SDKI によって発行されました : May 2023
すべての車両は、一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物、粒子、揮発性有機化合物、二酸化硫黄などの汚染物質を大気中に放出します。炭化水素と窒素酸化物は、日光と暖かい温度に反応して、地上のオゾンを形成します。 スモッグの主成分である地上オゾンは、喘息や肺損傷などの上気道の問題を引き起こす可能性があります。上昇したレベルの COを呼吸すると、体の臓器や組織に到達する酸素の量が減少します。 心臓病を患っている人にとっては、胸の痛みやその他の症状が発生し、入院や救急科の受診が必要になる場合があります. また、影響を受けやすい植生や生態系全体にも影響を与える可能性があります。 さらに、車両は最も一般的な温室効果ガスである二酸化炭素も排出します。平均的な自動車は、毎年約 6 トンの汚染物質を排出します。これは、小型車 7 台分の重量にほぼ相当します。自動車からの公害は、主にエンジンの作動時に排出される排気ガスによって排出されます。ガソリンやディーゼル燃料を燃やすと、汚染の原因となる有害な副産物が生成されます。
自動運転車は、またはロボット車とも呼ばれます。 その名の通り、人間の運転手がいなくても自動で運転することができます。人工知能と機械学習システムを使用して、環境を理解し、コマンドに反応します。車両のさまざまな部分に配置された高度なコンピューター ビジョン機能、センサー、アクチュエーターを使用して、周囲の地図を作成し、常に更新します。近くの車両や歩行者の検出を容易にします。 また、人工知能ソフトウェアは距離を測定し、道路の凹凸を検出します。内部に設置されたビデオカメラは、道路標識の読み取りや信号機の検出に使用されます。
Teslaの車は、このセグメントで最も際立っています。
挑戦：人間のドライバーは依然として制御下にあり、制御下に置く必要があるため、これは部分的な自動化の一種であり、完全な自動化とは言えません。後者はまだテストモードです。
全電気自動車、バッテリー式電気自動車 (BEV) とも呼ばれる電気自動車は、内燃エンジンの代わりに電気モーターを使用して機能します。この自動車は、壁のコンセントまたは充電機器に接続する必要がある電気モーターに電力を供給するための大きなトラクションバッテリーパックを持っています。テールパイプから排気ガスを出さず、電気で走るので環境にやさしい。
挑戦：これらの車両は、EVSE ( 電気自動車供給装置) とも呼ばれる充電ステーションに定期的にアクセスする必要があります。現在のシナリオを考えると、充電インフラストラクチャの可用性が課題になる可能性があります。 これらの自動車に使用されるコンピューター チップの生産量を増やすことも、困難な作業です。それとは別に、バッテリーの製造能力の欠如は不足をもたらし、その結果、電気自動車の生産を低下させる可能性があります。
水素燃料車：これらの自動車は、動力源として水素燃料を使用しています。水素の化学エネルギーは、特別に開発された燃料電池内の水素と酸素の間の REDOX 反応によって機械エネルギーに変換されます。この水素燃料電池は、水素ガス (H2) と酸素 (O2) を使用する陽子交換膜 (PEM) を使用して潜在的な化学エネルギーを電気エネルギーに変換します。しかし、酸素は大気中で容易に利用できるため、燃料電池には、車両に電力を供給するのに必要な水素のみを供給する必要があります。
挑戦：天然ガスなどの化石燃料から水素を製造すると、温室効果ガスが排出され、環境へのメリットが制限されます。したがって、その生産には再生可能エネルギー源を使用する必要があります。 さらに、水素燃料電池の製造には費用がかかります。反応に使用される触媒は一般的に白金であり、希少で高価な物質です。
水素は地球上に豊富に存在する元素です。これは化学産業で使用される主要な標準材料の 1 つであり、多くの重要な製品の製造の基本的な構成要素です。水素はその製造方法により2種類に分かれます：
水素は、トラックやパイプラインで簡単に市場に輸送したり、後で使用するために保管したりできます。これは、二酸化炭素を排出することなく、ガソリンやガスが供給できるすべてのものに安全に電力を供給できます。そのため大変貴重な商品となります。
水素自動車は、ガソリン、ディーゼル、CNG などの他の燃料ではなく、動力の燃料として水素を使用する自動車です。水素の化学エネルギーは電気エネルギーに変換され、電気モーター用の電力が生成されます。しかし、この変換は 2 つの方法で発生する可能性があります。これには、ICE での水素の燃焼、または燃料電池での水素と酸素の反応のいずれかが含まれます。
水素燃料電池は、輸送、マテリアルハンドリング、バックアップ電源などの幅広い用途に使用されています。燃料電池は基本的にバッテリーと同じように機能しますが、唯一の違いは、消耗したり再充電の必要がないことです。継続的に電気を生成することができます。燃料電池は化学エネルギーを電気エネルギーに変換し、内燃機関と比較してより高い効率で動作することができます。
燃料電池は、電解質膜で分離された 2 枚のプレートで構成されています。1枚のプレートはアノードと呼ばれ、そこに水素が通過します。もう一方はカソードと呼ばれ、酸素が通過します。水素はアノードを通過する際、触媒によって電子とプロトンに分解されます。水素の正の粒子は膜を通過しますが、負の粒子は膜を通過できません。しかし、原子には均一な電荷が必要であるため、電子は回路を強制的に通過することによって経路を変更されます。これにより最終的に電流と熱が発生し、この反応全体の最終生成物は水になります。一方、カソードでは、水素陽子、電子、酸素の融合によって水分子が生成されます。可動部品がないため、セルの信頼性が高く、動作音も静かです。
水素燃料電池は自動車産業において重要な役割を果たしています。水素は燃料電池電気自動車（FCEV）の動力として使用されます。現在、水素自動車には次のような利点があるため、世界中で数社の企業が水素自動車の開発に取り組んでいます：
水素自動車は未来ですが、現時点ではいくつかの欠点があります。
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特徴 |
電気自動車 |
水素自動車 |
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電源 |
自動車のモーターに電力を供給するリチウムイオン電池。 |
酸素と水素を反応させて電気と水蒸気を発生させる水素燃料電池。電気は車のモーターに電力を供給し、水蒸気が大気中に放出されます。 |
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再充電または給油 |
バッテリーは、他の電気機器と同様に、電力網に接続することで充電されます。 |
それらは、天然ガスの加圧タンクを備えた特定のガソリンスタンドで水素を補給されます。 |
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インフラ |
技術的に高度なインフラ |
発展途上にあるインフラ。 |
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コスト効率 |
電気自動車は安価であり、電力網のオフピーク時の充電コストも低くなります。 |
水素は再生可能な燃料源であり、水素自動車は電気自動車よりもはるかに速く燃料を補給できるため、航続距離が長くなります。 |
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政府の方針 |
世界中の政府は、ガソリン ポンプ、高速道路の休憩所、ショッピング センターの駐車場、道路脇の充電ステーションにも投資しています。 |
水素燃料自動車を推進するための政策が世界的に行われています。 すべての国の政府は、水素を自動車の燃料として使用し、それによって環境の持続可能性を促進しています。 |
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発生するノイズ |
静かに走行する |
音はほとんどありません |
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資源の再生可能性 |
充電されるバッテリーは、再生不可能な希土類金属でできており、充電に使用される電気は、これも限られた資源である化石燃料を使用しています。 |
水素は自然界に豊富に存在し、再生可能です。 地熱発電 (アイスランドの場合) または風力エネルギー (デンマークの場合) を使用して水素を生成できます。 |
現在の世界の水素燃料電池車のシナリオ
世界中の水素ステーション
2021 年末時点で、稼働中の水素ステーションは世界中で 685 か所あります。
日本は水素燃料ステーションの数が最も多く、具体的には 2021 年 9 月の時点で 154 です。この国は、自動車用水素燃料の主要な供給国であるだけでなく、世界の 2 つの主要な水素自動車メーカーの本拠地でもあります。
- ToyotaとHonda
韓国には 112 の水素補給ステーションがあり、燃料電池車の需要は 84% 増加しており、2020 年と 2021 年には 8,400 台の車が販売されています。
ドイツには 2021 年の時点で 92 の水素ステーションがありました。ドイツの連邦自動車輸送局によると、2020 年の 630 台と比較して、2021 年には合計 981 台の水素動力車がありました。
米国およびカナダ:59 の水素燃料供給ステーションがあり、現在、米国に 54 か所、カナダに 5 か所が稼働しています。
中国には 39 か所、フランスは 18 か所、イギリスは 10 か所、カナダは 9 か所、デンマークは 6 か所、ノルウェーは 5 か所、オランダは 5 か所、オーストリアは 5 か所、スウェーデンは 4 か所、スイスは 4 か所、インドは 3 か所でした。
HondaのClarity: Hondaは、燃料電池車の開発と、水素を効率的に生成して使用するための独自の水素ステーションの開発に取り組んでいます。簡単に設置でき、完全にパッケージ化されたスマート水素ステーション (SHS) は、ローカルでのエネルギー生成と供給を可能にします。
他の多くの自動車会社は、パイプラインに水素動力車を持っています。BMW、Land Rover、Vauxhall は、今後 5 年以内に新しいモデルを計画しています。
現在、日本では、Toyota Mirai と Hyundai Nexoの 2 つの主要な水素自動車が利用可能です。このほか、市販の水素燃料電池をエンジンに搭載した交通バス「Toyota Sora」もあります。最新の傾向によれば、BMW iX5 とToyota Crownという 2 つの主要な水素自動車が日本市場に登場することが期待されています。BMWはすでに日本でiX5 Hydrogenモデルのパイロットテストを行っており、ToyotaのCrownモデルは2023年後半に発売される予定だ。
水素自動車市場の収益は、2022 年に約 11 億米ドルに達します。さらに、当社の水素自動車市場に関する洞察によると、市場は2023ー2035年の予測期間中に約46.19%のCAGRで成長すると予想され、2035年までに約1,070億米ドルの価値に達すると予想されています。二酸化炭素排出量削減に対する環境への懸念、と持続可能な技術の採用が、予測期間中に市場の成長を牽引すると予想されます。また、水素自動車市場のセグメンテーション分析は、車両の種類、使用される技術、地域に基づいて行うことができます。Honda、Hyundai、とToyota などの自動車大手の存在は、今後数年間で日本で水素自動車市場規模が急速に拡大することを示唆しています。
路上を走る車両の数が増加するにつれて、再生可能なエネルギー源を使用したエネルギー効率の高い車両に対する世界的な需要も高まっています。私たち SDKI では、着実に成長している水素燃料電池車市場と、今後数十年間のその豊かな未来に関する事実と数字について、徹底的な調査を行いました。
