えっ、カペラにも水素エンジンが!? マツダもBMWも実用化できなかった超難題に挑むトヨタの狙い


 トヨタが水素エンジンで24時間レースを戦い抜けた。これは大きな話題になったが、実は過去にも水素エンジンに挑んだメーカーはあった。

 それがBMWとマツダだ。しかし両社の水素エンジンとも実用化はされることなく、ひっそりとカーマニアのみぞが知る歴史の一部となっている。歴史ある自動車メーカーがギブアップしてしまう水素エンジン。いったいなにが難しいのだろうか?

 今回はメカニカル面から水素エンジンの難しさ、そして可能性を紐解きます。

文/鈴木直也、写真/BMW、MAZDA、TOYOTA、ベストカー編集部

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■燃えやすい水素を安定して燃焼させる難しさ

BMWはアンジェリーナ・ジョリーとブラッド・ピットを水素エンジン車「Hydrogen7」に乗せて『オーシャンズ13』のプレミアに登場させたことも

 スーパー耐久富士24時間レースで「水素燃料カローラ」が完走したのが話題になっている。

 こいつは水素燃料とはいってもミライのようなFCVではなく、ガソリンの代わりに水素を燃焼させる内燃機関を搭載しているのがミソ。事前のアナウンスがほとんどなかったサプライズ参戦だったこともあり、「トヨタも水素燃焼エンジンの開発をやってたんだ?」と、業界関係者に驚きの声が上がった。

 というのも、水素燃焼エンジンは、いわゆるオワコンと思われていたからだ。

 エネルギー源としての水素は、FCVにしろ水素燃焼エンジンにしろ、理論的には「排出されるのは水だけ」というクリーンさが魅力。

 FCVの開発がなかなか進まなかった21世紀はじめの頃は、BMWやマツダを筆頭に熱心に研究開発が行われ、BMW ハイドロジェン7やRX-8 水素ロータリーなどがメディアの注目を集めたこともあった。

リース車両で走らせることは成功したHydrogen7。しかしその後が続かず……

 しかし、これらの先行事例はリース車両を走らせるレベルまではこぎ着けたものの、その後が続かなかった。

 ボトルネックとなったのは、水素燃焼に特有の「早期着火」の問題と、水素をコンパクトに搭載する難しさだ。

 最小点火エネルギー(理論混合気)でみると水素はガソリンの10倍着火しやすく、高温となる排気バルブ付近で容易に早期着火が発生する。この点では、燃焼室と排気ポートが離れているロータリーは有利だったが、BMWはこれに苦しめられた。

マツダはRX-8とプレマシーで水素ロータリーの実証実験をしたのだが……

 また、水素の搭載方法については、マツダはミライと同様の圧縮水素、BMWは液体水素をトライしていたが、いずれも十分な実用性を確保することができなかった。

 とくに、マイナス253度の液体水素を選んだBMWの苦労は並大抵ではなく、気化したボイルオフガスを一旦リザーバーに貯蔵し、それでも使い切れなかった水素は触媒反応でH2Oにして排出するなど、ほとんど「走る化学プラント」状態。「クルマに液体水素はムリ」という厳しい現実を自ら証明する結果となった。

■水素の搭載性の課題はまだまだ要カイゼン

富士24時間で完走した水素エンジンのカローラスポーツ。レースで技術革新に挑むという姿勢は好感が持てるものだ

 水素の搭載性についてはいまだに課題で、ミライ用をベースに増量した700Mpa/180Lタンクを搭載した「水素燃料カローラ」は、富士スピードウェイ10〜12周ごとに水素チャージのためにピットイン。レーシングスピードでの航続距離は満タンで50km前後ということになる。

 その一方で、ミライは700Mpa/141Lの水素で最大850km(WLTCモード)走る。レースカーと乗用車を直接比較するのは乱暴だが、水素燃焼エンジンはエネルギー効率をまだまだ改善する必要があると言わざるを得ない。

 では、トヨタが何故いま水素燃焼エンジンを突然(のように見える)アピールしてきたかだが、これはEV偏重に傾きすぎている環境世論に一石を投じるのが目的、ぼくはそう思っている。

 2017年にフランスとイギリスが「内燃機関は2035年以降販売禁止」という政策を打ち出して以降、突然内燃機関に対する風当たりが強くなった。

 そんな中で、「クルマは全部EVにしろ!」みたいな暴論もしばしば見かけるようになったが、こういう主張をする人に「EVも発電所からCO2出ますよ」とか「内燃機関とEVにはそれぞれ一長一短があります」といったファクトを説明しても一顧だにされない。

 EVの「走行中のCO2排出ゼロ」という分かりやすさに対して、「ウェル・トゥ・ホイールで考えよう」とか「ライフサイクルアセスメント(LCA)で見るべき」といったメンドくさい理屈では絶対に勝てないのだ。

 「分かりやすさ」に対抗するために「分かりやすさ」しかない。そう腹を括ったトヨタが選んだ反撃のエースが水素なのだ。

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