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テスラ・モデルＳとトヨタ・ミライ 09.14.2014
これらに弱点はないのか、また、この車のオーナーになる人は？
米国テスラモーターのテスラモデルＳが日本で発売になった。同社のＣＥＯであるイーロン・マスク氏は、将来、米国の産業界を支える逸材だと言われていることもあって、話題性が高い。
日本のメディアも、フル充電で５０２ｋｍも走る、という点を強調しているだけでなく、賞賛しているように見えるが、果たして、この車に弱点は無いのか。どうも、買っても後悔が無い人の条件はかなり限られるように思えるのだが。
トヨタのＦＣＶ車は、ミライMiraiと命名されたようだ。今年度中に発売されると言われるこの車のオーナーになる人は誰か。
Ｃ先生：本日の話題は４つに分かれるだろう。
１．テスラのモデルＳは、最近、米国を中心にかなり売れている。しかしといって、日本で確実に売れるとは言えない。さて、どうなるか。買って後悔しない人の条件は？
２．今年度のどこかで、トヨタは水素燃料電池車の販売を始める。価格は７００万円台で、補助金がかなりあるようなので、現実的な価格になるかもしれない。年産７００台のこの車は果たして売れるのだろうか。誰が買うだろうか。
３．電気自動車と水素燃料電池車の環境負荷はゼロと主張されるが、本当のところは？
４．最後に、東京オリンピック２０２０で使われる自動車は何か。
ただし、３．の話題は、まとめて語るのではなくて、様々に散りばめられて語られている。
１．テスラモータースのモデルＳは日本で売れるのか
Ａ君：まずは、テスラのモデルＳの仕様から。日経新聞の９月９日号の１２面からの引用。
★税込み価格：８２３〜１０８１万円
★フル充電時の航続距離：３９０ｋｍタイプと５０２ｋｍタイプがある
★充電時間：２００Ｖのコンセントでは、１時間で８５ｋｍ走行分を充電
★充電方式：家庭用電源プラグでも可能。チャデモ方式も可能。
★電池容量：６０ｋＷｈ あるいは ８５ｋＷｈ
★サイズ：４９７×２１８×１４３ｃｍ
▲重量：この肝心のデータがないので、テスラモータズのカタログを見ると、２１０８ｋｇ（電池の少ないモデルだろう）
Ｂ君：さて、燃費ではなく電費はどのぐらいなのだろう。６０ｋｗｈの電池で３９０ｋｍだから６．５ｋｍ／ｋＷｈ。電池の多い方は８５ｋＷｈの電池で５０２ｋｍ／だから、５．９ｋｍ／ｋＷｈ。やはり、電池を多くすると重くなって、その分、電費が下がるようだ。
Ａ君：Ｃ先生のプリウスＰＨＶは、車重が、１４１０ｋｇ。これで、実用的な電費は約６ｋｍ／ｋＷｈ。車重と電費はほぼ比例するだろうから、まあ、実用燃費は４ｋｍ／ｋＷｈぐらいでしょう。６０ｋＷｈ分をチャージできると仮定しても、まあ２４０ｋｍ走れば良い方ではないですか。８５ｋＷｈチャージできれば、３４０ｋｍぐらいでしょう。
Ｂ君：日経新聞が掲載している上記のスペックだけれど、記述の１箇所が確実に誤解を与えている。それは、充電時間：２００Ｖのコンセントでは、１時間で８５ｋｍ走行分を充電というところ。これは日本向けの情報としては、虚偽記載と言っても良い。８５ｋｍ走行分というと、電費を４ｋｍ／ｋＷｈとして２１ｋＷｈ。これだけの電力を２００Ｖ単相のコンセント経由で１時間で供給するということなので、１００Ａ以上の電流を供給することになってしまう。日本での家庭用のコンセントであれば、２００Ｖ単相なら、普通、１５Ａが上限。ということは最大３ｋＷ。となると、２００Ｖ単相で１時間で供給できる電力で走行可能な距離は、たった１２ｋｍぐらいということになる。
PHEV用に設置した充電器。立派に見えるけど、容量は実は３ｋWでしかない。ケーブルの太さから見れば当然だけれど。
Ｃ先生：日本の２００Ｖのコンセントだとそんなものだ。モデルＳの説明に使われている２００Ｖのコンセントは米国版か？？
実際、プリウスＰＨＶは、ハイブリッドモードで走っている状態から上の写真の充電器でフル充電をすると、３．５ｋＷｈぐらいの電力量が入る。所要時間だけれど、３ｋＷｈぐらいまではほぼ理論値で速いのだけれど、満充電に近くなると、かなり慎重に充電をするので、１時間４５分といったところだ。これで、季節にもよるが、平均的に２１ｋｍちょっと走ることができる。
Ａ君：それにしても、７倍の違いは誤差とは呼べないですね。２０ｋＷなどという電力を供給できるコンセントがあるとは思えないのだけれど。
ということでTeslaのWebサイトを調べました。米国のコンセントの規格が多数あって、こんなことになっていました。
図１ 米国のコンセントの規格
Ｂ君：なるほど。ＮＥＭＡ１４−５０というコンセントは、キャンピングカーなどに使われるもので、２４０Ｖ−４０Ａで１０ｋＷも取れるのだ。待てよ、それでも２０ｋＷは取れないが。
Ａ君：その通りですね。テスラがオプションで提供しているデュアル・チャージャーというものを付けケーブルを２本つなげば、合計２０ｋＷということのようです。
Ｂ君：これが日経の「充電時間：２００Ｖのコンセントでは、１時間で８５ｋｍ走行分を充電」の実態。
Ａ君：どう考えても、日経のこの記者は自分自身で何も調べていない。いや、取材した内容に疑問も持てないのかもしれない。あるいは、聞いたことを正確に伝達しているから、「記事としては正確だ」と主張する典型的文系の記者か。そろそろ、読者に誤解を与えないような情報伝達のみを正確な記事と定義しなおす時代になったと思います。それでやっと、偽情報が溢れるインターネットと新聞との差別化が可能になって、新聞というメディアの生存のための必須条件だと思いますね。
Ｃ先生：電気自動車が売れるかどうか。それは、いつも議論しているように、その車で、年に１回の家族揃っての遠出、特に、暮れの渋滞の中で里帰りをする気になるかどうか。その根拠は、普段１人で乗っているのに、ワンボックスを買う家庭が多いこと。モデルＳは、５人乗りではあるけれど、オプションで５＋２にすることが可能らしい。２はトランクの場所に後ろ向きのチャイルド用シートが付けられるとのことなので、乗車定員的には条件を満たすけど。
Ａ君：車の値段からみれば、ユーザの層は全く違いますね。まあ、それは、良いでしょう。
Ｂ君：高い方の８５ｋＷｈモデルの実走行距離を３２０ｋｍと推定した。
Ａ君：冷房は比較的効率が高いので良いのですが、暖房を入れた瞬間に、日産リーフもかなり航続距離が減ると言われていますね。
Ｂ君：暖房はどうやるのだろうか。調べても分からない。厳冬下の暖房をヒートポンプでやるのは結構厳しい。まだ、電気ヒーターを使う方がまし。
Ａ君：しかし、空気を電気ヒーターで暖めるというのは、簡単なのですが、相当な電力消費になってしまう。
Ｂ君：テスラ社のページを色々と調べてみた。そして、見つけた。
http://www.teslamotors.com/it_CH/forum/forums/climateheating-system-cold-weather
これによれば、ヒートポンプ型のエアコン暖房らしい。しかも、シートヒーターも使えるようだ。
Ａ君：寒くなれば、当然、バッテリーが弱ってきて、航続距離も下がりますね。
Ｂ君：モデルＳのレビューの記事がある。
http://www.greencarreports.com/news/1077706_2012-tesla-model-s-will-winter-weather-ruin-its-range
まず、この記者がもっている情報では、シボレー・ボルト、日産リーフは、冬になると４０％ぐらい航続距離が下がる。
もしも０℃付近以下になると、２５％ぐらい航続距離が短くなるという推測が正しいという記事があった。
http://www.teslamotors.com/it_CH/forum/forums/model-s-performance-winter-canada
Ａ君：大型で４ｋｍ／ｋＷｈ程度と電費があまり良くないモデルＳですけど、冷蔵庫は大きくなるほど消費電力が下がるという特性があるので、車の暖房についても表面積と体積の関係は同様だろうから、暖房の影響は小型の車よりも少ないのかもしれない。
Ｂ君：それにしても２５％減れば、２４０ｋｍが最長の航続距離だということになる。急速充電はフル充電しないだろうから、この８０％で１９２ｋｍになる。山形までにやはり２回の充電が必要。
Ａ君：いまさらですが、そう言えば、米国ＥＰＡは、車の燃費を発表していますよね。電気自動車についてもあるのでしょうか。調べてみましょう。ありました。これです。
http://www.fueleconomy.gov/feg/Find.do?action=sbs&id=32557
数字は、８９マイル／Ｇｅですね。Ｇｅというのは、電気ガロンで、３３．７ｋＷｈのことのようです。４．２３ｋｍ／ｋＷｈとなって、我々の推論４ｋｍ／ｋＷｈとそれほど変わらないですね。
Ｂ君：ＥＰＡが公表しているの車の燃費は、日本のＪＣ０８などと違って、その気になれば出すことができる実用燃費だ。いつだったかヒュンダイのソナタの燃費を過大に発表したのがバレタが、このＥＰＡの燃費は、かなり正確な実用燃費だと言える。
Ａ君：いつもの”仮想ケース”は、暮に東京から山形まで里帰りをする。大体４００ｋｍ。１回のフル充電で可能なら行けるかもしれないけれど、モデルＳの場合には２回の充電。かなり微妙な性能で不安が大きい。
Ｂ君：テスラは、スーパーチャージャーという充電設備を全米１１２箇所に作っている。しかも、モデルＳがここを使う限り、充電の電気代はタダとのこと。しかもすごいのは、３０分で１７０マイル＝２７０ｋｍ走るだけの充電ができるということ。なぜなら、この充電設備の出力は１２０ｋＷもあるから。２００Ｖのキャンプカー用のＮＥＭＡ１４−５０を使った設備のなんと１２倍の出力。もっとも、ＥＰＡの電費を使えば、３０分の充電で、航続距離１９０ｋｍということになってしまうけど。
Ａ君：日本には、残念ながらまだ２箇所しかなくて、両方とも東京。今後、どこに作るのかも明らかでない。
Ｂ君：スーパーチャージャーも、ＮＥＭＡ１４−５０という規格のコンセントもない状態だと、車庫に設置できるチャージャーは、２００Ｖ１５Ａの３ｋＷ。これでモデルＳを充電すると、８５ｋＷｈ版のモデルを少々電気を残した状態で帰宅したとして、２５時間ぐらい掛かることになる。ということは、モデルＳを買ったとして、フルに走れば、翌日は丸一昼夜、充電日になる。これだと、日本でも、やはり２台目以降の車だということになる。
Ａ君：日本で家庭に４００Vを導入するにはいくら出費がかかるのやら。そもそも、コンセントの規格がどうなっているのですかね。
そして、本日の３番目の課題が、環境負荷は本当に低いのか、ですが、これはなかなか難しい問題。米国の電気代は安いことは安いし、原発もまだ生きているのですが、やはり化石燃料が主体の電力ですね。
Ｂ君：米国の電力からの二酸化炭素排出源単位は、２００５年頃で大体のところ５７０ｇ−ＣＯ２／ｋＷｈぐらいだった。しかし、石炭の変わりに天然ガスを使う発電が増えてきて、２０１２年には、１５％ぐらい減少して、４８５ｇＣＯ２／ｋＷｈになっている。
Ａ君：この数値は、２０１２年の日本の電力会社の中でもっとも低い値である中部電力の５１２ｇＣＯ２／ｋＷｈよりも低く、ほぼ平均値である代替値は５５０ｇＣＯ２／ｋＷｈですから、これよりかなり低いのです。これがシェール革命の効果を示しています。だから、米国は温室効果ガス削減にかなり積極的な姿勢を見せることができるようになった。
Ｂ君：ということは、８５ｋＷｈで、約４１ｋｇのＣＯ２を排出することになる。日本の２０１５年版排出規制値が１３９ｇCO2/km。
Ａ君：モデルＳが４１ｋｇのＣＯ２を３２０ｋｍの走行（米国内）で出したとすると、１２８ｇＣＯ２／ｋｍとなって、まずまずなのですよ。ちょっと意外。
Ｂ君：ということは、モデルＳの環境負荷は、米国の場合だと、同クラスのガソリン車よりはかなり低いということになる。例えば、キャデラックＣＴＳの６．２ＬモデルのＥＰＡ燃費が２１MPGは、２６０ｇCO2/kmぐらいですから、まあ、半分と言える。
Ａ君：話変わって、今回、まだ議論していないのですが、電気自動車のバッテリーの寿命は、大体５年ぐらい。というよりも充電回数で決まるといった方が良いかもしれません。大体５００回ぐらい、多くても１０００回と言うべきでしょうか。
Ｂ君：バッテリーの保証がどうなっているのか。Ｗｅｂサイトによれば、８年間、走行距離は無制限、となっている。リチウムバッテリーは徐々に容量を失うので、実際、何％になれば無償交換が行われるのか、良く分からない。
Ａ君：これもちょっと探してみました。
http://www.teslamotors.com/fr_FR/forum/forums/battery-warranty-model-s
ここに回答があって、容量が７０％以下になったときには、交換するということのようです。
Ｂ君：それにしても、８年経過して、バッテリーを交換したらいくらになるのだろう。
Ａ君：それも答えがあります。
http://www.teslamotors.com/it_CH/forum/forums/battery-replacement-cost
あらかじめ払っておけば、８５ｋＷｈモデルの場合、＄１２０００ドルで交換してもらえる。１２０万円以上を最初から払うかは大問題。
Ｂ君：この問題は、なかなか微妙だな。８年を経過したモデルＳの中古車価格はいったいいくらになるのだろう。電気自動車のモーターは、８年経過しても劣化はしていないから、十分に走るだろう。しかし、電池が弱り始めた車をいくらで買うか。
Ａ君：確かに。しかも、バッテリーの価格は、８年後に相当下がっているはず。そのとき、あらかじめ＄１２０００を払うかが大問題。
Ｂ君：いずれにしても、決断を迫られる。しかし、かなり不確実性が高いなあ。なぜなら、電池自体の価格は確かに多少下がるかもしれないが、テスラの電池は実は、パナソニックの１８６５０という大きめの単３電池のような円筒形の電池を大量に使ったもので、かなり大変な仕組みなのだ。１本で3.7 volts 2600mAh。すなわち、９．６Wh。８５kWhのモデルだと、９０００本ぐらいの搭載が必要。この方式だと、電池の単価はすでにかなり下がっているし、その逆に生産性が上がらないので、余りコストが下がらないと推測できるのだ。
Ｃ先生：このあたりがモデルＳの真実。まず、この車は、米国では３台目の車。いつも通勤に使う車、奥さんが買い物に行く車。そして、３台目がときどき楽しむためのモデルＳ、ということになる。
モデルＳは、今年の４〜６月の米国での販売台数が７５７９台売れた。かなり売れていると言える。これは、もともと３台目の車として買う人が多いこと、さらに、スーパーチャージャーなどの充電設備があること。家庭にも、ＮＥＭＡ１４−５０の１０ｋＷのコンセントが設置できることなど、日本といささか違う条件があるからだと考えれば良いのではないだろうか。
加えて、日本で電気自動車を使うよりも、米国の方が電力の排出源単位が低い分、環境負荷が低い。しかも、電力はタダみたいなものという考え方が米国人にはあるし、実際、スーパーチャージャーを使えば、モデルＳの走行費用はゼロ。
ということで、売れている車が、環境の全く違う日本でどこまで売れるか、それは、かなり疑問ということになる。日本でも、２台目の車として買える人だけが関心を持ちそうに思う。
２．今年発売の水素燃料電池車（ＦＣＶ）、TOYOTA Miraiは、誰に売れるのか
Mirai（ミライ、未来）は、年間７００台製造され、７００万円台で販売される予定。販売開始は、今年度末までのどこか
Ｃ先生：さて、水素だが、その本質などについては、今回の話題ではない。次回にでもまとめてみたいと考えている。
Ａ君：なぜ水素燃料電池車が未来的か、ということを多くの人に聞いてみると、排気ガスが水だけ、という答えが多いですね。しかし、だから環境負荷が低いと考える人はまあ素人です。
Ｂ君：なぜトヨタがこの車を作ることになったのか、いくつか可能性はあるけれども、一つは、すでにハイブリッド（ＨＶ）車が余りにも一般的になってしまって、トヨタとしても、新しい未来的イメージが欲しい、ということだったのではないか。
Ｃ先生：イメージの点は、後ほどの議論にしよう。まずは、ＥＶに対して、ＦＣＶがどのような利点があるかあたりから。
Ａ君：ミライは、７００気圧に圧縮した水素を燃料に使います。カタログ上ではありますが、航続距離は７００ｋｍと言われています。
Ｂ君：この航続距離ならば、１０００ｋｍ走ることも比較的簡単なＨＶ、１１００ｋｍ走れるＰＨＥＶともまあまあ勝負になる。
Ａ君：しかし、問題は水素ステーションの整備がどこまで進むか。やはり自分の家から１０ｋｍ以内に水素ステーションが欲しいですね。
Ｂ君：しかし、それが都会では結構難しい。なぜならば、やはり水素は危ないと思われているから。特に、７００気圧以上に圧縮されている水素なので、余計にそう思える。だから、水素供給ステーションは、かなり広い面積を求められる。それに、水素を７００気圧に圧縮して貯めなければならないので、そのための圧縮機の電力供給も相当の大規模にならざるを得ない。満タンにして７００ｋｍ走ることができるミライだけれど、そのための水素を単に圧縮するだけの電力を使ってこの車を走らせれば、１５０ｋｍ走ると言われている。
Ａ君：ということは、電力の排出原単位が大きい国になってしまった日本では、水素は決して環境負荷は低くないということになってしまう。
Ｂ君：まあそういうこと。
Ａ君：これは３．の話題なのですが、排出する二酸化炭素は、水素をどうやって作るかに依存するのですが、普通に天然ガスあたりから作ると、二酸化炭素排出量は、ＦＣＶの方がＰＨＶよりも多くなってしまうのです。
Ｂ君：こんな状況で、どのぐらい売れるのか。それは、かなり長期的な視点でものを考えないと。
毎回言っていることなのだけれど、まずは、ＩＥＡの２０５０年予測が大体正しいのではないか、と思うのだ。すなわち、ＦＣＶが１８％、電気自動車が２０％、ＰＨＶが３５％、ＨＶが１５％、その他が通常のガソリン車を含めて１２％ぐらいといった分布になるのでは。
Ａ君：ここで問題は、ＰＨＶというものの多様性で、電気自動車に充電専用の内燃機関を積んだレンジエクステンダーを含むかどうか。まあ、含むという解釈になるのでしょうか。
Ｂ君：そう思う。ＰＨＶというものの定義が、モーターと内燃機関の両方を搭載した車で外部電源からの充電が可能なもの、ということになっているだろうから。
Ａ君：水素の作り方を変えない限り、ＦＣＶの環境負荷は低くならないのだけれど、２０３０年を過ぎると、自然エネルギーから水素を作ることが主力になって、この水素はＬＣＡ的に二酸化炭素の排出量がゼロなので、環境負荷が格段に低いものと言えるようになる。
Ｂ君：その時代をイメージすれば、現時点でも、明らかに化石燃料を燃やす装置を持っているＰＨＶよりも先進的に見える。
Ａ君：純粋のＥＶも、全く同じで、電気がどうやって作られるかに依存することになりますね。自然エネルギーだけ、あるいは、原子力もまあまあですが、これら一次エネルギーを使った発電による電力ならば、環境負荷は格段に低いことになる。
Ｂ君：しかし、現時点での環境負荷は決して低いとは言えない。
Ｃ先生：結局、ＦＣＶは、誰にも向く実用車というよりも、すでに水素ステーションにアクセスができる人だけが買う。となると、最初は、霞が関には水素ステーションがあるから、やはり政府関係だろうか。東京には、あと数ヶ所しかない。成田空港にもあるけれど、政府関係はこのところ羽田空港だろう。実際、羽田にもある。
Ａ君：他の地域で比較的密度が高いのが、福岡・北九州・鳥栖付近。
Ｂ君：大阪は関西空港、大阪市内と２ヶ所か。ちょっと無理か。
Ｃ先生：やはり普通の人が買うようになるのは、自宅から１０ｋｍ以内に水素ステーションがあること。さらに、少なくとも高速道路に１００ｋｍごとぐらいに水素ステーションが整備されてから、ということになるだろう。
４．東京オリンピックで使われる公用車は何かの予測
Ｃ先生：先日、東京オリンピックで使われる技術について、記事を書いたが、もう一つ考えなければならないことが、東京という地域のヒートアイランド現象をいかに緩和するか、ということ。なぜなら、真夏のマラソンコースの温度をできるだけ下げるために、様々な工夫が必要だからだ。
Ａ君：水のミストを吹くとか、あるいは、地下にトレンチを掘って、多少とも冷風を吹き出すとか、様々な方法がありそうですが、使う自動車からの発熱量を抑えなければならないのは当然ですね。もっとも有利なものが、ほとんどすべての排出を発電所で行ってしまって、エネルギーのエッセンスとでも言えそうな電力だけを使うＥＶが排熱量が少ない。
Ｂ君：ＦＣＶの場合だと、高分子型固体電解質を使った燃料電池の発電効率は３５％ぐらいだと思われるので、電力への変換時に６５％は熱になっているものと考えられる。
Ａ君：ＦＣＶは水しか出さないと言うと実はウソで、かなりの熱を出しているのですね。ヒートアイランドを回避しなければならない東京オリンピックのマラソンの随伴車としては、ＥＶの方が良いことになる。
Ｂ君：２０２０年には、ＥＶは全く先進的な感じを失っているだろうから、当然のことながら、多少不利は分かっていても、使われる車はＦＣＶになるだろう。要するに、一般人向けのイメージが重要だから。
Ａ君：実体の方も対応する策が無いわけではなくて、走れば走るほど、二酸化炭素が減る水素というものを作って、それを使うことも不可能ではない。いわゆるネガティブエミッションを実現する水素ということになりますが。
Ｂ君：まあ、そこまでやるかだが。
Ａ君：実は、燃料電池車は、上海の２０１０年万博ですでに使われているので、それだけでは新鮮味も限定的、だから、本当に環境負荷を下げるということが平行して行われないとダメなのでは。
Ｂ君：ではやることにしよう。具体的な方法が存在しない訳ではないのだから。
Ａ君：ネガティブエミッション水素は、こうやって作ることができます。原料は、バイオマス。これを炭化します。そのときに温度にもよりますが、高温にすれば、水素が発生する可能性があります。その他のガスは、このプロセス内のエネルギー源として使用。そして、得られた炭素は、土壌改良材として使用し、水素は精製して燃料電池車用にする。これで、土壌改良材に使う炭素分がマイナス分になります。なぜならば、エネルギー源として使われる部分の燃焼によって排出される二酸化炭素の炭素分は、もともとバイオマス起源なので、いわゆるカーボンニュートラルの考え方で、ゼロだと見做すことができるからです。
Ｂ君：色々と調べてみても、ネガティブエミッションの水素を作ろう、すなわち、炭と水素が二つの目的物という研究は比較的少ないようだ。
Ａ君：絶対にどこかでやられていますよ。もっと探せば。しかし、ネガティブエミッションを目標にするということだけなら、排気ガスをＣＣＳで隔離するという方法論もありますね。
Ｂ君：その通りなのだけど、ちょっと力ずくの感じがある。炭ならば、どこかに埋めるということが可能だけれど、ＣＯ２をＣＣＳでとなると、処理が大げさになってしまう。
Ａ君：いずれにしても、東京オリンピックで使われるであろうＦＣＶ車の分だけでも、ネガティブエミッションの水素を作るという目標であれば、なんとか実現が可能なので、是非とも、史上初だということでやってみて欲しいですね。
Ｃ先生：考えてみれば、電力についても、ＣＣＳ付きのバイオマス火力発電所を整備して、東京オリンピックの競技用に使われる電力だけは、ネガティブエミッションだったという実績を作るのも悪くはない。これならかなり未来を先取りすることになる。これが実現すれば、ゼロ・エミッション水素で走るＦＣＶミライだけではなく、ゼロエミッション電力で走るＥＶも新鮮味が出てくるので採用される可能性がある。
