希少元素問題

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    希少元素問題

    希少元素問題
    電気自動車の製造には下記のレアメタルやレアアースが必要である。
    その資源は中華人民共和国・チリなどに偏在している。
    そのため、もし将来電気自動車の生産が本格化すれば資源獲得競争や、産出国による大幅な値上げなどが予想されるため、原料リサイクルや政府による危機管理策が求められている。
     
    リチウム
    軽量・大蓄電量のリチウムイオン電池に使用。
    主たる生産国/埋蔵国は中国とチリである。
    リチウムイオン電池におけるリチウムの使用量はわずかであるため大きな問題にはならないが、他の用途も視野に入れた場合は大幅な価格高騰も考えられる。
     
    希土類
    超伝導に次いで軽量・大出力の電動モーターである、ネオジム永久磁石同期電動機を作るために使用。
    現在販売中のハイブリッドカーでもこの磁石が採用されており、電気駆動の車全般で希土類の高騰の影響を受ける。
    磁石メーカーはリサイクル技術の確立に力を入れている。
    中国に偏在するため、近年価格が高騰している。
    これを受けて2008年、日立は希土類磁石を使用しないモーターの開発に成功した。
      


    充電インフラ

    充電インフラ
    電気自動車を普及させる上で、街中や高速道路のサービスエリアで急速充電できる設備の充実が欠かせない。
    日本においては都市部ではマンション住まいなどで賃貸駐車場の利用者が多く、駐車場に電源が無い現状では家庭のコンセントで充電ができる割合はそれほど高くない。
    旅行などの際に長距離走る場合にも当然継ぎ足し充電が必要がある。
    国内のエコ・ステーションの定義に電気自動車用の充電所が含まれているが、現時点ではそのような設備はほとんどない。
    しかしながら、電力線があれば充電設備の設置は可能である点で、燃料電池自動車の水素供給インフラよりインフラ構築が行いやすい。
    水素スタンドは水素の生成方法にもよるが、安全性を確保する上で立地やタンクの設置方法、安全装置など多数の制約がある。
    水素スタンドの建設費用は現状でガソリンスタンドの約3倍のコストがかかり(ガソリンスタンドの建設費用は約1億円、水素スタンドは約3億円である)、タンク車による出張充填の場合もそれなりの費用負担が発生する。
    それに比べると、電気自動車用の急速充電器は開発中のものでも1基300万円程度であり、大きさも家庭用冷蔵庫程度の大きさであり、設置場所の制約が少なく、水素スタンドよりは設置しやすいことは自明である。
    ただし、急速充電時間が15分であったとしても、給油時間を5分と考えるなら、回転効率は1/3であり、給油機器の3倍もの数の充電機器がないと充電待ちで時間を費やすことになってしまう。
    そういった事情があるため、ガソリンスタンドの延長線上とは別のアイデアが過去にも模索されてきた。
    しかしながら急速充電を行う設備は1台分で数十KWの供給容量がある電源供給設備が必要で簡単に言うと電柱に取り付けてある変圧器1基で1〜2台分しか供給することが出来ない。
    また各電力会社の供給約款では設備容量50Kw以上の場合高圧供給となるため更に高圧受電設備の費用500万〜1000万円と電力基本料金が1KWあたり1000円程度掛かるため非常に負担が重くなる。
    日本のパーク24のごく一部や、アメリカの一部の州でもショッピングセンターなどに充電設備を設置して電気自動車の利用を促進しようという動きがあったが、肝心の電気自動車がそれほど走らず(売られておらず)使われずに放置されたに等しい状態となっていたこともある。
    これは電気自動車の世界では大きな問題であり、充電設備が普及しないから電気自動車を普及できない、逆に電気自動車が普及しないから充電設備が普及しないという、難しい問題となってしまっている。
    これを政策的にどう展開するかが電気自動車の普及にはかかっているといえる。
    この問題に対し、2010年以降に電気自動車を順次展開を発表した日産は、充電スタンドの整備運営をする米国ベタープレイス社と組んでインフラ整備とセットで、さらに政府や自治体による助成金や優遇税制の導入とセットでの電気自動車発売を計画している。
    ベタープレイスでは、電力の補給を、車両に搭載された電池への充電ではなく、カートリッジ式の電池を交換する方法を想定しており、充電時間の問題を解決できるとみている。
    また、過去に成功を収めた携帯電話のビジネスモデルに倣い、電気自動車の車両本体はユーザーに無料で提供し、電池の利用に応じた料金収入による経営とする方針を打ち出している。
    また、電気自動車を充電できる車止めを、福岡県飯塚市の有限会社MEC(親会社「三国道路工業」)が開発し、特許を取得した。
    電気自動車は家庭用電源からも充電できるが、建物から電気を引いた場合、人がコードに引っかかる可能性がある。
    この特許発明の車止めは、電気ケーブルを地中に埋め、自動車は最短のケーブルで車止めのコンセントから充電ができる。


    歴史
    歴史
    黎明期
    電気自動車の歴史は古く、初の電気自動車は、最初のガソリンエンジン車(1891年)の5年前に英国で登場した。
    1899年にガソリン車よりも早く初めて100km/hを突破するなど当初は有望視され、自動車の黎明期には蒸気機関・内燃機関と動力源の覇権を争っていた。
    ハブにモーターを搭載したインホイールモーターの原型とも言える4輪駆動車を当時ローナー社在籍のフェルディナント・ポルシェが、1900年のパリ万博に出展した。
    アメリカでも発明王トーマス・エジソンが電気自動車の改良と普及に努めていたが、広大な国土を持つアメリカでは航続距離の短さが克服し難いネックとなり、やがて彼の元で内燃機関を研究していたヘンリー・フォードによるフォードT型の成功により自動車市場は完全に内燃機関自動車に支配され、イギリスでのミルク配達用や屋内用のフォークリフト等、一部を除いて電気自動車は一旦市場から姿を消す。
    日本でも戦後、ガソリンの入手が困難だった時期にたま電気自動車等、数社から電気自動車が販売されていたが、朝鮮戦争による鉛の価格の上昇やガソリンの入手性が向上した事により姿を消した。
     
    石油ショック
    再び脚光を浴びるのは先進国でモータリゼーションが進んだ1970年代である。
    オイルショックによる石油資源依存のエネルギーセキュリティ懸念や、排気ガスによる局地的大気汚染(公害問題の深刻化)の解決策として電気自動車が提案された。
    日本においては通商産業省(当時)主導の電気自動車研究開発プロジェクト(通称:大プロ)が実施され、ホンダを除く国内全メーカーが電気自動車を開発した。
    しかし主に鉛蓄電池を用いた電気自動車は性能を確保できぬまま、石油確保の政治的解決やガソリン自動車の排気ガス浄化性能の向上に伴い、電気自動車は再び姿を消す。
       

    ゼロエミッション規制
    ゼロエミッション規制
    次に状況が変化するのは1980年代後半、CARB(カリフォルニア大気資源局)のゼロエミッション規制構想時である。
    これはカリフォルニアで販売する自動車メーカーは一定台数、有害物質を一切排出しない自動車を販売しなければならない、という規制の構想であった。
    これに対応できるのは電気自動車と考えられた。
    大プロ時期に比べ、鉛蓄電池からニッケル水素電池と言った技術の進歩もあり、実際にトヨタのRAV4EV、ホンダのEV-PLUS、ゼネラルモーターズのEV1などの限定販売・リースが開始され、電気自動車の本格普及も近いと思われた。
    しかし鉛蓄電池に比べニッケル水素電池はエネルギー・出力密度に優れてはいたが、それでも電気自動車は充分な性能(航続距離・充電時間・耐久性・車両価格など)を確保できなかった。
    当時はリチウムイオン電池を採用可能だったのは1997年プレーリージョイEV、1998年ルネッサEV(北米仕様はアルトラEV)、2000年ハイパーミニを発売した日産しかなかった。
    ハイパーミニはアルミスペースフレームによる超軽量ボディとリチウムイオンバッテリーを採用する意欲作ではあったが、車両価格が362万円と高価で、且つインフラ整備も整わなかったので普及には至らなかった。
     
    燃料電池
    これ以降、自動車メーカーの多くは、電気自動車の欠点であるエネルギー密度の問題を解決するため、充電時間の制約が無い燃料電池を搭載した燃料電池自動車の開発に傾注し、2002年の燃料電池自動車、ホンダ・FCXや、トヨタ・FCHVのリース開始に繋がっていく。
    また、これと並行してトヨタとホンダは、内燃機関で走行する自動車の利点に加え、電動機やバッテリーの特性を利用したハイブリッドカーを開発、1997年のプリウスや、1999年のインサイトの発売につながった。

    人妻
    2007-2009年 現在
    バッテリーの問題について、今日には変化が見られる。
    モバイル機器等で使用が当たり前になったリチウムイオン電池を採用することで、性能向上を果たした電気自動車が発表されるようになった。
    リチウムイオン電池は、ニッケル水素電池より高エネルギー・高出力密度であるとされ、電気自動車の性能改善が見込まれる。
    充電時間についてはメーカーや研究機関で30分以下で70%の充電を可能にする急速充電技術が開発されている。
    電池寿命についてはモバイル機器などに使用されているものとは異なり長寿命である。
    長寿命である要因は質量あたりのエネルギー密度がモバイル用よりも少なく、設計的に余裕があるためである。
    下記のTesla Motorsの電気自動車では16万キロの電池寿命と発表している。
    日本では、自家用車の場合20万キロに及ばないうちに廃車になることが多いため交換は必要ないと思われるが、30万キロ以上使うこともある商用車などの用途では途中で交換が必要だといわざるをえない。
    充電時間の長い二次電池を使用せず、動力源に絶縁性能を改善したキャパシタを用いた試験では、重量1.5tクラスの車両であれば、100km/hの定速運転で700km以上の航続距離を達成することが既に可能であると報道された。
    短時間の充放電が可能なキャパシタは回生ブレーキで発生した電力の有効な回収手段としても注目されており、日産ディーゼルが開発中である[8]。
    慶應義塾大学電気自動車研究室が開発したエリーカでは、既に370km/hの最高速度と4.1秒の0-100km/h加速が達成されており、内燃機関車両に比べシンプルな駆動系で高い動力性能が引き出せることを実証した。
    1990年代以降の電気自動車の性能の向上(および量産ハイブリッドカーの登場)には、電源であるバッテリの性能向上のほかにも、電気エネルギーの使用効率を高められるインバータによる可変電圧可変周波数制御といった、パワーエレクトロニクスの発達による要素も大きい。
    従来電気自動車は、パワー・航続距離が不足しているため、短距離を走るシティコミュータなどが使用法として考えられてきたが、上記のような性能の車が発表されたことから、以前のものと比べ高性能な電気自動車を作れる可能性が出たため、再び電気自動車を見直す動きが見られ、開発を宣言する自動車メーカー(富士重工業・三菱自動車工業など)も現れている。
    トヨタはハイブリッドカーのバッテリーを大幅に大容量化し、外部からの充電を可能とするプラグインハイブリッドを開発中である。
    2007年のデトロイトオートショーで、電気自動車に近い構造を持つコンセプトカーが展示された。
    電気自動車の構造に発電用内燃機関エンジンを組み合わせたシリーズハイブリッド方式のものである。
    シリーズハイブリッド方式は、ゼロスポーツが特許を持っている方式で、他にもホンダのパラレルハイブリッド方式や、トヨタのシリーズ・パラレル複合ハイブリッド方式もある。
    シリーズハイブリッドは「自動車を電池で走らせるにはコスト・重量的に問題があるため、別動力(内燃機関)で発電し、航続距離を確保する」という発想、プラグインハイブリッドは「(内燃機関と電池を使う)ハイブリッドカーに、一定距離の間EVとして走行可能な機能を付与」という発想のもので、現在市販されているハイブリッドカーとは若干コンセプトが異なる。
    また、従来のバッテリーよりもはるかに高性能のリチウム・空気電池の開発も進みつつある。
    米国では、テスラモータース(Tesla Motors)(Google社の共同創始者のSergey Brin氏・Larry Page氏など、有名IT企業家も出資している電気自動車ベンチャー)により、0-60mph (0-96km/h) 加速約4秒、最高速度130mph (208km/h) 以上、航続距離250mile (400km) を達成したスポーツカータイプの、純粋の電気自動車「テスラ・ロードスター」が発表された。
    電池寿命は10万マイル(16万km)は動力性能を出来るとしている。
    さらに2009年3月には「モデルS」が発表された。
    これは大量生産車で、(2009年4月ごろの段階で)すでに1200台以上受注し、すでに数百台が路上を走っており、毎週25台のペースで生産しており、予約は同年秋までいっぱいとされた。
    ファミリー・セダンタイプで、大人5人と子供2人が座れるという。
    ごく普通の家庭用コンセントから充電可能で、一度の充電にかかる時間はわずか45分で、最高300マイル(≒483km)の走行が可能だという。
    燃費が非常に良く、トヨタのプリウスのおよそ2倍で、370km走っても電気代が500円程度で済むともされた。
    最近の人妻は孤独で寂しいのです。だから人妻の本当の内面を見ましょう。

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