現在低迷している自動車販売の中で，自動車税・自動車取得税・自動車重量税を優遇する 「エコカー減税」※により，エコカーの販売が伸びている。 そもそもエコカーとはどのようなものをいうのだろうか。エコカーとは「エコロジーカー」 の略であり，環境に優しい車のことをいう。低燃費で走る車や地球温暖化の原因と言われて いる二酸化炭素の排出を抑えた車が該当する。 エコカーとして最初に思いつくのは，トヨタ自動車(株)（以下，トヨタという）の「プリ ウス」，本田技研工業(株)（以下，ホンダという）の「インサイト」を代表とするハイブリ ッド自動車ではないだろうか。今回は，このハイブリッド自動車の他に，電気自動車，燃料 電池自動車および水素自動車の仕組み・特徴などについて解説する。
１． ハイブリッド自動車
（１）仕組み
ハイブリッド自動車とは，ガソリンで動くエンジ ンと電気で動くモーターのように動作原理が異なる 動力源を組合せた自動車のことをいう。ハイブリッ ド自動車の構成を図表 1 に示す。 図表 1 ハイブリッド自動車の構成 （資料）当研究所作成（２）特徴
エンジンの効率が悪い低速度の時に，電気で動く モーターを使って加速し，エンジンの効率が良い速 度になった時にガソリンで動くエンジンに切り替え て走行することにより，燃費を向上させ二酸化炭素 の排出量を削減している。 また，複数の動力源を組合せているため，いかに 効率的に制御するかが鍵となっており，走行時には 次のような制御が行われている。①発進時・低中速走行時
発進時や中速までの定常走行などエンジン効率の 悪い領域ではエンジンを停止し，高出力化したモー ターのみで走行している。②通常走行時
モーターとエンジンの両方を駆動し，最適な併用 になるように制御している。また，エンジン動力の 一部は発電機を駆動し電気を作っている。③加速時
エンジン駆動にモーター駆動を加えることでレス ポンスの良い加速をしている。④減速時
エンジンは停止し，車輪がモーターを駆動する。 この時，モーターは発電機として作動させ，運動（制 動）エネルギーを電気エネルギーに変換してバッテ リーを充電している。（３）今後の課題
ベースとなるガソリン車に比べ，モーターやバッ テリーなどを追加していることから，システムの小 型軽量化が求められている。また，ベース車両より 割高となることや，駆動用のバッテリーの寿命が 5 年程度であるため交換が必要となる。今話題の「エコカー」について
※エコカー減税の対象となる自動車は，次のとおりである。ただし，諸条件により減税額は異なる。 重量税・取得税：①電気自動車（燃料電池自動車を含む），②天然ガス自動車，③プラグインハイブリッド自動車， ④ディーゼル自動車，⑤ハイブリッド自動車，⑥低燃費かつ低排出ガス認定自動車 自動車税：①普通自動車，②小型自動車，③電気自動車（燃料電池自動車を含む），④天然ガス自動車 エンジン ガソリン タンク バッテ リー モーター 発電機２． 電気自動車
（１）仕組み
電気自動車とは，バッテリーに蓄えた電気でモー ターを回転して走らせる自動車のことをいう。 今年 7 月末に法人向けに販売を開始した三菱自動 車工業(株)（以下，三菱自という）の「i-MiEV」と 富士重工業(株)の「スバル プラグイン ステラ」や， 日産自動車(株)が 2010 年に発売する「リーフ」など がある。電気自動車の構成を図表 2 に示す。 図表 2 電気自動車の構成 （資料）当研究所作成（２）特徴
電気自動車からの排出ガスは一切なく，走行音も 従来のガソリン車やディーゼル車などに比べてとて も静かであることが特徴である。また，二酸化炭素 の排出も電力会社などの発電所から排出される分を 考慮に入れても，ガソリン車より少ない。 電気自動車はエンジンなどが不要となるため，ガ ソリン車に比べて部品点数も 3 分の 2 程度になり， 構成が簡素になると言われている。また，ガソリン の代わりに電気が燃料となるため，ランニングコス トは非常に安くなる。i-MiEV とベースのガソリン車 の i で比較すると，10km 走るのにi が約 65 円，i-MiEV だと昼間の電気で約 35 円，夜間の電気で約 12 円と 圧倒的に割安になる。 しかし，バッテリーの電気が無くなれば走行でき なくなるので，バッテリーの電気が少なくなった場 合は，家庭にあるコンセントやスーパーなどに設置 が見込まれる急速充電器またはコンセントから充電 するか，充電済みのバッテリーに交換する必要があ る。ただし，バッテリー交換方式の場合は，バッテ リーを容易に交換できる構成になっていなければ現 実的ではない。そのため，ベタープレイス・ジャパ ンは，今年 6 月下旬までの約 2 カ月間に，バッテリ ー交換方式の実証実験を横浜で行い，また，来年 1 月からは日本交通(株)と共同でタクシーにおけるバ ッテリー交換方式の実証を行うこととしている。（３）今後の課題
車両価格が高く，走行距離が短く，家庭のコンセ ントからの充電には時間がかかることが挙げられる。 特にバッテリー価格が，車両価格の半分近くを占め ていると言われている。既に販売されている電気自 動車の価格などを図表 3 にまとめた。 図表 3 電気自動車の価格など i-MiEV ステラ 車両価格 459.9 万円 472.5 万円 （参考）補助金 上限 139 万円 上限 138 万円 一充電走行距離 160km 90km バッテリー容量 16kWh 9kWh 100V 約 14 時間 約 8 時間 充電時間 200V 約 7 時間 約 5 時間 急速充電器によ る充電時間 30 分 15 分 乗車定員 4 人 4 人 （注）急速充電器による充電時間は，バッテリー容量の 80％まで の充電時間 （資料）当研究所作成 図表 3 に記載のとおり，急速充電器を使えば短時 間で充電できるが，現状の急速充電器の価格は 350 万円程度しているので，一般家庭に設置することは 難しい。しかし，スーパーやコンビニ等に設置が進 めば利便性も向上し，PR 効果にもなる。 通常，街乗りの走行は 30km 以内であるため，自宅 での充電で問題ないが，長距離移動する場合は，電 気切れが心配となるため，主要道路等の要所への充 電スタンドの整備が必要となる。 なお，経済産業省は「クリーンエネルギー自動車 等導入費補助金」により，急速充電器の場合は，購 入価格の半額を上限として補助を行っている。また， 電気自動車の場合は，ベースとなるガソリン車と購 入価格の差額の半分を上限に補助を行っている。 《前提諸元》 ガソリン価格 120 円/L 10･15 モード燃料消費率 18.6km/L 昼間電気料金 28.06 円/kWh 夜間電気料金 9.62 円/kWh 10･15 モード交流電力量消費率 125Wh/km バッテリー モーター 発電機【参考】 ○ 当社の環境への取り組み 当社では，環境にやさしい輸送手段に関する研究 開発への取り組みとして，電気自動車の研究・普及 に取り組んでいます。（三菱自との共同研究） 2008 年度は，岡山県内と広島県内の 6 事業所に合 計 8 台の電気自動車を配備して，実業務の中での走 行性能，適用可能性について検証を行いました。2009 年度はその成果を生かし，中国地方 5 県の 20 事業所 に 30 台を導入する予定です。 図表 4 今年 7 月に配備した電気自動車 （資料）当研究所撮影 また，電気自動車の利便性向上のための充電イン フラのあり方についての検討も行っています。 ■ 電気自動車対応オール電化マンション 当社は安心，快適，省エネルギーで経済的な電化 住宅の普及拡大に努めています。その一環として， 不動産販売事業者に対し，エコキュートの採用とと もに，付加価値の高い環境配慮型マンションの提案 を行っていますが，このたび電気自動車対応分譲マ ンションが 2009 年 1 月に販売開始されました。この マンションは，1 階住戸の専用駐車場に電気自動車 充電用コンセント（200V）を装備したもので，中国 地方では初めてとなります。 ■ 急速充電器の販売開始 グループ会社であるテンパール工業(株)が 2009 年 7 月より，電気自動車への対応が可能な急速充電 器の販売を開始しました。 この急速充電器は，当社が 2006 年度から研究を進 めてきたもので，2008 年 2 月からは電気自動車の配 備に合わせ，各事業所に試験用として設置し，利便 性向上について検証してきました。
３． 燃料電池自動車
（１）仕組み
燃料電池自動車とは，水素と酸素の化学反応によ り発生する電気でモーターを駆動させる自動車のこ とをいう。 昨年 12 月に国内販売を開始したホンダの「FCX クラリティ」の構成を図表 5 に示す。 図表 5 燃料電池自動車の構成 （資料）ホンダのホームページ（２）特徴
燃料電池で使用される燃料には，「水素」「メタノ ール改質」「ガソリン改質」などが検討されている。 図表 6 にそれぞれの特徴を示す。 図表 6 燃料電池の使用燃料と特徴 使用 燃料 特 徴 水素 ○走行時に排出されるものは「水」のみで， ”排気ガスゼロ”の理想のかたち。 ●水素の貯蔵方法，インフラの整備などが 課題。 メタ ノー ル ○液体燃料であるため，通常のガソリン車 と同じように利用可能。 ●改質のために 250℃程度の加熱が必要 で，メタノールスタンドの整備も必要。 ガソ リン ○既存のガソリンスタンドが利用できるた め，ガソリン車と同じように利用可能。 ●改質のために 800℃程度の加熱が必要。 また，ガソリンに硫黄分が含まれている と改質性が劣化するので対策が必要。 （資料）水素・燃料電池実証プロジェクト リチウムイオンバッテリー 駆動モーター 燃料電池スタック走行時のエネルギー効率は，ガソリン車が 15∼ 20％程度であるのに対し 30％以上ある。特に FCX クラリティは，直接水素を使用するため，図表 7 に 示すように効率が高い。 図表 7 走行時のエネルギー効率 （注）10・15 モード走行による Honda 車での比較 （資料）ホンダのホームページ 直接水素を使用する燃料電池自動車からの二酸化 炭素の排出はなく，走行時には水素と酸素が反応し てできる水が排出されるだけである。 長時間の充電が必要な電気自動車と違い，ガソリ ン車と同様に短時間での燃料補給か可能である。ま た，1 回の水素補給で 600∼800km 程度の走行が可能 である。 燃料電池は化学反応によって発電するため，電気 自動車と同様静かに走行できる。 天然ガスやエタノールなど石油以外の多様な燃料 が利用可能であり，太陽光やバイオマスなどクリー ンで再生可能なエネルギーを利用して水素を製造す ることにより，環境への負荷を軽減できる。
（３）今後の課題
技術的には実用レベルにあるが，車両価格および 水素製造コストが高い。販売価格は明確にされてい ないが，毎月のリース料金は 80∼100 万円かかる。 水素やメタノールなどを燃料とする場合は，ガソ リンスタンドのようなインフラ整備が必要である。 また，レアメタルである白金は，自動車の排ガス 処理用の触媒として利用されているが，燃料電池自 動車では，化学反応を起こす燃料電池スタックにも 大量の白金が使用されており，使用量を低減する技 術を開発するか，代替品を開発する必要がある。４． 水素自動車
（１）仕組み
水素自動車とは，ガソリンの代わりに水素を燃料 としてエンジンを回転させて走らせる自動車のこと をいう。（２）特徴
ガソリン車と同様のエンジン音が発生するが，燃 料が水素であるため，二酸化炭素は排出されず，水 が排出される。 燃料である水素の搭載量により異なるが，マツダ (株)（以下，マツダという）の「RX-8 ハイドロジェ ン RE」では，水素使用時の走行距離は 100km と短い。 通常のエンジンは，シリンダー内で往復運動を行 っている。従って，吸気，圧縮，燃焼，排気を同じ シリンダーで行うため，水素を吸入する工程で高温 部に触れることにより着火するバックファイア（過 早着火）を起こしエンジン効率が悪くなる。このた め，水素混合率を極めて薄くする必要があり，ガソ リン使用時と比較すると出力が 50％程度となる。た だし，上り坂ではその違いが体感できるが，日常走 行では問題ないレベルである。 その点，マツダ独自のロータリーエンジンでは， 吸排気バルブを持たず，低温の吸気室と高温の燃焼 室が分かれているため，バックファイアの回避が容 易にできる。マツダの水素ロータリーエンジンの構 成を図表 8 に示す。 図表 8 水素ロータリーエンジン （資料）マツダのホームページ 6 2 5 5 0 10 20 30 40 50 60 小型 ガソリン車 小型 ハイブリッド車 2005 モデル ＦＣＸ ＦＣＸ クラリティ 3 倍以上 約 2 倍 約 10%向上 （％） 走 行 エ ネ ル ギ ー 効 率また，マツダでは，水素燃料が切れた時に，ガソ リン燃料に自動的に切り替えることができるデュア ルフューエルシステムを採用している。これにより， ガソリン使用時の走行距離 549km とあわせ約 650km の走行を可能としている。「RX-8 ハイドロジェン RE」 の車両レイアウト図を図表 9 に示す。 図表 9 RX-8 ハイドロジェン RE 車両レイアウト図 （資料）マツダのホームページ また，「RX-8 ハイドロジェン RE」のほかに「プレ マシーハイドロジェン RE ハイブリッド」もリース販 売している。この車は，その名が示すとおり，水素 ロータリーエンジンとモーターを組合せたハイブリ ッド自動車である。 マツダの水素 RE ハイブリッドシステムの構成を 図表 10 に示す。 図表 10 マツダの水素 RE ハイブリッドシステム の構成 （資料）マツダのホームページ この水素 RE ハイブリッドシステムは，デュアルフ ューエルシステムを採用した水素ロータリーエンジ ンで発電し，その電気でモーターを駆動する。また， 減速時にはバッテリーに電気を充電している。この 水素 RE ハイブリッドシステムを搭載することによ り，水素使用時の走行距離は，「RX-8 ハイドロジェ ン RE」の 2 倍となる 200km を実現している。
（３）今後の課題
燃料電池自動車と同様に，技術的には実用レベル にあるが，車両価格および水素製造コストが高い。 「RX-8 ハイドロジェン RE」の毎月のリース料金は， 現在のところ 42 万円である。 また，水素ステーションのようなインフラ整備が 必要である。 【参考】 ○ ノルウェーでの取り組み マツダとノルウェーのハイノールは，水素燃料と 水素自動車の展開と開発を促進する目的で協力活動 を行うことに同意し，マツダは「RX-8 ハイドロジェ ン RE」30 台を順次納入する予定である。 ハイノールとは，オスロ市からスタバンゲル市間 を結ぶ全長 580km のハイウェイに沿って水素ステー ションを設置し，水素自動車での走行を可能にする ことを目指したプロジェクトである。５． 今後の普及見通し
昨年3 月に経済産業省より公表された「Cool Earth −エネルギー革新技術計画」において，今後，重点 的に取り組むべきエネルギー革新技術として 21 の 技術が示されている。 この中で「燃料電池自動車」と「プラグインハイ ブリッド自動車・電気自動車」の二つの技術が選定 されており，導入・普及シナリオは図表 11 のとおり 描かれている。 図表 11 導入・普及シナリオ 〔燃料電池自動車〕 2000 2010 2020 2030 〔プラグインハイブリッド自動車・電気自動車〕 2000 2010 2020 2030 （資料）当研究所作成 公共的車両への積極的導入 大規模社会実証試験 燃料電池自動車の本格普及 公共向， 用途限定の コミューター プラグインハイブリッド自動車 充電インフラ整備 一般国民向け コミューター 電気自動車の 本格的普及このシナリオによると，当面は公共的車両などに 燃料電池自動車と電気自動車を導入し，2015 年頃か ら燃料電池自動車とプラグインハイブリッド自動車 の本格普及が始まり，2030 年頃から電気自動車の本 格普及が始まると見込んでいる。 燃料電池自動車については，今年 9 月中旬に行わ れたフランクフルト・モーターショーの開始前に， 世界の自動車大手 8 社・グループによって，2015 年 にも燃料電池自動車を本格普及させることを盛り込 んだ共同声明が発表され，自動車業界として普及に 必要なインフラ整備を支援することとしている。 図表 12 は各自動車のエネルギー特性を整理した ものである。確かに燃料電池自動車が最も良く思え るが，車両価格が非常に高く，水素ステーションの 整備が必要である。また，燃料電池自動車が普及す ると，レアメタルの白金が不足するという課題があ る。 図表 12 各自動車のエネルギー特性 ガソリン 車 ハイブリッ ド自動車 電気 自動車 燃料電 池自動 車 水素 自動車 燃料の補 給時間 短い 短い 長い 短い 短い 走行距離 長い かなり 長い 短い 長い 短い 走行時の CO2排出 排出 する 排出する （ガソリン車 より少ない） 排出 しない 排出 しない 排出 しない 循環型エネ ルギー利用 不可 不可 可 可 可 （資料）ホンダのホームページをもとに当研究所作成 次の候補としては，水素自動車が候補となるが， 走行距離が短いという問題がある。この問題を解決 し，燃料電池自動車よりも車両価格が安いマツダの 水素ロータリーエンジンを搭載した自動車も候補と なるが，水素ステーションの整備がやはり必要とな る。 その次としては，二酸化炭素を排出しない電気自 動車である。電気自動車は，バッテリーの価格が下 がれば，車両価格も下がる。また，バッテリーのエ ネルギー密度が向上すれば，同じ体積のバッテリー でも走行距離が伸びるため，今後の有力候補となり 期待が大きい。なお，電気切れの心配を解消するた め，急速充電器などの整備を急ぐ必要がある。 一般消費者が購入するとなれば，車両価格とラン ニングコストをあわせたトータルコストが安いこと が第一条件になると思われる。従って，当面は，低 燃費ガソリン車とハイブリッド自動車が新車販売の 主流になると見込まれている。 今年末にリース販売されるトヨタのプラグインハ イブリッド車「プリウス」は，ハイブリッド自動車 と電気自動車の良い面を合わせ持っている。また， バッテリーの価格が下がれば車両価格も下がるため， 大きく伸びる可能性がある。2012 年から量産を開始 し，車両価格は 400 万円台に抑える見込みであるが， 一般消費者にはまだ高い価格である。
