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トヨタ、国策推進役への期待-水素社会見据えた「ミライ」発表

更新日時
  • 「発表してしまえば、やる」-技術開発に先行して発表を決断
  • 震災と原発停止で高まる期待-水素社会ブームで終わらせたくない

「発表してしまえば、必ずやるのがトヨタだ」-2010年夏、トヨタ自動車の燃料電池車(FCV)投入計画は、内山田竹志副社長(当時)のこの言葉で本格化した。1台1億円と言われた車両で開発陣が燃料電池システムのコストを約20分の1に下げるめどを立てたのはわずか数カ月前。公表は性急過ぎるとの社内の反対を抑え、同年11月、トヨタは5年後に1000万円を切る価格でFCVを発売すると発表した。背景には水素インフラ整備に向けて世論を形成する狙いがあった。

  世界初の量販車のFCVとして15年12月に発売された「ミライ」は、安倍晋三首相が官邸で試運転するなど脚光を浴びた。生産工場には天皇皇后両陛下が訪れ、ドイツの自動車ショーではメルケル首相がミライを見るために初めて自国以外の展示ブースに足を運んだ。日本では発売に先立つ11年、エネルギー関連10社を含む計13社が水素ステーション整備に向けた共同声明を出した。

JAPAN

田中義和氏

Photographer: Tomohiro Ohsumi/Bloomberg

  ミライ開発責任者の田中義和氏は、発売が近づくにつれ「想像を超えた期待感やインパクトがあった」と振り返った。その後、11年3月に東日本大震災が発生。国内17カ所の原子力発電所は停止し、今も2基が稼働しているのみ。化石燃料の輸入額は10年度の約18兆円から14年度には25兆円に増加、国内総生産(GDP)の約5%を占めており、水素燃料への移行は社会的要請ともなっている。

  経済産業省は今年3月、「水素・燃料電池戦略ロードマップ」を改訂し、フェーズ1として、25年までにFCV20万台と水素ステーション320カ所、また30年までにFCVは80万台程度普及を目標として掲げた。フェーズ2では水素発電を、フェーズ3では再生可能エネルギー由来の水素を活用することで、40年ごろには製造過程から二酸化炭素(CO2)を排出しない水素の製造、輸送、貯蔵の本格化を目指す。

  資源の少ない日本では環境要因だけでなく、安定調達の意味でも水素利用は長年の課題だった。しかし、トヨタが15年にFCV販売に踏み切らなければ、ここまで構想は進まなかっただろうと資源エネルギー庁の水素・燃料電池戦略室の片山弘士課長補佐は述べた。

  現状では、FCVも水素ステーションもコストが普及の足かせとなっている。水素ステーション建設は1基当たり4億-5億円掛かる上、水素充てんに訪れるFCVの数も限られている。片山氏は、投資回収できない期間が長期化すれば、「プレーヤーが抜けて、水素社会への動きが突然止まることもあり得る」と語った。

イノベーション

  水素社会に向けた機運の高まりは以前にもあった。米国では03年にブッシュ大統領(当時)が一般教書演説で水素エネルギー利用を訴え、日本では02年にトヨタがSUVタイプの燃料電池車をリース販売した。水しか排出しないというクリーンさが注目されたが、当時は1回の充てんの航続距離が300キロメートルと短く、また寒冷地では燃料電池から出る水が凍り、動かなくなるという課題を抱えたままだった。

  トヨタで燃料電池システムを開発する木崎幹士氏は、「車を出してみたら、冬は走れないじゃないかと盛り上がっていたムードが冷ややかになった」と振り返る。悔しさを胸に「人に何を言われようと開発するんだ」と言い聞かせ、水が凍る問題の対応にヒーターを用いたり、水を電池の外に出す方法を探ったり試行錯誤を重ねた。

  解決策は効率の追求とは逆転の発想で見つかった。観察を続けていると、効率の悪い運転をすると燃料電池が熱を多く出し、「電気ストーブが100個並んだような状態」になることに気付いたのだ。ここにヒントを得た木崎氏らは、氷点下では恣意的に運転条件を悪くすることで排出した水を温め凍らせない技術を開発した。

  航続距離は水素タンクを350気圧から700気圧に上げることで解決。次の課題は市販にこぎ着けるまでコストを削減することだった。

コスト削減

 

JAPAN

ミライの組み立て作業

Photographer: Tomohiro Ohsumi/Bloomberg

  ミライの生産は、日本初の乗用車工場として1959年にスタートした元町工場(愛知県豊田市)で行われている。大型機械が生産ラインを流れる車を次々と完成させる量産工場とは対照的で、約1000平方メートルの建屋の片隅に並ぶ3台の車型に、13人のベテラン作業員が、かけ声とともに高圧水素タンクやフロントガラスを取り付け手作業で組み立てる。据え付け前のモーター部品は制御系を含めると348キログラムと重いが、実はここがコスト削減の鍵だという。

  ミライ開発責任者の田中氏は、インバーターモーターやバッテリーは既存のハイブリッド車(HV)部品を流用できるよう設計したと語った。FCV専用部品を減らすことでコストを抑えるためだ。他社がFCV専用モーターやバッテリー開発に追われる中、トヨタでは燃料電池開発に専念できるという効果も生んだ。

  原材料費の高い希少金属も削減している。燃料電池の触媒に使うプラチナは08年から約3分の1に減らした。ミライの生産台数は、当初1日3台だったのが11月から1日12台つくれるようになった。年間ベースでは当初の700台を来年3000台に引き上げ、20年代には3万台とする。量産効果で25年に今のHV並みの価格帯を目指す。

  「生産性を10倍にするというのは、毎回イノベーションを起こす覚悟が必要」-田中氏は、日々の開発の難しさと向き合うとき、2000年代の水素社会ブームのいきさつを思い出す。「当時は、15年にはFCVが100万台になると言われたが、成し得なかった」と振り返り、あのときのように一時的ブームで終わってほしくないと語った。

客は1日1台

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水素ステーション

Photographer: Tomohiro Ohsumi/Bloomberg

  国内の水素ステーションは、政府の補助制度を受け現在約80基が整備されている。しかし、FCVの数は、ホンダが今年3月に発売した「クラリティ・フューエル・セル」を合わせても1000台程度。水素ステーションには1日1台が充てんに来る程度で、採算は取れていない。インフラ整備を進めたエネルギー産業からはトヨタに量産と普及へのプレッシャーが掛かる。

  海外市場のインフラ整備も課題だ。カリフォルニア州では、当初15年までに33カ所のステーション整備を目指していたが、10月末現在では14カ所にとどまっている。計画では22年までに90のステーションと4300台のFCV普及を見込むが、整備費用や普及台数の少なさからエネルギー業界からの参入が限られている。

水素製造でCO2

  FCVは運転時の排出ガスはゼロだが、化石燃料から水素をつくる過程から見るとHVよりもCO2の排出量が多い。このため国は褐炭(かったん)という低品位の石炭資源と水を反応させて水素をつくり、同時に発生するCO2は回収して貯留する技術(CCS)を用いることを検討している。

  すでに川崎重工業が、オーストラリアで褐炭から生産した水素を液化して日本に運ぶ格納運搬船を開発しており、20年代には液化水素16万立方メートルを運び発電に利用できるとみられている。原子力発電所1基分の発電が見込めるという。

  福岡市では下水汚泥消化ガス(バイオガス)から製造した水素をFCVに供給する試みが始まっている。地域の下水処理施設から回収したメタンガスを水蒸気と反応させることで毎日FCV65台分の水素を製造しており、製造工程で発生するCO2はレタス栽培のハウスへ供給している。これまで延べ300台以上のFCVに水素供給をしており、政府が40年ごろの確立を目指す再生可能エネルギー由来の水素利用への先駆けと位置付けられている。

  九州大学・水素エネルギー国際研究センターでプロジェクトを主導する田島正喜客員教授は、原料費はほぼゼロで技術も確立しつつあるが、バイオマス由来の水素ステーション建設費は、化石燃料由来のものより高くつくのが課題と述べた。また、バイオマスによる生産量には限界があり、投資費用と効果のバランスをとる必要もあるとしている。

積極的に関与

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伊勢清貴専務

Photographer: Tomohiro Ohsumi/Bloomberg

  品質の優れた車づくりをビジネスとしてきたトヨタにとって、エネルギーやインフラまで関与するのは80年の歴史の大きな転換点でもある。トヨタの先進技術を統括する伊勢清貴専務は、「FCVは日本が考えている水素社会のきっかけであって、その後には水素発電など大きな変化が控えている」との見方を示した上で、「CO2フリーの水素をどうつくるのかというところまで働き掛けられるところは働き掛ける」と、水素社会の構築にも積極的に関与していく姿勢を示した。

  伊勢氏は、化石燃料が燃やせない世界で水素は大きなエネルギー源になり、そのときには電気自動車(EV)かFCVしかない時代が来るとみている。ミライの発売後、エネルギー産業からの問い合わせや提案も寄せられており、まずは20年の東京五輪に向けて小さな成功例を積み重ねるつもりだと述べた。

(第4段落に水素ロードマップの説明を追加。最後から2段落目のトヨタの歴史を80年に訂正.)
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