2020-12-19

EV問題について整理してみる

昨今、まことしやかに騒がれてる「EVシフトであるが、その実現のためには様々な問題があると思う。EVにまつわる問題点にまつわる意見を、備忘録がてらまとめてみたいと思う。

「こんな問題もあるよ!」っといった意見や、文中のどこそこは間違っている、おかしいなどの指摘があれば、教えてください。

1.電力需要の増大にまつわる問題

EVを広く普及させていくにあたり、電力需要の増大が予想される。では、具体的にどれくらい需要が増えるのか。

乗用車400万台をすべてEV化すると、電力使用量がピークとなる夏の時期に、発電量を10%から15%増やさなければならないという試算が出ている。これは、原子力発電所プラス10基分、火力発電所プラス20基分に相当する規模である[1-1]。もし、原子力発電所新規建設、稼働することで補おうとすると、放射性廃棄物問題や、災害時のリスクテロの標的となる等のリスクが発生し、火力発電所場合では、CO2排出量の増加を招きかねない。

これは2018年度末のデータであるが、東京電力火力発電所の熱効率は、石炭石油、ガスの発電を平均して49.7%[1-2]となっている。それに対し、2020年現在ガソリンエンジン車の熱効率一般的に40%前後となっており、トヨタ カムリ搭載の2.5Lエンジンが41%[1-3]、マツダSKYACTIV-Xは公式の発表はないものの、43%前後[1-4]と言われている。これを考慮すると、火力発電所が主力といえども、EVの方がCO2排出量が少ないと考えられる。

しかし、研究室ではエンジン単体で熱効率50%を超えるエンジンの開発に成功している[1-5]ことから、将来的に熱効率50〜60%を超えるエンジン一般的になる可能性も十分にある。そして、電力の送配電に4%ほど送電ロスがある[1-6]点において火力発電所は不利になることを考慮すると、EVを普及させて火力発電所を動かすよりも、内燃機関を搭載した車の方がCO2排出量が少なくなる可能性もある。

2.給電設備問題

EVの普及にあたって、充電ステーションの普及は必要不可欠となる。といってもEV場合基本的には自宅で充電するため、既存ガソリンスタンドをまるまる充電施設に改修する必要は薄いと考えられる。充電ステーションを設置しなければならないのは、EVオーナーの自宅駐車場、そしてパーキングエリア観光地などといった場所である

自宅が一軒家の場合比較簡単に、安価に設置できる。しかし、マンションなどの集合住宅駐車場場合設備費用工事費用、維持費が高額になるばかりでなく、管理者との合意形成必要もあるため、充電設備の設置はあまり進んでいないのが現状である中央電力株式会社経済産業省データを元に作成した資料によると、新築マンションに住むEVオーナーのうち、自宅に充電設備があるオーナーは1%未満である[2-1]。

また、お盆GWの時期には観光地高速道路パーキングエリアが大混雑するが、このような状況下でも、EVの充電ステーションが不足しないように整備しなければならない。特にパーキングエリアキャパ不足は長距離トラックにとってさらに深刻で、慢性的に駐車マス不足が続いているパーキングエリアも珍しくない。キャパ不足気味のパーキングエリアで給電設備を充実させるためには、パーキングエリアの簡易的な改修だけでは済まされず、抜本的な改修が必要である

そして、充電設備の充実のためには、充電時間の短縮も重要になる。短時間で充電できるような充電器の開発や、それに対応するバッテリーの開発も必要となる。

乗用車400万台をEV化した場合、充電設備投資コストは14〜37兆円掛かると見積もられている[2-2]。そのコストのうち、民間がどれだけ負担できるか分からないが、設備投資を促すために国から出資や、法整備などが求められることは間違いないだろう。

3.市場競争力にまつわる問題

EVが普及するためには、市場において消費者に受け入れられなければならない。既存ガソリン車と比べ、EVは十分な市場競争力を持ち合わせているのだろうか。

少なくとも2020年現在日本国内においては、EV市場で受け入れられているとは言い難い。2020年1月〜6月の新車登録車数は、日産リーフが6,283台なのに対し、同セグメントの日産ノートは41,707台[3-1]と、EVガソリン車に対して大きく水を開けられている。主な原因は価格で、日産ノートは122.8万円から販売に対し、日産リーフは332.6万円からEVであることに魅力を見いだせない限り、消費者EVを買うことは非常にハードルが高い。しかし、新しいバッテリーの開発や、減税や補助金などによって、価格競争力を獲得していく可能性もあるだろう。

そして、次に消費者EVを受け入れるにあたって重要となるのが、充電して使うという特徴と航続距離の短さを消費者がどう捉えるかである

普段使いとして通勤や買い物に使う分には、EVガソリン車と比べて優位であるといえる。というのも、家に帰ってプラグを挿せば充電されるため、わざわざガソリンスタンドで給油をする必要がなくなるからである電気代も、ガソリン軽油と比べて安いことも大きなメリットとなる。さらに、停電時に車から住宅に給電できることも、大きな特徴である

しかし、自宅で充電できることと、住宅に給電できるという特徴は、プラグインハイブリッド車と共通したものである。したがって、プラグインハイブリッドには無いようなEVメリット消費者に示せなければ、EVは選ばれにくくなる。

さらに、長距離ドライブでは航続距離の短さがネックとなる。テスラなどのEVは、残量が減ると自動で最寄りの充電施設に案内してくれる機能が備わっているし、似たようなサービスを行うスマホアプリなども登場しているが、それらが「電池切れを起こしたらどうしよう」という消費者心理をどれくらい払拭してくれるだろうか。もちろん、パーキングエリア観光地で充電設備などのインフラ整備が進めば不安はある程度減るだろうが、「お盆帰省ラッシュ時に、パーキングが大混雑してて充電スタンドが使えなかったらどうしよう」などと言った不安は、考え出せばキリがない。また、今年12月、関越道大雪のために立ち往生が起こったニュースを見て、EV敬遠した人も少なくないはずだ。失敗したくない大きな買い物で、未知なる商品消費者は手を出せるだろうか。

EV消費者に選ばれるためには、プラグインハイブリッド車にはないEVならではのメリットを持ち、充電インフラと航続距離デメリットをある程度解消しなければならない。そのためには、低価格で大容量のバッテリーや、短時間で充電可能設備の整備などが必要である

4.災害時の問題

災害時のEVメリットとして、EVから住宅に給電できるというものがあり、これは停電時においてガソリン車にはないメリットである災害時において、電力の復旧は真っ先に行われるため、災害の規模によってはガソリン車よりもEVの方が有利になることも多い。また、災害時にはガソリン需要が急速に高まり品薄になることもあるが、電力さえ生きていれば、EVではそのような心配をする必要もなくなる。

しかし、燃料の補給が困難であることは、災害時にEVリスクとなる。内燃機関場合、よそから燃料をもってくれば動かすことができるものの、EV場合それが困難であるからだ。前述の関越道の立ち往生のようなシチュエーションであったり、東日本大震災のように、電力インフラが壊滅的に破壊されてしまった場合には、EVは非常に不利になるだろう。

5.産業の衰退にまつわる問題

日本自動産業は沢山の中小企業を支える巨大産業である。もし、EVが主流化することで部品簡素化が進み、中小企業利益減少、それに伴う倒産が相次げば、日本経済に影響を及ぼす可能性がある。EV化で不要となる自動部品の出荷額は、2014年の実績によると、5,368億円にのぼるという試算があり、これは自動車関連部品の出荷額のうち、25%に相当する[5-1]。

6.バッテリー製造にまつわる希少金属(レアメタル)の問題

2020年現在EVバッテリー製造にあたって、リチウムコバルト等のレアメタルが使われている。しかし、このようなレアメタルは埋蔵量が少ないほか、生産国が限られているため、地政学的なリスクがともなう。たとえば、 全世界リチウムの産出量のうち、その半分以上をアルゼンチンボリビアチリが担っている[6-1]。 さらに、コバルトに至っては、その産地がコンゴ共和国1国だけに集中している[6-2]。

インフラを担う資源特定地域に集中していることは、地政学的なリスクが伴う。かつてオイルショックによって経済混乱が引き起こされたが、EVの主流化は、それと似たような混乱をまねくおそれがある。

このような問題を受け、レアメタル使用しないバッテリーの開発が各国の自動メーカー研究機関によって行われているが、完成・量産化のめどは立っていない。

7.石油燃料が余る可能性について

原油は燃料(ガソリン軽油)や化学原料の製造など、様々な形で利用されているが、これらは原油精錬することで作られている。

石油消費量のうち、自動車用燃料の割合は40%ほどであり[7-1]、仮に自動車がすべてEVになったとしても、原油需要ゼロになるわけではない。つまりEV自動車の主流になった場合原油精錬する過程で生じる軽油や、ガソリンの原料となる重質ナフサが余る可能性がある。

余った石油燃料やその原料は、火力発電などで消化できればよいが、それができない場合は何らかの利用法を考えなければならない。

ざっくりまとめると、EVが普及するためには、新しいバッテリーの開発と、電力需要の増大に対する対応が求められる。新型バッテリーは、市場競争力の獲得、地政学的なリスク回避のために必要であるが、その実現の見通しは立っていない(バッテリーの開発は半導体研究と異なり、運頼みのような要素が強いためである)。しかし、優れたバッテリーが開発されてしまえば、EVシフトは一気に現実味を増してくるだろう。

しかし、それ以上に困難な問題が、電力需要を何らかの方法で賄わなければならないことである自然エネルギーを利用する場合ランニングコスト供給不安定になりがちなこと、場合によっては自然破壊につながることを考慮しなければならない。原子力発電所を主力とする場合、再稼働するだけではなく、新たに発電所を設けなければならないうえ、放射性廃棄物問題災害時のリスク解決されていない。また、火力発電所を主力とする場合こちらも発電所建設する必要があるほか、ガソリン車の方がCO2排出量が少なくなる可能性も否定できない。そして、EV化を進めるにあたって様々な領域において設備投資必要であり、莫大なコストが掛かるほか、その過程でもCO2排出されることを考慮しなくてはならない。

個人的な考えとしては、無理してEVシフトさせていく理由はないと思う。バッテリーの開発の見通しが全く立っていないのに対し、内燃機関の開発はある程度見通しが効いていることをふまえると、ハイブリッドカーによってCO2削減を目指すほうが建設的なのではないか。もちろん、「EVなんていらん!」と言いたいわけじゃないけど、「内燃機関消滅するんだ!」っていうのはあまりにも行き過ぎなんじゃないかなと。また、世界各国が将来的にガソリン車の販売禁止を行うとしているが、どの国もEVにまつわる問題解決道筋を明確に示せていない以上、事実上は達成目標にすぎないのではないかと思う。

市場競争力などを考えると、EVセカンドカーとしてある程度は普及すると思うけど、主流になるのは高熱効率エンジンを積んだプラグインハイブリッドカーなんじゃないかな。

追記2021年1月21日

はてなブックマークにてこのような内容の批判いただきました。

これが世界の潮流であり、北米欧州中国という日本よりはるかに大きな市場EVに舵を切っている。というのが抜けてますよ/日本だけで細々と売ってくならいいけど、世界に車を売たきゃ潮流に乗らないと。

どんな国内事情があろうとも、EU中国ガソリン車全廃と言っているんだから、限られた時間の中解決していくしかないでしょ。解決出来なければ、日本自動産業は淘汰されるだけ。

これらの批判に対するコメントを書いていこうと思います

このようなはてなブックマーク批判に加え、「EV化は環境問題解決のためというよりも、自動産業における次世代覇権をかけた競争となっているため、否応がナシにEV化は進む」

という論を度々見かけますしかし、このような論調は「欧米各国や中国では、EV化と内燃機関全廃が必ず 実現される」という前提の上に成り立っており、欧米各国や中国における、EV化の実現可能性にまつわる議論が欠けているものだと思います政治的圧力をかければ、何でもかんでも上手くという論はあまりにも乱暴です。

たとえば電力にまつわる問題中国場合貿易戦争によって石炭の輸入量が低下し、2020年から大規模な電力不足が発生しています。また、ドイツでは自然エネルギーの大規模な利用に成功していると言われていますが、実際は自然エネルギー安定的供給できておらず、不足した際はフランスから原発由来の電力を輸入している状況です。電力不足自然エネルギーの利用にまつわる問題は、日本のみならずありとあらゆる国でも課題となっています

他にも、本文において書いたようなバッテリーにまつわる問題市場競争力にまつわる問題は、あらゆる国において共通するような問題であるといえるでしょう。そして、このような問題解決にあたり、まだ形にさえなっていないような新しい技術必要とされています

世界各国ではEV化を進めるための具体的な 算段や道筋がついており、非常に高い可能性で実現できそうである。このままでは日本出遅れるだろう。」という話であれば、私もEV化と内燃機関の淘汰に異論はありません。しかし、実際はどうでしょうか。どの国も具体的な道筋を示せておらず、問題は山積み。そのような状況で、政治的に舵をとりさえすれば実現するようなものだと言えるでしょうか。欧米各国や中国が、EV化に失敗することはないと断言できるでしょうか。

私は、将来的にEV化することを完全に否定するわけではありません。本文に書いたとおり、現在と比べてEVシェアは大きく伸びると思いますし、想像もつかないような技術が開発されることによって、本当に内燃機関が淘汰されるかもしれません。しかし、本文に上げたような問題現在あることを考えると、「内燃機関は必ず淘汰されることになる」とは言い切れないこともまた事実であり、現実だと思うのです。

そして、EV化と内燃機関車の廃止を実現できるかどうか不明瞭で、失敗する可能性も多いにあるのにもかかわらず、「世界中がそういう潮流になっているから、これに乗り遅れるな!」というのはあまりにも安易な考えであると言わざるを得ません。そのような場当たり的な判断では、今まで積み重ねてきた日系メーカー技術的なリードを失い、国際競争力を失うことになるでしょう。

EV化やエネルギー問題は、潮流に流されず、事実や実現可能性をしっかりと見極めて方針を決めていくべきだと思います。少なくとも、「他国がこう言っているから」という安易理由で舵取りしていくべき問題ではありません。

脚注については、追記を書いた所、脚注の部分がワクからはみ出してしまったので、リプ欄に掲載しておき

  • 急速充電って15分でしょ? それ以上に高速化する必要ある?

    • テスラ含め、どんどん高速化競争なってるだろうが。 https://wired.jp/2020/06/07/charge-a-car-battery-in-5-minutes-thats-the-plan/

    • ガソスタみたいなところで15分も時間つぶすのだるいだろ

      • ガソリンスタンドは設備的に最大でも数台の給油しかできんけど、EVは給電コードを広い駐車場の一台分ごとに設置しておくみたいな構想ではあると思う。

      • 片道500kmも走ったら15分くらい潰せよ

  • 書いてあることに特に異論はないけど、PHEVが主流は難しいと思う。内燃系と電力系の二つの動力系をフル搭載するわけだから当然購入価格は上がるわけだし。 データなくて申し訳ないけ...

    • 既存のガソリンスタンドすら潰れまくってるのに今更水素ステーションが田舎まで普及するはずねえだろボケがってどうしても思っちゃうんだよなあ うちは田舎の割にはたまたま近い所...

      • いやその通りだから数十年計画だろうと書いたわけで。今見たら30年に900か所がエネルギー庁の計画だった。 まあガソスタがつぶれるようなとこにはなおのことできんだろうが…

    • 2つの駆動系がコモディティ化して1つ分の価格になるだけやぞ

      • そもそもの部品もがまるで違うので量産効果は弱いし、電池価格もだいぶ下げ止まってきた。エンジン価格もこれ以上下がるの? というかまずなんでエンジンの生産が減るのに価格が安...

        • コモディティ化はメインストリームに対して起こるのでPHVが主流になれば下がるよ。生産数は関係ない。

          • コモディティ化したらPHEVの積み上げコストが今の自動車より安くなるってどういう仕組みでそうなるの?なんかイメージあるなら教えてほしい コモディティ化という現象に生産は関係な...

  • 発電に限らず大規模設備全般に言えることなんだけど 見込みに対してカバーできる規模を急には用意出来ないから シフトを推し進めるなら、各種素材研究が当たらなくてもシフト自体は...

  • 物理法則から言ってエンジンは改良の余地があるけど、 バッテリー技術は素材から発明を待ってる段階なんだよな。 EV推進派は情報分野の発展を見すぎて夢と現実が分からなくなってる...

    • 全固体電池の大容量化が10年後くらいにはできてるだろうし 2050年には核融合炉が完成する見込みだから電力の問題は解決

      • 「全個体電池は〇〇年後には実現している〜」っていうのも希望的な予測でしかないよね? いつまでたっても実現しない可能性もあるんだから、それを前提にして考えていったら大失敗...

      • 電池は丸ごと入れ替えれば充電時間の問題は解消するし電力の問題もせいぜい1割しか増えないので2930年とかなら人口減で十分カバーできる

        • 電池の入れ替えはできれは理想だけど、果たして実現するもんかね。ただでさえ充電プラグの規格が乱立してんのに電池まるごと規格化できるとは思えないんだけど 車体設計の自由度も...

          • バッテリ技術の実現可能性と違って電池の規格なんか法で強制可能 2030年にガソリン新車発売禁止を世界各国が法規制しようとしてるんだから本気でやるならそうなる 嫌がるメーカーが...

            • https://www.itmedia.co.jp/business/articles/1903/25/news055.html 一度規格化してしまうとバッテリーを改良しずらくなる 優れたバッテリーが開発されても、規格がガッチリ決められてしまうと折角の新...

              • やべえ。生まれてしまったら生きるしか道がないわけだが、生存戦略を立てるにはそんなことまで考えていかねばならないわけだ。大変過ぎるな

              • 技術の停滞や国際競争力を心配するなら新技術で世界各国が主流にしようとしてるEVに反対してガソリンにしがみつく人の方を心配した方がいい あと中国は規格化しようとしてるしすで...

                • 世界がEVにシフトしたからいらなくなったガソリンを安く買えるのですが・・・どうしろと?

                  • おれは4才児なんだけどよ おまえ何歳?

                  • おまえの村にまだGSは残っているのか?おーん?

                  • 市場が小さくなったら、かえって供給側が価格をコントロールしやすくなるから、原油はそんなに安くならないってコモディティー投資のアナリストが言ってた。 自分の専門分野が安く...

                • EVよりも高度な技術を必要とするHVやPHVの開発やってるメーカー各社が、EVを作れないとでも? ハイブリッドカーの開発を続けていればEVを作るためのノウハウだって貯まるし、テスラの...

          • 台湾とかである、EVバイクでレンタルで走ってってバッテリー無くなったらその辺のセブンに寄ってバッテリー持ってったら満タンのやつと取り替えてもらえて50円っていうの最高にクー...

    • iPhoneだの有機ELだのと比較するやつな

  • anond:20201219185113 概ね、電動化の問題に触れている印象だけれども、物流インフラどうするかも触れた方が良い。 日本の物流は、モーダルシフトを一部推進したりはしているけれど、実...

    • 地方は土地ごと中国に売ればいい

    • 小さい運送屋は設備投資できない点も アドブルーのときみたいに

      • ほんとにね 商用車の走行距離は馬鹿にならない。100万km走らせるなんて当たり前だし、それだけ車体に負担がくる バッテリーの劣化も乗用車に比べて深刻だろうけど、高価なバッテ...

  • ○脚注 [1-1]『自工会 豊田会長が全面EV移行に懸念 小泉環境大臣「脱炭素への考えは同じ」(2020年12月18日)』(テレ東NEWS) 動画4:04〜からのトヨタ社長の発言より [1-2]『火力発電熱効率の...

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