燃料電池革命!? FCモジュールでトヨタが見据える未来とは?

　トヨタがMIRAIの燃料電池技術を使ったFCシステムをひとつのコンパクトなパッケージにしたFCモジュールを開発したことを2月下旬に発表した。

　トラックやバス、鉄道、船舶、発電機などへの展開を想定しているそうなのだが、このFCモジュールとは具体的にはどういったものなのか? そして将来、どのように使われて、どのようなことを実現することができるか? 

FCモジュールを活用したトヨタが考える未来について、自動車評論家の国沢光宏氏に解説してもらった

文／国沢光宏　　写真／TOYOTA

【画像ギャラリー】トヨタが構想する水素社会の未来予想図

■2050年のカーボンフリー化を実現するためのトヨタの提案

燃料電池車、MIRAIで培ってきたノウハウがさまざまな部分で使われる

FCモジュールと外部機器との接続例（イメージ）

　困ったことに2050年のカーボンフリーが努力目標じゃなく「必達目標」という ことは、あまり認識されていないようだ。具体的に説明すると、少なくともヨーロッパの場合、二酸化炭素を排出する工場で生産した製品は販売できなくなる。もちろんクルマも含まれるため、日本の工場をカーボンフリー化しなければ輸出だって不可能。

　アメリカもGAFAに代表される大手優良企業が出入り企業にカーボンフリー化を要求してくるだろう。日本側で対応できなければ、江戸時代のような鎖国状態になってしまう。

　GAFAの荷物を運ぶトラックなどもディーゼルエンジンを搭載していたらダメ。はたまた工場を建設する時の建設機械だってカーボンフリーが求められる。

　そんな状況を見たトヨタは、カーボンフリーである燃料電池のパワーユニット 『FCモジュール』を提案してきた。例えば建設機械を燃料電池で動かすケースなど考えて頂きたい。

　現状だと、燃料電池本体の置き場所や、安全性を確保しなくちゃならない配管など、けっこう苦労するだろう。トヨタから部品を購入しても使い切れないワケ。

■トヨタが発表した次世代パワーユニットの中身

トヨタが開発した縦型のFCモジュール。水素と空気をこのモジュールに送り込み電気に変換する

横型のFCモジュール

　さてFCモジュールである。写真を見ていただけるとわかるように、縦型と横型の2タイプ。 内部に燃料電池本体やインバーター、水素やエアポンプなど組み込み済み。外部から水素と空気を送り込み、冷却水パイプを繋いでやれば発電できるというもの。

　カーボンフリー発電機だと思えばOK。出力は82馬力と109馬力の2種類が用意されるようだ。

　重量＆大きさは、100馬力級のディーゼルエンジンと同じくらい。船舶用だと 105馬力のヤンマーの「4JH3-DT」で289kg。ディーゼルエンジン搭載しているスペースに109馬力のFCモジュールを置き、取り出した電力でモーター（スクリュー）を駆動させるということ。今や大型客船の大半がモーター駆動になって ます。

　真面目な話、小型漁船やプレジャーボートのパワーユニットをどうしたらいいか、今や大きな課題といってよい。搭載した電池の電力だけで走るのは無理。軽油100L分のエネルギーを貯めようとすれば、リチウムイオン電池だと船体重量の半分以上に相当する1500kgくらいになってしまう。100馬力級のフネ、エンジン込みで2000kgくらいです。

　港にクルマと両方対応できる水素ステーションを作っておけば燃料補給は問題なし。

　最悪の水素切れは、トウモロコシなどから作るバイオメタノール燃料（カーボンフリーという分類になる）で稼働させる非常用発電機を搭載しておけばいいだろう。モーターでスクリューを回すシステムであれば、燃料電池でも発電機でもフネは動く。

■燃料電池に秘められた可能性

FCモジュールを船舶に搭載すれば、電気でスクリュープロペラを回転させて推力を得ることができ、排出ガスを大幅に削減できる

　建設機械も普通の建設工事で使うサイズのパワーショベルが100馬力級ディーゼルを使っている。燃料電池にすることでカーボンフリー化できるだけじゃなく、騒音や排気ガスだってなくなるから嬉しい。

　水素さえ配達できるシステムを構築してやれば、街中で工事されてもストレスはなくなるだろう。個人的には一番早く導入して欲しいと思ってます。

　はたまた100馬力のディーゼルエンジンといえば、農業で使うトラクターなどのど真ん中サイズ。アタッチメントを付けることですべての農作業が可能。

　やはりカーボンフリーになったら燃料電池の出番かと。船舶と同じく電気で稼働させようとすると大量の電池を搭載しなければならないうえ、収穫などに使う農機は稼働率が重要。充電している時間なし!

　個人的に「面白いんじゃないでしょうか」と思うのが、集合住宅や病院などの コージェネレーション。水素を都市ガスのように配管で持ってくれば、水素タン ク不要。冷却に使った温排水もお湯として使うことができる。

　109馬力（80kW） タイプは、3kW（100V／3000W）契約の集合住宅だと26軒分。中型病院すらカバー可能だ。

■FCモジュールの投入計画は？

トヨタが作る未来都市のウーブンシティにも今回のFCモジュールが使われるのか？

　FCモジュールの具体的な採用計画は未だ発表されていない。最大にして唯一の 問題が水素供給になると思う。さまざまな法規的な制限を掛けられているため、手頃な価格で実現できる移動式水素ステーションは現時点で存在しない。

　軽油やLPガスのように簡単に配送できればいいのだけれど、安全性確保の観点で厳重な扱いを要求されている。

　水素を運べなければFCモジュールも役に立てられない。ということで、何より急ぐべきは移動式の水素充填車だと思う。水素を配達できたら、それこそ使い方は自由在位。ディーゼルエンジンや、エンジン発電機と同じように使えます。

　もしかすると最初に導入するのは鉄道用車両か? 『キハ28』って180馬力だった。 FCモジュール2個で走ります。

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Comments

トヨタ早く中国から撤退をして下さい。

燃料電池は１０００％ない