水素自動車のデメリットとは？環境に優しいと言われる理由

2024.10.01

水素自動車は、水素と酸素をエネルギー源とする自動車の総称です。

環境に優しく効率が良いことから注目を集めていますが、デメリットも大きいとされます。

この記事では、混同されやすい燃料電池車と水素自動車の違いとともに、水素自動車のデメリットや普及に向けた取り組みを紹介します。

関連記事：燃料電池車と水素自動車の違いとは。メリット・デメリットも解説

INDEX

水素自動車の特徴とは？

水素自動車には、いくつかのタイプがあります。

デメリットの解説の前に、まずは概要・種類について紹介します。

そもそも水素自動車とは？

水素自動車とは、走る際に水素を利用する車の総称です。

水素自動車と呼ばれる車には、水素をエンジンに使う水素エンジン車と、水素を発電に利用しモーターで稼働する燃料電池車の2つのタイプがあります。

どちらも二酸化炭素を排出しないことから、環境に優しいエコな車として注目を集めており、今後さらに開発が進むことが期待されています。

また、水素を利用した燃料電池車は稼働源が電池となるため、電気自動車としてカテゴライズされることもあります。

水素エンジン車とは何が違う？

水素エンジン車と燃料電池車は、同じ水素を使うといっても、使う仕組みに大きな違いがあります。

水素エンジン車は、水素と酸素を合わせることで爆発するという性質を利用した車で、水素を燃料にエンジンで走る車です。
そのため、既存のガソリン車に近い構造の車といえます。

一方、燃料電池車は、水素と酸素を反応させることで発電ができる、という性質を利用した車です。
水素と酸素を反応させ、電気でモーターを回して走る電気自動車に近い構造の車となっています。

同じ水素エンジン車と燃料電池車は、水素自動車とカテゴライズされますが、仕組みは大きく異なります。

水素自動車のデメリットについて

水素自動車は、環境によいという一面が多く紹介されますが、一方でデメリットも抱えています。

水素自動車が持つデメリットを、3つ紹介します。

ネックとなるのは車両価格

水素自動車のデメリットは、車両価格の高さです。
特に燃料電池車は、燃料電池の材料として貴金属であるプラチナを多用するため、車両価格が非常に高くなります。

また、水素エンジン車はまだ市販されているモデルはありませんが、市販されたとしても高価となることが予想されます。
こうした車両価格の高さは、普及の足かせとなります。

水素ステーションの普及も課題

水素自動車のデメリットの一つとしてあげられるのが、水素ステーションの普及率の低さです。
水素自動車は水素を燃料として走るため、水素を補充するステーションが必要となります。

2022年6月末時点における水素ステーションの数は、全国でわずか174箇所です。主な設置場所は都市部に集中しているため、ガソリンスタンドのような利便性はありません。

また、水素ステーションは可燃性の気体である水素を使うことから、新規に建造することが難しいという特徴があります。

タンクの整備も必要に

水素自動車は可燃性の気体である水素を使って走ることから、水素を貯めるためのタンクが必要となります。
また、安全のため、衝突した際にタンクをガードする必要があります。

水素自動車に使われる高圧水素タンクは寿命が定められていますが、その寿命は15年程度といわれます。
安全のため、定期的なメンテが必須です。

また、液体水素のタンクはマイナス253度に保つ必要があるため、二重構造の真空超断熱タンクを採用するのが一般的です。

タンクの内側にはステンレスライナーを設ける必要があり、このような強度化や耐熱策を講じたタンクは、小型化が困難です。

水素エンジンは窒素酸化物を排出する

水素エンジンは原理的に二酸化炭素を排出しませんが、高負荷運転時における燃焼反応の過程では、窒素酸化物を排出します。

また、水素は天然ガスや石油などの化石燃料から作られるのが一般的であるため、採掘時や改質時に二酸化炭素が排出されますし、液化水素を水素ステーションへ輸送する際にも、微量の二酸化炭素が発生します。

水素自動車のメリットとは？

水素自動車のメリットは、大きく2つです。

以下で、水素自動車のメリットを確認していきます。

二酸化炭素を排出せず環境に優しい

水素自動車のメリットは、二酸化炭素を排出しないことです。
空気中にある水素と酸素を反応・燃焼させエネルギーとするため、排出されるのは水が中心となります。

温室効果ガスとなる二酸化炭素の排出の削減が求められる現状では、非常に大きなメリットといえるでしょう。
また、水素自体は製鉄所などの工場で排出される気体です。

このように、排出されたエネルギーを有効活用ができれば、さらなる温室効果ガスの削減に繋がることが期待できます。

充電が必要となる電気自動車と比較し、環境に優しい可能性が高いといえるでしょう。

航続距離が長い

水素自動車は、電気自動車と比較して、長い距離を走れる点が特徴です。

例えば、ホンダが製造する電気自動車であるHonda eは一回の充電で走る距離がWLTCモードで259kmであるのに対し、トヨタが製造する燃料電池車のMIRAIは一回の充填で走る距離がWLTCモードで約850kmと3倍以上の距離を走ることが可能です。

水素自動車の事例紹介

ここでは、水素自動車の事例として、トヨタ MIRAIについて紹介します。

現在販売されているモデルは2020年にモデルチェンジが行われた2代目です。
初代は、2014年に発売されました。

価格は、エントリーグレードとなるGが約710万円です。

また、現行モデルとなるMIRAIは、水素を貯める高圧タンクが2個から3個に増え航続距離の性能が伸びているほか、乗員人数も4人から5人に増えるなど着実な進化をしています。

トヨタは水素自動車に力を入れており、今後さらなる発展が期待できます。

水素自動車の普及に向けた取り組み

水素自動車は、主にトヨタが強みとする分野の自動車です。
トヨタは水素自動車の普及に向け、さまざまな取組を行っています。

ここでは、水素自動車の普及に向けた取り組みを確認します。

トヨタがスーパー耐久に水素エンジン車で参加

トヨタはMIRAIなどの燃料電池車と共に水素エンジンの開発も行っており、2021年には水素エンジンを搭載したカローラで富士24時間レースに参加しています。
それまで水素エンジンは、課題が多いとされていました。
しかし2021年の富士24時間レースでは、初参戦ながら24時間を走り切ったことで大きな注目を集めました。

その結果、普及に向けた取り組みとして、多くの人の印象に残すことに成功しています。