超名門ヤマハが発表!! 新開発の5リッターV8水素エンジンは本当に実現可能なのか??

超名門ヤマハが発表!! 新開発の5リッターV8水素エンジンは本当に実現可能なのか??

 2021年11月13日、トヨタ、スバル、マツダ、ヤマハ、川崎重工の5社が、内燃機関を活用したカーボンニュートラル(脱炭素)の取り組みについて発表。その席上で、ヤマハの5リッターV型8気筒の水素エンジンが披露され、大きな注目を集めました。

 レクサスLC500/LC-Fに搭載される5リッターV8ガソリンエンジンを、水素エンジンに改良したこのエンジンは、最高出力455.5ps、最大トルクは55.1kgmを誇ります。クルマ好きとしては胸アツなV8水素エンジンですが、まだ課題が多いのも事実。V8水素エンジン登場の意義と将来性について、考察します。

文:Mr.ソラン、エムスリープロダクション
写真:TOYOTA、YAMAHA、MAZDA、ほか

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内燃機関でありながらカーボンニュートラルを実現できる水素エンジン

 まずはじめに、水素エンジンの利点について、確認しておきましょう。

・水素エンジンは、基本的にCO2を発生しないカーボンニュートラルエンジン
→従来のエンジンの技術が活用できるため、将来的にも自動車に関わる雇用を維持できる
・燃料電池車FCVよりも安価に製造可能
→FCVと水素インフラを共有化できるので、水素自体のコストを抑制できる可能性もある
・カーボンニュートラルの実現を目指すには、バッテリーEVだけでなくエンジンの活用も必須
→LCA(ライフサイクルアセスメント)の視点からは、バッテリーEVだけではカーボンニュートラルの実現は不十分であり、水素や合成燃料、バイオ燃料などを利用したエンジンの投入が必要

 ヤマハ発動機の日高祥博社長は、「2050年にカーボンニュートラルを目指す。しかしその一方で、社名に「発動機」とあるように、内燃機関への思いとこだわりを人一倍強くもった会社でもあります。水素エンジンはその両方を同時に叶える可能性を秘めた技術だ」としています。

 また、トヨタの豊田章男社長はかねてより、近年のバッテリーEV一辺倒の動きに、警鐘を鳴らしていました。今回の水素エンジンに関わる発表も、「すべての自動車が電動車になればOK」という簡単な話でないことを、自ら実践する覚悟の表れとみることができます。

ヤマハが世界で初めて公開した5リッターV8水素エンジン。レクサスLC500、LC-Fのエンジンをベースに、シリンダーヘッドやインジェクター、排気マニホールドなど水素エンジン用に変更

水素エンジンは、ポテンシャルは高いが、まだまだ課題も多い

 水素エンジンの歴史は古く、日本では、武蔵工大(現、東京都市大)の教授らが1970年代に研究を進め、試作車を製作。2000年頃には、欧州でBMW、日本ではマツダが水素エンジンの開発に注力し、水素エンジン車を発表しました。しかし、BMWは2009年に開発を中止、マツダも水素ロータリーエンジンの開発を凍結しています。

 その理由は、水素エンジンには、多くの課題があること。なかでも、実用化の障壁となっている課題が、次の3つです。

・燃焼速度が、ガソリンの約7.6倍と圧倒的に速く、プレイグ(熱面着火)や異常燃焼の発生リスクが大
・単位容積あたりの発熱量がガソリンの約1/3.7なので、満タン時の航続距離がガソリン車より圧倒的に不利
・水素インフラの整備が不十分

 2021年11月に「スーパー耐久シリーズ」に参戦したカローラスポーツの改造水素エンジン車は、プレイグを回避するために出力を抑えています。さらに、頻繁に水素充填を繰り返したことから、レース結果は優勝車の約半分の距離しか走行できず、半分以上をピット作業に費やしました。

 参戦の目的は、勝つことではなく、あくまでポテンシャルを見極めることですが、水素エンジンの実用化には、まだ時間が必要であることを示唆しています。

2004年に一般公開されたマツダのRX-8ハイドロジェン。水素だけでは航続距離が短いので、ガソリンでも走行できるようにデュアルフューエルシステムを採用

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