第140回「燃料電池離陸と自動車産業の興亡」
◆身近にはアルコール燃料型が
Hotwired Japanの「超小型燃料電池、早くも商品化へ」を昨年１月に読んだときは、そう簡単にいくのかなとまず思った。このモバイル電源システムを開発したスマート・フュエル・セル社のウェブを訪ねてみると、さらに進歩したらしく「50 % smaller - new innovative features」で屋外でノートパソコンに繋いでいる写真まで掲示されていた。出先でパソコンの電池がもつかどうか、はらはらした経験者なら直ぐにでも買いたいだろう。
スマート・フュエル・セル社のページでは細かな仕様が読めない。東芝が開発した燃料電池と型も中身は似ているようなので、そのプレスリリース「ノートパソコン用小型メタノール燃料電池の開発について」で、どんな電池か見よう。
自動車用に考えられている電池は固体高分子型燃料電池（PEFC）で、固体であるため振動が大きい場所でも安定して使える。ダイレクトメタノール型燃料電池（DMFC）はそれほど大きな出力は得られないもののメタノールを直接電池に供給し、化学反応を起こして発電する。「固体高分子型燃料電池では改質器でメタンやメタノールから水素を取り出し、燃料として利用しています。ダイレクトメタノール型燃料電池ではこの改質器が不要となり、直接燃料を供給できるため、小型化することが可能」になった。加えて「発電時に反応生成される水を利用し、最適な濃度に自動調整するシステム」にしたので、薄める前の高濃度メタノールで燃料タンクも小型化できた。
東芝はさらに小型化を進め、10月に「手のひらサイズで１Ｗの出力を実現したモバイル機器用小型燃料電池の開発について」を発表している。手のひらに納まる小判型電池で、携帯電話でテレビ放送を長時間、視聴するといった用途が想定されている。こちらは2005年の商品化という。他社にも追随する動きがある。
固体高分子型燃料電池は自動車向けに使われることから、本格的な量産に入れば大きくコストダウンできると期待される。家庭用にもと思われていたが、最近、別の型が有力になっている。「ダークホースの固体酸化物型（SOFC）」である。固体高分子型と違って、高価で資源量に限りがある白金を触媒に使わなくてよく、作動温度が800〜1000℃と高いため炭化水素系燃料から水素を取り出す改質が容易であり、排熱利用を含めたエネルギー効率が極めて高い。
「従来、SOFCの最大の課題は、電解質のセラミックが温度変化を通じた伸縮により、割れてしまうという点にあった。そのため、稼動停止の少ない数百kwから数千kw規模の中規模発電用に開発が進められてきた」「しかし、『セラミック材料の開発や電解質の形状の工夫により、割れるという問題はほぼ解決された』（住友商事）ことから、北米ベンチャーを中心に家庭用など小型発電用への応用が見えてきた」
この他にも開発されている型はいくつかある。自動車の固体高分子型がもたついていると、思わぬ展開になるかもしれない。空想の段階は終わり、商品として本物になってきたと言える。なお、歴史や基礎知識、応用例など全般的情報を仕入れるにはナノエレクトロニクスの「燃料電池」あたりを見て欲しい。
◆自動車業界、21世紀の帰趨
資源エネルギー庁長官の下に置かれた私的研究会「燃料電池実用化戦略研究会」は2001年初めに意欲的な「報告」を取りまとめている。期待される導入目標は、導入段階の2010年で「自動車用約５万台､定置用約2.1百万kW」、普及段階の2020年では「自動車用約５百万台､定置用約10百万kW」である。
「燃料電池車試乗レポート--米カリフォルニアで世界の燃料電池車に乗る」は今年９月の一線の状況を、現地の集合した各メーカー、車種の写真付きで報じる。ガソリン車を追い越す走行ぶりなど、日本勢の意欲、頑張りぶりは明らかだ。その最後でホンダがこれまで使っていたカナダ・バラード社電池から踏み出したことを伝えている。
「２週間後、ホンダはこれまで市販車に採用していたカナダのバラ―ド・パワー・システムズ社製の燃料電池に比べて出力密度が上回る燃料電池を開発したと発表した。この新型燃料電池を搭載することで、FCXの航続距離は従来の355kmから395kmに伸びるという。加えて、燃料電池の材料の一部を炭素製から金属製にかえたことで、生産性も飛躍的に高まるメドがついたという」
トヨタは既に自社開発に踏み切っていた。バラード社電池はブラックボックスで中身が見えない。燃料電池車の中核部分を海外に依存していては、パソコンのＣＰＵをインテルに依存しているのと同じで、出来上がった製品に差が出にくい。米国勢が頼るバラード社と切れる意味は大きい。
日米メーカーともに燃料電池車に熱心に見えるが、実は私は米国勢に本当にやる気があるのか疑っている。トヨタやホンダはハイブリッド車の技術を応用して蓄電池と組み合わせ、最も効率的に燃料電池を働かそうとする。ところが、ＧＭなどは燃料電池単体で済ませる姿勢だ。長時間、高速走行することが多い米国では、ちまちまと蓄電したりする必要が無いと彼らは主張する。
そうだろうか。経済産業研究所・政策シンポジウムでの大聖泰弘・早稲田大教授の発表「日本における燃料電池自動車の開発の現状と課題」はこう述べる。「燃料電池は効率が高いと一般に考えられているが、実際には低負荷の時に最も高い効率を示し、負荷が大きくなるとむしろディーゼルエンジンの方が効率が良くなってしまう。加えて化学反応なので環境の変化に非常に弱い」「ハイブリッド車の発想というのはエンジンを最も効率の良い状態で動かし続けることにあり、改良の余地は大きい」
米ビッグ３には他にも問題山積なのだ。同じシンポでの米国側研究者による発表「アメリカ経済の健全性と自動車業界の現状、業界構造について」は米国自動車業界の問題点を語っている。「ＧＭは、30年前と比べて垂直分業等を大幅に推し進めたことで生産性も大きく上がっている」「フォードは財務的問題に加えて本業も危ない。ボルボやジャガーに金を使いすぎており、工場への投資をあまり行っていなかったためである」「ダイムラークライスラーの合併はミスだったとしか言いようがない。移行期に何も進歩がなかったのが致命的である」
最も健全なＧＭがしていることは、従来のように部品を７割も８割も内製化するのを止め、日本勢に習って外注部品で済ませ、効率化する改革である。過去の何でも抱え込んでいた経緯から、ＧＭには従業員１人当たり2.5人の退職者がいて、年金等負担が膨大になっている。米国アナリストによれば、ビッグスリーが公表している数字よりも年金資金の不足は400億ドルも多いという。
ビッグスリーは現在、本業よりも財テクで稼いでいるありさまだが、乗用車で押されまくってもピックアップトラック部門だけは独占的な収益源にしている。そこに日本勢が次々に参入を表明した。現地生産が定着した今、昔のように遠慮する必要はなくなったのだ。技術的に何の問題もなく、ビッグスリーの市場を奪うのは確実だろう。そして、このままなら未来の燃料電池車でも勝負は見えつつある。
ニューヨーク・タイムズの女性記者ミシェリーヌ・メイナードは新著「デトロイトの終焉」で、2010年にトヨタがＧＭを抜いて世界一になるとの未来予測を描いているという。私の連載第68回「日本の自動車産業が開いた禁断」と続編で日産が挫折した99年を描いて４年余り、またも勝者と敗者が入れ替わろうとしている。日本が開いてしまったパンドラの箱「競争社会化した地球」では、一時の勝者に永遠の安穏は保証されない。米国での日本車現地生産が拡大し続けてビッグスリーが衰えるのなら、摩擦となる雇用問題は発生しない。99年なら、まさかと思える近未来がそこにあるのかも知れない。