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はてなキーワード: 燃料電池車とは
アメリカのテックメディア、The VergeのトヨタBZ4X 評が思いっきりボロかすに言われてて笑ってしまった。日本のメディアみたく広告費でコントロールしないと、さらっと本当のことを書かれちゃうね。序章と最終段落だけ訳してみたよ。ただ面白いから全文読んでほしいな。笑えるから。
https://www.theverge.com/23180408/toyota-bz4x-electric-suv-review-specs-price
最大級の自動車メーカーの一つであるトヨタは、燃料電池車のMiraiや人気の高いプリウスなど、ガソリン車に変わる興味深い商品を提供してきた。
しかし、トヨタのEV競争への参加は驚くほど遅く、最近になってやっと電動クロスオーバーのBZ4X をリリースした。
電動SUVは電気自動車を始めるにはいいカテゴリーであるが、この車は競合となるBEVの多くと、Volkswagen ID4やHyundai Ioniq5やGM Bolt EUVなどと比較すると、驚くほど魅力に欠ける。競合よりわずかに長い航続距離、遅い充電速度、先進性に欠けるデザインを総合すると、2023年のトヨタBZ4X に50000ドル(現在のレートで670万円)の価値は無い、と結論づけるしかない。(リコールについて触れなくても！)
(中略)
もしあなたがただの移動手段を探していてトヨタのファンなら、BZ4X は十分に役割を果たすだろう。しかしながら、競争が激しいEV市場には、もっと先進的で航続距離が長く、さらにいい車は沢山ある。BZ4X はそのレベルに達していない。
EV大国の中国に変化？ 専門家「日本が勝者になる可能性は十分」
ウクライナ侵攻で
世界的な電気自動車（EV）シフトが進む自動車業界だが、ロシアのウクライナ侵攻で構図が一変するかもしれない。EV大国として知られる中国が、水素ステーションの設置を急速に進めるなど燃料電池車（FCV）化を急いでいるのだ。以前からFCVに注力してきたトヨタ自動車の読み通りになる可能性もある。
中国国家能源（エネルギー）局の劉亜芳能源節約・科技装備司副司長は、国内の水素ステーションが250基を超えると発表した。シェアは世界の約4割を占め、世界一の設置数だと中国国営の新華社通信が4月13日報じた。
中国「紅旗」が開発するFCV（中国第一汽車集団のホームページより）
中国は昨年8月には首都北京市や上海市などをFCVの「モデル都市群」に認定し、普及に本腰を入れている。長安汽車は航続距離700キロ以上のFCVを4月21日に発表しており、上海汽車集団は2020年9月時点で、25年までに少なくとも10車種の投入を目標に掲げるなどメーカーも開発を進める。
中国のネット記事でも、技術革新の難しさや供給方法などから、EVが新エネルギーの唯一の解決策ではないとする論評も見られる。
背景にあるのがエネルギー問題だ。石油情報センターによると、4月25日時点の国内のレギュラーガソリンの平均小売価格は、1リットルあたり172.8円だった。また大手電力10社が27日発表した6月の家庭向け電気料金は10社のうち5社が値上げした。いずれもロシアによるウクライナ侵攻が影響しており、ガソリンなど内燃機関車やEVオーナーの家計を苦しめている。中国もエネルギー価格の上昇は深刻な問題となっている。
日本でもFCVの動きが進んでおり、昨年8月時点で166カ所の水素ステーションが整備されている。普及は6000台程度。トヨタは14年からFCVを販売しており、水素エンジンの技術開発も進めている。同社の豊田章男社長は、雇用の維持などを理由に、これまで幾度となく「EV一辺倒」に警鐘を鳴らしていた。
自動車ジャーナリストの佐藤篤司氏は「ウクライナ情勢を受けて、EVのみにシフトすることの危うさが明確になったといえる。その上でトップダウンで開発できる中国は、FCV時代の勝算が見えているのではないか。現段階でFCVをリードするのは、日本（トヨタ）と中国勢だが、車づくりでトヨタにかなわない。FCV時代が到来すれば、日本が勝者になる可能性が十分ある」と指摘した。https://www.itmedia.co.jp/business/articles/2205/09/news070_2.html
脱炭素が世界的に大きな注目を集めた2021年。年の瀬に行った石油元売り3社のトップインタビューで共通していたのは、急速な脱炭素がエネルギー不足を引き起こさないかという危機感でした。世界的なEVシフトなどによって“ガソリンが要らない時代”は来るのか。石油を売る会社の将来ビジョンに迫ります。（経済部記者 西園興起 五十嵐圭祐）
かつてない危機感
「脱炭素の流れは不可逆だ。想定より、もっと早く石油需要が減少するリスクが高まっている」（ENEOSホールディングス 大田勝幸社長）
インタビューの冒頭、元売り最大手・ENEOSの大田社長が打ち明けたのは、脱石油のスピードに対する危機感でした。
1985年に昭和石油とシェル石油が合併して以降、統合再編が相次ぎ、10社以上あった元売りは大手3社体制に。
しかし、いま世界で進む脱炭素の流れは、石油会社そのものの存在を「否定」しかねない大きなうねりとなっています。
政府は2035年までに新車販売をすべて電動化する方針を掲げています。
金融機関の間では化石燃料の上流開発などから投融資を引き上げる“ダイベストメント”が広がり始めています。
「金融機関が『化石燃料には投資しない』と選別することで、エネルギーの転換・産業の転換を早めていく効果はある。しかし、時間軸を考えず極端に進めれば、社会経済活動になくてはならないエネルギーが不足するという事態に陥るリスクがある」（出光興産 木藤俊一社長）
「1次エネルギーの80％以上を化石燃料に依存している中で、化石燃料を急に絞っていくと価格は暴騰してしまう。おそらく、誰も、そういう世界を望んでいないだろう」（コスモエネルギーホールディングス 桐山浩社長）
「今後、状況によっては石油の需要が落ちる以上に、供給サイドにブレーキが掛かり、価格が高騰するということも考えなければならない」（ENEOS 大田勝幸社長）
脱炭素の動きは長期的には実現すべき目標だが、急な動きはエネルギーの安定供給にひずみをきたし、価格暴騰につながるリスクがある”と3社のトップは、危機感をあらわにします。
何で食っていくのか？
長年、経営の柱だった石油事業からいかに異なるビジネスを展開していくのか。
各社に秘策を聞きました。
インタビューで尋ねたところ、「合成燃料」なるものの開発に着手しているといいます。
「合成燃料の原理は、工場などで排出された二酸化炭素を回収して、クリーンな水素と反応させ、新たな燃料をつくるということだ。いわば、人工的に原油を作るようなもの。通常の石油製品とまったく同じ仕組みなので、船やガソリンスタンドなど石油会社のサプライチェーンがそのまま使える。ラボ（研究所）の段階ではもう技術としてできあがっている。大量に、安く作るためにはもう少しイノベーションが必要だが、自分たちの強みも生かしながら積極的に取り組みたい」
ENEOSは新たなエネルギー分野として水素事業に力を入れています。
燃料電池車向けに、首都圏など47か所に水素ステーションを設け、海外からも水素を日本に効率的に運ぶ新たな技術開発も進めています。
その水素を二酸化炭素と反応させて新しい燃料をつくりだすという新たな技術開発です。
一方、ガソリン販売の業界シェアで3割を占める出光興産は、いまある経営のリソースを将来に向かって生かしていくとしています。
その1つが全国津々浦々にあるガソリンスタンドのネットワークです。
移動式の脳ドッグ
地域密着を売りに、なんとガソリンスタンドで移動式の脳ドッグまで始めたといいます。
「私はガソリンスタンドを“スマートよろずや化”すると言っていて、お客様の利便性向上に繋げるため、介護事業も始めている。この中で、脳ドッグなんかは、なぜガソリンスタンドでやるのと言われているが、地方都市では予約して大学病院に行くということは難しいので地元では喜ばれている。さらに、キッチンカーや地元の野菜の販売など新たな取り組みを始めている。ガソリンスタンドのネットワークを地域に喜ばれるサービスを提供していこうと考えている」
その延長線上で開発を進めているのが小型EVです。
石油元売りがEV開発？最初聞いたときにはどんなビジネスモデルなのか、想像もつきませんでしたが、先を見据えた動きだといいます。
「EVを我々が作って売るのではなくて、ガソリンスタンドを通して、カーシェアリングやサブスクリプション（毎月、一定額で車を利用できるサービス）を展開する。メンテナンスも全部行って、充電する電気の料金も含めて、定額でいつでも使っていいというビジネスモデルを考えている」
さらに、EVのさらなる普及を見据え、次世代の電池＝全固体リチウム蓄電池の研究開発も進めています。
全固体型は、電気をためたり放出したりするのに必要な「電解質」が液体ではなく固体。いま一般的に使われている電池と比べて、液漏れや発火など安全上のリスクが少なく、出力も高めることが可能だといわれています。
“スマートよろずや”であるガソリンスタンドを拠点に将来の伸びしろ部分を強化しようというわけです。
社内での激しい議論のすえに脱石油をうたいつつ、新たな分野への投資を拡大しています。
「事業ポートフォリオを変化させようっていうのはずっと考えていて、いまの中期経営改革を策定した2017年に社内で激しく議論した結果、“脱石油”を掲げた。石油会社が“脱石油”でいいのかという意見もあったが、市場がシュリンク（縮小）していくのがわかっているのだから、潔く脱石油をうたって、Oil＆Newっていうスローガンを立ててそっちに向かってやっていこうと考えた」
1996年に風力発電専業のコスモエコパワーを立ち上げ、いち早く風力発電事業に取り組んできました。
順調に風力発電の設備を増やしていて、今では電力事業者を含めて、3番目の容量を誇っています。
政府は再生可能エネルギー普及の切り札として、洋上風力発電を2040年までに最大で4500万キロワットまで拡大しようとしています。
「風力発電ってどんどん伸びていく。みんな電力にシフトしていくのに、その電力がクリーンになっていなかったら話にならない。EVで使う電力だって化石燃料で発電すれば、決してクリーンとは言えない。洋上風力は今は着床式だが、どんどんどん沖に出て行く形になる。現実的な解は風力だと思う。もちろん、風況調査から始めて、実際に動くまでものすごく長い時間がかかる。ただ、着々と事業を進めてきているので2030年代の中頃には、経常利益で300億円から400億円ぐらいになると思う」
「大手3社の市場占有率が高いので、独禁法上はこれ以上石油業界の再編はない。ただ、独禁法が関係ない再エネや風力の世界では、自由に絵が描けると思っている」
「エネルギー供給事業者として、必要な需要に対して用意できるエネルギーをしっかり供給しようとすれば選択肢は広がる」
「若手の社員は脱炭素に前向きで、スタートアップ企業とのコラボも進めている。新しいことをやるのに先輩に引けを取っていない」
今回のインタビューを通じて、各社トップは新たなエネルギー、新たな付加価値を提供できれば脱炭素時代もビジネスチャンスをつかめると捉えているのが印象的でした。
脱炭素の流れで「石油の世紀」が完全に終わるわけではないと、トップたちは強調しますが、自らが認めるように需要の減少は不可逆です。
金融機関やマーケットなどからの視線は厳しさを増す中で、各社のエネルギーへの知見や、製油所やスタンドなどのインフラ、燃料の調達・供給体制を含めたサプライチェーンを「資産」として生かしつつ、新たなビジネスを開拓できるのか。
乗用車の電動化はEV（電気自動車）ばかりに話題が集中するが、商用トラックの分野では、燃料として積んだ水素で発電して走行する燃料電池車（FCV）の導入も確実視されている。
理由は貨物積載時の総重量にある。一般的な乗用車の車体重量が2トン以下なのに対し、中型貨物トラックは最大積載時の総重量が10トン前後。10トン以上の荷物が積めて長距離の幹線輸送に使用される大型トラックになると、最大積載時の総重量は20数トンに及ぶ。EV化で問題になるのは、特に重い大型の商品性だ。
仮に現在の技術で長距離輸送用の大型トラックをEV化した場合、どんな車に仕上がるか。日野によると、乗用車のEVとして有名なテスラ「モデル3」の6倍超に相当する350kWhもの電池を搭載したとしても、最大積載時に1回の充電で走行できる航続距離は300キロメートル程度にとどまるという。
しかも、それだけの電池をフル充電するには、急速充電でも約3時間は必要だ。また、電池の重さだけで2.5トンに達するため、重量的な制約により、貨物の最大積載量を現行のエンジン車よりも約1割減らさざるをえない。
「長距離輸送を担う大型トラックなら、少なくとも（500キロメートル離れた）東京〜大阪間を充電なしで走れるくらいの航続距離は必要。1回の充電で走行できる距離が短く、最大積載量も今より減るとなれば、運送事業者に受け入れてもらえない」（日野自動車の通阪久貴・先進技術本部長）
そこで大型トラックでは、EVより航続距離を伸ばしやすく、燃料充填時間も短いFCVの技術が注目されているわけだ。走行ルートが決まっていることが多い商用トラックなら、乗用車に比べて水素充填インフラの問題も解決しやすい。
すでに日野は商品化に向け、親会社のトヨタとFC大型トラックの共同開発に着手。現行の「日野プロフィア」をベースとし、車両総重量（最大積載時の総重量）は25トン。アメリカでも同様に現地仕様の大型FCトラックを共同開発中だ。いずれも2022年からの走行実証を経て、アメリカでは2024年、国内は遅くとも2020年代半ばの量産開始を目指す。
自民から立民への鞍替えを検討するためどうやって解決するのか聞きたいです。
自民がどうではなく鞍替えを検討しているので立民がどうやるのかが重要です。
| 時間 | 記事数 | 文字数 | 文字数平均 | 文字数中央値 |
|---|---|---|---|---|
| 00 | 110 | 13939 | 126.7 | 49 |
| 01 | 57 | 12655 | 222.0 | 80 |
| 02 | 36 | 11208 | 311.3 | 49 |
| 03 | 18 | 1435 | 79.7 | 27.5 |
| 04 | 40 | 2838 | 71.0 | 46.5 |
| 05 | 20 | 1782 | 89.1 | 79 |
| 06 | 34 | 2629 | 77.3 | 49 |
| 07 | 56 | 8546 | 152.6 | 72 |
| 08 | 75 | 8070 | 107.6 | 56 |
| 09 | 104 | 9149 | 88.0 | 47 |
| 10 | 131 | 19990 | 152.6 | 53 |
| 11 | 195 | 18906 | 97.0 | 39 |
| 12 | 209 | 19370 | 92.7 | 42 |
| 13 | 191 | 16349 | 85.6 | 49 |
| 14 | 139 | 9472 | 68.1 | 40 |
| 15 | 131 | 11256 | 85.9 | 33 |
| 16 | 152 | 12625 | 83.1 | 47 |
| 17 | 140 | 16358 | 116.8 | 41 |
| 18 | 140 | 22442 | 160.3 | 39.5 |
| 19 | 163 | 15757 | 96.7 | 41 |
| 20 | 152 | 15322 | 100.8 | 43 |
| 21 | 171 | 12032 | 70.4 | 32 |
| 22 | 100 | 13852 | 138.5 | 68 |
| 23 | 131 | 15863 | 121.1 | 36 |
| 1日 | 2695 | 291845 | 108.3 | 44 |
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なんとガソリンエンジンと同じ動力で水素で動くとのことで驚いた。
・廃棄されるのは水だけ！んぎもぢいい！
これもう最強じゃん。ＦＣＶがＭＴ対応してくれればなーと妄想してたんだが、
https://www.youtube.com/watch?v=eQ7mDk5IIiI&ab_channel=RideNow
（追記）
いやー詳しい人の情報ありがたい。
EVと食い合うのでは？って話だけど、良い意味で棲み分けになるんじゃないかな。
前者はクルマを「足」としてみてるだけの一般ユーザー向け（ラクだから）、
後者は物流業者やファンドライビング向け（低燃費で事故が少ないから）。
だから水素エンジンの需要は、クルマを楽しむ人間がいるかぎり、存在し続けると思う。
あとはエンジンが使いまわせるから、過去70年間の自動車エンジニアの業績が消えることもない。
（追記２）
発展阻害要素があるとすれば、技術的にというよりは、
問題なのは PEM電気分解 と 充填 の効率だ。ここが余分に入っているせいでFCEVの効率が悪くなっている。これらを再生エネルギーでやればいいのでは？
そう思う。つーか再生エネルギー自体はDCで取り出されるので、ここで電気分解を行えばAC/DC変換効率分は改善されるんでは
そこは疑問。再生エネルギー生産は時間や場所がブレるし消費の時間・場所とはギャップがある場合が多いんだけど
それを調整するためのEVは誰もが好き勝手にどこかに移動させたい代物なんだよね？
本当にうまくいくのかな
[～中略～]
要するに車体が大型になればなるほど現状の蓄電池には不利になるわけだ。
だからEVの未来としてはスクーターや高齢者向けの超小型モビリティなど、街乗りの小規模な乗り物として活用されることになるのでは
これなら積載量も航続距離もいらない
現状でも電動アシスト自転車は世の中に普及してるし、急速充電ができないという問題点もバッテリー交換という形ですでに解決されている
特に小型モビリティはこれから全世界で高齢化が進むんで市場は今以上に大きいと思われる
[補足]
エネルギー効率重視の元増田(id:vitamin_aceか)にとってブレ幅が大きい上に規模を上げづらい再生エネルギーは相性悪そう
FCEV(燃料電池) vs BEV(電気自動車)について返答してみる。FCEVに水素をいれるよりも、BEVを充電した方が効率が良いという話です。
水素を作る際に投入する電力のうち、数割は熱に変わってしまう。この点をBEVと比較しようと思う。Well-to-Wheelではなく「Grid-to-Wheel」で見た場合となっている。
水素を製造する際には電気分解が主流だ。（石油からの生成もあるが、今回は電気分解とさせていただく）
なお電気分解の際は、送電グリッド（交流）での変換とすると、まず交流を直流に変換する必要がある。この効率を92%とする。
【92%】
電気分解法としてPEMを考えると、効率が80%であるから、この時点で：
【92% * 80% = 74%】
となる。
燃料が問題なのは、「物質」であるために、「貯蔵」と「輸送」が必要になる点だ。
貯蔵に関して言えば、（水素は密度が低いので）貯蔵する際に液化または高圧にする必要があり、必ずエネルギーを消費する。
輸送に関して言えば、重さのある物体を動かすわけなので、必ずエネルギーを消費する。
ここで、燃料を貯蔵する際に使うエネルギーの効率を見てみると：
つまり貯蔵方法として圧縮する場合、今までの効率を掛け合わせると
となった。タンクに充填する段階までで、投入電力の36%は熱として失われる。
さて、ここまで製造した水素を水素タンクに充填した。次はその水素を使用するわけだが、ここでもロスが生じる。
燃料電池に貯蔵されたエネルギーは直流で取り出される。この効率を95%とする。また、取り出した電流をACに変換する必要がある。例えばMiraiのモーターは交流同期モーターで、DCからACへの変換効率を90%とすると、
【92%(ACDC) * 80%(PEM) * 87%(充填) * 95%(FCスタック効率) * 90%(DCAC) = 55%】
となる。
バッテリへ充電する際、ACDC変換の効率を92%、充電の効率を80-90%、インバータのDC→ACの変換効率を96%とすると
【92%(ACDC) * 80-90%(充放電) * 96%(DCAC) = 70-79%】
となる。
すなわち、同じ電力を投入する仮定のもとでは、電気自動車を充電した方が効率が高い。燃料電池車は、「水素製造」〜「燃料電池からの電力を取り出すまで」の間に、投入した電力のうちの45%の熱を出すわけだ。
数字をよくみると、問題なのは PEM電気分解 と 充填 の効率だ。ここが余分に入っているせいでFCEVの効率が悪くなっている。これらを再生エネルギーでやればいいのでは？と思うかもしれないが、そういう話ではなく、その再生エネルギーをBEVの充電に使った方が効率が高いよね、という話なのだ。
電気分解をしないケース（石油精製時利用する水素を使うケース）で見ると、
【87%(充填) * 95%(FCスタック効率) * 90%(DCAC) = 74%】
となり、まぁ悪くないような感じになる。ただ、このケースではCO2を出している。
「水素燃料の輸送ロスについて」への返答としては、「場合によるが（余り物の水素を使うなら効率が高い）、BEVよりも劣る」だろう。
輸送の際の話は答えていないので答えると、液体水素で輸送する場合ボイルオフ（気化していく）によりロスが生じる。圧縮する時にはエネルギーを投入する必要がある。パイプラインを引けばロスはない。
燃料電池スタックにも寿命がある。BEVとの比較はデータがないので難しいが、ここはおあいこのようだ。
Miraiとかはかなり頑丈なプリプレグでタンクを作っており安全性は高い。
リチウムイオンの危険性も確かにあるが、今は切ったり突き刺したりしても燃えないように作られている。
安全性を語る時はケース（事故）を色々考えないといけないので論ずるのは難しいが、一般論で言えばどれも極端なケースを除けば安全に作られていることは確かだ。
ガソリンは使い方を間違えれば兵器にもなるわけだし、あれほど危険なものをある程度安全に使えているので、安全性に関しては規制でなんとかなるという見解だ。
EVに蓄電するケースは自然エネルギーとの付き合い方では最も最適だ。EVをバッファとして使う。その際にパワーグリッドの需給状況に応じて充電電流などを変える必要があるだろうが、CHAdeMOはすでに遠隔監視のために携帯電話網に接続されたものもあることから、あとは制度次第で可能だろう。
水素で蓄電することももちろんできて、各水素ステーションの改質のタイミングを電力のオフピークに行えば良い。ただ書いたように、同じ電力を使うならEVに充電した方が効率は高い。
LPG車が細々と残り続けていることからも、こういう形で燃料電池車が使われるのではという確証の無い予想をしている。
現在のリチウムイオン電池はエネルギー密度が低く、例えばトラックなどがEV化した場合、目指す航続距離にもよるが、トラックの自重の半分とかが電池の重さになるだろう。大型トラックでも25tまでしか許されないので、電池ばかりを積むこともできない。航続距離が欲しいなら積載量を削ることになり、積載量を増やしたいなら航続距離を減らすことになる。
リチウムイオン電池のブレークスルーがなければ、燃料電池車もある程度日の目を見るだろう。
ただ、トラック・バスをEVやFCEVにするのはあまりにもコストがかかるわけで、もうしばらくはハイブリッドのままなのでは無いだろうか。
ICEは効率の点ではEVに遥かに及ばないよ。印象だけでは語るとデマになるので、少し計算した方が良い。
原油⇒精製(90%)⇒輸送(98%)⇒エンジン(30-40%)⇒変速機(80-90%)
=20%-35%程度
一番の問題は、熱機関は最良でもカルノーサイクルの壁を超えられないこと。つまり入力と出力の温度差による限界が来るわけ。
エンジンの素材は金属なので、良くても数百度とかにしかできないわけで、予算度外視でどんなに効率をよくしても量産車で60%に至ることはありえない。
エンジンはアルミか鉄なわけで、そこまで高温にできない。それで30-40%止まりと言うわけ。最近50%近いエンジンができたーとか言うニュースもあるが、もう熱力学上、天井は見え始めている。これは物理学なので、どうしようもならない。
(ちなみに、燃焼温度を上げると今度はNOxなどの問題が顕在化してくる。そのため、むしろEGRなどにより温度を下げるのがトレンド。エンジン開発はいろいろなトレードオフなのだ。)
ディーゼルエンジンは効率が比較的高く、CO2の排出もガソリンエンジンよりも少ないとされるが、NOx/PMなどの排出が多い問題がある。NOxについてはマツダが頑張って尿素SCRなしのエンジン作ったけど、結局、PMについては、DPFを用いて微粒子を捕獲している。そのDPFの煤焼き運転必要だったりするので、その分の燃料は無駄になるわけだよね。
で、エンジン車の問題として、トルクバンドが上のほうにあるので、クラッチ、トルクコンバーター等と変速機が必ず必要となる。その際にロスが出てしまう。AT/MT/DCTは段数が少ないとパワーバンドを生かしきれない。段数が多いと重い。CVTは滑るし、CVTフルードは温まるまで粘度が高くてロスになる（ダイハツはCVTサーモコントローラーとかで頑張ってるけど）。
エンジンの熱効率が50%に達したという記事（JSTの「革新的燃焼技術」）で反論する方がいらっしゃるが、そのエンジンは実験室の563cc単気筒エンジンだ。もちろん単気筒なんて自動車では振動などで使い物にならないから、最低でも3気筒からとなる。そうしたときに、気筒が増えて動弁系などのフリクションの発生によって効率は下がるはずなので、そのまま量産車に適用することは難しい。実用車では気筒数増加による動弁系の負荷、オルタネーターなど補機系の負荷などもかかってくることも頭に入れておきたい。
日産が45%のエンジンを開発しているとの記事もあるが、これはe-Powerの「発電専用」エンジンだ。ハイブリッドなので、こういう芸当が可能だ。
45%からは数%上げるだけでも相当血のにじみ出るような開発の労力がいるだろう。
燃焼温度はアルミや鋳鉄の融点よりも遥かに高いと言う指摘があった。その通りです。
しかし、熱力学を説明したかっただけで、例えば入口・出口の温度差を数万度にしたならば、熱効率はかなりのものとなるが、そんなものは物性的に不可能ということを示したかった。
原油⇒火力発電(超臨界発電) 50-60%⇒送電 (95%) ⇒バッテリへ充電(90%)⇒変換(96%)⇒モーター(95%)
=39-45%
PHEV, BEVの場合、上に示したうちで一番効率の悪い「火力発電」の部分を再生エネルギーや水力に転嫁することで、CO2削減を目指せる。もちろん、原発にしてもCO2は減らせる。
なお日本の火力発電所のSOx/NOx排出は海外に比べてもとても少なく、優秀である。
発電所の部分では、現状でも50-60%の効率は稼げる。なぜ熱機関なのにここまで効率が出せるかと言うと、巨大なプラントで高温に耐えるコストの高いタービンを回してるから。
それによって熱機関の効率が高められるから。車のエンジンは小さくてスケールメリットが働かないよね。でも発電所レベルなら巨大で、コストも充分かけられるのでこう言う芸当ができる。
で、電気の輸送に関しては送電線なので一度つなげたらしばらくはCO2を出さない。送電の効率も超高圧送電(100万ボルト以上)によって高まっている。
また、インバーターとかモーターに電気を流す部分はパワーデバイス(GaN等)の発展によってどんどん効率が上がっている。
なお、モーターのトルク特性としてエンジン車のように変速は不要のため、クラッチ・トルコン・変速機などによるロスはない。将来、インホイールモーターが実用化されれば、モーター→タイヤへの伝達効率はさらに上昇する。
ちなみに、xEVは回生充電もできるために、ブレーキ時に運動エネルギーがICEほど熱に変わらない。
（一方ICEはエンジンブレーキを使ったとしてもエネルギーに変えているわけではないので（多少オルタネータの充電制御は入るが）、ブレーキ時には運動エネルギーを熱にしてしまう。せっかく石油を燃やして運動エネルギーを得たのに、そのエネルギーを回収しないで熱に変えるわけ。）
まあxEVが回生できるとはいえ回生時にパワーデバイスとかの充電ロスがあるから、実はコースティング（回生も何もしない）で空走した方が距離を稼げる。なので、前の信号が赤にかわったとき、EVに関していえば、ブレーキも何も踏まないで空走状態を維持し、空気抵抗だけで0kmにするのが一番効率が高い。まあ、そんなことしていたらノロノロすぎてウザがられるので、妥協点として回生ブレーキを使ってちょっとはロスするけど、エネルギーを回収しながら止まるってことだね。
（ICEだと、エンジンブレーキを積極的に使って、ブレーキを踏まない運転を心がければ良い。やってはいけないのは、Nに入れて空走すること。Nに入れるとエンジンはアイドリングを維持するために燃料を消費する。ギアを入れたままエンジンブレーキをかけると、その間は燃料噴射をやめても回転が維持できるので、エンジンは燃料噴射をやめて、実質消費はゼロとなる。）
バッテリーの製造時の負荷は確かに高い。しかし、製造には電気を使っているので、電力構成によりCO2の排出は変わる。つまりグリーンなエネルギーを使えば問題なくCO2を減らせると言うこと。
なお id:poko_pen がマツダのWell-to-Wheel理論を持ち出しているが、あれば古い時代のバッテリー製造時のCO2データを使っていて、CO2排出を過大評価している。最近のテスラのLi-ion電池工場では、再エネを利用して製造しているのでCO2は少なくできる。こうした、製造時のCO2排出の問題は工場や電源構成をアップデートしていけば減らせる問題だ。
（マツダはBEVよりもICE派で、SPCCI（圧縮着火）とかで頑張ってるから、バイアスがかかってるのは仕方ないと思うね。私は内燃機関とデザイン周りで頑張るマツダは大好きだけど、SKYACTIV-Xが思ったよりも微妙だったから株売っちゃったわ。）
Li-ion電池に10%含まれるリチウムは、採掘時に水を大量に使ったりする問題はある。ただ、これは「製造時」に限った話であり、内燃機関を使うたび、原油のために油田をあちこち掘り返したり、オイルタンカーが座礁して原油を撒き散らしたりするのに比べれば遥かにマシというものだろう。
xEVには必要となる貴金属類には依然として供給リスクとか採掘時の「児童労働」とかの問題を孕んでいる。ここら辺は全世界的に解決するしかなさそう。需要が増えれば、世界の目がこう言う問題に向くはずなので、我々技術者はそれを期待するしかない。
例えば沖縄は石炭火力の比率が高いため、EVの効率を持ってしてもCO2の排出がHVとかより高くなる。しかし、それ以外の都道府県ではICEよりBEVの方がCO2が低い。原発が動いていない現時点でもね。
PHEVはもちろんICEより遥かにCO2を出さないが、BEVには勝てない。ただ、電力構成によっては逆転もありうるが、ほとんどの都道府県ではBEVの方がCO2を出さない。
(追記: anond:20200211034316 に FCEV vs BEV の効率比較を書いた)
燃料電池車に関していえば、無用の長物と言える。水素を製造する場合にも電力が必要だが、まあこれを再エネで行ったとしても、水素の輸送とタンクに注入する際の水素の圧縮時のロスは非常に大きい。その圧縮の際に再エネを使ったとしても、結局そのエネルギーでBEVを充電した方が効率がいいのだ。
そもそもBEVならば、送電線さえあればいいわけで、わざわざ水素のように輸送する必要がない。
また燃料電池は化学反応なので、アクセルレスポンスが遅いと言う欠点があり、反応のラグを補うために燃料電池車には結局バッテリーが積まれている。
ただ、航続距離は長いために、俺は現代におけるタクシーとかのLPG車みたいに細々と残るとは思う。航続距離が重要なトラックやバス、タクシーなどには燃料電池が使われるかもしれない。
効率以外にも、めんどくさい高圧タンクの法定点検とか、割と問題は多い。水素ステーションは可燃性の水素を貯蔵するわけだから、EVの充電スタンドよりも法的なめんどくささがあるのも確か。
これは燃料電池車より論外。カルノーサイクルに縛られてしまうので、電気分解よりも効率が悪くなる。水素の使い方としては燃料電池よりも悪い。
再エネは不安定と言われる。確かに自然相手なので、予測も難しい。しかし将来的にEVが普及すれば、EVをバッファとして利用することで、不安定さを吸収しグリッドを安定させられる。
これは再エネを導入する動機にもなる。職場に着いたらEVにCHAdeMOを挿しておいて、電力の需給バランスに応じて充電開始、とかが普通になるかもね。
BEVは寒さに弱い。リチウムイオン電池の特性上、寒くなると容量が可逆的ではあるが減る。そのためテスラにはバッテリーヒーターが搭載されている。（ちなみに、寒いノルウェーでもテスラが爆売れしているし、なんと新車の半分くらいの売り上げがBEVという。もはや寒さは問題ではないのかも？（まぁ優遇政策があるからだけどね））
FCEVも寒いと反応が弱まって出力が減るので、そこらへんは考慮されている。
一方ICEも、冬になると燃費が悪化するとされる。US DoEによると、理由は、オイルの粘度低下、温度上昇までの暖機、ガソリンの配合が夏と違う（日本でも同じかは謎）など。他には空気密度によるエアロダイナミクスの悪化とかがあるがこれはEVでも同じだ。オイルなどが原因となって燃費が悪化するのはICE特有だろう。
BEVはまた暑さにも弱い。Li-ionは熱によって不可逆的なダメージを受けて、寿命が縮む。そのためテスラにはエアコンを利用する水冷バッテリークーラーが搭載されている。リーフは空冷で、これが問題だったのか、劣化の問題でざわついていたリーフオーナーも多かった。今は改善されているらしい。
URLを多く貼るとスパム認定されるから貼れないけど、US DoEとかCARB、日本だと日本自動車研究所あたりの公開資料を見ればソースに当たれる。
一つだけ、EV vs ICEの効率について、13分程度で詳説してある動画のURLを貼っておく。英語で字幕もないが、割と平易なので、見てみてほしい。論文ソースは動画の中でよく書かれている。
「製造時の負荷」「化石燃料の発電でEVを使うのは利点あるのか？」「リチウム採掘の負荷」の3つで説明されている。簡単に箇条書きにすると：
https://www.youtube.com/watch?v=6RhtiPefVzM
前述のようにマツダはEVと自社のICEについて、Well-to-Wheelでライフサイクルアセスメントで比較している。その比較におけるLi-ion製造時のCO2排出量のデータだが、2010年〜2013年のデータとなっており古い。しかも、Li-ion製造時のCO2の排出量は研究によってばらつきが大きく、いろいろな見方があり正確性があまりないのが現状。また現状を反映していないと考えられる。例えばテスラ「ギガファクトリー」のように太陽電池をのせた自社工場の場合などについては考慮されていないのが問題だ（写真を見ると良い、広大な敷地がほとんど太陽光で埋まっている）。
また、マツダの研究はバッテリー寿命を短く見積りすぎている点で、EVのライフサイクルコストが大きく見える原因となっている。テスラのようにバッテリーマネジメントシステム（BMS）がしっかりとしたEVは寿命が長く、またLi-ionの発展によって将来は寿命を伸ばすことは可能だろう。事実、今まで電極や電解質の改善によってサイクル寿命は伸びてきた。
テスラは現時点で最も売れているわけだし、このことを考慮しないのは少々ズルいと言える。
"Why Hydrogen Engines Are A Bad Idea" でYouTube検索したらわかりやすいが、噛み砕くと
あと補足すると「エンジン」は爆発によるエネルギーを使っているが、全てを使い切れていないこと。十分に長いシリンダーを使って、大気圧まで膨張させるならエネルギーをかなり取り出せるが、そんなものは実用上存在できないので、爆発の「圧力」を内包したまま、排気バルブを開けることになる。この圧力をターボチャージャーで利用することも可能ではあるが、全て使い切れるわけではない。
あーでも、水素エンジンのメリットが1つあった。燃料電池(PEFC)は白金を必要とするため Permalink | 記事への反応(16) | 01:34
http://b.hatena.ne.jp/entry/www3.nhk.or.jp/news/html/20170915/k10011140721000.html
EVに移行しないと乗り遅れる！って煽りを真に受けて、それに乗っかるって戦前と一緒では？
燃料電池自動車はトヨタのゴリ押しというわけでもない。ダイムラーはプラグインFCVを発表しているし、ドイツでは燃料電池電車を実用化するし、大型トラックはEVに置き換わるなんて予測はなくて燃料電池車になると考えられている。
EV普及率で世界一のノルウェーは電気自動車の税制優遇がなくなればプラグインハイブリッドへ乗り換えると言われている。
2040年にイギリスやフランスは内燃機関車の新車販売を禁止するわけではなく、エンジンが付いているハイブリッドやプラグインハイブリッドは禁止していない。少なくとも現状では全てを電気自動車にするなんて言っていないのに、EVだけだと思い込んでいるのでは？
小型のEVは間違いなく増えるはずだけど、2040年から2050年の予想は未だにプラグインハイブリッドが一番多いというのばかり。
水素カーだの燃料電池車だのが最近やかましい。トヨタの車は数年先まで予約待ちだそうだ。
ガキの頃の社会見学で勉強した限りでは、どうも市販車が出るのは当分先という感じだったから、
思った以上に早かったな、というのが正直な感想だ。
しかし、都会でいくらステーションができてニュースになっても、だからどうしたと言いたくなる。
本当に車がないと暮らしにも困るような地域まで、果たして普及してくれるのだろうか？
というかそんなとこだと、今あるGSすら老朽化で法規制がどうとか言ってるうちに、
気がついたら潰れていたりする。
ランプや電気がそうだったように、このインフラは全国の山々まで届くのだろうか。
それとも、地域ごと土に返るのが先か。
2月8日に西武ドームで行われたリアル車将棋のニコ生タイムシフトを見終えた。言わずと知れた羽生善治四冠と新進気鋭の豊島将之七段が対局したのだが、まず場所が野球場であること、対局者はそれぞれ4時間の持ち時間を持つが、普段の対局とは異なり時間切れの場合秒読み勝負とはならずその時点で負けとなること、また直接対面せずに一塁側、三塁側に設営されたテントの中で考慮し、マイクで指し手の宣言を行い、そしてそれを合図にドライバー達がグラウンドへ駆け出し、でかでかと描かれた「将棋盤」上に配置された「駒」である車に乗り込んで目的の場所へと移動することで対局を進めていくという、スケールの大きい、あえて別の言い方をすると非常に馬鹿馬鹿しい企画だ。
個人的には将棋は駒の動かし方と大まかな戦法しか分からず、見る方も有名な棋士はなんとなく知ってはいるものの棋戦を積極的に見ることはあまりない程度の者なので将棋の詳しい内容を語ることは難しいし、車に至っては公共交通機関の発達している都市部での乗用車利用は禁止してしまえばいい、くらいの考えを持ったことがある程度には車の所有欲がない人間である。
そんな自分がこの番組に興味を持ち、最後まで見続けることになったポイントは、なぜこのような企画を立て、実行できたのか？という一点に尽きる。
今回の番組はドワンゴに並んでトヨタの主催という立場で行われた。つまり番組の本質はトヨタの宣伝だ。ドローン空撮を利用した壮大なオープニングから始まり、MCやゲスト、解説の棋士が次々と入れ替わりながら途中休憩時以外ほぼノンコマーシャルで進行していくのは快適だ。ゲストは盤面の動きの多い序盤と終盤に将棋側、長考が多い中盤に車側を多く呼んでいたように思うが、盤面解説の棋士に対しても積極的に車のエピソードについても聞いていくというコンセプトで進められ、番組全体の長さは10時間を超えるものとなった。
駒となる車も、羽生側は往年のトヨタ車、豊島側は世界初の量産型燃料電池車であるMIRAIをはじめとした最新のトヨタ車が選ばれ、豊島側の歩兵、銀将、飛車が成ったときは専用の車種に入れ替わるという演出も用意された。展開の都合上、成銀と龍王の出番はなく閉会式での紹介のみとなったが…。
陳腐な表現だとは思うが、今回の番組はネット番組ならではの特性というか、地上波テレビではできないことを惜しみなく行う「良さ」を見た気がする。今回のような番組は当然ながら地上波では行えるはずもない。例え無尽蔵の予算があったとして、公共性が求められるとされる地上波放送においては10時間もの間、たった1社の宣伝のためだけの番組を生放送し続けることを許す土壌がないからだ。地上波で行うとなるとたとえば1時間とか2時間の枠に圧縮され、視聴者に分かりやすいように編集され、宣伝色も薄められたものが届けられる。それはおそらくクライアントの思惑と必ずしも合致しないものになるだろう。
登場するゲストたちも、次々に「こんな企画誰が考えたんだ？」と口にした。東洋経済の記事によるとドワンゴがトヨタに持ち込み実現した企画とのことだが、トヨタ側の真剣な取り組み具合もその記事から見て取れるように、この番組を通していわゆる「若者の車離れ」をなんとかしたい、というトヨタの思いが強く感じられる番組作りだった。ネット番組にありがちの低予算番組とはせず、社長決裁が必要となる規模で行うほどの企画を通した担当者の努力には敬意を表したい。
そういう意味で番組全体を通して特に印象深かったのは、終盤戦に差し掛かったあたり、レーサーの脇坂寿一氏とトヨタマーケティングジャパンの社員が登場した時間帯だ。脇坂氏がトヨタ社長の豊田章男氏自らレースに出場するというエピソードを紹介したり、チャーリー・チャップリンが「あなたの最高傑作は何か？」と問われたときの言葉を引用した「ネクスト・ワン」を会社のキャッチフレーズにしているといった話、そして企画担当者の話を通して、トップをはじめとした社員達がが商品を好きであることが企業にとって強い力であるということを感じた。
本論とは外れるがピストン西沢氏の言葉も車将棋ならではといったもので興味深い。「羽生陣営の玉将である二代目クラウンはエンジンが冷えてしまうと大変なので、車ファンとしては定期的に動かしてほしい」。玉将はいったん駒組みが終わってしまえば終盤攻められない限り動くことはないし、実際本局でもその願いが叶うことはなかったのだが、終盤羽生玉が攻められた際に、移動中エンストをしてタイムロスを起こしてしまうクラウンを見たときにはある種の痛快さを覚えた。
さて、このように自分としては今回の番組はクライアントであるトヨタの思いが強く反映され、それが功を奏した画期的なものであるように感じられ、それが最後まで見続ける原動力になった。もちろん100点満点の番組だったという訳ではなく、段取りの悪いところや会場のチョイス（他に会場の空きもなかったのだろうが、吹きっ晒しの西武ドームで10時間以上過ごすとか…）などの改善すべき点も見られた。トヨタの思いにマイナス方向の印象を持った視聴者もいるかもしれない。もしこの番組に続編があるとしたらどうなるだろうか？たとえば「○○社vs××社」のような企画となったとき、別の意味を持つことになるだろうか。また、今後もドワンゴがまったく別の業種に対して大規模な番組企画を持ち込み、それが実現した際にどういう番組になっていくかというところについても注目していきたい。
