電気自動車のCO2排出量はトータルで見てもガソリン車より少ない

先日の記事で、日本国内での電気自動車のライフサイクルCO2排出量について、マツダさんの論文を検証した結果、電気自動車のほうがトータルで排出が少ないことが分かりました。では米国・EU・中国ではどうでしょうか?

電気自動車のCO2排出量はトータルで見てもガソリン車より少ない

電力の再エネ化が進めば電気自動車の排出量はさらに削減

結論:日本・米国・EU・中国のどの地域においても、電気自動車のCO2排出量は、ガソリン車のそれより少ない。これは自動車(バッテリー含む)および、燃料の採掘・発電に必要な資源の採掘から、燃料輸送・送電までの全ての過程の排出を含んだ条件である。

当記事では、前回ご紹介したマツダさんの論文にあったように、各地域ごとのガソリンの排出原単位・電力の排出原単位を用いて、日本・米国・EU・中国のそれぞれの地域のデータを一覧表で計算したうえで、グラフにしてみます。排出原単位とは、ガソリンなら原油の採掘・輸送・精製・ガソリンスタンドまでの輸送にかかるCO2排出量を、ガソリン1kg当たりに換算したもの。電力の場合は、発電に必要な石炭や天然ガス(石油も少ないですが含まれます)などの採掘から輸送・精製まで、そしてその後の送電にかかるCO2排出量の合計を、電力量1kWh当たりに換算したものです。

【前提条件】
この排出原単位のデータはマツダさんの論文と同様、GaBiという会社のデータを購入して使用しており、データの年度は2016年度となっています。ガソリンはレギュラーガソリンを想定しています。
比較する車両は、前回と同様、MAZDA 3 X PROACTIVE(SKYACTIV-X搭載)とテスラ モデル3ロングレンジ(75kWhバッテリー)とします。
電気自動車のバッテリーの製造にかかる製造時排出は、最も最近のデータであるIVL 2019の平均値83.5kg-CO2eq/kWhを使用し、75kWhであれば6262.5kgとしています。

【関連記事】
『マツダさんの Well To Wheel 計算は正しく、電気自動車のライフサイクルCO2排出はガソリン車より多いのか?』

国(地域)別ライフサイクル排出量比較

さっそく表で見てみましょう。(表は指で横スクロールできます)

走行距離(km)新車100002000030000400005000060000700008000090000100000110000120000130000140000150000160000170000180000190000200000210000220000230000240000250000
ガソリン車(JP)5493725890231079512668144521622417989198622163423418251902706328828306003238434257360293779439566414584322344995467604863250424
電気自動車(JP)1219313204142151522616346173771838819399205182153022561235722469125703267142774528864298753088731898330373404835059360713719038221
ガソリン車(US)5493734391941105113009148791673618586205452240224272261292808729938317953366535623374803933041188431654501646873487235068252558
電気自動車(US)1050511339121721300613947148011563416468174091824319096199302087121705225382339224333251672600026834277952862929462302963123732091
ガソリン車(EU-28)5493731191301095512881147191654518363202892211523952257782770429522313483318635112369373875640581425274434546170479894991551760
電気自動車(EU-28)1050511111117171232213036136621426714873155871619316818174241813818744193491997520689212942190022506232392384524451250572577126396
ガソリン車(CN)5493722689591069912540142921603217765196062134623099248392668028412301523190533746354863721938959408194255244292460254786649625
電気自動車(CN)1050511718129311414515466166991791219125204462166022892241062542726640278532908630407316213283434047353883660137814390284034941582

ガソリン車と電気自動車を順番に、国ごとに並べてみています。USは米国、EU-28とは、EUの28か国の平均値、CNは中国です。背景色を付けてあるところが、電気自動車のライフサイクル排出が、ガソリン車のライフサイクル排出を下回る走行距離となります。

結果としては、日本では9万キロ、米国とEUでは5万キロ、中国でも10万キロ走行時点で、電気自動車のCO2排出量はガソリン車のトータル排出量を下回る。

ことが分かりました。グラフで見てみましょう。

灰色とブルー系の折れ線はガソリン車、茶(中国)・オレンジ(日本)・黄(米国)・緑(EU)が電気自動車です。電気自動車は走行時の排出が少ないため、新車時の排出はガソリン車より多いのですが、グラフの傾きが緩やかで、5万キロ~10万キロの間でガソリン車の折れ線と交差しています。

上記の計算はあくまで、車両が廃車になるまでの間、ガソリンと電力の排出原単位が変化しないことを前提としていました。

ではもう少し長期的に考えて、将来CO2の排出量を削減するにあたり、どのような努力が必要になるかも検討してみましょう。

まず、ガソリンの採掘・輸送・精製に関わる排出を減らすのは難しいですから、ガソリン車で排出を減らすには燃費を向上させるしかありません。グラフで見てみましょう(ソース:米国EPA)。約15年前の2004年時点で461g/miだった排出は、2019年時点で346g/miになっています。1年あたり7.67g/miずつ減少しているので、同じトレンドが続くと仮定すると、年1.7%ずつ改善できていることになります。

発電の低炭素化は急ピッチになる可能性がある

電気自動車の排出を減らすには、一つはバッテリー製造にかかる排出を減らすことと、発電にかかる排出を減らすことが挙げられます。前回の記事でもバッテリー製造にかかる排出が減少していることに触れましたが、ここでは発電にかかる排出の変化について、ガソリンと比較してみましょう(ソース:原子力・エネルギー図面集)。震災に伴う原発停止の影響が大きいのでグラフは複雑な形状になってしまっていますが、多くの原発が停止状態にある2014-2018年の5年間を見てみると、2014年時点で552g/kWh、2018年時点で463g/kWhとなっており、1年あたり17.8g/kWhずつ減少しているので、同じトレンドが続くとすると、年3.2%ずつ改善できていることになります。

しかも、電力に関して言えば、シンクタンクCarbon Trackerのリリースによると、「Renewables are outcompeting coal around the world and proposed coal investments risk becoming stranded assets which could lock in high-cost coal power for decades. The market is driving the low-carbon energy transition but governments aren’t listening. It makes economic sense for governments to cancel new coal projects immediately and progressively phase out existing plants.」とあります。今後、発電の低炭素化は急ピッチになる可能性があるということですね。
※日本語訳:再生可能エネルギーは世界で石炭発電よりコストが安くなっており、これから予定している石炭火力発電所への投資は、何十年にも渡って高コストの電力に縛られ、不良資産になるリスクがある。市場は低炭素化社会への変化に向かっているが、政府は耳を貸していない。国の財政の観点からも、新規石炭火力発電への投資を止め、既存の石炭火力も継続的廃止を進めるのがベターである。

実際に2030年、2050年にはどのくらい排出が減らせるのでしょうか? 先ほどの計算で出した年1.7%/3.2%が毎年続くと仮定して、10年後と30年後の推測値を出してみます。

 2020年2030年2050年
ガソリン車
年1.7%ずつ燃費改善
117%減51%減
※恐らくここまでは減少しない
電気自動車
年3.2%ずつ低炭素化
132%減96%減
※恐らくここまでは減少しない

保有されている全電気自動車の排出量が削減できる

実はCO2排出削減のために電気自動車が有利な点は、これだけではないのです。日本国内ではおおよそ6千万台の乗用車が保有されており、新車は毎年500万台。総台数が変わらないと仮定すると、全部入れ替わるのに12年。つまりこれから先の10年間では、ガソリン車全体での総CO2排出量は、17%減ではなく8.5%減程度に留まってしまいます。買い替えていない車の燃費は向上しないからです。

電気自動車はどうでしょうか。2030年に仮に発電による排出が32%減少したと仮定すると、2009年に発売された古い電気自動車の排出も、自動的に32%減少します。保有されている全電気自動車の排出が、同時に下がっていくわけですね。

これがまさに、ガソリン車やハイブリッド車ではCO2排出を効果的に減らすことができず、電気自動車が排出量の低減に必須である理由なのです。

(検証・文/安川 洋)

13 thoughts on “電気自動車のCO2排出量はトータルで見てもガソリン車より少ない”

  1. 電気自動車のエネルギー効率は太陽光発電と組み合わせると飛躍的に伸びますよね。ソーラーパネルも蓄電池も同じ直流ですし。
    送配電の効率も電験3種受験以前に結構なロスがあることは判っていました。30年前当時で約2割の損失があり、交流の電気は蓄えられない欠点もあるのでピークにあわせて大きな発電所が必要になるとか結構な無駄がありますよ。
    その点ソーラー発電など直流の電気であれば充電と放電だけで済み「電気の地産地消」で送配電ロスも極めて小さくソーラーパネルの数も少なくて済みます…効率がよければ電力会社から電気を買わなくて済む「オフグリッドハウス」も実現可能。リーフe+ならばVtoHと組み合わせればいつでもできますよ。だから日産は固定買取終了のソーラー家庭へ売り込んでいる訳で。
    ※前にも書いたことですが、大事なことなので二度言いました(笑)

    ニチコンのトライブリッドV2H(と同等の設備)が安価で供給されればEVのWell-to-Hweelはもっと改善されると思いませんか?僕はそれを狙っています。
    もっとも4kW以上発電するのであれば日中3kW充電するだけでW2Wの数値は相当改善出来るはずですが?さらには夜間の電力も車から出せばいいだけで。

  2. 発電に伴うCO2排出量が違うから、日本と欧米・中国で結果が異なるわけですが、生産時のLCAにもその違いが反映されてるんでしょうか。

    発電時CO2排出量は日本と欧米で約2割違います。工場の製作機械は電力で動いてますから、発電所のCO2排出量が違えば、走行時だけでなく生産時も違ってきます。そしてガソリン車は内製率が低く、世界各地、といっても多くは中国から部品調達するので、バッテリー以外の部品の生産時CO2はもっと高くなるはずです。逆にEVは内製率が70~80%と高いので、米国車ならほとんどが米国で作られてます。GaBiの有料データを私は見てないので、国毎のLCAの違いがあるかわからないのですが、日本のLCAをテスラに当てはめてませんか?

    国毎のLCAの違いを考慮すると、ガソリン車とEVが逆転する距離はもう数万キロ減るとと思われます。

    1. Arai様、コメントありがとうございます。確かにハイブリッド車は燃費がガソリン車より良く、その分排出は少なくなるはずですよね。また使用しているバッテリーの量も電気自動車よりははるかに少なく、部品点数という意味ではガソリン車より電気自動車よりも多くなるので、組み立てに伴う排出は増えるものの、実際の走行フェーズでは少なくなると考えられます。
      現時点で、ハイブリッド車のWell to Wheelを検証できる具体的な資料が見つかっておりません。そのため検証はできていないです。

      将来的には、電気自動車の電池の製造にかかる排出が再エネ化し、かつ発電の低炭素化が進めば、電気自動車のライフサイクル排出は現状より遥かに低くなります。仮に発電の低炭素化が半分になれば、間違いなく、現行のハイブリッド車よりライフサイクル排出は少なくなると考えています。

  3. それは残念。
    HVとEVとの比較のほうが、昨今の論争においては有意義なデータになったはず。
    マイルドハイブリッドであるマツダ3スカイアクティブXを、BEVと比較してもいささか説得力に欠けます。
    表題の趣旨には合う内容の記事ではありますが、そこが残念です。

    ぜひ、HVのLCAデータを入手していただきBEVの環境対応の優位性を示してほしいですね。

    1. BEVに乗りたい 様、コメントありがとうございます。

      >HVのLCAデータを入手していただきBEVの環境対応の優位性

      はい、手に入れば検証いたします。
      一点補足させていただくと、HVのLCAは、今後、小改良によってしか改善されることはありません。また一度販売されたHVの排出が減少することもありません。
      BEVのLCAは下記の三点で影響を受け、低下する可能性があります。
      ・電池製造にかかる排出の低減。この排出のうち、約50%程度が電力由来と言われています。この製造時に必要な電力を再エネ化することにより、当排出は半減させることができます。
      ・供給する電力網の低排出化。現在日本の火力発電比率は75%で、排出係数は463g/kWhとされていますが、これが低減されることにより、BEVの排出も自動的に削減されます。
      ・いったん販売したBEVも、その年に供給されている電源の排出係数により、低排出化されます。すでに販売済みの車の排出も下がるのは無視できない差です。

  4. 同じ重さのものを同じスピードで同じ距離を動かす時のエネルギーの量は同じである。
    それは、そのエネルギーを生み出す物質によって変化される物では無く、エネルギーは不変であることが証明されていることと、エネルギー保存の法則についてこの記事は大きく矛盾している。科学的根拠がでたらめである。

    1. 123@gmail.com 様、コメントありがとうございます。
      科学的根拠がないということでしたら、具体的にデータやエビデンスを用いてご返信をお願いいたします。

    2. 動かすのに必要な運動エネルギーが同量でもエネルギーの変換効率が違えば必要な燃料量も変わる。簡単な理屈じゃないですか。

      科学的根拠がでたらめなのではなく、あなたの知識が不足しているために理解できないだけです。

    3. あああ 様、コメントありがとうございます。

      >>動かすのに必要な運動エネルギーが同量でもエネルギーの変換効率が違えば必要な燃料量も変わる。

      それはその通りですね。
      実際に、電気自動車の変換効率が高いゆえに、より少しの燃料(ここではC重油)の消費量で済むのです。他の比較方法もあります。例えばプリウスの欧州基準CO2排出量は94g/km。
      テスラモデル3 SR+の同、欧州基準電費は149Wh/kmです。これを日本の火力発電75%の電力で充電すると463g/kWhですから、149 x 0.463 = 69g/km。ハイブリッド車は電気自動車より36%も排出が多いのです。

      さて排出が効率となんの関係があるのか?実は、CO2のCはご存知のように化石燃料から排出されます。つまり、プリウスは結果的に日本国内で、1km走行あたり化石燃料を36%多く消費しているということなのです。

      以後、可能な限り、エビデンスまたはデータを用いてコメントをお願いいたします。といいますのも、そのような議論の仕方をしていかないと、多くの他の読者の方に御納得いただけないからです。
      他のコメンターや著者に対し、批判なさる際にそのような形で記載いただいていないご意見は、掲載をお断りさせていただいておりますので、あらかじめご了承ください。

    4. 僕は安川 洋さんの意見に異議があったのではなく、123@gmail.comさんにコメントしたつもりだったのですが。
      それとも具体的にどのように効率が違うかを数字を出してコメントするべきでしたか?

    5. こんばんわ安川 洋さん
      こちらこそ返信先を書くべきでした。勘違いさせてしまい申し訳ありません。

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この記事の著者


					安川 洋

安川 洋

日本アイ・ビー・エム、マイクロソフトを経てイージャパンを起業、CTOに就く。2006年、技術者とコンサルタントが共に在籍し、高い水準のコンサルティングを提供したいという思いのもと、アユダンテ株式会社創業。プログラミングは中学時代から。テスラモデルX P100Dのオーナーでもある。

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