技術

トヨタの「予想外の可能性」を探る

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日本のイノベーターがコロナウイルスに対応するための新しい技術を開発しています

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世界的な脱炭素化傾向の一環として、二酸化炭素を排出する車両から電気自動車への移行が加速されています。 しかし、これらの動きに抵抗するように、トヨタ自動車は、水素エンジン自動車の開発という別のアプローチで脱炭素化に向かっています。

トヨタは2021年4月、水素エンジン技術の開発に乗り出すと発表した。 さらに5月、水素エンジン車で24時間耐久レースに参加するという発表に業界は驚いた。 レース用モデルは「Corolla Sport」をベースにしており、実用化の問題点を把握するためだった。

水素を燃やすときにCO2を生成しない自動車の中には、燃料電池車両(FCV)があります。 この自動車は、空気中に見られる水素と酸素の化学反応によって生成された電気を使用してモーターを回します。 たとえば、トヨタは「Mirai」モデルを販売しています。

これらの車両とは異なり、水素エンジン自動車はガソリン自動車のようにエンジンを動力源として使用する。

FCVは走れば水だけ出てくるので「究極のエコカ」とも呼ばれる。 一方、水素エンジン車両は、エンジン部品の摩擦を減らすエンジンオイルが燃焼するとCO2が発生しますが、その量は少なくなります。

日本では、日本のために

しかし現在、自動車メーカーは電動化と電気自動車(EV)を推進している。 トヨタは、2030年までに世界的に販売される800万台の自動車のうち、カーボンフリーの電気自動車販売台数をEVとFCV(結合)200万台まで増やす目標を立てました。

水素エンジン車両の開発に参加する動機は何ですか?

日本自動車工業協会会長でもあるトヨタ・アキオ社長は水素エンジン開発を発表した。 彼は次のように強調した。 「私たちの目標は、炭素中立性(温室効果ガスの排出量をほぼゼロに下げること)であり、それに向かう経路は1つ以上です。 日本もそれなりの道があると思う」と話した。

日本はヨーロッパや他の国に比べて火力発電率が高い。 電気自動車は走行時にCO2を排出しないが、日本の動力源を考慮すると必ずしも脱炭素化につながるわけではない。 また、エンジン技術の信頼性と高い燃料効率性は日本メーカーにとって最高の武器となります。 水素エンジンは、これらの利点を最大限に活用する脱炭素技術になる可能性があります。

ガソリン車両1台には3万個の部品が使用されるそうです。 電気自動車に使用される部品はエンジンを中心に約10,000個ほど減るだろう。 これがエンジン部品メーカーに大きな影響を与えることは否定できません。

水素エンジン車両の開発は、脱炭素化が雇用に与える影響を最小限に抑えることを目指しています。

これまでの経験

決定的に、水素エンジン車の能力は何ですか?

トヨタの水素エンジンは、5月にレースを始め、これまで3回のレースに参加して完走した。 水素エンジン車は、自動車の性能を最大化するために努力する過酷な条件に耐えながらレースを完走できたため、ある程度の成果に達したことは疑いの余地はありません。

一方、一部の問題点も指摘された。 「ミライ」FCVには、合計141リットルの水素を貯蔵する3つの水素タンクと約850kmの走行距離があります。 一方、4つのタンク(総180リットル)に水素を貯蔵する「水素化管」は、9月に528.4キロを走ったレースで計11回の再充電をしなければならなかった。

範囲が問題であることは明らかです。

それにもかかわらず、FCVに不可欠な高価なプラチナを使用する必要はありません。 そしてコストを節約する利点があります。

2006年からロータリーエンジンを搭載した水素エンジン車両をリースおよび販売してきた松田の丸本明社長も「これから [hydrogen engines] 必要に応じて」

商用車としての互換性

これまで、トヨタはレース参加で水素エンジン車の予期せぬ可能性を見てきました。 エンジンは低速でも大きな力を出すことができ、「商用車」として適している(広報部)。

長距離を走行するEV大型トラックを作るためには、多くのバッテリーを装着する必要があり、これはコストと充電時間を考慮すると実用化が難しい。 レンジ問題を大型燃料タンクで克服できれば大型トラックの脱炭素化の道を開くことができる。

水素エンジン車両の開発は時間との戦いです。 長年にわたり水素エンジン研究に邁進してきた東京市立大学三原悠二教授は「発売の可能性が高い」と話した。

脱炭素化の代案となりうる技術であるに違いない。 しかし、電気自動車の発展を取り戻すのは難しいだろうし、実用化の可能性は初期に見せなければならない。 トヨタは、開発時間を短縮する必要がある厳しいレース「実験室」環境でテストを繰り返しています。

トヨタは2020年末に水素エンジン車のプロトタイプを作成しました。 ほぼ1年後、この車両はどのくらい実用化されましたか? 水素化管が再びレースに挑戦する。

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寄稿者 : 日中高橋

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Nakama Shizuka

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