（写真提供：トヨタ自動車（株））

プラグインハイブリッド車（PHEV）

モーター
発電機

エンジン

（イメージ）

バッテリー

電気

ガソリン
ガソリンタンク（併用可能）

プラグインハイブリッド車のイメージ

電気自動車社会はどのような効果をもたらすか―― プラグインハイブリッド車の普及による電力需要への影響とCO2削減効果 ――■ 自動車の電力化がもたらすもの■ 普及すれば数多くのメリット■ 高まる技術開発への期待● ひとこと 原子力技術研究所 新型炉領域 主任研究員 日渡 良爾

自動車の電力化がもたらすもの
近年、世界規模の環境・気候変動への関心の高まりから各種エコカー（低環境負荷自動車）が開発される中、ハイブリッド自動車をさらに進化させたプラグインハイブリッド車（以下「PHEV」：Plug-in Hybrid Electric Vehicle）が注目され、開発が進められています。
PHEVは系統電源から充電して、その電力を走行エネルギーに変えて利用することから、これらが多数普及していくことは、本格的な輸送部門の電力化を意味しています。これは省エネルギ
ー・脱石油・大気環境負荷低減につながります。さらに、充電に夜間電力などを使用すれば、CO2排出削減にも大きな効果が期待できます。このため、電気事業にとってもこうしたPHEV普及が電力需要に与える影響や、環境に対する効果を事前に評価することが重要になります。

■ 自動車電力化の効果■ PHEV普及の影響を試算

PHEVは、現在のハイブリッド車より充電容

電力中央研究所では、日本における自動車の量を大型化した搭載電池に家庭用電源などから電力化効果を確認するため、今後PHEVが国内充電することで、通勤などの日常走行（数十km）で普及した場合の電力消費量やCO2削減効果などは電気自動車として使用できます。また、そのをモデル計算によって試算しました。

走行距離が数十km以上となり電池充電率が低下

計算は以下の前提で実施しています。

するとガソリンハイブリッド車として走行でき・電力走行がそれぞれ32km、96km可能なPHEVるようにします（図１）。の普及

従来型の自動車は大規模な発電プラントに比べてCO2排出量が多いエネルギー変換器なので、例えばガソリン車では単位エネルギー（kWh）・現在のハイブリッド車と同程度の導入速度で普及（新技術導入の市場モデルを仮定）
・導入30年後のPHEV台数は8,000万台（2000年あたり４倍近くもCO2を排出します（図２）。この国内自動車登録台数に匹敵）のため、kWhあたりのCO2排出量が少ない発電

なお、本試算では電気自動車向け充電設備の所で作られた電気を充電して、その電気で自動普及状況に影響されないPHEVを例としています

車を動かすことができるようになれば、CO2削減が、純粋な電気自動車（EV）が普及した場合も、に大きく貢献すると見込まれます。

結果は同じような傾向になると考えられます。
ガソリン車
ディーゼル車

ハイブリッド車
（HEV）
モーター
発電機

エンジン

プラグイン
ハイブリッド車（PHEV）
モーター
エンジン
発電機

バッテリー

バッテリー

ガソリンタンク

ガソリンタンク

日本電力平均
電気自動車
（EV）
モーター
発電機

石炭火力
石油火力
LNG火力
LNGコンバインド
原子力

バッテリー

水力
地熱

燃料燃焼起源建設・運用起源

太陽光
風力0

ハイブリッド車（並列方式）、プラグインハイブリッド車、電気自動車の比較

図1

プラグインハイブリッド車とは

0.5

1

1.5kg-CO2/kWh

図2各電源別のCO2排出量2普及すれば数多くのメリット■ 電力需要はどう変化するか■ 大きなCO2削減ポテンシャル

仮にPHEVが2000年の日本の全登録車両と同数約8,000万台にPHEV96が普及した場合に必要の約8,000万台普及した場合、その充電に必要となとなる電力量年間793億kWhを、全てLNG火力

る電力は96km電気走行可能なPHEV（PHEV96）（ コンバインドサイクル：C O 2発 生 源 単 位で年間793億kWh、32km電気走行可能なPHEV

0.43kg/kWh）で供給した場合、CO2削減量は約（PHEV32）で年間412億kWhになると見込まれま0.6億トンで、これは2000年の自動車からの総排す（表１）。この場合、走行可能距離に充電電力が出量（2.6億トン）の23％に相当します。

比例しないのは、１日に走行する距離が実際は約

また、原子力・水力・太陽光など化石燃料を30km程度の自動車の比率が大きく、電池容量を大使わず、発電時にCO2を排出しない方式でできたきくしても、全ての車がその容量全てを使い切る電力をPHEVの充電電力に供給すれば、CO2削減わけではないことに起因します。これは、今後量はさらに増え同38％に達します（図４）。

PHEVの最適設計をする上でも重要な要素です。

このように、自動車の電力化は非常に大きな

なお、このPHEVが深夜充電を行うと仮定す

CO2削減ポテンシャルを持っており、地球環境問ると、PHEV96の導入により夜間需要は約3,000題を考える上でも重要な技術開発といえます。

万kW増加し、昼夜間の負荷が平準化されます
（図３）
。
表1

PHEVの車両性能パラメータ＊と日本の全登録車両がPHEVになった場合のCO2排出削減効果とPHEV充電に必要となる年間電力量、さらにそのPHEV充電電力を天然ガス火力発電で供給した場合のCO2排出量
PHEV32
PHEV9661（45.5馬力） 38
エンジン最大出力（kW）（28.4馬力）
モーター定格出力（kW）
51（38.1馬力） 75（56.0馬力）
車5.917.9
電池容量（kWh）
両性 車両重量（kg）
1,6641,782
能ガソリンハイブリッド走行時
18.5
19.3
燃費（km/L）
電気走行時（ガソリン換算値）
49.8
48.4
輸送部門における現状排出量からのCO2排出削減効果（億トン）
−0.51
−0.98
PHEV充電に必要となる年間電力量（億kWh）412793例）上記の充電電力を「天然ガス火力」で供給した場合のCO2排出量（億トン）＋0.18＋0.34
車種

中型セダン
3000cc相当＊PHEVの性能パラメータは

図3200180160
1401201008060
40
200

約3,000万kWの負荷平準効果

2001年７月24日
PHEV96ケース

0481216
時刻（時）

2024

PHEV96の充電による負荷平準化の潜在能力

年間CO2排出削減量（億トン）

電力需要（百万kW）

Comparing the Benefits and Impacts of Hybrid Electric Vehicle Options ,EPRI, Palo Alto, CA:2001,1000349の評価結果を適用

1.2
PHEVCO2削減量（原子力発電利用）
PHEVCO2削減量（LNG火力利用）

10.80.60.40.200

図45101520
導入からの年数

2530

PHEV導入によるCO2排出削減効果（96kmまで電力走行するPHEVを想定）

35（年）高まる技術開発への期待■ 石油の有効利用が可能に■ 高性能な電池開発が課題

自動車電動化のもう一つの大きなメリットは、今回例として試算した数字は、いずれも今後自動車走行のための一次エネルギー源を石油かの技術開発によって変化するものではあります

ら別のエネルギー源にシフトできることです。

が、自動車を駆動するエネルギーの電力化には、充電電力を石油火力以外で供給すれば、石油のこれまで述べてきたように、CO2排出量を抑制す消費削減に直結します。前述のPHEVの計算例

るとともに、限りある石油などの化石燃料資源において、PHEVが全てガソリンエンジンを搭の有効利用が可能となるなど、基本的に有利な載していると考えた場合、8,000万台のPHEVに点が数多くあると考えられます。

よるガソリン削減量は、4,240万kLとなります。

プラグインハイブリッド車の普及には、現在これは2003年度の自動車によるガソリン消費よりも一層高性能な電池の開発やその長寿命化、量の70％に匹敵します。またその分、ガソリンさらにはコスト低減など課題は多いものの、自の原料である石油は、燃料以外にもさまざまな動車など輸送部門の効率向上は、我が国では大化学工業製品などに利用することが可能であり、きなエネルギー削減効果が見込める領域として、貴重な化石燃料をただ燃やしてしまう以外の形今後さらなる技術開発が望まれています。

で、より有効活用できるようになります。

● ひとこと

上記の数値は、実際にはディーゼル車もあることから、あくまで一例としての試算ですが、自動車の電力化は石油消費節約にも大きなイン年間ガソリン消費量（万kL）パクトを持っています。

7,000
6,000
5,000
4,000
3,000
2,000
1,0000

図5

PHEV導入によるガソリン消費削減量

2004年度PHEV32
導入ケース

PHEV96
導入ケース

PHEV導入によるガソリン削減効果■ 既刊「電中研ニュース」ご案内
No.432 ヒューマンエラー防止の新手法を考案
No.431 電中研、知的財産報告書を公開

輸送部門の電力化は、省エネルギー、脱石油、CO 2 排出削減に向けた切り札と考えています。今回対象としたPHEVは輸送部門の電力化へ向けた有力な選択肢の一つです。
今回の評価では米国の走行サイクルで検討された原子力技術研究所PHEVモデル使用してい新型炉領域ますが、今後は日本の走主任研究員行サイクルを用いた本手日渡 良爾
法の精度向上を目指す予定です。現在のハイブリッド自動車の成功は、ほんの僅かかもしれませんが輸送部門の電動化が始まっている事を意味しています。今後の電池技術の進展による輸送部門の本格的な電力化の可能性と、その時の電気事業のハード面・ソフト面の役割についても検討していく予定です。

No.430 排水中のホウ素を15分で自動計測
No.429 ヒートアイランド抑制対策の効果を予測

2006年９月15日発行〒100-8126（財）電力中央研究所 広報グループ
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