ハイブリッド車はお得?環境に優しい?

車の機能・システム

ハイブリッド車は燃費が良く環境にやさしいと言われていますが、本当に環境にやさしいのか、お得になるのかを書いてみたいと思います。個人的主観もあるため、あくまで参考としてみてください。技術者視点でわかりやすくまとめてみたいと思いますが…少し専門用語が多くなっているかもしれません。

ハイブリッド車とは?

ハイブリッド

「HYRBRID」とは、英語で「猪豚(イノブタ)」を意味します。広義で「合いの子」であり、自動車ではガソリンエンジンと電気モーターの合いの子で駆動させるシステムということになります。エンジンに強い日本車メーカー(トヨタ)が主導して開発し、自動車運転時の環境負荷を低減するシステムとして知られるようになりました。

とはいえ、最近では電気自動車(モーターのみで駆動)も一回の充電で走行できる距離を伸ばして実用化され、エンジンもモーターも搭載して制御システムも複雑化し価格も上がるハイブリッドの存在感が薄れてきています。欧州等ではハイブリッド車は環境負荷低減車両とみなされなくなっており、今後はより電気自動車やプラグインハイブリッド車の開発に移行していくのではと思います。

ガソリン駆動とモーター駆動

ガソリンエンジンと電気モーターで駆動するのがハイブリッドとなりますが、駆動させるときにそれぞれ得意とする状況が異なります。

エンジンは50-60km/h程度で走行するときが最も燃費が良いと言われています。これは、エンジンは高速回転させるほうが効率(使用するガソリンに対して得られる駆動エネルギー)が良いことが理由です。空気抵抗等を無視すれば、もっと速い速度のほうが効率が良いと思われます。物理や化学の方であれば、カルノーサイクルに近づくと考えてもらえれば良いでしょう。

一方のモーターは基本的に効率(使用する電気に対して得られる駆動エネルギー)は大きく変わりません。ですので、エンジンと比較した場合に低速での効率が高かったり、加減速の際のエネルギーロスが少なくなるという特徴があります。逆に、高速での一定走行の場合はエンジンのほうが相対的に効率的と言えます。

電気エネルギーの確保

ガソリンエンジンを動かすためにはガソリンを入れれば良いですが、電気モーターを動かすための電気に関してはどこからか補充する必要があります。

初期のハイブリッド車は減速時の回生エネルギーをモーターにより電池(バッテリー)に蓄え、蓄えた電気エネルギーを次の発進時のエンジンの補助としてモーターを回転させていました。従来はブレーキパッドで熱として捨てていたエネルギーを、電気として蓄え活用することで燃費が大幅に向上しました。ここで言う電池は、車のバッテリーとして使用されている鉛蓄電池ではなく、より小型で多くのエネルギーを蓄えられるニッケル水素電池となります。

最近では、エンジンを効率の良い高回転域で使用し、回生エネルギーだけでなくエンジンの余剰エネルギーもモーターにより電池に蓄え、発進時にはモーターのみで駆動するようになっています。初期のようにエンジンの補助としてであれば、モーターを駆動するための電気エネルギーも少なくて済みます。しかし、発進時や低速走行時はモーターだけとなると電池の蓄えられるエネルギーを増やす必要があり、ニッケル水素電池の大型化や、より多くのエネルギーが蓄えられる(使用電圧の高い)リチウムイオン電池が使用されるようになってきています。

環境負荷とお得感

環境負荷

運転時の環境負荷という点では、もちろんハイブリッド車のほうがエネルギーを回収して再利用しているため良いということになります。しかし、全体としての環境負荷という観点でライフサイクルアセスメント(LCA)という手法があります。最近のSDGsという観点では、スコープ3まで含めた環境負荷を考えるということになります。

ハイブリッド車では、運転時は環境負荷が低いですが、ハイブリッド車とすることで増加する部品(主にモーターと電池)を製造するときの環境負荷を考えることになります。モーターにはレアメタルや多くの金属を使用していること、電池も製造時に焼結等の工程で多くの電気を使用しており、全体で見た場合の環境負荷はマイナスかもしれないという話もあります。そして、ハイブリッド用の電池が自動車の寿命(例えば10年)まで持つのか、交換が必要なのかという観点もあります。

詳細は専門家にお任せするとして、個人的には環境に良いことをするためという理由だけでハイブリッド車を選ぶという選択はおすすめしません。とはいえ、ハイブリッド車のほうが標準装備が増えたり、高付加価値となるため選択するというのは良いと思います。

ハイブリッド車がLCA的にどうなのか、ITmediaの記事がありましたので、リンクしておきます。(2021.05.26追記)

お得感

多くの他の記事でも見られるように、ガソリン車とハイブリッド車の価格差と燃費から計算したお得感を比較すると元を取るのが難しいと思われます。とはいえ、今後原油価格や税金が上昇し、ガソリンの価格もかなり上がると元は取りやすくなるかもしれません。お得感だけでハイブリッド車を選択することもお薦めできませんが、ハイブリッド車とガソリン車の装備比較も含め、価格上昇分のメリットを享受できるのであればハイブリッド車を選択するのは良いと思います。

アイドリングストップとの組み合わせ

最近ではアイドリングストップ機構は標準装備となっています(ヤリスではなくなったりしていますが)。アイドリングストップもLCAの観点では、バッテリーが大型化したり寿命が短かったりして、環境によいのか微妙なシステムと感じています。

しかし、ハイブリッドシステムとアイドリングストップの組み合わせでは環境負荷低減の方向になるのではと思います。ハイブリッド車も多少であればEV走行できるため、アイドリングストップの時間を長くすることができるためです。

私はガソリン車のレンタカーを借りた時、緩やかに停止するとアイドリングストップしたり再始動したりしてガコンガコンしたりするのが嫌でした。そういった前後の揺れも、ハイブリッドであればモーター駆動が入るため低減できるかと思います。実際に試乗で停止時に気になったことはありません。

現在主流のアイドリングストップを有効活用するには、ハイブリッドの組み合わせが良いと思います。

まとめ

日本ではハイブリッド車の比率も高まっていると思います。ガソリン車より高価にもかかわらず売れているということは、それだけメリットがあるということでもあります。

しかし、少し立ち戻って考えてもらいたく記事を書きました。私自身も現状はガソリン車、お手頃価格になり充電スポットも増加したら電気自動車というのも考えましたが、上記の点も考慮しつつ思想的にハイブリッドで次の車を探しています。尖った角度からの記事となっていますが、ご覧いただいた方の参考になればと思います。

各社のハイブリッドシステムの比較も別記事で書いていますので、ご覧ください。

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