輸送技術

内燃機関は、今後も長期にわたり自動車の大半で使用されることでしょう。そのため、内燃機関を可能な限り効率良いものとすることが最も効果的です。

サウジアラムコは、自社のグローバルリサーチセンターや自動車業界との協力のもと、内燃機関の改良と革新的な輸送技術の開発に取り組んでいます。それにより、世界のエネルギー消費者のエミッションは大幅に削減され、燃費も向上します。

私たちは、高効率と低エミッションを同時に実現する内燃機関と、それを動かす燃料を開発するという、まさに画期的な方法で、排気ガス問題に取り組んでいます。

内燃機関は、少なくとも2040年までは自動車の大半で使用されるとの見方から、内燃機関の高効率化こそが、短中期的にはCO₂削減に最も効果的だと考えています。

グローバルリサーチセンターの専門家や科学者は、自動車業界と協力し、これらの技術開発をさらに進めることで、世界の気候変動問題とモビリティの課題に取り組んでいます。

高効率・低エミッションの実現に向け、内燃機関には改良の余地が大いにあります。サウジアラムコの多様な輸送技術は、それらに存分に生かされるのです。

圧縮着火エンジンは、現在の内燃機関では最も効率の良いエンジンです。しかし、その多くはディーゼル燃料を使用し、大量の煤と窒素酸化物（NOx）を排出するため、後処理が非常に厄介です。

ガソリン圧縮着火（Gasoline Compression Ignition: GCI）エンジンは、ディーゼルよりも着火しにくいガソリンを使用するため、燃焼前の混合気形成を改善する必要がある一方、CO₂排出量を抑制できるという利点があります。

GCI技術によって、ガソリンエンジンの効率は大幅に向上し、CO₂排出量は25%も減少します。つまり、エンジンからのCO2排出量を極限まで抑えながら、ディーゼルエンジン並みの効率を実現するのです。

また、最適化された低炭素燃料でこの技術を活用することにより、一般的なガソリンよりもさらに利点は大きくなります。

当社では、この技術の導入に向けて、独自の研究のほか、自動車メーカーや技術開発者、研究機関との提携により、さまざまな方法を模索しています。その一例として、当社はマツダと提携を結び、先進的な内燃機関と燃料の共同開発を通して、Well-to-Wheel（油井から車輪まで）のCO2排出量削減を目指しています。

サウジアラムコは、タービュレント・ジェットイグニッション (Turbulent Jet Ignition:TJI)を使用し、超希薄状態でガソリンを燃焼させる（ウルトラ・リーンバーン）エンジンを開発しています。TJIは、着火プロセスを大幅に強化し、効率向上とエミッション削減を実現する技術です。

この技術により、空気や排ガスの比率を高め燃料と空気の混合気が希薄化されても、安定した燃焼が可能になります。

TJIではまず、主燃焼室とは別の小さな窪み状の副燃焼室で少量の空気と燃料を予備混合させます。次に、高温のラジカルが主燃料室に噴射され、従来の点火プラグよりも広範囲に点火源を分配します。

私たちは、能動的アプローチと受動的アプローチの2つのポイントを踏まえて、この画期的な燃焼方法を開発しました。 

２つのアプローチ

能動的:

副燃焼室には、点火プラグと二次燃料インジェクターが配置されています。このインジェクターから噴射された少量の燃料に点火プラグで着火し、ラジカルのジェット乱流を生み出して、これが主燃焼室の燃料混合気に着火します。 

受動的:

このアプローチでは、ピストンの設計と噴射の方法により、少量の空気と燃料を副燃焼室に導いて点火プラグで着火させるため、二次燃料インジェクターを必要としません。 

この2つのアプローチは、使用する装置は異なりますが、どちらも効率性を大幅に向上し、エミッションを削減します。

この技術は、複数の技術プロバイダーが動作確認に成功しており、サウジアラムコは現在、2020年の発表に向けて、最新のガソリン車へのTJI導入を進めています。車両への導入が成功すれば、近い将来、商業化されることが期待されます。 

対向ピストンエンジンは、駆動力と効率性を大幅に高める有望な代替アーキテクチャを提供します。

このエンジンは、1気筒に対して2つのピストンを使用し、対向して往復運動を行います。この設計により摩擦と熱損失を大幅に低下し、効率を向上して、エミッションを削減します。

対向ピストンエンジンは用途の広いソリューションであり、スパーク着火にも圧縮着火にも対応するよう構成が可能で、ガソリン燃料とディーゼル燃料のどちらでも駆動します。このアーキテクチャを当社の他の技術と組み合わせることにより、効率性をさらに向上させ、エミッションをさらに削減できる可能性があります。

私たちは、アキーテスパワー（Achates Power）やINNエンジン（INNEngine）などの技術開発企業と提携し、さまざまな方法による対向ピストンエンジンの開発を模索しています。

モバイルカーボンキャプチャー（MCC）は、輸送分野のCO2削減を可能にする革新的な技術です。

サウジアラムコの科学者によって9年以上にわたり改良されてきたこの最新技術により、自動車排出ガスに含まれるCO2を最大25%回収することができます。回収されたCO₂は自動車に貯留され、自動車から回収された後は、さまざまな産業および商業用途に使用することが可能です。

MCC技術は、フォードF-250小型トラックや中型乗用車トヨタカムリなどでの実証実験に成功しています。当社チームは先般、この技術をクラス8の大型トラックへ導入する実証実験にも着手しています。MCCとGCIや他の効率性向上技術とを組み合わせることにより、トラックのCO2排出量50%削減を目指しています。

MCCは、貨物輸送に伴うエミッションを大幅に削減する可能性を秘めており、キャプティブフリート車両に適用された場合は特に有効性が高くなります。