現代に生きる私たちにとって、自動車はガソリンで動くのが一般的でしたが、電気自動車や水素自動車、燃料電池自動車など、ガソリン以外のものを燃料にする自動車も近年増えつつあります。
その中でも水素自動車や燃料電池自動車は、さまざまな資源をもとにつくれる「水素」を燃料にして走ること、また二酸化炭素（CO2）を排出しないことから、次世代エネルギーの活用という観点で注目されています。電気自動車と比べるとまだあまり普及していませんが、どのような仕組みで動き、どのようなメリットのある車なのでしょうか。
本記事では、それぞれどのような車か、メリット・デメリット、今後普及していくのかなどについて説明します。
- 目次
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1.水素をもとに走る自動車とは？
水素自動車とは、ガソリンの代わりに水素を燃料にして走る自動車であり、水素を燃料としてエンジンを動かす「水素自動車」と、水素と酸素を使って発電した電気でモーターを動かす「燃料電池自動車」の2種類があります。
従来の車はガソリンエンジンやディーゼルエンジンなどの内燃機関を備えていますが、水素自動車は水素を燃焼させる水素エンジン（水素燃料エンジン）を備えているのが一般的です。一方の燃料電池自動車は、搭載した燃料電池を水素と酸素の化学反応で発電し、モーターを回すことで走ります。
前者の水素を燃やして走る仕組みの水素自動車は、現時点ではまだ開発段階で、市販されているのは燃料電池自動車のみです。そのため以下では、後者の燃料電池自動車の話を前提として説明を進めていきます。
燃料電池自動車の仕組み
燃料電池自動車は、燃料電池を水素と酸素の化学反応で発電してモーターを回すことで走ります。化学反応を引き起こすために必要な要素の1つである酸素は、空気中から取り込むことができますが、水素をそのような形で取り込むことはできません。
そのため燃料電池自動車は水素を補給するために、ガソリン自動車がガソリンスタンドでガソリンを補給するのと同じように、水素ステーションで水素を補給しながら走行することになります。
2.燃料電池自動車のメリット
燃料電池自動車のメリットは、主に以下が挙げられます。
- 環境にやさしい
- 長距離走行が可能である
- 走行音が静かである
- 購入時に補助金が利用できる
それぞれのメリットについて、詳しく説明します。
環境にやさしい
燃料電池自動車が走行時に排出するのは水（水蒸気）のみ（※）で、ガソリン車のように二酸化炭素や窒素酸化物、硫黄酸化物などの有害ガスは排出しません。この点は、温暖化のさらなる進行を食い止めるためにCO2を世界的に削減しなければならないという環境問題の解決に貢献します。
また、水素燃料は水だけでなく、石油や天然ガスなどの化石燃料やメタノール・エタノール、下水汚泥、廃プラスチックなどの資源からつくることが可能なため、再生可能なエネルギーとして注目されています。
これらの環境にやさしい点は、温暖化などが問題になっている昨今においては大きなメリットといえます。
※直接水素方式の燃料電池自動車の場合
長距離走行が可能である
同様に環境性能の高い電気自動車に比べ長距離走行が可能な点も、燃料電池自動車のメリットの1つです。トヨタのMIRAI（グレードG）の場合、燃費は152（km/kg）で5.6kgの水素を入れられるため、水素を満タンまで補充すれば152×5.6≒850kmほどの走行が可能です。
トヨタの電気自動車「bZ4X（4WD）」の、一度の電気補充で走行可能な距離は559kmなので、燃料電池自動車は電気自動車に比べると長距離走行が可能であることが分かります。
走行音が静かである
燃料電池は電気化学反応によって発電します。ガソリン車のような排気音やエンジンの振動がないので、静かで快適な環境下で走行可能という点は大きな特徴かつメリットといえます。
特に夜間や早朝に閑静な住宅街などで車を使用する方にとって、静かな走行音は近隣への配慮にもつながります。
購入時に補助金が利用できる
ガソリン車との負担額の差を縮めるために、国や自治体は補助金の交付や税優遇制度などを設けています。国が設けている補助金対象の車種および補助金額を表にまとめました。
銘柄ごとの補助金交付額
| 車種 | 型式 | 定価（円） | 補助金交付額（円） |
|---|---|---|---|
| トヨタ MIRAI | ZBA-JPD20 | 6,454,545～7,818,182 | 1,453,000～1,553,000 （給電機能有） |
| ヒュンダイ ネッソ | ZBA-FE120 | 7,062,091 | 2,155,000 （給電機能無） |
※2023年3月時点での情報です
補助制度は、自治体によって異なります。例えば、東京都の千代田区や中央区では車両購入のみに補助が設けられていますが、世田谷区や渋谷区では車両購入と充電設備の導入にも補助が設けられています。
燃料電池自動車の購入を検討されている場合は、お住まいの自治体でどのような補助が設けられているかを事前に確認しましょう。
3.燃料電池自動車のデメリット
燃料電池自動車のデメリットは主に以下が挙げられます。
- 車両価格が高い
- 水素ステーションの数が少ない
それぞれのデメリットについて、以下で詳しく説明します。
車両価格が高い
商品や製品の価格は需要や供給などをもとにして決定されることがありますが、それとは別に用いられている技術などをもとに決められることもあります。燃料電池自動車は新しい技術が搭載された車なので、その分車両価格も割高です。
上述したような補助金の利用もできますが、それでもガソリン車の車両価格と比べると高い傾向にあるため、燃料電池自動車の購入を検討するにあたってのハードルとなるでしょう。
水素ステーションの数が少ない
水素ステーションとはガソリン車でいうところのガソリンスタンドであり、水素ステーションで水素を補充しなければ燃料電池自動車は走ることができません。水素ステーションの数は現時点（2023年3月時点）で約160ヶ所と、日本全国にあるガソリンスタンドの数と比べるとその差は歴然です。
燃料電池自動車の普及のために水素ステーションの数を今後増やしていく計画があるとはいえ、現時点では全国的にまだ数が少ないため、それがネックになる可能性はあります。
なお、水素ステーションについては下記の記事でも紹介しておりますので、あわせてご覧ください。
4.燃料電池自動車は今後さらに普及していく？
燃料電池自動車の普及台数は、現段階ではまだ限定的です。次世代エネルギーの活用および環境保護という観点において、今後のさらなら普及が期待されるところではありますが、燃料電池自動車の普及には超えるべき壁が多いというのが正直なところでしょう。その中でも、最大の課題は水素製造のコストです。
燃料の製造コストはそのまま燃料電池自動車の車両価格や維持費に転嫁されます。水素製造のコストが下がることで燃料電池自動車の車両価格および維持費の低下につながり、多くの方が購入を検討できるようになることが期待されています。
そのため、政府は水素の製造コストに関して「12円/Nm3（ノルマルリューベ）を目指す（2022年度頃）」という目標を掲げていましたが、現時点での水素の製造コストは1Nm3あたり100円程度です（※）。この目標を掲げたのは2020年で、その時点では水素の製造コストは数百円/Nm3だったことを考えると、少しずつ進展しています。
しかし、政府が掲げている目標コストには遠く及んでいないことから、政府が期待しているほどには燃料電池自動車の普及は進まないと考えられます。
5.燃料電池自動車は地球にやさしい次世代の自動車
燃料電池自動車は環境にやさしく、長距離走行が可能などのメリットがあり、購入に際して国や自治体などの補助制度を活用することもできます。
ただ、新しい技術が搭載されている自動車ということもあり、車両価格はガソリン車に比べるとまだかなり高い傾向にあります。
燃料となる水素の製造コストも政府が期待しているほどには下げられていないことも鑑みると、まだ普及には時間がかかるかもしれません。しかし、環境問題やエネルギー問題の課題をクリアできる可能性を秘めている自動車であるため、現在も世界の様々なベンチャーなども燃料電池の開発を進めており、近い将来画期的なシステムが生まれると期待されています。
