電動化よりも、、、
四輪の電動化のトレンドが急、、、、となると、二輪の電動化も不可避？
ただ、電動化には懸念も無くはない。
懸念といえば、何と言っても充電時間が掛かる事。他には、安全性、重量面、作動温度範囲の部分。そして、電動化が進む程に、搭載電池容量が大きくなり、大きな電池が必要となる。そんな電動化の鍵の電池はリチウムイオン電池。
そして、リチウムイオン電池の欠点を解消するであろう電池として期待されているのが全固体電池というもの。では、全固体電池って何ぞや？といえば、実は基本はリチウムイオン電池と一緒。
違うのは、液体である電解液を使用するか否か？という部分。つまり、高いイオン伝導性を持つ固体電解質が得られるという前提の電池。固体電解質を得ることによって、液漏れによる発火リスクの解消の他に、充電時間の短縮、使用可能温度範囲の拡大、劣化しにくいといったメリットがある。ただ、電極間のリチウムイオンの移動抵抗が高く出力を上げにくいというデメリットもあるという。
何れにせよ、重量については同系の材料を使うと考えれば、大きな差は無いのではないだろうか？
この重量について、四輪の話では割とスルーしてきたけど、二輪だとどうか？
先日、RACERSのVol.58を購入して読んで思った。この号は、無限の神電が対象。これ、マン島TTのTT-ZEROクラスを制してきた電動レーサー。このレーサー、車体の殆どをフルカーボンで構成している電動レーサー。カーボン骨格にモーターと電池を搭載した仕様だけど、このレーサーの重量を見てビックリ。それは、、、、何と250〜270kgという代物。
ツアラークラスのリッターバイクの装備重量と同じレベル。しかも、動力部以外を見渡せば超軽量の筈のカーボンモノコック構成であるにも拘わらずである。同サイズ、導出力レベルの通常のガソリンエンジン搭載のレーサーと比較すると、重量差は100kg以上、下手すれば2倍近い重量となっている。
これは、二輪車にとってはかなり大きな問題だ。
そういえば、今の四輪の電動車を見れば電池容量の大きなモデルとなると、ガソリン車と比較して500kgレベルで重量差がある。この重量、想像以上に大きな数値。
ふと思った、、、、この二輪で100kg、四輪で500kgという重量は搭載されている電池の重量でもある。電動車が増える程に、この重量の電池が大量に出回る。そして、年数を経て、電池の寿命がくれば、この電池が廃棄物として大量に出回る、、、、、
果たして、電動化を進めていくというのは、正しいことなのだろうか？
何となくだけど、電動化は否定しないが、その電源に電池を用いるというのは、少し違うような気もする。それならFCEVのような方がマトモ。ただ、これもFCスタックの経年劣化で寿命があるので完全じゃない。内燃機関のように部分的なOHという訳にはいかない。
燃焼してもCO2を余分に増やさない仕組み、、、こっちの方が合理的なような気もする。
電動機による出力で車両を動かす、その為には電池が不可欠。そして、電池は基本的に大きな重量で、劣化が不可避。劣化するとユニット毎の交換ということを考えると、サイズ的に大きな電池が不可欠な、動力源として電気を用いるモノは、もしかしたら主流にはなり得ないのかもしれない。
それならば、必要最低限の電池を搭載したハイブリッドカーの方が合理的で効率も優れるように思う。
ただ、理屈は兎も角、自動車からCO2を排出するのは絶対悪という概念が蔓延れば、ハイブリッドカーも生き残る事は不可能。
そこで思ったのは、炭素を含まない燃料による内燃機関。
排出する温暖化ガス、つまり二酸化炭素を嫌うのであれば、もしかしたら、相対的にCO2の増加を嫌うので有ればバイオフューエル、絶対的に嫌うのであれば水素、アンモニアを燃焼させて出力を取り出す内燃機関の方が正しい選択なのではないだろうか？
水素を直接燃料として燃焼する内燃機関としては、レシプロであればBMW、ロータリーであればマツダが試作車を公開したこともあるが、燃料としての水素の扱いの難しさ、また、水素を燃焼させて得られる出力が大きくない事もあり、現状は開発が進められているかどうかも怪しい状況。過去にRX-8をガソリンと水素のどちらでも燃料として使えるデュアルフューエルの試作車が公開されたことがあるけど、ガソリンで200PSオーバーの出力を発揮出来るロータリーエンジンであっても、水素では70PSに留まるという事。そういう事を考えると水素を燃料として燃焼させて出力を取り出すというのは、メリット以上に実用化において超えるべきハードルが多く実現性は低いかも知れない。
しかし、水素以外の燃料で燃焼による出力が取り出せるモノは無いか？と考えると、、、
以前、ブログで紹介したことがあるが、
http://replica2st.cocolog-nifty.com/diet/2020/12/post-0a06fd.html
アンモニアは燃焼して動力を取り出す事が出来る。
アンモニア燃焼の難しさは、その着火点の高さ。通常燃料であれば300℃前後（ガソリン300℃、軽油250℃、重油380℃）のところがアンモニアの場合は約650℃という事。
一方で、アンモニアのオクタン価は130程度とずば抜けて高い数値。オクタン価が高ければ高い程、内燃機関では圧縮比を上げる事が出来る。内燃機関での熱効率は圧縮比と連動する事を考えれば、スカイアクティブ云々の圧縮比で14とか15を大きく超えた圧縮比を与える事が出来る。通常のガソリンエンジンでもオクタン価を120とか130に上げる事が出来る添加剤で大幅にパワーアップを図る事が出来ることを考えれば、アンモニアを直接燃焼する術が開発されれば、内燃機関の効率は飛躍的に高まる可能性も期待出来る。
因みに、昔サーキットで販売されていたアブガスといったレース用ガソリンはオクタン価120なんてモノも存在していた。
燃焼し辛いモノを燃焼する、、、、これは、現代の超希薄燃焼技術の延長線上の技術での対応も不可能ではない。
更に、アンモニアを燃焼した場合の排ガスは、未燃アンモニアとNOxである。NOxは触媒で除去可能で既に多くのプラントで実績がある。V2O2-TiO2というモノで、これはガソリンエンジンの三元触媒に較べると大幅にコストカットが可能。
今、舶用のディーゼルエンジンにアンモニアを混ぜる試みや、アンモニアガスタービンの実証実験も進んでいる。この流れを考えると、燃料として炭素を含まないアンモニアを用いて内燃機関で車を走らせるというのが、もしかしたら向かうべき未来の形なのかもしれない。
っていうより、EVの燃料というよりも動力源そのものと言える電池の現状、重たい、危険、充電時間が掛かる、高温下では晒されているだけで劣化が進み、低温下で発生出力が低下する、そう、夏場、路上に車があるだけで電池は劣化していくし、冬場になると必要な電力が取り出せないのである。それは全固体電池でも基本は変わらないという事を考えると、現状の自動車がEVに置き換わるっていうのは、幻想に過ぎないのでは無いだろうか？
今現在、EV化への流れが急で、これに乗り遅れたメーカーは淘汰される的な論調が、評論家、政治家、民衆から多く聞こえるが、EV化一辺倒で傾倒する企業は、もしかしたら逆転負け組になるような気もする。
EVも、元を正せば移動手段。移動手段で大事なのは、、、やはり運ぶべき重量というのが重要。二輪車、レーサーが250kgオーバーとか、市販四輪車が2トンに迫るというのは、タイヤの消耗、ブレーキの消耗、舗装アスファルトへの負担増を考えると、ネガティブな要素が、あまりにも多すぎる。重量を抑えるという意味では、四輪なら電動化を進めるとしてもHVが精々、二輪でも、『出川哲朗の充電旅』で用いられている電動スクーターレベルのパッケージに抑えないと使い物にならない気がする。あの電動スクーター、2時間充電で航続距離20km、、、、これ以上の電池は重たいし充電時間が掛かりすぎると考えれば、中大型二輪の完全電動化は困難なように感じる。
二輪、四輪に限らず、自動車の重量ってのは、維持費に大きな影響を及ぼす。昔、シエラからエスクードに換えた時、重量増によるタイヤ交換インターバルが短くなり出費に苦労した覚えがある。大学時代、通学に二人乗りで単車で通っていたけど、二人乗りという重量増でタイヤの消耗が激しく短期間でのタイヤ交換費用の工面に苦労した覚えもある。重量増による消耗品であるタイヤのコストは補助金による税金減額以上に負担となる。移動体で重量というのは絶対悪なのだ。そう考えると、大容量電池を搭載したEVというのは、正解とは見えづらいというのが個人的な感想だ。
四輪の未来を想像するとアンモニア燃焼エンジンが最適なように感じるし、二輪の形態、事故時リスクを考えると、毒性のある燃料とか、発火リスクのある動力源というのは問題が多すぎる。そう考えれば、原付が電動、それ以上はバイオフューエルに代表されるアルコール等代替え燃料による内燃機関というのが現実的に最適解のようにも思える。
まぁ、その答えは十年後くらいに明らかになっているだろう。