第第第3 第333章章章章 次世代自動車のののの晘及 …333-3---1111----1111 次世代自動車次世代自動車のののの晘及見通晘及見通しししし
燃料電池自動車(FCEV)の 最新動向 · 直面するクルマ社会の課題...
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山下 光彦日産自動車株式会社 副社長
2013年04月19日
燃料電池自動車(FCEV)の最新動向
2
1、将来の自動車の方向性
2、燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
3、FCEVの技術開発
4、普及にむけた社会的課題
本日の内容
3
1、将来の自動車の方向性
2、燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
3、FCEVの技術開発
4、普及にむけた社会的課題
本日の内容
4
人の移動距離は豊かさの象徴1、将来の自動車の方向性
GDP増加に伴ない、移動距離が増える
一人当たりGDP -pppベース (t-US$)
20042005
1999
200420
02
2005 20
03
2002
一人
当た
り移
動距
離(km
)
0
2,000
4,000
6,000
8,000
10,000
12,000
14,000
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
China
India
Japan
South Korea
Australia
Russia
ArgentinaBrazil
Saudi Arabia
South Africa
USA
France
Germany
Italy
Turkey
UK
EU
Indonesia
Reference: Euromonitor International from International Civil Aviation Authority/national statistics, 1977-2010
5
人の移動距離は豊かさの象徴1、将来の自動車の方向性
クルマが現代社会の発展を支えてきた
6
直面するクルマ社会の課題
出典: NASA earth observatory(http:/ / www.nasa.gov/ vision/ earth/ environment/ arcticice_decline.html)
エネルギーエネルギー 温暖化温暖化
渋滞渋滞 交通事故交通事故
1、将来の自動車の方向性
7
直面するクルマ社会の課題1、将来の自動車の方向性
No. of Vehicles / Road Capacity (%)
Ave
. Tra
vel Speed
(km
/h)
0 20 40 60 80 100
60
40
20
Los Angeles
San Francisco
Mexico City
Rio de Janeiro
Copenhagen
Frankfurt London
Moscow
Paris
Seoul
Beijing
ShanghaiKuala Lumpur
Singapore
JakartaCairo
Dubai
JohannesburgNew York
Road saturation
Congest
ion
01995 2000 2005 2010 2015
0.5
1.0
1.5
No. or
Fata
litie
s (M
illio
n)
Tokyo
Year
2.0
Emerging countries
Developed countries
地球温暖化地球温暖化
交通渋滞交通渋滞 交通事故交通事故
Reference: Nissan estimation based on WHO Report 2008
1990 2000 2010 2020 2030
16k
12k
8k
4k
(IEA New Policies Scenario)
Primary energy demand (Mtoe)
エネルギーエネルギー
Reference: IEC World Energy Outlook 2010
OECD
Non-OECD
Reference: Nissan estimation
1950 1960 1970 1980 1990 2000
1950 1960 1970 1980 1990 2000
過度に暑い日の割合(トレンドの90%を超える)
過度に寒い日の割合(トレンドの90%を超える)
8
課題解決の方向性1、将来の自動車の方向性
No. of Vehicles / Road Capacity (%)
Ave
. Tra
vel Speed
(km
/h)
0 20 40 60 80 100
60
40
20
Los Angeles
San Francisco
Mexico City
Rio de Janeiro
Copenhagen
Frankfurt London
Moscow
Paris
Seoul
Beijing
ShanghaiKuala Lumpur
Singapore
JakartaCairo
Dubai
JohannesburgNew York
Road saturation
Congest
ion
01995 2000 2005 2010 2015
0.5
1.0
1.5
No. or
Fata
litie
s (M
illio
n)
Tokyo
Year
2.0
Emerging countries
Developed countries
地球温暖化地球温暖化
交通渋滞交通渋滞 交通事故交通事故
Reference: Nissan estimation based on WHO Report 2008
1990 2000 2010 2020 2030
16k
12k
8k
4k
(IEA New Policies Scenario)
Primary energy demand (Mtoe)
エネルギーエネルギー
Reference: IEC World Energy Outlook 2010
OECD
Non-OECD
Reference: Nissan estimation
1950 1960 1970 1980 1990 2000
1950 1960 1970 1980 1990 2000
過度に暑い日の割合(トレンドの90%を超える)
過度に寒い日の割合(トレンドの90%を超える)電動化
知能化
9
知能化とは1、将来の自動車の方向性
自動運転ぶつからないクルマ
判断 操作認知
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1、将来の自動車の方向性
ソーラ 風力バイオマス ICE HEV P-HEV BEV FCEV
化石燃料
蓄電
再利用
バイオ燃料 電気
ドライブエネルギードライブエネルギー1日1年1億年
電動化
再生可能エネルギーと電動化シフト
11
多様なエネルギー源の利用
多様なエネルギーで動く電気自動車
原油
バイオマス
石炭天然ガス
電気
モータ
バッテリ
原子力
水力、風力ソーラ
BEV
1、将来の自動車の方向性
12
多様なエネルギー源の利用
燃料電池自動車も電気自動車の一種
原油
バイオマス
石炭天然ガス
電気
モータ
バッテリ
原子力
水力、風力ソーラ
水素
モータ
水素容器
BEV FCEV
1、将来の自動車の方向性
13
1、将来の自動車の方向性
2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
3.FCEVの技術開発
4、普及にむけた社会的課題
本日の内容
14
燃料電池の歴史2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
GM Electrovan
ベンツ NECAR1
1994年
1966年
1839年
1983年
1965年
現在
グローブ卿が、世界で始めて 燃料電池の実験に成功
ジェミニ5号が、宇宙滞在時間を伸ばすために燃料電池を採用
GMが、世界初のFCEVを発表
バラード社がナフィオン膜を用いた新型固体高分子型燃料電池(PEFC)を開発
ダイムラーが、バラード社製PEFCを搭載したFCEVを発表
世界の自動車メーカーが販売を目指してFCEVを開発中
15
FCEVの構造2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
インバータ モータ
高圧水素容器燃料電池スタック
16
燃料電池スタックとは
セルを400枚程度積層したものセルを400枚程度積層したもの
2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
集電板
=セル約400枚
集電板
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燃料電池のセル構造
燃料電池セルでは、触媒で化学反応を促進させて、水素と酸素(空気)から電気を発生
燃料電池セルでは、触媒で化学反応を促進させて、水素と酸素(空気)から電気を発生
2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
MEA電解質膜
触媒層
触媒層
金属セパレータ
0.5 mm0.5 mm0.5 mm
冷却水通路
空気(酸素)通路
水素通路
金属セパレータ
0.7~0.8V
ガス拡散層(GDL)
ガス拡散層(GDL)
18
約5kgの気体水素を 70MPaの高圧で貯蔵
高圧水素容器とは2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
高圧水素容器
1/700に圧縮大気圧で約55m3
x 30個
19
モータ : EV共通
インバータ : スタックから取り出した直流電流を交流に変換
モータ、インバータとは2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
モータ インバータ
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水素容器とバッテリのエネルギー密度
FCEVはエネルギーの搭載量が多いのがメリット
体積
エネ
ルギ
ー密
度(W
h/L)
重量エネルギー密度(Wh/kg)
20001000
2000
1600
400
0
800
1200
1400 1600 1800 22001200800400200 6000
Liイオンバッテリ
高圧水素容器70 MPa
高圧水素容器35 MPa
2.燃料電池電気自動車とは?
21
BEVは短距離向き、FCEVは長距離向き
FCEV/BEVの位置取り
航続距離
シス
テム
コス
ト
BEV
FCEV
長い
高い
2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
22
1、将来の自動車の方向性
2.燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
3.FCEVの技術開発
4、普及にむけた社会的課題
本日の内容
23
氷点下での始動性
スタックの小型化
スタックの耐久性
コスト
FCEV量産に向けた技術課題3.FCEVの技術開発
24
生成した水が氷点下で凍りシステム起動不能
-30℃でも起動・走行が可能に
氷点下での始動性3.FCEVの技術開発
25
大きなスタックを床下に搭載
エンジンルームに収まる大きさに
スタックの小型化
2005年 2011年
大きさ:1/2.5
3.FCEVの技術開発
26
スタックの耐久性
触媒の劣化や担持カーボンの腐食が起きる
分子レベル、原子レベルの解析に基づいた材料開発
大型放射光施設
スプリング8
初期 走行実験後
粒子径:数nm 粒子径:2~3倍
触媒の劣化
3.FCEVの技術開発
27
コスト
1~3億円
XXXX万円
XXX万円
技術の革新
量産効果
高い材料と複雑な構造のために高価
技術の革新と量産効果で手ごろな価格に
3.FCEVの技術開発
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FCEVの実用化時代が始まる
手ごろな価格の量産型FCEVを早ければ2017年に発売予定
BMWとトヨタは、FCシステムの共同開発等の契約を締結
2015年からFCHVを、2016年からFCバスを市場導入
新型の燃料電池車を2015年から日米欧で順次販売する
2013~2015年に最大で1000台のFCVをリース販売
3.FCEVの技術開発
29
1、将来の自動車の方向性
2、燃料電池電気自動車(FCEV)とは?
3、FCEVの技術開発
4、普及にむけた社会的課題
本日の内容
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水素価格
普及、拡大には水素価格が鍵
60 120
6 12
0
0
30 90
3 9
BEVBEV
¥¥120/L120/L
¥¥9/kWh9/kWh
10 km/Nm3
ICEICEHEVHEV
15
150
¥¥120/L120/L
水素価格
(¥/Nm3)
20 km/L
¥¥150/L150/L¥¥150/L150/L
6 km/kWh
¥¥24/kWh24/kWh
10 km/L
ランニングコスト
(¥/km)
水素価格目標
4、普及にむけた社会的課題
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水素ステーション数4、普及にむけた社会的課題
普及、拡大にはステーション数が必要
高速道路
北部九州
関西
関東
関西
ガソリンスタンド: 約37,000箇所
急速充電器: 1,677箇所
水素ステーション: 12箇所+3新設
2030年
5,000箇所
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水素の社会受容性
適切に管理をすれば、安全なエネルギー洩れてもすぐ拡散して、可燃限界以下になる
軽いため上方に拡散
ヒンデンブルク号の事故は、係留ロープで発生した静電気が燃えやすい船体外皮塗料に引火したのが原因
4、普及にむけた社会的課題
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クルマの未来は、電動化・知能化が切り開く
FCEVは、市場導入可能な技術レベルに
近づきつつある
FCEVの普及には、ステークホルダー間の
連携と協力が重要
まとめ
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ご清聴ありがとうございました