FCV(燃料電池自動車)とは?仕組みやトヨタ・ホンダの代表車種からメリット・デメリットまで

燃料電池自動車は未来の可能性を秘めた自動車です。数分程度の燃料となる水素の充填で数百kmの走行ができる燃料電池自動車は、充電に時間がかかり、走行距離が短い電池自動車を次ぐ車です。そんな燃料電池自動車はまだ新しく、知らない方も多いと思います。この記事ではそういった方に向けて燃料電池自動車を紹介します。

FCV(燃料電池自動車)の仕組み

FCV(燃料電池自動車)は水素で動く

出典:http://www.jari.or.jp/

FCV(燃料電池自動車)はFuel Cell Vehicle(Fuel = 燃料 Cell = 電池 Vehicle = 自動車)の頭文字からなっています。

FCV(燃料電池自動車)の基本構造は、燃料電池内に酸素と水素を取り込み、その化学反応からの電気エネルギーでモーターを回しています。燃料電池自動車は水素を必要とすることから、普通のガソリン自動車のように水素ステーションで水素を補給します。

それ以外の特徴としては、FCV(燃料電池自動車)は従来のガソリン自動車の二倍以上のエネルギー効率を持っています。FCV(燃料電池自動車)は化石燃料、いわゆるガソリンなど、を使わないため石油枯渇の対策として有効です。

燃料電池自動車は酸素と水素の化学反応で発電するため、運転時に排出されるのは水だけです。大気汚染の原因になる二酸化炭素(CO2)や窒素酸化物(NOx)などは一切排出されないため、究極のエコカーとして世界的に注目を浴びている次世代自動車です。*1
*1 直接水素方式のFCVの場合(=燃料電池自動車にはいくつか方式があり、直接水素方式は他の燃料を必要とせずに発電可能な方式です。)

FCV(燃料電池自動車)・EV(電気自動車)・ハイブリッド自動車比較

出典:http://toyota.jp/

比較項目FCV(燃料電池自動車)EV(電気自動車)ハイブリッド
燃料水素電気電気とガソリン
補給方法水素ステーション自宅の電気ガソリンスタンド
航続距離やや長め短め長め
環境性能良い良いやや良い

EV(電気自動車)の弱点である長距離運転をカバーできるエコカーとしてFCV(燃料電池自動車)は実用性がある次世代の自動車です。ですが水素ステーションの普及がまだ間に合っておらず、FCV(燃料電池自動車)はガソリン自動車のようにどこでも充填というわけにはまだいきません。

FCV(燃料電池自動車)代表車種トヨタ ミライ

世界初の量産型ハイブリッドカーを世界に広めたトヨタからの新しいイノベーション

出典:http://toyota.jp/

出典:http://toyota.jp/

新車価格:7,236,000円
一回あたり水素充填時間:3分程度
一充填走行距離(参考値):約650km

出典:http://toyota.jp/

トヨタは世界初の量産型ハイブリッド自動車を販売しただけでなく、またも世界初の量産型FCV(燃料電池自動車)を販売しました。世界初の量産型FCV(燃料電池自動車)、その名もMIRAIです。まさに新しい自動車の未来を走っていくような名前です。新車価格は7,236,000円ですが、補助金が出るので実質価格約5,220,000円です。

実はこのミライ、開発自体は1993年から始まっていて、トヨタはその時からもうすでに水素社会に視野を広げていました。現時点では水素社会が実現するのはまだ先のことですが、日本はFCV普及の最前線を走っていて、安倍晋三首相は、2020年東京五輪に向けて「水素社会の構築」を目標に掲げています。

FCV(燃料電池自動車)MIRAIの安全対策

出典:http://toyota.jp/

出典:http://toyota.jp/

出典:http://toyota.jp/

トヨタのMIRAIはその燃費や走行性のみならず、安全対策にも力をいれています。
まず、3層構造の高圧水素タンクの導入で水素を漏らさないようにし、水素ディテクタを使い問題が起きた場合に自動でタンクバルブを遮断、そして水素が社内にたまらないように水素が拡散しやすい構造になっています。

MIRAIの試乗動画はこちら!

FCV(燃料電池自動車)代表車種ホンダ クラリティ FULE CELL

世界トップクラスの一充填走行距離を達成した クラリティ FUEL CELL

出典:http://www.honda.co.jp/

出典:http://www.honda.co.jp/

新車価格:7,660,000円
一回あたり水素充填時間:3分程度
一充填走行距離(参考値):約750km

出典:http://www.honda.co.jp/

ホンダもFCV(燃料電池自動車)に力入れています。FCV(燃料電池自動車)CLARITY は脅威の一充填走行距離750kmを叩き出しました。ゼロエミッションビークルでトップクラスのこの記録は、燃料電池自動車の実用性を証明しました。

現時点でこの CLARITY はリース専用での販売となりますが、今後個人の方への販売を行う予定です。また、これから生産規模を拡大し、日本のみならず、米国や欧州への展開も予定しています。そしてCLARITYにもMIRAI同様で補助金が出るため、実質価格は約5,220,000円です。

FCV(燃料電池自動車)の可能性

出典:http://www.honda.co.jp/

ホンダはCLARITYの他にPOWER EXPORTERを販売しています。このPOWER EXPORTERはCLARITYの外部配電性能を家庭用電源に変換できます。合計最大9.0kVAの出力が可能なため、避難所などで非常時に配電できます。容量としては一般家庭の約7日分の電力を配電可能です。

メーカー希望小売価格:1,180,000円

ミライとクラリティの違いが気になる方はこちら

燃料電池自動車のメリット・デメリット

FCV(燃料電池自動車)のメリット

ここではFCV(燃料電池自動車)のメリットを紹介していきます。
まず第1に、FCV(燃料電池自動車)は二酸化炭素を初めてする大気汚染の原因を一切出さないことです。次に、酸素と水素の化学反応によって発電を行うため、化石燃料を必要としません。また、FCV(燃料電池自動車)はガソリン自動車よりも効率的なエネルギー変換が可能です。そして、騒音を出ないです。

FCV(燃料電池自動車は)水蒸気しか排出しません。つまりFCV(燃料電池自動車)はエコカーで減税の対象になります。自動車取得税と自動車重量税のどちらも、全額免除対象になります。

化学燃料を必要としない発電方法をとっているFCV(燃料電池自動車)は化石燃料を必要としないため、化石燃料の枯渇にも耐用できるだけでなく、天然ガスやエタノールなどの多くの燃料を代わりに利用できます。

現状ではFCV(燃料電池自動車)はまだ、ガソリン自動車やハイブリッド自動車ほどの航続距離はありません。ですがFCV(燃料電池自動車)はガソリン自動車などよりもエネルギー変換効率が2倍以上高いため、将来的にはこれら以上の航続距離を超えられると見られてます。

最後に、FCV(燃料電池自動車)はEV(電気自動車)と同じようにエンジンを持たないです。エンジンがなく、モーター駆動のため、騒音がありません。

FCV(燃料電池自動車)のデメリット

FCV(燃料電池自動車)のデメリットは航続距離ぐらいで主な問題は水素ステーションに関してです。実用化するためには水素ステーションにいくつかの課題があります。

まず、FCV(燃料電池自動車)が実用化されるにはそれらに燃料を入れる水素ステーションの設置が必須です。EV(電気自動車)のように自宅で充填ができないFCV(燃料電池自動車)は水素ステーションからでしか充填できません。ですが水素ステーションは全国に約80箇所どまりで、特に地方の方だと数がぐんと下がるため、FCV(燃料電池自動車)の長距離運転は不安が残ります。

それ以外にも、燃料である水素の運送や貯蔵にも多くのコストがかかります。そして燃料電池自体の価格が高いです。そのため、いくらFCV(燃料電池自動車)が環境に優しくても、ユーザーのお財布には優しくはないです。

FCV(燃料電池自動車)は次のイノベーションとなるのか!

FCV(燃料電池自動車)はEV(電気自動車)を超えるポテンシャルを持っている車です。ですがその実用化には様々な課題がまだ残されています。

EV(電気自動車)のように自宅で燃料を補給できないFCV(燃料電池自動車)は、水素ステーションの設置を必要とするため、普及には時間とコストがかかります。

燃料電池開発のコスト削減のため、メーカー間での国際連携が各国で行われています。世界中にFCVが広がるかはそれぞれのメーカー間の共同開発と各国政府にかかっています。

これからの各国政府とメーカーのFCV(燃料電池自動車)の普及に注目です。

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