2006
年10
月から「特定特殊自動車排出ガスの規制等に関する法律」に 図表 60 遠隔監視システム概要お客様
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より、ほぼ全ての自走する建設機械に対して、排ガス
3
次規制の網がかか る。また欧米では第3
次基準よりも更に厳しい、第4
次基準値と規制開始 年が既に示されており、今後も建設機械に対して、より一層厳しい排ガス 規制の網がかけられることが必至の状況となってきている。また、
CO
2 削減による温暖化対策の観点から国土交通省では低燃費型建 設機械の指定制度に関する検討がなされている。このように建設機械は排ガス規制、燃費規制の両面を見据えた開発を迫 られているが、この課題に対し、次世代動力技術にて対応する動きが出て きている。
4.4.1
ハイブリッド建機自動車で先行するハイブリッド技術を油圧ショベルやホイールロー ダに適用する、ハイブリッド建機の研究、開発が進んでいる。
従来の油圧ショベルでは「エンジン～油圧ポンプ～各アクチュエー タ」の駆動システムであったが、アクチュエータ毎に「電動機＋油圧ポ ンプ」を装備し、エンジン以外の動力源として発電機、バッテリ、キャ パシタを組み込んだハイブリッドショベルの開発事例が既に報告され ている。
また、ホイールローダについては、エンジンで発電機をまわし、発生 した電気でモーターを駆動するシリーズ方式、エンジンとモーターが並 列に配置され、共に車輪を駆動するパラレル方式、エンジンが駆動用、
発電用の双方に使われるシリーズ－パラレルの各方式が検討されてい る。
油圧ショベル及びホイールローダにおけるハイブリッドシステム構 成の例を図表
61
、図表62
に示す。このシステムによりアタッチメントの位置エネルギー、走行及び旋回 の運動エネルギーを回生し、燃費向上を図っている。試作機を使用した 実証実験では従来の油圧ショベルに対し
40
％超の省エネ効果が確認さ れている。またディーゼルエンジン単体の機械よりエンジン出力を小さ くでき、排出ガス低減効果が大いに期待ができる。エンジンの排ガス量低減に対する究極的対策を考慮すれば、将来的に はハイブリッド技術に燃料電池技術を取り込んだ建設機械の開発が予 測されるが、ハイブリッド技術が自動車から始まった技術であるように、
燃料電池技術の導入については、自動車における技術動向が大きく影響 することは言うまでもない。
図表 61 ハイブリッドシステム図(油圧ショベル)
図表
62
ハイブリットシステム図(
ホイールローダ)
4.4.2
電動建機ハイブリッド技術はエンジン動力と電気エネルギーを組み合わせた 技術であるが、バッテリの電気エネルギーだけで駆動させる建設機械の 開発が、これもハイブリッド建機と同じく、油圧ショベルとホイールロ ーダにおいて始まっている。
電動建機はエンジンをバッテリと電動機に置き換えた動力システム を採用し、事前にバッテリへの充電を行い、建設機械を稼働させる。ハ イブリッドでは小さくはなるもののディーゼルエンジンを搭載するが、
電動建機ではエンジンを搭載しないため、バイブリッド建機以上に排ガ ス量低減効果が高くなる。また燃料電池技術の導入、転換がハイブリッ ド以上に容易に可能になると考えられる。
4.4.3
天然ガス・バイオ燃料自動車において代替燃料の使用により排ガス量低減や
CO
2削減を図 る動きが見られる。天然ガスやバイオ燃料の利用がそれに当り、図表63
に示すとおり、ディーゼルエンジンに対する長所も有するが、代替燃料 固有の短所も有している。普及に当たっては供給インフラの問題が大き く、ガソリン、軽油に取って代わる燃料に成り得ていないのが現状であ る。自動車以外への導入については、天然ガスがフォークリフトに導入さ れているのが確認されているのみで、それ以上の広がりは確認できてい ない。
図表 63 天然ガス・バイオ燃料の長短所