水素燃焼型エンジンをハイブリッドと組み合わせてタクシーに搭載!! 脱炭素の切り札となるか？

　水素を燃焼するタイプのエンジンは、燃料電池と並ぶ水素エネルギーの活用法のひとつだ。すでにマツダがロータリーをベースとした水素エンジンを使用した車両で実証実験やリース販売を行っているが、限定的な使用にとどまっている。

　2021年のスーパー耐久レースに水素エンジン搭載のカローラスポーツが参戦し、また水素エンジンに注目が集まっている。しかし実用化にはまだ多くの課題がある。

　そこで、国沢光宏氏に水素燃焼型エンジンの可能性を聞いた。

文／国沢光宏、写真／ベストカー編集部、イワタニ

【画像ギャラリー】実用化への高いハードル……しかし全ての課題には答えがある!! 水素エンジンが持つ可能性を探る

■にわかに注目を浴びる水素エンジン

レースで注目を浴びた水素エンジンだが、実用化するとしたらまずはタクシーからというのはどうだろうか。パワーを出しにくいといわれる水素だが、タクシー用途であれば不足はないだろう

　モリゾウさんがレース車を作ったため、突如次世代パワーユニットの有力候補として注目を浴びている水素エンジンながら、やはり普及させようとすれば航続距離の短さが大きな課題になってくる。

　同じ水素を使う燃料電池より20～30％くらい熱効率悪いと言う。ある程度の航続距離を必要とする乗用車用としては厳しい。

　しかし用途を変えたらどうか？　例えばタクシーなどいかがだろう。

　現在JPNタクシーに使っているパワーユニットは1500ccのハイブリッドだ。エンジンパワーだけで見ると74馬力と低い。水素エンジンはガソリンよりパワーを出しにくいと言われるものの、1500ccで74馬力だったら問題無い思う。熱効率だって追求出来そう。

　水素エンジン、レース用だとパワーを追求するためたくさんの水素を燃焼室に送り込まなければならないが、熱効率重視であれば違う燃焼方法だってあるかもしれない。

　さらにハイブリッドを上手に組み合わせることで燃費だって追求出来る。新型MIRAI、普通に走ったら満充填で500kmくらい。けれど乗り方次第で1000km走る。

　同じパワーユニットながら乗り方次第で燃費は伸ばせるということ。ハイブリッドを上手に制御し、誰が乗っても燃費スペシャリストのようなアクセルワークや回生を行えるようになると、水素エンジンの効率をワンランク向上させられる可能性出てくる。

　パワーユニットとして燃料電池より20～30％の効率悪くても、制御でカバー出来るかもしれない。

■水素エンジンにはタクシーが有利!?

電子制御でアクセルワークや回生をコントロールすれば、新型MIRAIの燃費も向上する。大容量タンクを積めないタクシーであっても燃費向上で実用化が見えてくるというわけだ

　こう書くと「新型MIRAIだって制御で燃費良くなるのでは？」と思うかもしれない。

　その通りです。ただJPNタクシーベースだったら新型MIRAIより車重軽く回生制動の効率が良いし、しかもエンジンで熱を出すため燃料電池だと大幅に燃費悪くなるヒーターを使った時の燃費ダウンを抑えられる。暖房、タクシーだと重要になってきます。

　こういった対策により燃料電池車と同等の燃費性能を実現出来たらどうか？　新型MIRAIの水素タンク容量は141L。JPNタクシーベースだと、そんなに大きいタンクを積めない。

　何とか工夫して100Lを確保出来たたとしよう。新型MIRAIの満充填走行距離は850km。100L分だと600km。実用後続距離で400kmを確保出来る？

　100歩譲り、燃費をそこまで追求出来なかったり、水素タンク容量が100Lに届かなかったとして実用航続距離300kmと考えてみよう。

　これだけ走ってくれたら電気自動車より有利。電気自動車でタクシー作って300km走れるだけの電池を積んだら、充電に凄く時間掛かります。しかも暖房使って燃費落ちないという決定的な優位点がある。

　水素エンジンであれば充填に掛かる時間は3分！　電気自動車だとチャデモで最新／最高性能の90kWhタイプを使ったって30分で40kWhくらいしか入らない。航続距離にして200km。当然ながらお客さんを乗せている時の充填など無理だ。

　水素エンジンだと3分で300～400km走れてしまう。事情を説明したらお客さんだって納得する。

■コストや燃料補給にも解決策アリ!!

東京有明にあるイワタニ水素ステーション。水素エンジンの実用化には水素ステーションの普及を同時に進めなければならない

　肝心の燃料コストはどうか。

　100Lタンクだと水素4kg積める。これで400km走ったら1kgあたり100km。1kgあたり1210円という現在の水素価格だとLPガスや電気より割高になってしまうが、水素価格の目標値は1kgあたり500円程度（アメリカじゃ1ドル＝110円を考えているらしい）。500円になったらLPガスと同等になってくる。

　さらに車両コストも現在の価格から上乗せになるのは水素タンク分くらい。現在、水素タンクは高額ながら、これまた量産や技術革新でコストダウン出来る余地は大きい。実際、新型MIRAIもコストダウンしたそうな。

　違うアプローチもある。タクシーなら毎日一定の水素を消費し、加えて毎日使う。こういう用途だと液体水素だって使えると思う。

　液体水素は少しずつ蒸散するため長い時間貯められないが、毎日補充出来るなら問題無し！　この場合、円筒形にしなければならない高圧タンクと違い液体用のタンクでいいし、価格だって安く出来る。

　といった具合で水素エンジンは用途を限ったら実用性出てきます。唯一の課題は水素スタンドの数ながら、これも増えて行くだろう。

【画像ギャラリー】実用化への高いハードル……しかし全ての課題には答えがある!! 水素エンジンが持つ可能性を探る

Comments

>水素エンジンだと3分で300～400km走れてしまう
これな　商用車では充電待ちは許されない
狭い日本でさえ人も荷物も届かなくなってしまうから
電気自動車のタクシー消えた理由

水素ステーションの建設費をペイし、且つ水素代で利益も上げなければいけないから絶対的に水素のコストは思ったような価格にはならんだろうね。水素運搬コストだって掛かるわけだし。そして水素を作るには大量の電気が必要となる。わざわざ水素を作らずその電気でEVを充電すれば良いと言う理屈を覆すに至らない。