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　先週は、月曜日に北九州市でエコテクノ２００６の中で行われた国連大学ゼロエミッションフォーラム、そして、金曜日には名古屋大学の交通・都市国際研究センター設立記念シンポジウムに参加。いずれも話題は自動車だった。もっともゼロエミッションの方は、自動車のリサイクルや材料・資源面、名古屋大学の方は、自動車技術の未来像を議論したと言える。

Ｃ先生：先々週、ブログの方に書いたが、ＢＭＷが発表した水素エンジン車。朝日新聞の記事を読むと、記者・デスクは、この発表の本当の意味を分かっていない。

Ａ君：再掲しましょうか。

　ＢＭＷがハイドロジェン７を公開した。燃料は液体水素とガソリンの共用で、水素で２００キロ、ガソリンで５００キロ走れる。
　動力源は当然エンジンで、走行中でもボタン一つで燃料を切り替えられる。
　マツダの水素カーは、気体水素を使うため、走行距離はＢＭＷの半分。
　普及のカギを握る「水素スタンド」網の整備を急ぐよう世界中の政府や経済界に働きかける。

Ｃ先生：ＢＭＷというメーカーが、「この程度のことしかできない、未来技術を持たないメーカー」であるということを物語っている、という報道が行われるべきだ。ＢＭＷに乗っている方々、自分の乗っている車は恥ずかしい会社が製造したものだ、と思ってもらいたい。
　液体水素というものは、始末が悪いものだ。完全に密閉状態のタンクに貯めることはできない。長期間使わない場合には、徐々に気化する水素を外部に放出しなければならない。すなわち、満タンにしておいても、そのうち、空になる。また、地下駐車場などだと、爆発する危険すらある。もっとも、毎日使うような条件であれば、余り問題はない。
　水素スタンドをどのような形で作るのか、誰も名案が無い。
　一方、水素カーを作るだけなら、簡単なもの。

Ｂ君：温泉カワセミ氏のコメントも再掲。

Ｃ先生へ
　仰るとおり液体水素は始末の悪い燃料ですが、こと移動体に関してなら液体のみならず『水素そのもの』が質の悪い燃料と言わざるを得ないでしょう。
　液体水素の場合のデメリットは、低温に維持するための設備や蒸散問題に加え、なんと言ってもその低比重による体積効率の低さが無視できないですね。なんせ、灯油の1/10に充たない密度ですものね。その低密度のせいで、高圧圧縮ボンベでも対抗馬になりうるくらいですから。
　そういえば先頃発表されたホンダの燃料電池車は、高圧圧縮（350気圧）の水素ボンベだけで、５７０ｋｍの航続距離を実現したそうです。ニュースを初見の時はスゴいと思ったのですが、よくよく見てみると、なんと燃料タンクの容量が１７１リットルもあるのを見て、つい笑ってしまいました。

http://www.honda.co.jp/news/2006/4060925c.html

　そのせいか、結構立派なサイズの車体なのに、乗車定員が４名しかないのはご愛敬ですが。

投稿 温泉カワセミ | 2006/11/20 0:03:58

Ｃ先生：そろそろ本論に行こう。
　ＪＨＦＣ（Japan Hydrogen and Fuel Cell Demonstration Project＝水素・燃料電池実証プロジェクト）なる機構がある。日本の水素自動車関係者が大体ここに揃っている。効率の研究が過去３年間に渡って行われ、その最終報告書が９月にインターネットにアップされた。これが水素エネルギーの自動車への利用の可能性に対する結論だと言える。
http://www.jhfc.jp/j/data/data/h17/h17_kekka_main.pdf
　今年の３月に行われた発表会の資料も、インターネットで入手できる。
http://www.jhfc.jp/j/data/h17_exhibition.html
　その結果を冷静に読み取ると、水素エネルギーの利用に対して、当然のことながら抑えれれた表現ではあるが、「可能性が皆無とは言えない」といった消極的な結論のように見える。すなわち、余程のことが起きなければ、水素燃料電池車は実現しない。まして、水素エンジン車などが実用化される訳も無い。なぜなら、水素燃料電池車は、車のエネルギー効率が高いが、水素エンジン車の効率は、普通のエンジン車のものとほぼ変わらないため、技術的な価値が皆無だからである。

Ａ君：報告書の方は、なかなか読み難いのですが、発表会での石谷先生の総合効率検討結果が見る価値ありです。
http://www.jhfc.jp/j/data/data/h17/06_h17seminar.pdf

Ｂ君：内容は、Well to Tankの効率。すなわち、一次エネルギー採掘段階から燃料製造段階、そして、燃料タンクに納まるまでの効率の検討結果をもっとも関心を呼んでいるもの。

Ｃ先生：上述したように、燃料電池車は、水素を出発点にすれば、エネルギー利用効率が高い。どういう方法か分からないが、自然に水素で満タン状態が作られれば、燃料電池車は有力候補である。しかし、水素というやっかいなエネルギーをどうやって作って、そして、車にどうやって供給するか、そこが最大の問題点。その過程のエネルギーが定量的に解析されたというのだから、興味を持つもは当然。

Ａ君：解析の対象ですが、考えられるほとんどすべてのプロセスが含まれている。まず、その結果が、２９枚目のスライドに出ている。

Ｂ君：これをさてどう読むのか。一次燃料投入原単位（単位車載エネルギー当り）となっていて、概略の値を示すと、

（１）高圧水素　　１．４〜２．３ぐらい
（２）液体水素　　２．０ぐらい
（３）ガソリン　　　　１．２ぐらい
（４）ディーゼル　　１．１５ぐらい
（５）ＣＮＧ　　　　１．３ぐらい
（６）電力　　　　　２．３ぐらい

となっている。高圧水素だと、効率は最善の場合で、１／１．４＊１００＝７１％。電力は、４３％ぐらいということ。

Ａ君：一方、タンクからの走行効率が、３３枚目のスライドに出ている。１ｋｍ走行あたり一次エネルギー投入量で、単位はＭＪ／ｋｍで、その結果の概略値は、

（１）ＦＣＶ　ＪＨＦＣ実証平均　１．４ぐらい
（２）ＦＣＶ　ＪＨＦＣ実証トップ　１．０５ぐらい
（３）ＦＣＶ　将来　　　０．８ぐらい。
（４）ガソリン　　　　　２．２ぐらい
（５）ガソリンＨＶ　　　１．４ぐらい
（６）ディーゼル　　　　１．８ぐらい
（７）ディーゼルＨＶ　　１．１ぐらい
（８）ＣＮＧ　　　　　　２．２ぐらい
（９）ＢＥＶ　　　　　　０．４ぐらい
注：ＢＥＶ：純電気自動車

Ｂ君：Well to Wheelすなわち、総合効率が３７枚目のスライドに出ている。１ｋｍあたりの一次エネルギー投入量で、単位はＭＪ／ｋｍ。概略値は、
　
（１）ＦＣＶ現状　　　１．５ＭＪ／ｋｍ
（２）ＦＣＶ将来　　　１．１ＭＪ／ｋｍ
（３）ガソリン　　　　２．７ＭＪ／ｋｍ
（４）ガソリンＨＶ　　１．７ＭＪ／ｋｍ
（５）ディーゼル　　　２．０ＭＪ／ｋｍ
（６）ディーゼルＨＶ　１．２ＭＪ／ｋｍ
（７）ＣＮＧ　　　　　２．７ＭＪ／ｋｍ
（８）ＢＥＶ　　　　　０．９５ＭＪ／ｋｍ

これが効率。

Ａ君：もう一枚結論があって、それが、Well to WheelのＣＯ２発生量。１ｋｍ走行あたりＣＯ２総排出量（１０・１５モード）。単位は、ｇ−ＣＯ２／ｋｍ

（１）ＦＣＶ現状　　　８５ｇ−ＣＯ２／ｋｍ
（２）ＦＣＶ将来　　　６５ｇ−ＣＯ２／ｋｍ
（３）ガソリン　　　１９５ｇ−ＣＯ２／ｋｍ
（４）ガソリンＨＶ　１２５ｇ−ＣＯ２／ｋｍ
（５）ディーゼル　　１５０ｇ−ＣＯ２／ｋｍ
（６）ディーゼルＨＶ　９０ｇ−ＣＯ２／ｋｍ
（７）ＣＮＧ　　　　１５０ｇ−ＣＯ２／ｋｍ
（８）ＢＥＶ　　　　　４８ｇ−ＣＯ２／ｋｍ

Ｃ先生：今、示して貰った値は、石谷先生が使ったＰＰＴファイルの図から目視で読み取ったもの。実は、９月に発表された報告書の方には、数値が出ているのだ。ところが、この６ヶ月間で、多少数値が変わっている。いじられているのは、ＦＣＶ将来、ＢＥＶの２種類だ。

Ａ君：本当だ。ＦＣＶ将来の数値が良くなっていて、ＢＥＶの数値が悪くなっている。

Ｂ君：まあ、ＦＣＶ将来の値がＢＥＶよりも悪いということになってしまっては、ＦＣＶの将来は無いことを宣言するようなものだから、将来はもっと良くなるという夢を描いて、そして、将来に多少の含みを持たせたいのだろう。そのための修正。

Ｃ先生：技術的な発展が無いとは言えないのは事実だ。しかし、正直な話、以上の様々な情報を総合して、全体的な印象からは、水素エネルギーが車などの移動用エネルギーとして使われる可能性は、本報告書ですでに全面的に否定されたのではないか、と見る。

Ａ君：ＮＥＤＯの予測では、２０２０年には、早くも水素エネルギー燃料電池車が実用になっているとの予測でしたからね。余りにも早く否定的な情報が出るのはまずいのでは。

Ｂ君：いやいや、いくら上塗りを厚くしても、隠せない事実がある。

Ａ君：ＢＭＷの話に戻りますが、水素エンジン用であれば、実は、水素源が無い訳ではない。この報告書でも議論されている副生水素というもので、コークス炉から出るもの。コークス炉から出る水素には、当然、一酸化炭素などを含むもので、精製しないと触媒が働かなくなってしまう燃料電池用には使えない。精製しないで、そのままこの水素を使うというシナリオが水素エンジン用としてはありうる。もっとも、この水素を使ってしまうと、コークス炉ガスで加熱しているプロセス用に別の燃料が必要になるのですが。

Ｂ君：たしかに、この報告書での水素源としては、これらの副生水素が有望という結論になっている。逆に言えば、わざわざ水素を作るとエネルギー的にも合わない。ということは、製鉄所内の利用に限れば、水素エンジン車もありということか。

Ａ君：ただ、ＢＭＷの水素は、液体水素ですからね。高圧ならまだしも。大体、効率的に意味が無い技術が、今後実用に向かう可能性は無いですね。

Ｂ君：やはり、多少優遇策を考えても、ＢＭＷの水素エンジンは、使い道がないという結論だな。

Ｃ先生：ここまでの記述ではよく分からないことに、再生可能エネルギーを使った場合の水素製造がどう評価されたのか。記述が若干必要だろう。

Ａ君：それは、報告書の方にしかデータが無いようです。報告書のｐ９７に最終的な取りまとめの図があって、さらに、文章として、若干のとりまとめがあるのですが、余り詳しい説明は無いです。

Ｂ君：例えば風力発電で電気を起こして、なんらかの最新的な方法で電気分解をして、水素を出すぐらいなら、そのまま電気自動車用に使う方がはるかに合理的だ。

Ａ君：水素源としては、その通りで、結果的に、コークス炉か苛性ソーダの製造工程での副生水素を使うことが現実的で、それ以外の方法論は、再生可能エネルギーを使った場合でも、「可能性が無い」というのが、結論ですね。

Ｃ先生：結論的に、やっと、本ＨＰがここ２〜３年言い続けてきたことが、追認されつつあるように思える。これが今後２年以内に社会的常識になれば良いのだが。

Ａ君：水素以外の自動車の動力としては、将来とも電気自動車か内燃エンジンなんでしょうか。

Ｃ先生：そんな議論が名古屋大学では行われた。その結果だが、大体次のような理解で良いのではないだろうか。

２０２０年ぐらいにほぼ実現すること。
　ガソリンあるいはディーゼルのハイブリッド車。ただし、夜間充電が可能ないわゆるプラグインハイブリッド車。
　しかし、主要な都市内交通としては、電気自動車。

２０４０年ぐらいまでに確立すること。
　炭化水素あるいは、ＤＭＥ（ジメチルエーテル）のような含酸素炭化水素といった液体燃料を燃やす固体電解質を用いた新式燃料電池車。しかし、この手の３００℃程度の温度での運転を前提とする燃料電池が車に使われるには、ウォームアップが難しい。そのため、駐車中にも燃料電池の運転を続ける必要があるので、家庭用の電力システムが大幅に変わる必要がある。

Ａ君：水素以外の燃料を使うもの、特に、液体燃料を使うものであれば、可能性が無い訳ではない。

Ｂ君：ただ、車の燃料のように大量に使うものは、地球への影響が大きいので、慎重に考える必要がある。ＤＭＥは、もしも漏れ出したときの環境影響の評価が必要。

Ｃ先生：地球レベルでモノを考えると、バイオエタノール、バイオディーゼルだけで車を走らせる訳には行かない。現在の大型の大食いの車を米国人並みの走行距離で走らせると、また、もしもトウモロコシや米を原料としてその発酵でエタノールを作るとすると、人間１００人分ぐらいの大食い。

Ａ君：もしも世界中の車の普及率が２０％になったとすると、一体、何が限界なのか。やはり燃料でしょうか。

Ｂ君：１００人分の食糧を食う車が人口の２０％分存在したとすると、人１人に車が０．２台。車が１００人分の食糧を食うとすると、世界人口が２０倍以上になったと同じだけの食糧が必要になる。だから、バイオエタノール、バイオディーゼルでは難しい。農地が無い。

Ａ君：可食部からは無理なのは当然ですが、いかに農産廃棄物がエタノールの原料になったとしても、これだけの量を供給するのは無理でしょう。

Ｃ先生：限界は明らかだろう。車のエネルギー消費量を今の５％以下程度にしないと、将来の地球上での普及はありえない。それでも、人間と同じぐらいの食糧（エネルギー）を食うことにはなるが。

Ａ君：５％以下への削減というのは難しい。

Ｂ君：そうでもないのでは。まず、車の重量を今の１／５にする。そして、効率を現在の４倍にする。これで２０倍になって、５％という条件を満たす。ただ、ＪＨＦＣの報告書にあるデータから見ても、電気自動車以外には無い。現状でも１５倍までは可能だからなんとかなるのでは。タイヤの材質を変えるとか、様々な工夫をすれば。新燃料電池車ができれば、そちらの方が良いかもしれないが。

Ａ君：短距離用は電気自動車、長距離用は新式燃料電池車。とすると、平均的に車重が３００ｋｇ以下の電気自動車というのが、現状の技術を前提とした場合の、２０５０年程度の都市交通用の車。何人乗りでしょうね。

Ｂ君：一人乗り、二人乗り、四人乗りぐらいのバラエティはあるのでは。四人乗りは、タクシー専用か。

Ｃ先生：それでも、バイオエネルギーを一次エネルギーとした供給は難しい。となると、やはり石炭、あるいは、原子力シナリオになってしまうのだろうか。

Ａ君：石炭は液化ですか。石炭発電だと、二酸化炭素の貯留が必要になるかどうか、それが今後必要な検討事項。

Ｃ先生：限界は燃料だけではない。実は、北九州市の方のシンポジウムは、車のリサイクル関係の話だったのだが、普及率を２０％として、総人口が８０億人だとしても、世界中に１６億台もの車が存在することになる。バス、トラックは、ディーゼルハイブリッドでやってもらうとして、また、乗用車は電気か燃料電池で行くとしても、車を作るのに必要な材料が足りるか、という問題がある。もしも１台１トンとすると、１６億トン。日本のような国での鉄鋼の蓄積量が、２００４年で１２億トンぐらい。１６億トンもの材料が、５年程度の寿命の車に使われてはどうしようもない。寿命は、３０年を目指さないと。もっと重要なのがやはり軽量化なので、超長寿命化はなかなか難しそう。

Ａ君：世界的に見ると、車の寿命は結構長いのではないですか。１５年ぐらいはすでにいくらでも実例があるので、将来、３０年は当然でしょう。

Ｂ君：早く壊れる車は駄目。超長寿命の車か。電池が問題だな。電池の寿命を格段に延ばすという技術開発が必須だ。

Ａ君：電池も、現在のプリウスのようなＮｉ−Ｈ電池では駄目でしょう。資源が足らないのでは。やはりＬｉ−ＭｎＯ２系の電池でしょうか。

Ｃ先生：現状の知識からならそうだろう。２０５０年ごろに今の知識が通用するようでは、問題は解決できない可能性が高いが。

Ａ君：車重３００ｋｇの車となると、衝突時の安全性が確保できないという問題が出そうですね。

Ｂ君：トラック・バスのような重たい車は、衝突回避装置が付いているから、まあ、大丈夫なのではないか。車重３００ｋｇの電気自動車にも衝突回避装置は付いている可能性も高いが。

Ｃ先生：２０５０年に向けてのビジョンはこんなところか。現時点でも実現が可能なビジョンではあるが、こんな現実的な解にはならないで、もっと画期的な解がでることを希望したい。
　最終結論。車用としては水素エネルギーに可能性が無いということが、すべての日本人にとっても、また、ＢＭＷにとっても常識になる時が早く来ることを望みたい。これが、研究の方向性が健全になる必要条件。