電気自動車の効率はガソリン車より悪い?

近所しか乗らない(特に首都圏)なら電気自動車で十分な気がしますね。

現状日本の場合は長距離移動する場合がネックで充電設備が少なく、充電時間が長い。

(高速だと前に車両が居たら最低30分の待ち、次の人は1時間待ち…)

各自の無意な待機時間は如何にロスが少なくとも経済損失があるかと。

この場合、やはり従来のガソリンの方が給油時間や電欠・ガス欠で立ち往生した際の復帰やノウハウも加味すると圧倒的に有利。

仮に今、日本国内全てをEVにしたら原発数機レベル追加で必須な訳ですし。

HVやPHEVにしても、BEVにしても

技術は日進月歩ですので、今は安直にどちらと言わず両方大差ない場合、現状は各個人の生活スタイルによって使い分ければバランス良さそうですね。

現状バッテリー保温機構もあるとは言え、

冬季は電欠が読み難い点や積雪地帯なら熱量が足らずボンネットの雪が溶けない、暖房が効き難い(雪を溶かしたり、暖房用に熱変換すると電費も下がる)、豪雪時の渋滞立ち往生時はどうするのか?…となると地域によってもEV!と推すのはナンセンスですし…。

ノルウェーの普及率が例に挙げられますが、こちらは発電インフラやそもそも人口比率が違うので本来他国と比較するにはちょっとお門違いなケースではあるので除外致します(普及の理想ではありますね)

私個人的にはドライブが好きなので、

運転して楽しい車ならどちらもOKと思います。

今は純ガソリン、クリーンディーゼル(ちゃんと整備されてると排ガスも綺麗)、HV、PHEV、BEVに燃料電池、水素内燃機関も可能性を見出し、今後予想だにしない形式もできるかも知れませんので、皆でマクロな視野を持つべきと思います。

ケイ 様、コメントありがとうございます!

>現状日本の場合は長距離移動する場合がネックで充電設備が少なく、充電時間が長い。

実は、テスラはこの点を既に解決しており、東名路線に関しても御殿場、浜松、名古屋、岐阜、大津、大阪とそれぞれ4基以上の充電スタンドを整備済みで、私も何度も東京大阪を電気自動車で往復していますが、ただの一回も充電待ちがあったことはありません。充電時間も、トイレ休憩や食事休憩以上に待ち時間が発生することはなかったです。

https://blog.evsmart.net/tesla/model-x/roadtrip-tokyo-fukui-5/

↑これは東京と福井の間、片道約500kmを往復した時の記録です。

行きは14:09に出発し、19:48に夕食を食べた福井のお店に到着していますので、走行時間は充電・休憩時間込みで5時間39分。ガソリン車とほとんど同じくらいしか時間はかかっていないと思います。

>電欠・ガス欠で立ち往生した際の復帰やノウハウも加味すると圧倒的に有利。

おっしゃる通り電欠させると、ガソリン車より時間がかかります。基本はレッカー車を呼ぶことになります。ただ、実際にガス欠させることはほとんどないのと同様、電気自動車も電欠することはないですし、実際私はガス欠は何度かやってるのですが、電欠はゼロ。実はガソリンは残量がはっきり分からないのに対し、電気自動車では、10km,9km,8kmと1kmずつカウントダウンしていきます。そのため、電欠そのものを起こすことが少ないんです。

>仮に今、日本国内全てをEVにしたら原発数機レベル追加で必須な訳ですし。

恐らく10基くらい追加で必要だと思います。これはしかし、自工会さんが使われているミスリードの一つだと思います。

考えてみてください。日本国内の乗用車は6000万台。毎年の新車販売は500万台(今はもっと少ないですが)くらい。毎年売れていく新車のうち、50%が電気自動車であると仮定してみましょう。すると、毎年250万台ずつ電気自動車に置き換えられていきますので、原発が10基追加で必要になるまでには24年間かかることになります。今年は2022年ですので24年後は2046年。そのころには、日本の人口は10%は減少しています。

この原発10基分というのがおおよそ、日本全体の発電電力量の10%にあたります。人口が10%減少したその時、日本ではどのくらい必要な電力が減っているでしょうか?また24年の間に、当然産業は発展していかなければならないわけですが、再エネなども含め、発電所を増設することは全くないという仮定は正しいでしょうか?

落ち着いて考えてみれば、電気自動車を普及させることで、かなりアグレッシブなシナリオ(つまり、明日から、新車の半分がEV)を描いてみても、恐らくそこまで危機的な状況にはならないことが想像できると思います。

>冬季は電欠が読み難い点や積雪地帯なら熱量が足らずボンネットの雪が溶けない、暖房が効き難い(雪を溶かしたり、暖房用に熱変換すると電費も下がる)、豪雪時の渋滞立ち往生時はどうするのか?

まず、冬季に電欠が読み難い、ということはないと思います。普通に、冬季であっても残量計は、10km,9km,8kmとカウントダウンしていきます。そこまで使い切る前に充電すればOKです。

次にボンネットの雪が溶けないということですね。私は雪国出身(先ほどの福井出身です)ですが、ボンネットの雪を溶かしたことはあまりないんです。普通は降ろしますよね。もちろん溶けないと氷はできてきてしまうと思いますが、降ろさないと走行できません。

https://blog.evsmart.net/tesla/model-x/roadtrip-tokyo-karuizawa-2/

これは軽井沢から菅平高原まで行った時の記録ですが、多少氷がボンネットとタイヤハウス周辺に残っているだけで、特に走行に支障はありません。一つだけ大事なことはタイヤハウスの雪で、これは付着するたびに落とすことが必要です。そうしないと、氷が成長してタイヤに接触してしまいます。まあこれはガソリン車でも、雪国で氷点下が予想されるときには、駐車直後には雪を落とすのが普通なので、同じことではあります。

暖房が冬季、効き難いということもないと思います。どっちかというとガソリン車のほうが寒い気がします。電気は食いますので、航続距離には影響が出ます。

https://blog.evsmart.net/electric-vehicles/stuck-in-snow-storm-test-with-electric-vehicles-at-minus-five-degrees/

立ち往生もこちらの実験でお分かりいただける通り、立ち往生時の待機時間自体はガソリン車とそれほど変わりないのです。

石油火力発電所の所内率は発電量の内所内で使用した値でしょうから、

4.8%は引くのではなく39*(100-4.8)の37.128%ではないでしょうか?

39%が総発電量からの計算ではなく、外部への発電出力からの計算なら所内率の計算は不要になります。

比べる所が難しいと思います

自分は三菱のEV軽自動車を所有していたことがあります

新車ではとても買えるお金が無くて2014年に80万で中古車を買いました

当時は親から受け継いだ田舎の雑貨店(なんでも屋さん)を営んでおり

店の販売よりも頼まれごとが多くて車を使う頻度が高かったし 近距離移動が多かったので

家の充電と無料充電所でガソリン代が減らせると思いました

思い通りに月の燃料代が2000円以下になりました

親戚がいるので青森ー東京を移動したこともあります

コンビニやディーラーなどで充電をしながら行ってきましたが とても大変でしたが

燃料代は2000円以下にできました

ヤマハのアシスト自転車も使っています

ライフスタイルに合った電気用品の選び方によっては 電気を主に考えることも

有りなんじゃないでしょうか

太陽光発電など自分で電気を造ることが出来ればもっとコストは下がると思います

最近はポータブル電源もリーズナブルになってきました

すべての電気を公共から買う仕組みは減っていくのではないでしょうか

これからの季節、暖房に排熱が使われるガソリン車。(H/V含む)

更に排気によりタービンを回し、その力で発電し電気として回収利用する事も考えられている。

日産のeパワーも発電専用設計されたエンジンではもっと効率が上がるでしょう。

EVは周囲の熱回収を行うヒートポンプA/Cでも低温には弱く、電力をそのまま熱変換するヒーターに頼る事に。

どちらも更に高効率なモノが開発されて行くでしょう、バッテリーの更なるブレークスルーで一気に変わる時が来ると思う。

私自信は日産のデイズ・ミーブ(IMK)に期待しています。

あとはEVが普及したときに、電力の安定供給をどうするかだけだな。その点原発の問題があるが、火力発電所だとしても、ガソリンハイブリッドより圧倒的にEVのほうが燃費が良いとは、驚くべき試算である。

この記事の計算だと、CO2排出量あたりの走行距離で比較すると、ガソリン車(プリウス)の方が優秀になります。また、燃料のエネルギーあたりで比較しても同様にプリウスの方が優秀です。

C重油はガソリンより重いです。C重油の比重は0.88[kg/L], ガソリンは0.74[kg/L]です。上記のEVのC重油燃費24.8[km/L]とプリウスのガソリン燃費22.1[km/L]は、燃料1kgあたりに換算すると、EV: 28.2[km/kg]に対しプリウス:29.9[km/kg]となり逆転します。

さらに、C重油は1kgあたりCO2排出量がガソリンより大きいです。C重油3.00[kg/kg]に対しガソリン2.32[kg/kg]です。また、1Lあたり発熱量(エネルギー)もC重油の方が大きいです。C重油41.78[MJ/L]に対しガソリン33.36[MJ/L]です。

上記より、CO2排出量あたり走行距離を算出してみると、

EV: 9.4[km/kg]、プリウス12.9[km/kg]となり、プリウスの勝ちです。

また、エネルギー消費あたり走行距離を比較してみても、

EV: 0.59[km/MJ]、プリウス:0.66[km/MJ]となり、やはりプリウスの勝ちです。

プリウス比3割は燃費が向上してるヤリスなら軽く逆転してるということか。充電箇所や充電時間を考慮すると全く話にならんと言うことですな。

燃費について真面目に比較された資料を見たことがなく、これまで電気自動車の燃費について、電気代を割安に設定されているから、ガソリン車よりお得なのだろうと思っていた

その意味で本稿は大変参考になった

しかし、たった12%の差ですか?

本稿でも火力発電所で蒸気タービンを回してできた交流をEVの充電に使う前提で燃費比較されている

EVは直流、太陽光発電も元は直流

相性はベストマッチのはずである

EVは(HEVではない)ガソリンを使わないから、本来ならば100%の差である

九州では有り余るほどの太陽エネルギーがある(ピーク電流のため発電を制限しているという)

EVに電源の余剰分を無償で供給し、大容量バッテリーの代替えにする

昼間会社や役所の駐車場に停めてある自家用車が宝の山に見えないか?

そもそも電力は化石燃料から再生可能エネルギーにシフトする流れがありますからね

日本にいると感覚が麻痺してしまう

電池のエネルギーは、ガソリンタンクより保存性が高いのでしょうか?

貯めてから使うまでのタイミング次第では、載ってもいないのに充電する事はありうるのでは?

ガソリンタンクの製造に掛かるエネルギーコストと電池を作る時のエネルギーコストはどうなるのでしょうか?

堀越様、コメントありがとうございます!

ご意見のロジックは理解いたしましたが、当記事の趣旨において、結論が変わるものではないと思います。堀越様の議論は「プリウスがモデル3より、走行キロあたりの排出量でも、燃料のエネルギーあたりの走行可能距離でも優れている」という点ですよね?それは論理的には正しいのですが、当記事は、化石燃料エンジンの効率は、発電所から見た場合の電気自動車より劣る、というのがポイントなのです。一つずつ見ていきましょう。

まず走行キロあたりです。そもそも石油火力を例に出したのは、化石燃料車は液体の化石燃料しか使えないから、一例として出しています。実際には電気自動車の発電には、火力発電なら、天然ガス、石炭がメインで、石油もところにより使われ、火力合計で75%。残りは19%が再エネです。

実際にはこの再エネも排出に貢献します。実際、日本の電力網の排出係数は463g/kWh

https://www.fepc.or.jp/environment/warming/kyouka/index.html

で、これにより当記事の6.7km/kWhから、電気自動車の排出は69g-CO2eq/kmとなります。こちらはEPA基準です。

一方化石燃料車は、1lのガソリンあたり2320gを排出しますので、22.1km/lなら、105g-CO2eq/km。比較にならないことが分かります。ちなみにヤリスHVの日本WLTC基準の排出量は68g-CO2eq/kmですが、日本WLTC基準はEPAより甘いため、先ほどの、より大型の車であるモデル3より、1km走行あたりの排出が多いのは間違いないと思います。

2点目。燃料のエネルギー当たり、です。これも1点目と同様、電気自動車は様々なエネルギーを使える点を無視して、単にガソリンという基準にこだわって計算しただけの、意味のない比較と言えます。

更に付け加えるならば、本文中にも記載しておりますが、ガソリン車の場合の精製によるエネルギーロス、輸送によるエネルギーロスは、今回含めておりません。これら抜きでも結果として電気自動車のほうが総合効率が高い、というのが記事の趣旨です。

もちろん、車格を大きくすると、差がさらに開くのは言うまでもありません。

才谷屋梅太郎様、コメントありがとうございます。

そうですね、ヤリスと当サイズの、最新の車両がないので比較ができないですが、ヤリスHVは素晴らしい性能のクルマだと思います!

ただ逆も考えてみてください。モデル3よりプリウスが効率低いなら、軽自動車は全てモデル3より効率が悪いことになりますよね?ということは、日本で販売されているガソリン乗用車のうち、半分以上は間違いなく、最新モデルの電気自動車より効率が低いということになります。

大型の車両ではどうでしょうか?

仮にレクサスRS450hと、テスラモデルX LRで比較してみましょう。

https://www.fueleconomy.gov/feg/Find.do?action=sbs&id=41974&id=43413

30MPGと32kWh/100mi ですね。

すると12.8km/lと、5.03km/kWh=18.7km/l。さらに差が開いてしまいました。

一つ一つ車格ごとに比較してみる必要がありますが、電気自動車の効率を、化石燃料車が超えるのはほぼ無理だということがお分かりいただけると思います。

ろんろん様、コメントありがとうございます。

電気自動車のバッテリーは、充電した状態で、毎日多少自然放電があります。その点ではほとんど蒸発しないガソリンのほうが優位です。少し本題とはズレますが、水素は実は減っちゃうんです。

さて、タンクの製造という細かい話題になりましたが、そういう意味では電気自動車は部品の数がガソリン車の1/3しかありません。ハイブリッド車との比較だとその差は更に大きくなります。そのため、簡単に製造エネルギーを比較するのは難しいのです。一部の自動車メーカーは、一部の車種で、製造時のエネルギーやCO2排出を公開し始めています。

特にCO2についてはLCAと呼ばれ、日本でも議論が盛んです。LCAについては、以下の2つの記事を書いていますので、よろしければご覧ください。LCA排出では、日本の環境において、9万キロ走行すれば電気自動車のほうがガソリン車より排出は少なくなります。9万キロより前に廃車にすると、電気自動車の排出は多くなります。

今後、発電網の低炭素化が進めば、またバッテリー工場の再エネ化が進めば、この距離はどんどん短くなります。

https://blog.evsmart.net/electric-vehicles/electric-is-cleaner-mazda-lca/

https://blog.evsmart.net/electric-vehicles/ev-global-life-cycle-co2-emissions-less-than-ice/

あ 様、コメントありがとうございます。

製造時から遡ってライフサイクルでCO2排出量を見た場合でも、電気自動車のほうが排出は少なくなりますよ。

https://blog.evsmart.net/electric-vehicles/ev-global-life-cycle-co2-emissions-less-than-ice/

なお当記事は、電気自動車にC重油または原油を燃やした石油火力だけを使って作った電気を、送電して充電してい走行させたというあり得ない仮定のもとに作成し、結果、電気自動車のほうが効率が良いことを証明しているものです。

ライフサイクルについては計算方法も考え方も全く異なりますので、上記リンクした記事の方に、エビデンスをもってコメントいただけますと、有意義な議論となるだけでなく、他の読者の方に有用なコンテンツになるかと存じます。よろしければご検討ください。

EVの欠点はやっぱエネルギー密度と価格かな。

同じ距離を走れるだけのエネルギーを積んで走る時EVはどうしてもデカく重くなってしまう

そのアドバンテージをもってもEVはHV迫るもしくは勝ってるとなると煮詰まった

エンジン技術が過去のものになってしまうのも時間の問題

燃費の話をするときは車格を対等にしないとね

100km/lのカブと比較されても困るしょ

C重油とガソリンでは1リットルあたりの発熱量が異なるので、1リットルあたりの走行距離で燃費を比べるのは乱暴だと思います。レギュラーガソリンの発熱量は33.31MJ/リットル、炭素排出係数は18.63gC/MJに対し、C重油の発熱量は41.63MJ/リットル、炭素排出係数は20.08gC/MJです。C重油1リットルはレギュラーガソリン1リットルに比べ、1.25倍も大きなエネルギーを持っており、C重油1リットルとレギュラーガソリン1リットルによる走行距離を比べたらC重油1リットルの方が走行距離が長いのは当然です。

プリウスの燃費が22.4km/リットルなら、1km走るのに33.31/22.4=1.49MJのエネルギーを持ったガソリンが必要で、1.49×18.63=27.7gの炭素を排出します。

テスラ モデル3の電費が6.7km/kWh=1.86km/MJなら、1kmあたりの電気エネルギー消費量は1/1.86=0.538MJ/kmなので、発送電効率を考慮すると1km走るのに0.538/0.95/0.342=1.65MJのエネルギーを持ったC重油が必要で、1.65×20.08=33.2gの炭素を排出します。

したがって、化石燃料の持つエネルギーという観点ではテスラ モデル3の方が11%燃費が悪くなり、20%も多くの炭素を排出します。ただし、記事中でも指摘されている通り、電源構成やガソリンの精製/配送コストもあるので、炭素排出量で見てテスラ モデル3がやや有利程度ではないでしょうか。

発熱量/炭素排出係数の出典

エネルギー源別標準発熱量・炭素排出係数(2018年度改訂)の解説(資源エネルギー庁)

http://www.rieti.go.jp/jp/publications/dp/14j047.pdf

丁寧な説明ありがとうございます。ライフサイクルで考えると電気自動車の方が効率が良いことは理解できました。

将来すべてが電気自動車になると、昼間使われた車が夜間に一斉に充電を始める場合、発電インフラの増設はどれくらい必要になるのでしょうか?特に急速充電が普及すると発電・送電設備の負荷が多大になると思われます。

rukbat様、コメントありがとうございます。

ご指摘いただいた点は、申し訳ないのですが、記事の趣旨とは全く異なります。rukbat様と全く同じご指摘を、堀越様が少し前でされていますので、ご参照ください。その下に、私よりコメントで、なぜご指摘の内容が本記事の趣旨や論点から外れているか、エビデンスをもってご説明しています。

全く同じ内容をそのまま回答するのも、全てコメントを読まれる読者の方にご迷惑ですので、これにて返信とさせていただきます。

noboru様、コメントありがとうございます。

ご質問の内容は記事の内容と関係が無いと思いますので、可能な限り、他の多くの読者の方々のために、関連性のある記事の下にコメントいただけると幸いです。コメントは原則として全て公開し、目を通させていただいています。掲載していないコメントは、複数回、記事の趣旨と異なる内容についての書き込みや、著者・コメンター・インタビュイーに対して敬意が払われていない書き込み、また質問ではないのに事実やエビデンスを伴わない書き込み等となります。

細かいルールが多くて申し訳ないのですが、多くの、コメントをわざわざお読みいただく方々のために、ぜひご協力をお願いいたします。

さて本題ですが(前置き長くてすみません)、こちらの記事で、実際に計算しています。結論から言うと、日本の全乗用車を、軽自動車も含めて電気自動車に替えたと仮定すると、必要な発電電力量は約10%増加します。これは、再エネと蓄電を中心とした充分に対応できる規模だと考えられます。

https://blog.evsmart.net/electric-vehicles/ev-and-fossil-fuel-power-station/

記事のほぼ最後の方です。