「次世代自動車」といえば、HV(ハイブリッド)、PHV(プラグイン・ハイブリッド)、EV(電気自動車)を筆頭に、水素を用いたFC(燃料電池自動車)など"エコカー"の開発が進んでいる。しかし、従来の"ガソリン・ディーゼルエンジン"の究極の省エネ化を重視する研究もある。
<これからの日本の車社会は>
これまで見てきた通り、「次世代自動車」の技術開発ばかりが注目されがちだが、やはり自動車産業を支えるのは、今後もしばらくはガソリン・ディーゼルエンジンが中心となると予測されるだろう。一方で、HVも広がっていく傾向にあり、こうしたエコカーの普及により自動車の産業構造で変わる部分はあるのだろうか。
村瀬教授は「車体やエンジン部品など、基本的な構造はあまり変わらないと思いますので、その点では自動車の産業構造はあまり変わらないと思います。むしろ、エンジンの燃料の多様化によって、産業構造が変わるかもしれません」とする。
たとえば近年、アメリカなどで注目されているシェールガス(堆積岩の一種シェール層から採取できる天然ガス)や、日本ではメタンハイドレード(海底深くに氷状で存在する天然ガス)の採掘に大きな期待が寄せられている。またバイオマス(生物由来の資源)由来のバイオマスエタノールも注目されている。
「エタノールはディーゼルエンジンには向かないのですが、ガソリンエンジンには使えます。現にブラジルでは、エタノール100%で車は走っています。また、フレキシブル・フューエル・ビークル(FFV)といって、エタノール燃料でも、ガソリンとエタノールの混合燃料でも走行可能な車も開発されています。ただ、現在バイオエタノールを賄える国は、ブラジルと米国のみと言われています」(村瀬教授)。
日本の車社会は将来、どうなっていくのか。最後に率直な意見を聞いた。「それぞれのエコカーが、適材適所で共存しながら発展していくのがいいですよね。たとえば、回生エネルギーを充電して動力に変えるHVは、ストップ&ゴーが頻繁な都市部が向いています。限られた地域内や国定公園のような場所を走るバスやレンタカーなどは、EVや天然ガス車などもいいでしょう。物流を担うトラックはディーゼルがやはり主流ですし、近年の排出ガス規制に対応して粒子状物質(PM)と窒素酸化物(NOx)の発生がかなり抑えられてきており、さらに技術開発が進むと思われます。
一般車については、現実的にエコロジーに対応するのであれば、燃費の良い小型車を増やすのが得策です。国内で乗る分には、2,000ccクラスで十分なのですから。
これは私の個人的な意見ですが、車というのは単なる移動手段ではなく、エコを追求しながらも、ワクワクする運転の楽しさやカッコ良さ、またいつでもどこへでも意のままに行ける便利さを追求してもらいたいものです」(村瀬教授)。
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Q.ディーゼルエンジンはなぜ熱効率が高い?
混合気を火花点火で燃焼させるガソリンエンジンと異なり、ディーゼルエンジンは、空気だけを圧縮して高温になったところに軽油と呼ばれる燃料を高圧で噴射すると自己着火する。そのために、むしろ圧縮比を高めなければならず、結果として熱効率が高くなる。ただし、圧力が高い場から燃焼が開始するので、エンジン自体を丈夫に作らなければならず、結果としてエンジンが重くなってしまう。そこで、最近の傾向は、ディーゼルエンジンの圧縮比はむしろ低くする方向へと向かっている。村瀬教授によれば、熱効率をさらに上げるための技術開発の余地はまだまだあるという。ガソリンエンジンもディーゼルエンジンも「目標は45~50%」と言われている。
<プロフィール>
村瀬 英一(むらせ えいいち)
九州大学工学研究院 機械工学部門 教授
自動車技術会理事、日本燃焼学会理事、日本機械学会フェロー
1981年、九州大学大学院工学研究科動力機械工学専攻博士課程修了(工学博士)。専門は内燃機関の燃焼で、エンジンシリンダ内のガス流動、点火・燃焼を主として研究。日本燃焼学会にて理事、自動車技術会ガソリン機関部門委員会にて前委員長、日本機械学会エンジンシステム部門で部門長を務め、内燃機関研究の代表として指揮を執る。
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