テンポアップするＥＶ狂想曲　理由はエコ? 先進性? スタイル?

執筆：窪田真之

今日のポイント

・次世代エコカーとしてＥＶ（電気自動車）を本命と考える国が増加。電池性能の飛躍的向上で航続距離・電池寿命が延びたことが追い風。新興国でも大気汚染対策の切り札と見られるようになった。一方、先進国の米国では、パワフルな加速や自動運転がＥＶ人気を支えている。

・ＥＶは排ガスを出さないが、発電所でCO₂を出すとの批判がある。ＥＶは、発電所まで含めた総合エネルギー効率で見ても、ガソリン車を大きくりょう駕しており、エコカーと評価できる。

世界的にＥＶ導入熱がヒートアップ

米国12州でＺＥＶ規制強化

　米国カリフォルニア州など12州で、2018年モデルイヤー（2017年夏開始）からＺＥＶ（ゼロ・エミッション・ビークル＝排ガスをまったく出さないか少ししか出さない車）規制が強化されます。ＺＥＶ規制は、州内で販売の多い自動車メーカーに対し、ＺＥＶの販売比率下限を定め、それ以上の販売を義務付けるものです。達成できないメーカーは、罰金を払うか、超過達成するメーカー（テスラなど）からCO₂排出権を買う必要が生じます。

　2017年モデルイヤーまでは、ＨＥＶ（ハイブリッド車）や低燃費ガソリン車までＺＥＶの範囲に含まれていましたが、2018年モデルイヤーからＨＥＶと低燃費車が除かれ、ＥＶ（電気自動車）、ＰＨＶ（プラグインハイブリッド車）、燃料電池車、水素エンジン車の4種類だけがＺＥＶとして認められることになります。

英国、フランス、インド、中国で、脱ガソリン車・ディーゼル車の検討始まる

　英国、フランスは、2040年までにガソリン車、ディーゼル車の販売を禁止する方針を打ち出しました。大気汚染が深刻な中国やインドでも、ＥＶの普及を促進する動きがあります。インドは、2030年までに、新車販売をすべてＥＶにするという野心的な計画を発表。中国も、将来、ガソリン車・ディーゼル車の生産・販売を禁止する方針を打ち出しました。

なぜ今、ＥＶの人気が急に高まっているのか？

　これには、4つの理由があります。

（1）電池の性能が大幅に向上

　3年前までＥＶは航続距離（フル充電で走ることができる距離）が100-200キロしかなく、社会インフラ（充電ステーション）も整っていないことから、本格普及は難しいと考えられていました。

　ところが、この3年で自動車用電池の性能（蓄電量・劣化せずに充放電を繰り返す回数）が大幅に向上しました。最先端のＥＶでは、航続距離が300-500キロまで延び、ガソリン車と遜色なくなってきました。

（2）大気汚染が深刻な新興国で、対策に本腰を入れざるを得なくなっている

　中国、インドは、電力供給の約8割を石炭火力に依存しています。環境性能の低い旧式の石炭火力もかなり残っています。それに加え、自動車の急増が大気汚染を深刻にしています。
中国・インドは、エコカーの導入を促進することと、原子力発電を導入することで、大気汚染を改善しようとしています。ただし、原発については安全性の問題などを理由に、導入を見送る国が増えています。

　大気汚染に苦しむベトナムは、昨年末、原発導入方針を撤回。原発導入が大気汚染対策の切り札と言えなくなりつつあります。こうした中、自動車の排ガス対策は待ったなしで、取り組まざるを得なくなっているのです。

（3）自動運転の開発熱が高まっていることも、ＥＶ優位に働いている

　欧米、および日本で自動運転の開発熱が高まってきたことも、ＥＶ普及を推し進める要因となっています。自動運転が主流になると、自動車はセンサーやモーターなどの装着率が上がり、電子機器に近づいていきます。ガソリン車でも自動運転は可能ですが、ＥＶのほうがより親和性が高いといえます。

（4）米国ではＥＶ独特のパワフルな加速が人気に

　米国では今、テスラモーターが生産販売する高級ＥＶが人気です。米国でＥＶが売れるのは、エコカーとして人気があるからだけではありません。ＥＶ特有のパワフルな加速も人気です。

　米国では、ガソリン価格下落を受けて、燃費の悪い大型でパワフルなＳＵＶ（スポーツ用多目的車）人気が復活しています。小型で燃費のいい乗用車はすっかり人気がなくなりました。そんな米国でＥＶは、パワフルな加速が売りの「かっこいい車」として、人気が出ています。

　ガソリン車は、走り出すときは低速ギアを使い、スピードが上がるにつれて高速ギアに切り替えます。ところが、ＥＶはモーターを使うので、低速時でも最大トルク（止まっているものを動き出させる力）を発揮できます。したがって、ＥＶはギアチェンジが不要です。その結果、高級ＥＶは、走り出しと追い越しの加速で、ガソリン車を凌駕しています。そこが、自動車マニアにとって、ＥＶの魅力となっています。

ＥＶは、総合エネルギー効率でガソリン車を大きく上回る

　ＥＶは化石燃料を使わず、排ガスを出さずに動きます。ところが、生産をたどると発電所で化石燃料を使い、排ガス、CO_２を出しています。ＥＶを真のエコカーと呼んでいいか判断するためには、発電所まで含めた総合エネルギー効率を見る必要があります。
　

　総合エネルギー効率で、ガソリン車とＥＶを比較したのが、以下の表です。

ガソリン車とＥＶの総合エネルギー効率比較

　総合エネルギー効率は、化石燃料のエネルギーを100％としたとき、そのうち何％を有効に使ったか示すものです。最終的に、自動車を動かすエネルギーに変換できた比率を示します。

　総合エネルギー効率は、ＷＥＬＬ　ＴＯ　ＴＡＮＫ（化石燃料のエネルギーを自動車のタンクに積むまでの効率）と、ＴＡＮＫ　ＴＯ　ＷＨＥＥＬ（タンクに詰まれたエネルギーを運動エネルギーに転換する効率）に分けて、把握します。

　ガソリン車の場合、ガソリンを自動車に入れるまでに、精製ロスと運搬ロス（ガソリンを運ぶコスト）が発生します。あわせて20％と推定されます。したがって、ガソリン車の、WELL　ＴＯ　TANKの効率は80％です。

　一方EVでは、ここまでの効率が非常に低くなります。発電ロス（発電の際に失われるエネルギー）と送電ロス（送配電で失われるエネルギー）が発生するからです。発電効率については、日本の最も効率が良いLNG火力発電を前提として45％、送電ロスは5％としました。日本の非常に効率の良い送配電網を前提としています。

　それでも、WELL　TO　TANKの効率は43％（※）と、ガソリン車の80％を大幅に下回ります。ところが、TANK　TO　WHEELの効率で逆転します。内燃機関を使うガソリンエンジンでは、15％と低くなります（もっと効率の高いエンジンもあるが、ここでは一般的エンジンを想定）。一方、電気モーターを使うEVは、変換効率が60％と高くなります。

　その結果、WELL TO TANKと、TANK TO WHEELの効率をかけあわせた総合効率では、EVがガソリン車よりも倍以上の効率となっています。もっと燃費のいいガソリン車やハイブリッド車では、その差はもっと縮まりますが、それでもＥＶが優位という状況は変わりません。

　ＥＶは、総合エネルギー効率を見ても、ハイブリッド車よりも優れたエコカーということができます。

※発電効率45%×0.95（送電ロス5%）＝約43％

ＥＶの普及加速に残る課題

　ＥＶ導入機運が高まってきたとは言っても、実際にＥＶが世界中で販売される車の大半を占めるようになるまでには、まだ10年以上かかるでしょう。電池の性能が大幅に向上したとは言っても、性能も供給能力もまだ十分とはいえません。さらなる性能の向上と、供給能力の大幅拡大が必要です。

　現時点では、電池の価格が高過ぎることも問題です。高性能の自動車用電池が、大量に安価に供給されるまで、ＥＶの本格普及は見込めません。

　ＥＶが本格普及のために必要な条件について、ＥＶをガソリン車・ハイブリッドと比較したのが、次の表です。

ガソリン車、HEV、EVの性能比較

　ＥＶは、燃料充填にかかる時間が長いことが欠点です。最先端の高速充電器で将来は10分くらいでフル充電できるようにする研究が進んでいますが、現在は、高速充電でも20―30分かかります。家庭のコンセントで充電する場合は、電圧や充電器の種類によって大きな差がありますが、通常は、フル充電に5-8時間かかります。

　社会インフラ（充電ステーション）は増えてきていますが、まだまだ足りません。充電時間が長いことも併せて考えると、ＥＶはまだ家庭で夜間に充電するのが基本で、外出先で充電することは、あまり得策と言えません。

　ＥＶの価格については、車載用の電池が高いので、性能の良いＥＶは、高価となります。電池が量産によって安価になるまで、新興国でのＥＶの本格普及は難しいと思います。