第１章
Emission regulations and electrification of automobiles厳しい燃費規制と気候変動が電動化を推進日本の自動車メーカーも欧州の自動車メーカーもEVやプラグインハイブリッド車〈➡ p34〉を続々と登場させています。今、どうして電動化が進んでいるのでしょうか？
✔ CO。排出量の企業平均を下げるため電動車の投入が必須
電動化の波は、厳しくなってきたクルマの燃費規制が直接の要因です。それはCAFE規制によって定められています。CAFE規制とは企業別平均燃費規制のことで、1車種の燃費で環境負荷を判断するのではなく、メーカーの全車種の各販売台数に応じて全体の平均燃費を算出して評価するものです（上図）。日本でもCAFE規制は導入されていますが罰則はなく、あくまで努力目標に過ぎません。しかし欧州のCAFE規制は、それほど甘くはありません。基準に達していなければ多額の罰金を支払わなくてはならず（下図）、それを回避するために炭素クレジット*を企業間で取り引きすることが認められています。世界最大の自動車市場である中国では、CAFE規制に加えてNEV規制というものが導入されています。これは、乗用車の販売台数に対して一定量の割合でNEV (新エネルギー車＝EVやプラグインハイプリッド車、ハイプリッド車）の販売を義務付けるというもので、EVの普及が日本よりも進んでいる中国ならではの規制ですが、 2020年の規制をクリアできた自動車メーカーはテスラ以外にはなく、その実効性にはまだ疑問符が付けられています。燃費規制の根拠となっているのは、排ガス中の二酸化炭素(CO₂)が気候変動の原因とされていることです。ただし、温室効果ガスの一種とされるCO 2ですが、その増加が気候変動の原因かどうかはまだはっきりとはわかっていません（相関関係は認められる)。しかしこのままCO₂濃度が上昇すると、気候変動がますます進んでしまう恐れがあるだけでなく、私たちの日常生活にも支障を来す可能性すらあります。今までの勢いでCO₂濃度が上昇し続けてしまったら、100年後には地上にいながら軽い酸久状態(頭痛、めまいなどが起こる)になることも予想されています。低炭素社会としてカーボンニュートラル（温室効果ガスの排出量＝削減量の状態）になることを目指すのは、そうした未来の到来を食い止める数少ない手段と言えるのです。日本政府も2050年のカーボンニュートラル達成に向けて、クルマの電動化を大きな柱としていますが、自動車産業界に一方的に環境対策を押し付けるのではなく、実態に則した現実的で実現性のある施策を望みたいところです。 ※　炭素クレジット：先進国間で取引可能な温室効果ガスの排出量削減量証明。目に見えない温室効果ガスを数値で表し、その削減効果を取引に反映させることが可能
主要な自動車市場の燃費目標
中国のCAFE規制は欧州や米国と比べればまだ緩いが、今後は同様に強化されていくことが予想される。 (g/km) -日本i :一中国一米国----EU 200走行距離1kmあたりのCOヶ排出量2015 2020 2025 2030 (年) ) EUでの2020年のCO,排出量1 kmあたりのCO。排出量。2021年は1 g超過することに1台あたり95ユーロの罰金が科せられることになっている欧州のCAFE規制も、ほとんどのメーカーがクリアできず、罰金が影大な金額になってしまっていることから、罰金額を見直す動きも出てきている。 ※スバル、スズキ、ジーリーグループは販売台数が少なく、罰金額も大きくはない○燃費規制の強化が自動車の電動化を推し進めている〇低炭素社会実現のためには、規制の強化や自動車の電動化だけでなく、現実に即した施策も必要...環境規制は排ガスだけではなく、騒音規制も重要前項でみたように、気候変動を抑えるための排ガス規制によってクルマの電動化が進んでいますが、電動化によって燃費を追求するほかに
☑排ガスは有害な成分も含んでいる
排ガス規制が厳しくなっているのは、大気中の二酸化炭素（CO,）の増加が気候変動の原因の１つとみられていることのほかに、大気汚染への対策という意味もあります。世界レベルでみれば、クルマの保有台数は増え続けており、大気に対する影響は決して少なくありません。光化学スモッグや酸性雨の原因となる窒素酸化物(NOx)は、エンジンの燃焼時に発生し、大部分は触媒で湿元、浄化されるのですが、すべてを湿元することはできず、わずかずつ排出されています(上図)。黒煙の成分であるPM2.5 (2.5μmの粒状物質）もクリーンディーゼルではほとんどが抑え込まれていますが、経年劣化により排出しているクルマも存在します。また最近のガソリン車も、直噴化によりPM2.5を排出する傾向があります。昔と比べれば１台あたりの排出量はわずかになりましたが、世界中でクルマが増えているため、無視できないものと言えるでしょう。
☑さらに強化される騒音規制
クルマが環境に対して与えている影響は、排ガスだけではありません。国連の下部組織WP29（自動車基準調和世界フォーラム）では騒音に対しても厳しい規制を敷いています。クルマの走行により発する騒音は、その道路沿いに住んでいる市民にとっては公害でしかありません。信号待ちからの発進加速、通過時の走行音は年々問題視されています。そのため2022年からはさらに騒音規制が強化されることになっており、自動車メーカーやタイヤメーカーは対応を怠がなければなりません。 EVであればパワートレインからの騒音はほとんどないので、問題ないと思われるかも知れませんが、実はそうでもありません。エンジン車ではパワートレインの静粛性が非常に高まっていますが、80km/hでの通過音の大半は、ボディの風切り音とタイヤから発生するロードノイズなのです。もっともこれからはできる限り移動せずに用件を済ます、ニューノーマルな生活が浸透していくことでしょう。これはEVだけでなく、社会全体に影響を与える移動やコミュニケーションの効率化です。時間やエネルギーをもっと上手に使うことで、より充実した生活を楽しめるようになるでしょう(下図)。
→排ガスに含まれる有害物質
クルマや工場から排出されるCO。は温室効果ガスとなるが、それ以外にもNOx(窒素酸化物）、SO₂（硫黄酸化物）などは大気中で紫外線などの影響により、光化学スモッグや酸性雨の原因になっている。
✿近未来の街のイメージ図
自動運転の小さなバスが走り回り、EVや自転車、バーソナルモビリティなど環境負荷の低い乗り物が利用されるようになると予測されている。実際には、ドローンで荷物を運ぶのはよほど条件(地域や天候、輸送コスト)が合わなければ現実的ではないと思われる。 ◎排ガスにはCO₂のほかにNOxやSO₂、PM2.5などの有害物質が含まれているDINT ○環境対策として、騒音規制も強化されている○静粛性に優れるEVにも、騒音に関する問題はある...
☑ LCAにより本当に環境にやさしいクルマを評価する
LCAとは、ライフ・サイクル・アセスメントの略で、その製品やサービスが生涯を通じて環境にどれだけの負荷を与えているかを表す指標です。その対象は現時点ではCO 2排出量だけですが、将来的には他の排出物も環境へ与えるインパクトを検証していくために使われるようになるでしょう（上図）。 LCAがクルマの評価として考えられるようになったのは、ハイブリッド車が登場したことがきっかけでした。ハイブリッド車は走行中の燃費性能に優れますが、バッテリーやモーター、PCUなどを搭載しているため、製造時にCO 2を排出する量が純エンジン車よりも多くなってしまうため、そのことを考慮に入れることで本当に環境性能が優れているかどうかを判断できると考えたからです。これはより多くのバッテリーを搭載するEVにも通じることで、純エンジン車やマイルドハイブリッド車に比べて、LCAでEVが優れているかは、バッテリー製造時のCO 2排出量の算定基準が調査会社や研究機関によってまちまちであるため、現在のところ正確に判断するのは難しい状況です。しかし現時点でLCAを考えると、最もCO₂排出量が少ないのはトヨタのヤリス･ハイプリッドであることは間違いないでしょう。プラグイン機能などは備えていませんが、1kmあたりのCO₂排出量が65 gと非常に少なく、2021年の欧州CAFE規制である95gを大きく下回ります〈➡ p12〉。製造時にCO,を多く排出するEVよりもトータルで環境性能が高いことは明白です。
☑今後は使用する電力の内容が重要になる
これからは製造時の消費電力についても、その内容が評価される傾向にあります。それは自国産業を有利にしたいという欧州各国の思惑もあるのでしょうが、全ての産業で低炭素社会を目指さなければ意味がないので、当然と言えば当然です。日本は、2050年に再生可能エネルギーによる発電を全体の50%にするという政府目標を掲げています。それはそれで立派なことなのですが、それ以前にクルマの製造に使う電力を火力発電に頼っているようでは、世界の自動車市場から受け入れられなくなってしまう恐れがあります。少なくともクルマの生産には再生可能エネルギーでの発電を利用することが急がれます（下図）。
Ö LCAで評価される領域
LCAは、素材の生産時からクルマの組み立て、使用中に走行によって排出されるCO 2 、使用終了後に廃棄されてリサイクルされるまでの全排出量により環境負荷を判断する。今後は使用する電力の内容についても厳密に精査される。全排出量によって環境負荷を評価する
→ 再生可能エネルギーの種類
再生可能エネルギーには太陽光発電のほか、風力、水力、潮力や地熱発電といった自然工ネルギーを利用したもの以外に、植林した木材などを使ったバイオマス発電、微細藻類を培養するバイオ燃料などがあり、既存の火力発電などと組み合わせて安定した電力を作り出すことが考えられている。 ©LCAは環境に対する負荷を評価するための指標NT  ◎製造時に排出するCO 2の量を考慮に入れてこそ、本当の環境性能が測れる
◎これからは、製造時に使う電力の内容も評価されるようになる... ☑ BEVだけでは需要を賄い切れず、さまざまな電動車が市場に投入され続けるBEV（バッテリーEV、電池とモーターだけで走る純粋なEV➡ p24）を始めとする電動車に注目が集まっていますが、これからどんどんEVの性能が向上してエンジン車の性能を追い越し、数分で充電が完了して、数百kmも走り切ってしまうようになると想像している人も多いのではないでしょうか？しかし残念ながら、電動車の性能は一足飛びに高まることはありません。というのも、パッテリーもモーターも半導体もこの30年間ほどの間に、相当な勢いで進歩をしてきています。ここから先は、既存の技術の高まりや組み合わせでジワジワと性能を高めていきながら、一方で革新的な技術が平行して研究開発されるので、次世代電池が実用化された時点で〈➨p100〉、従来のEVも現在より性能が高まっていることになるでしょう。もっと言えば、クルマ自体この30年の間に燃費や安全性能、快適性能が飛躍的に向上しています。毎年一定の割合で進化してきたのではなく、ここ10年でエンジンの熱効率は大幅に向上されていますし、変速機の進化やハイブリッドの普及により、燃費は著しく改善されました。とはいえ、昨今の電動化への流れは非常に急激で、自動車メーカーやパーツサプライヤーは研究中だった技術を実用化して、次々と商品化を果たしています。そのため、より高性能な次世代電池の量産を待っている余裕はありません。現状よりちょっと改善された電池と車体を上手く組み合わせながら、目的や予算に合わせたクルマを揃えて販売台数を確保する経営を続けていくでしょう（上図、下図）。そういった意味では、BEVだけで従来の乗用車を置き換えるのは、いささか強引で無理のある施策ということになります。BEVは外部から電力の供給を受けなければ走ることができません。それに対し、ハイブリッドやプラグインハイブリッドは、エンジンが発電することで電気を作ってモーターで走らせることが可能です。モーターの滑らかで効率が高いという利点を活かしながら、さまざまな電力の作り方、貯め方を活用して、実質的にエコでクリーンなクルマへと進化させていくのが、これからの自動車メーカーがたどる方向性と言えるでしょう。
□ポルシェの高性能EVタイカン
ボルシェ初のBEV、タイカンは前後にモーターを備え、最も強力なターボSは761 psという高出力と、バッテリーに800Vという高電圧を利用することで、静止から100 km/hに達するまでわすか２.８秒という強力な加速性能を実現している。
中国で若者を中心に大人気の宏光MINI EV
全長3m足らすのコンバクトなボディに十分な出力のモーターと100km程度の航続距離を確保したバッテリーを搭載し、46万円という低価格を実現している。上のタイカンとは対極にあるEV。 ©EVの性能が一気に向上することはないP OINT ◎ハイプリッドやプラグインハイプリッドを含めて、EVをエコでクリーンなクルマに進化させていくのがメーカーの方向性...クルマの電動化がモーター駆動によって実現するのなら、EVとハイブリッドだけでいいように思います。水素を利用して電気を作る燃料
☑エネルギーの有効活用にはバッテリー以外の電力供給が必要
2015年にCOP21（国連気候変動枠組み条約に加盟する197カ国が参加する締約国会議)でパリ協定が結ばれてからというもの、欧州では非ガス規制の厳しさが増しています。欧州メーカーもCAFE規制をクリアできないため、テスラの炭素クレジット権を莫大な金額で購入したり、充電スタンドの整備も進んでいないユーザー不在の状態でEVを大量に生産、自社登録してCAFE規制の罰金から逃れようとしています。日本のトヨタだけは環境性能の高いハイプリッド車の比率が高いため、欧州のCAFE規制でもほとんど罰金を支払う必要はなく、トヨタグループの他プランドやメーカー（レクサス、マツダ）に炭蒸クレジット権を分け与えています。こうした厳しい燃費規制をクリアする解決策が、クルマの電動化を推し進めることです。欧州や米国カリフォルニア州、中国では2030年以降、純エンジン車の販売を禁止する姿勢を打ち出しています。つまりCAFE規制でプランドの平均燃費をクリアすればいいのではなく、現在も作られている大排気量車など燃費が悪いクルマは販売できなくなるのです。しかもEVの販売台数が増えるということは、それだけ充電するために電力を供給しなければなりません。その電力を火力発電などCO₂を排出する方法で賄うのでは意味がなく、しかも発電所からの送電はEVの充電の需要に合わせて調整できるほど柔軟なものではありません。局所的に怠速充電が集中することにでもなれば、周辺で停電となる可能性すらあります。そのためスマートグリッド*（次世代送電網）という考えから、地域で発電設備や蓄電設備を備えて柔軟に対処する方法もありますが、それだけでは完全に対応することは不可能でしょう。世の中にそんなにたくさんの蓄電設備を備えることは、膨大なパッテリーの使用となりますが、リチウムの埋蔵量から考えても、バッテリーを作り出しリサイクルするエネルギーから考えても現実的ではありません。そのため電気としてではなく、水素に置き換えて蓄えることも必要になるでしょう。水素から発電してEVに充電する設備、水素を充填して走るFCV（燃料電池車➡ p38）も併用して、エネルギーを上手く利用することが求められるのです（上図、下図）。スマートグリッド：電力の流れをネットワークを活用して供給側、需要側の双方※から制御して最適化する送電網:トヨタの新型MIRAIのユニークな性能新型MIRAIは、燃料電池スタックへ供給する空気を取り込む部分のフィルターに加工を施して、PM2.5などの微粒子を捕捉する。走れば走るほど空気をキレイにする機能も備わっていネ
O水素社会のイメージ
再生可能エネルギーを使って水を電気分解して水素を作り出し、それをさまざまなモビリティや生活のエネルギーとして利用するのが理想的な形。 出典：トヨタ規制見直し加速(水蒸ｽﾃｰｼｮﾝ無人化等)、補助金・優遇税制、他ｾｸﾀｰCO,低減規制制定©EVの需要増大とともに、電力の供給体制も整備する必要があるT ◎エネルギーを有効利用するために、パッテリーだけでなく水素から発電してEVに充電する設備や、水素によって走るFCVを併用することが求められる...
7月中旬、EUの政策執行機関である欧州委員会は、2035年以降エンジン車の販売を禁止するという法案を検討中であることを発表しました。これは非常に厳しい内容で、現時点ではバッテリーEV(BEV)とFCVしか販売できないようにすることが検討されています。これから数年をかけて加盟国や欧州議会で内容が審議されて可決されることになりますが、この原案のまま可決されることはないでしょう。というのも、 EUに加盟している国の中でも、電力事情や石油の調達状況が異なります。プラグインハイブリッドは、バッテリーの蓄電分だけで走行すれば実質的にはEVと変わらず、LCA〈➡ p16〉で見ればEVよりもCO 2の総排出量は少なくなることもあるのです。これを認めないのは、単にエンジンの存在を一切認めないというヒステリーにも似た自動車業界イジメでしかなくなります。 EU圏内の自動車メーカーにとっても、EV比率を急激に高めるのは、中国の低価格なEV攻勢を許すことになりかねません。メルセデス・ベンツやボルボは2030年に100% EV化することを宣言しており、ホンダもEUの規制に合わせて100% EVへの移行を2040年から早める可能性があることを認めていますが、これらの方針は覆される可能性もゼロではありません。エンジンは化石燃料を使えばCO₂を排出する機関ですが、バイオ燃料や水素を燃料とすればカーボンニュートラルを実現することは可能です。モーターだけがクルマの動力になってしまうことを嘆いているのは、エンジン好きの懐古趣味者なのかもしれませんが、バッテリーの生産量や電力供給を考えれば、すべてをEVにするのは無理があると思うのです。エンジンは人間が考え出した動力の中でも、複雑で味わいのある機械です。環境対策と共存できる技術を開発して、これからも発展して欲しいと思うのは、筆者だけではないでしょう。