トヨタが世界を牽引!! ホントのとこ、水素燃料はどこがスゴい? トヨタ「MIRAI」に見る、脱炭素化の未来!

トヨタが世界を牽引中!! ホントのとこ、水素燃料はどこがスゴい? トヨタ「MIRAI」に見る、脱炭素化の未来!

 世界の自動車メーカー各社は今、電気自動車「EV」の開発で凌ぎを削っている。しかしトヨタは、電動とガソリンを動力源とするハイブリッド車においてはすでに十分なシェアを獲得しているものの、完全なEVには、さほど興味を持っていない。

 トヨタが注目する新エネルギーは「水素」だ。ではなぜ彼らは、EVではなく水素にこだわるのか? そして彼らが誇る燃料電池車「MIRAI」には、どんなメリットがあるのか? トヨタが目指す将来的なモータライズド・ソサエティを探ってみたい。

文/鈴木喜生、写真/トヨタ自動車、本田技研工業、Newspress

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燃料電池自動車「FCV」と水素エンジン搭載車の違いとは?

トヨタが世界を牽引中!! ホントのとこ、水素燃料はどこがスゴい? トヨタ「MIRAI」に見る、脱炭素化の未来!
低炭素・脱炭素化のトップランナーとして注目を集める2代目「MIRAI」。トヨタの”本気”を感じさせるクルマだ

 水素を動力源とするクルマには2種ある。ひとつは燃料電池自動車「FCV」(Fuel Cell Vehicle)であり、もう一方が水素エンジン搭載車だ。

 燃料電池自動車FCVは、酸素と水素を燃料電池に取り込むことで電気を発生させ、その電力でモーターを回して走行する。そのためパワーユニットの構造はEVに近い。酸素は大気中から取り入れればよいので、燃料としてクルマに搭載するのは水素だけであり、それらの科学反応の結果、クルマから排出されるのは水だけだ。

 一方、水素エンジン搭載車は、エンジンに水素を取り込んで直接燃やす。ガソリン車と同様に、水素を燃やすための酸素をエンジン内に取り込んで、それらを混合気として燃焼させるわけだ。ガソリン車と同様、パワーユニットとして内燃機関を使用するため、既存のガソリンエンジンの技術が流用できることも水素エンジンのメリットのひとつだ。

 酸化剤として空気を燃焼させる過程で窒素酸化物は発生するが、燃料が水素なのでCO2を排出しない。いたってクリーンなパワーユニットと言える。

 このように、同じ水素を燃料として使用するFCVと水素エンジン搭載車ではあるが、その構造はまったく別モノだ。

 トヨタにおいては、燃料電池自動車FCVは2014年12月より「MIRAI」が市販化。2020年12月の、6年ぶりのフルモデルチェンジを経て、現在販売されているのはその2代目にあたる。

 水素エンジンに関しては、今年4月に開発着手が公表されたが、その発売予定時期などは未発表。ただし、5月に行われた24時間耐久レースにトヨタ製の水素エンジン搭載車が出場し、豊田章男社長自身がドライバーを務めたのは記憶に新しいだろう。それまで世界で水素エンジンを実用化することができた自動車メーカーはゼロ。レースという限定的な場での実用化であっても、このニュースは世界に衝撃を与えた。

 燃費やトルクなどの課題は残されているが、技術的にはすでにある一定レベルをクリアし、現在ではビジネスとしての構築を模索する段階に来ていることは間違いないだろう。

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水素自動車がサーキットを疾走! 世界にトヨタの技術力の高さを見せつけた。量産化もそう遠くはなさそうだ

FCVがEVよりも圧倒的に有利な理由

トヨタが世界を牽引中!! ホントのとこ、水素燃料はどこがスゴい? トヨタ「MIRAI」に見る、脱炭素化の未来!
MIRAIは水素タンクを車両センタートンネル、後部座席下、リアタイア後方にそれぞれ1本ずつ、計3本搭載している

 では、なぜトヨタは、テスラのようなEVではなく、FCV、強いては水素エンジンの開発に邁進するのか? その答えのひとつが、燃料充填時間の短さだ。

 現在販売されている2代目のMIRAIにおいては、64、52、25リッターの3本の高圧水素タンクを搭載していて、そこに70MPa(メガ・パスカル)という高圧な水素を気体のまま充填する。これは大気圧の700倍弱の圧力だ。

 タンクが空の状態から満タンにするのに要する時間はわずか3分。ガソリン車ほどではないが、その作業が日常化したとしてもさほど不都合は感じないはずだ。こうしたメリットは、FCVであるMIRAIだけではなく、水素エンジン搭載車においても同様だ。

 しかし、EVの場合はどうか? 充電施設や車両モデル・仕様によっても大きく違うが、例えばテスラのモデルS(4ドアセダン)を公用施設であるスーパー・チャージャーで充電した場合、15分間の充電で322kmの走行が可能だ。しかし、自宅用のウォール・コネクター(60A)を使用した場合には、1時間で48km走行分、フル充電するには一晩かかる(テスラ社ウェブサイト参照)。

 もし、長距離走行や大型車両の使用が目的だった場合には、上記よりもさらに長い充電時間が必要となる。バッテリーというものの特性上、急速充電による時間短縮にも限界がある。日常的なインフラとしては、この燃料供給の時間の差は大きいだろう。

トヨタが世界を牽引!! ホントのとこ、水素燃料はどこがスゴい? トヨタ「MIRAI」に見る、脱炭素化の未来!
EVのネックは充電時間の長さ。いっぽうのFCVはガソリン車と遜色のない短時間でのチャージが可能

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