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はじまりに

2014年12月15日。
トヨタは世界で初めて、
水素で動く燃料電池自動車MIRAIの
一般発売をスタートしました。
環境問題や資源の枯渇など、人類の課題を解決する
夢のエネルギーと言われてきた水素。
何十年もかけて普及のための開発に取り組んできた
トヨタにとって、とても誇らしく、嬉しかった日です。
しかし、限られた販売台数でお客様をお待たせしている中、
生産体制もまだまだ充実させなければいけません。
そして、水素社会としての基盤を整え、
理想的に循環させるためには、
今まで以上に社会全体の協力が不可欠になってきます。
この夢はトヨタだけで叶えられるものではなく、
みんなの願いがひとつになって初めて、実現できるもの。
そう決意を新たにしたわたしたちは、
水素社会の意義について語り合い、
考えを深め、そして広めるための場を
つくることにしました。

そしてここではもうひとつ、
伝えたい大切なことがあります。
それは、希望というチカラについてです。
たとえ先が見えなくても、
前に踏み出したいと思った、あの熱い気持ち。
長年の開発を支えてきた、あの熱い気持ち。
そう、未来への希望を持ち続けたからこそ、
わたしたちは前に進み、新しい可能性を手に入れました。
希望こそが、エネルギーなのです。
それは、水素のように、目に見えないけど、
水素のように、世界中にあって。
水素のように、尽きることがない。
そんな、あなたの中にも、
わたしの中にもある無尽蔵なエネルギーを見つけて、
育てていく場をトヨタはつくりたい、と思いました。
ひとりひとりの希望が化学反応を起こして、
新しい未来を生み出してくれたら、最高です。
未来へ進むエネルギーを育てる。 H2OPE スタート

話そう水素社会についてもっと 究極のエコともいわれる水素社会。その実現に向けて、トヨタは走り出した。今回の対談でお呼びしたのは、スイスのCERNで最先端の物理を研究し、東大で物理を教える大学教授でもある早野龍五さんと、水素で走るクルマ「MIRAI」の開発責任者・田中義和さん。異分野の二人の対話から、水素の可能性と課題、そして未来のビジョンが見えてきた。 H2TALK 東京大学 物理学教授 早野龍五×トヨタ自動車 MIRAI開発責任者 田中義和話そう水素社会についてもっと 究極のエコともいわれる水素社会。その実現に向けて、トヨタは走り出した。今回の対談でお呼びしたのは、スイスのCERNで最先端の物理を研究し、東大で物理を教える大学教授でもある早野龍五さんと、水素で走るクルマ「MIRAI」の開発責任者・田中義和さん。異分野の二人の対話から、水素の可能性と課題、そして未来のビジョンが見えてきた。 H2TALK 東京大学 物理学教授 早野龍五×トヨタ自動車 MIRAI開発責任者 田中義和

photo : Takehiro Goto / edit & text : Arina Tsukada

宇宙の始まりに生まれた水素が、数十年後の未来を変える?宇宙の始まりに生まれた水素が、数十年後の未来を変える?

早野龍五(以下、早野) 今日、どうしてぼくがここ愛知県のトヨタ本社まで来たかというと、糸井重里さんとの共著『知ろうとすること。』が多分きっかけなんです。その中で「水素原子は宇宙でビッグバンが起きた直後の138億年前にできて、それ以降はつくられていない」という話をしたことで依頼がきたようで(笑)。

田中義和(以下、田中) 宇宙で最も豊富な元素は水素(*1)なんですよね。この元素はビッグバンの後からベースとなる量は変わっていない、という理解で合っていますか?

早野 はい、いま水素原子となってMIRAIで使用されるものはすべて138億年前に宇宙で生まれているんです。

田中 なるほど。実は、今回とてもいい機会に恵まれたと勝手に思っているんです。わたしもここ数年FCV(燃料電池自動車)に携わりながらも、水素エネルギーの活用に対してさまざまな見解が飛び交い、夢のような話だと言われることもありますし、いままでもね、何度もくじけかけたことがあるんですよ。それでも、トヨタが1992年から進めてきた燃料電池開発に懸けたい思いもあった。水素へのエネルギーシフトという壮大な計画は、何十年単位の長いスパンで見ていかなければならない問題だと思うんです。

早野 時間軸の話は必要ですよね。

田中 そう、そこがないと現時点の計算だけだったらメリットが少ないという話になりかねない。そのあたりを、138億年スケールの視点をお持ちの先生と議論したいと思っていまして。

早野 望むところであります(笑)。

電気と水素、どう違う?

早野 では、早速いろいろ質問させてもらいますね。まず、わたしはここ10年くらい、毎年ジュネーヴのモーターショーを訪れているんです。昔の写真も今日持ってきたんですが、ほら、ここ、当時のFCVは「水素」と書かれた重たい鉄のタンクがでかでかと搭載されていたんですよ。これって、かなり重たい人間をひとり余計に乗せている状態なわけですよね。

田中 重量軽減はかなり努力したところで、燃費は車の重さに左右されますからね。トヨタではタンクの内側に樹脂性のライナーを使い、そのまわりを炭素繊維で巻き付けて強度を保ち、その外側に傷付き防止のガラス繊維を巻いています。この構造により、鉄製のタンクより軽く、また700気圧の圧力に負けない強度を確保できるようになりました。

早野 そこは昔より改善されたんですね。さて、次の質問。MIRAIには5kgの水素が詰められるとカタログに書いてありますが、これをガソリンに置き換えると大体20ℓ。つまり、普通車の満タンの半分くらいのガソリンを詰めて走るのと同じくらいの熱量を持っているということでしょうか。

田中 そうですね。

早野 走行距離はどれくらい?

田中 1充填したときの走行距離はJC08モード走行時で約650km(*2)です。

早野 650kmを走りきったとき、トータルの電力量はどれくらいになるのでしょうか。

田中 電力量、ですか。ええとですね、どういった前提条件で計算するかによって大きく答えが変わるのですが…、満充填のときの水素の総エネルギー量は150kWh(*3)くらいになります。しかし、外部給電機能で電力出力するときは、DCからACへ電気を変換するときの効率性なども加味して、最大で約60kWhと言っています。

早野 電気自動車のテスラは85kWhと公称していますよね。なぜこの質問をしたかというと、85kWhって、充電しようとするとかなりの時間がかかりますよね。

田中 そのとおりです。たとえばそこそこ大型の急速充電器を使っても、50kWhを充電するのに1時間はかかるんですよ。

早野 50kWって、一般の家庭が使う電気量が大体1kWだとして、約50軒分の量に値しますよね。

田中 そうなんです。いまは急速充電器の数が少ないため不具合は起きていませんが、今後数が増えて、昼間に多くのEVが同時に充電したりすると、問題が出てくると思います。電気使用のピークが重なり、供給能力を超えてしまうこともありえます。つまり電力の平準化とは真逆です。EVは必要だと思うのですが、夜間に自宅で充電をして近距離を走るという使い方が理にかなっていると思います。急速充電はあくまで緊急用のものなんですね。そもそもは開発者もそう考えているのではないでしょうか。

水素のつくりかたと、広めるアイデア

早野 さて、次の問題として、はたして水素社会は本当にCO2フリーなのかという問いが出てきます。水素燃料で走る車にはC02が出ませんが、結構な重量物である水素タンクを水素ステーションまで運ぶときは別ですよね。そして、比較的少量であれば環境に負荷をかけずに水素が手に入るけれど、いまの段階では水素生成の過程も完全にCO2フリーではないと思います。

田中 そうですね。水素をどうやって取り出すかというと、現在は苛性ソーダ製造時などの副生成物として取り出すか、天然ガスを水蒸気に改質してつくる(*4)ことが多いです。一方、最近では、褐炭に熱を加えて水素をつくり、同時に出るCO2を回収して地中に貯める技術「CCS」を用いるなど、クリーンな水素を生み出す開発も進んでいます。

早野 最終的に水素を普及させるには、いまのガソリンスタンドくらいのネットワークをつくらないと成り立たないのでしょうか。

田中 理屈上はそうなのですが、これまでのガソリンスタンドとは違い、今後はどれだけ適切な場所に水素ステーションを配置できるかにかかっている部分もありますね。都内23区で考えても、半径5kmの円を描けば、大体40個くらいでカバーできるんです。

早野 おそらくいまは国からの補助金もあり、MIRAIは特別なセグメントの車として世に出ようとしていますが、これが広く普及するには何らかの閾値を越える必要があるのだと思います。水素ステーションの数もそうですが、もうひとつ大きいのはコスト面ですよね。

田中 ええ、乗り物自体のイニシャルコストと、ランニングコスト両方を考えなければならないですね。

早野 今後、トラックやバスなどの商用車をFCVとして使えるようにコストダウンするのは難しいのでしょうか。環境への負荷を考えたとき、国内の商用車のほとんどが水素で動けば、かなりのインパクトがあると思うんです。商用車であれば計画運行されるので、水素ステーションも少ない数で事足りるはずで。

田中 ありえない話ではないと思います。ただ、通常の商用車の販売価格はとても安いので、現段階でのコストダウンレベルではまだまだ苦しいと思います。

早野 公共交通であれば国や自治体からの助成金も付けやすいし、普及が見えやすいのかな、と思いますが。

田中 それは大いにありますね。トヨタが路線バスや長距離トラックがFCVに適していると考えるのも、定期走行ルートで水素ステーションが効率的に配置できるといった背景があるんです。いま豊田市内では、MIRAIの燃料電池スタック(*5)を積んだ実証用のFCV路線バスが1台走っています。

早野 そうなんですか。たしかにバスであれば、計画運行ですしね。

田中 一方で、コストダウンも課題ではあるのですが、やっぱりお金を払ってもらうには車としての魅力がないとだめですよね。それに、現在のハイブリッドカーがここまで普及した理由も、走りの楽しさなど車としての魅力が高まったことに加えて、ガソリン価格の高騰によってランニングコスト上のメリットが出たからだと思います。将来的に水素の供給価格が下がることと、ガソリン価格が上がるであろうことに、FCVが普及する可能性があると思いますね。

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