燃料の海運への導入に関する規制上の課題を明らかにする。規制の一貫性、リスク軽減、コンプライアンスの3つの観点から評価し、国際的・地域的な措置の調整と実用的なコンプライアンスの必要性を指摘する。

Mamdouh Elmallah, Ernesto Madariaga-Domínguez, M. Saadeldin +3

本研究は、IMOの2050年排出量半減目標に応じて、船舶用代替燃料（天然ガスとメタノール）の経済性を比較。ディーゼルエンジンをデュアルフューエルに転換した場合の排出削減コストを、NOx、SOx、CO2、COのトンあたりで算出。天然ガスはCO2削減コストが低く、メタノールはNOx・SOx削減に優位。両燃料とも従来燃料より大幅な排出削減効果を示した。

Runze Mao, Kai Liu, Jingfeng Liu +4

本レビューは、LNG、バッテリー、水素燃料電池の3つの推進技術を、環境影響、技術成熟度、コスト、導入動向などの観点から比較。2023年時点で計1,053隻の実運航データを分析し、LNGは過渡的解決策、バッテリーは短距離航路で優位、水素燃料電池は成長潜在性が高いがコストと水素供給が課題と結論付けている。IMOの脱炭素目標達成には、各地域・航路に応じた差別化戦略が必要と示唆。

Z. Malakouti, M. Hazrati

本論文は、2024年1月からEU排出権取引制度（EU-ETS）が海運セクターに拡大されたことを批判的に検討する。公正な移行の枠組みを用いて、手続き的、分配的、コスモポリタンな不正義を特定し、気候政策における公正性の重要性を強調する。

Moses Adjei, Judith van Leeuwen, H. Pereira

本論文は、EUの排出権取引制度（ETS）を海運セクターに適用する際のガバナンス上の課題と障壁を検討する。制度設計、執行、国際調整の困難さを分析し、脱炭素化政策の実効性に影響する要因を明らかにする。

Saana Ollila

本論文は、国際海運におけるカーボンプライシングの設計と効果を分析する。4つの研究から構成され、短期的な航行速度低下や燃料需要変化、長期的な技術開発投資や代替燃料への移行、さらに国際協力の役割を検討する。結果は、カーボンプライシングが短期的排出削減に有効であり、一方的な政策の動学的効果や国際協調の重要性を示す。スウェーデン国内貨物輸送の分析では、外部費用の内部化が鉄道へのモーダルシフトを促すが効果は限定的である。

Lixin Shen, Xinglian Peng, Xinyu Liu +2

本論文は、港湾と海運会社の協調的排出削減について、垂直的技術スピルオーバーと共同利益・費用分担を考慮した進化ゲームモデルとスケールフリーネットワークを用いて分析。港湾が脱炭素化のリーダーとして機能し、適度なスピルオーバー強度が最も高い参加意欲をもたらすこと、港湾中心の資源配分が重要であることを示した。

Gunawan

本研究は、インドネシアのシートールプログラムにおける海運ルートを最適化するため、人工蜂コロニー（ABC）アルゴリズムを容量制約付き車両ルーティング問題（CVRP）に適用。7ルートを対象に分析した結果、総航行距離が16,708 NMから13,816 NMに短縮し、平均積載率が67.86%から95%に向上、炭素税コストが17.3%削減された。ABCアルゴリズムが環境持続可能性と運用効率の両立に有効であることを示した。

P. Rebelo

本論文は、国際海事機関（IMO）のネットゼロ枠組み（NZF）におけるBook-and-Claim（B&C）制度のコンプライアンス経路としての可能性を評価する。B&Cは物理的な燃料供給と環境クレームを分離する仕組みであり、規制設計によって自主的な炭素市場の法的脆弱性を軽減できると論じる。海洋運搬の脱炭素化に向けた新たな規制手段として重要。