歐洲EV轉型夢醒，合成燃料混合動力更現實
2023/05/16
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2035年以後仍允許引擎車的新車銷售——一直堅持純電動汽車（EV）路線的歐洲突然改變了方針。因行駛時不排放二氧化碳而被歐洲等國家視為「環保車」大力推進的「向EV轉型」政策，顯示出突然停止的可能性。以向EV轉型為前提推出研究開發和設備投資計劃的企業，也出現重新考慮計劃的必要。
圖1 合成液體燃料「e-fuel」
這種燃料阻止了歐洲通過2035年以後禁止銷售引擎車新車的法案。如果使用這種燃料，引擎車也能實現碳中和。（圖片：奧迪）
2021年7月，歐盟委員會發佈一籃子政策「FIT for 55」。提出2030年使二氧化碳排放量比2021年減少55％的目標。當時歐盟委員會在汽車領域提出的方案是，2035年以後在歐洲區域內作為新車銷售的所有乘用車及小型商用車（廂式貨車）都要改為ZEV（零排放車）。這是從實質意義上將可以銷售的汽車限定為EV和燃料電池車（FCV）的方針。後來，歐洲議會和歐盟理事會（部長理事會）於2022年10月就基於該方案的法案達成一致，2023年2月歐洲議會通過了該法案。經過這一系列過程之後，全世界的很多媒體將歐洲地區「2035年以後禁止銷售引擎車」的對策當作一項決策進行了報道。
但是，在歐盟理事會批准該法案之前，德國、義大利、波蘭表明了反對態度。因此，法案無望獲得通過。其原因是歐洲通過一項法律時，必須滿足兩個條件，分別為得到歐盟27個成員國中15個以上國家的同意，以及覆蓋65％以上的人口。歐盟理事會推遲了批准決議的時間並展開討論，2023年3月25日，歐盟委員會和德國政府就「有條件地」允許2035年以後繼續進行引擎車的新車銷售達成協定。
這個條件是使用合成液體燃料「e-fuel」（圖1）。
e-fuel是條件
e-fuel是使用二氧化碳和氫氣以人工方式製造的燃料。使用空氣中的二氧化碳，以及用可再生能源電力對水進行電解得到的氫氣。作為碳中和（溫室氣體凈排放為零）燃料而備受期待。
圖2 e-fuel的製造方法
通過對工廠等排放的二氧化碳，以及使用水力發電提供的可再生能源電力對水進行電解所得到的氫氣進行合成，來製造e-fuel。（數據來源：《實現碳中和的汽車與能源産業應有的「經營和開發」》中的圖21 （p.49））
例如，德國奧迪與德國Sunfire合作，從2017年開始推進e-fuel的開發（圖2）。「由於特性與現有的汽油和輕油同等，可以進行混合，還有望削減已銷售車輛的二氧化碳。使用水力發電（可再生能源），對高溫下變成蒸汽的水進行電解來製造氫氣。方法是先將氫氣和空氣中的二氧化碳放入逆水煤氣變換反應器內，使二氧化碳和氫氣發生反應，生成合成氣體（CO2 + H2→CO + H2O 吸熱反應），再運用費托（Fischer-Tropsch）反應來製備鏈式碳氫化合物（CO + （2 + 1/n） H2→1/nCnH2n + 2 + H2O 放熱反應），最終製造出e-fuel（引用自《實現碳中和的汽車與能源産業應有的「經營和開發」》，藤村俊夫著，日經BP）。
課題在於成本過高。經過製備氫氣、生成一氧化碳、製備鏈式碳氫化合物這一過程之後，能量轉換效率會降低。因此，每升的價格為500日元（約合人民幣25.77元）左右，比汽油和輕油的當前價格高出許多。
但在日本，除了豐田、本田、日産汽車等汽車製造商之外，ENEOS等能源相關企業也在推進合成燃料的開發，另一方面，今後使用限制會更加嚴格的化石燃料的價格可能會上漲。
對於e-fuel開發來説，此次達成協定是一股強勁的東風。原因是除了新車之外，還對已售汽車有效。不僅如此，對於此前一直被EV推進派阻礙的混合動力車（HEV）的開發來説，也有可能成為東風。
認為混合動力車開發速度會加快的理由
原因是混合動力車（HEV）的燃料消耗量低。e-fuel通過大量生産來獲得量産效果，預計未來價格將會下降，但在此之前的開發及量産設備的構建需要鉅額投資。因此，如果使用更小規模的設備開始量産e-fuel，那麼能源相關企業的負擔就會減小。要滿足這一條件，燃料消耗量比引擎車大幅減少的混合動力車更為適合。
圖3 日産汽車開發的電動動力傳動系統（試製單元）
右邊是e-POWER用電動動力傳動系統。將馬達、逆變器、減速器、發電機、增速器5個組件合成了一個模組。左邊是EV用電動驅動橋。由馬達、逆變器、減速器3個部分組成。日産通過主要驅動零部件的通用化和單元的模組化提高生産效率，使動力傳動系統的成本比2019年降低約30％。打算通過這種方法使配備e-POWER的車輛成本到2026年降至與引擎車同等的水準。（圖片:日産汽車）
而且，在動力傳動系統方面提出全方位（Multi pathway）開發路線的豐田，以及將EV和混合動力車視為開發支柱的日産汽車都在積極推進旨在降低混合動力車成本的開發。例如，日産汽車提出的目標是，到2026年將裝有串聯混合動力傳動系統「e-POWER」的混合動力車的價格降至與引擎車同等的水準（圖3）。
混合動力車一直被指存在問題的行駛性能也在不斷改善。例如，豐田提高了第5代新款「普銳斯」的車身剛性，同時通過減少振動，實現了「舒適駕駛」（該公司）（圖4）。
圖4 豐田的第5代「普銳斯」的車身
通過電阻點焊實現了4塊鋼板強力焊接。在提高車身剛性的同時，通過減少振動，提高了行駛性能。（資料來源：豐田）
如果不久的將來購買價格能夠與引擎車同等，並實現碳中和的話，不僅可以滿足更多顧客的需求，還能為減輕環境負擔做出貢獻。在發電和快速充電等基礎設施尚不完善的新興國家，混合動力車也有可能不斷普及。因為購買價格更高的EV的理由會減弱。
實際上，與高喊向EV轉型相反，歐洲在不斷「向混合動力車轉型」（圖5）。從2017年到2022年的5年時間裏，混合動力車（包括插電式混合動力車）在新車銷售中的佔比增加了29.2個百分點。而EV僅增加了10.6個百分點。考慮到EV的銷售在一定程度上受到了高額補貼的支撐，不得不説，至少最近5年裏，向EV轉型並沒有在歐洲發生。
圖5歐洲市場最近5年各種車型的新車銷售比例
混合動力車（包括插電式混合動力車）的增長大幅超過EV，正「向混合動力車轉型」。但插電式混合動力車在2017～2019年期間被劃分在EV類別中。（數據來源：日經XTECH根據歐洲汽車工業協會的數據製圖）
在德國，環保推進派的話語權很強，銷售引擎車的汽車廠商此前一直無法抵擋環保推進派所推崇的向EV轉型。Touson汽車戰略研究所代表、汽車與環境技術戰略分析師藤村俊夫在評價此次讓歐盟委員會認可德方主張的德國交通部長福爾克·維辛（Volker Wissing）時表示：「他是一位能保持平衡的政治家」，「德國的混合動力車産品很少，如果不保留銷售引擎車的可能性，汽車産業將受到嚴重打擊。倘若不是由懂技術的人來主導，政策就會不當」。
此前一直推進向EV轉型的汽車廠商和零部件製造商，將不得不考慮在開發和生産方面轉換方針。另外，在沒有充分了解事實和技術的情況下，就不負責任地報道「全世界在向EV轉型」等的媒體也要進行反省。
近岡裕 日經XTECH
