多様なモビリティー展開

水素社会をたぐり寄せる―。２０２０年代も後半に突入し、温室効果ガス（ＧＨＧ）排出量の削減に向け、取り組みをスケールアップする時期にさしかかる。期待されるのは使用時の二酸化炭素（ＣＯ２）排出量がゼロの次世代エネルギー、水素の普及だ。供給量を引き上げ、水素コストを低減し、活用しやすい環境を構築することが求められる。水素社会の実現に向け、さらにギアを上げるのはトヨタ自動車。目標を同じくする仲間と水素サプライチェーン（供給網）の確立に力を注ぐ。（名古屋・川口拓洋）

耐久レース参戦、技術力磨く　市販に向け確実に進化

これまでトヨタは水素をエネルギーとする多様なモビリティーを開発・展開してきた。この取り組みを象徴するのが豊田章男会長がけん引する水素エンジン車の開発。２１年から日本国内で開かれるスーパー耐久レース（Ｓ耐）に参戦し、走行距離や走りの性能、信頼性、環境性能などに通じる多様な新技術・新製品を生み出してきた。既に水素エンジン車の燃料技術などは、原理原則を理解し現場で改善を繰り返しながら技術の競争力を高める同社ならではの「手の内化」を進める。

足元では十分な量の水素燃料をエンジンに噴射して高出力を生み出す「ストイキ燃焼」と、少ない燃料を噴射し低燃費を実現する「リーン燃焼」を走行中に自動で切り替えられるようにした。またマイナス２５３度Ｃの液体水素の特徴を生かし、電気抵抗をゼロにする技術である超電導のモーターを使った液体水素用ポンプも開発するなど、市販化に向け確実に進化を遂げている。

Ｓ耐というモータースポーツの現場で培った水素エンジン技術を生かし、並行して取り組むのが豪州での商用分野の公道実証だ。２３年から気体水素を燃料とする商用バン「ハイエース」を建設会社や警備会社に提供。２４年には水素エンジンとハイブリッド車（ＨＶ）システムを組み合わせた駆動装置を取り入れ、航続距離の延伸に取り組んでいる。

トヨタＣＶカンパニーの太田博文チーフエンジニア（ＣＥ）は「ある程度のレベルのところには到達できた」と手応えを語る。その上で「まだまだ先行開発の段階だが、世の中に出すためにはエンジンとＨＶシステムの耐久性の検証が必要。ハイエースはしっかり長く走ることができた。順番にやれることからやっていく」と解説する。

２５年は車両をさらに磨き上げ、バッテリーやインバーターなどを置いていた助手席に人が座れるよう“普通の車”に改良した。２６年は新たな実証地域を選定し、水素エンジンＨＶの実証を継続する方針。太田ＣＥは「商用車は物流業者に使ってもらい、鍛えることが重要」と認識する。

このほかストイキ燃焼とリーン燃焼が可能な水素エンジン車のパッケージを中型スポーツ多目的車（ＳＵＶ）「カローラクロス」に搭載した車両も開発。環境に良いことはもちろん、燃料を水素に変更しても走る楽しさや操作性、耐久性が変わらないことを示す。

「水素エンジンの課題は、同じ水素量でも走る距離が短いこと」と燃料電池車（ＦＣＶ）との違いを説明するのはトヨタの中嶋裕樹副社長。「水素エンジンは比較的決まった場所を行き来するのに適している。既存のエンジン技術も流用できる」という。一方でＦＣＶの燃料には純度の高い水素が求められる。「どちらが良いかではなく、どちらの技術も重要になる」（中嶋副社長）と地域の水素事情に適した駆動装置を展開する構えだ。

関連コスト低減不可欠

水素を社会実装する上で欠かせないのが、水素価格の低減だ。水素で走る車両を開発し需要を喚起するだけでなく、使用する水素のコストを低減する必要がある。そこでトヨタが福島県や日本水素ステーションネットワーク（ＪＨｙＭ〈ジェイハイム〉、東京都千代田区）、ブリヂストン、根本通商（福島県いわき市）、加地テックと挑むのが、水素ステーションで使用する機器の長寿命化や検査周期の適正化だ。

一般的に水素価格には輸送費を含む水素調達費用と労務費、減価償却費に加え、修繕費が含まれる。まず需要を拡大することによる販売量の増加で約３０％のコストを低減しつつ、修繕費を約２４％削減することで持続可能な水素価格や水素市場の確立を目指す。

修繕費の低減に向けて具体的に取り組むのが根本通商と加地テック、ブリヂストンの３社だ。根本通商は水素ステーション事業者として、外注していた修繕業務の内製化を進める。修繕費として多くの費用を占めるのが圧縮機の整備と年次法定点検だ。２４年度は全てを外注していたが、同社の根本克頼社長は「社内でチームを作ってトヨタと連携し、工場などで実習をさせてもらうことで技術を習得できた」と語る。

２５年度には修繕の一部の自前化に成功。２６年度は自前化率をさらに高める計画だ。根本社長は「ステーションの不具合にも関連技術を学ぶことで対応可能になった。ステーションに来ても（不具合で）水素を入れられない、という状況をなくす」と意気込む。

機器長寿命化で後押し 「使い勝手」さらに加速

水素ステーション向け超高圧水素圧縮機を手がけるのは加地テック。国内で高いシェアを握る同社は、水素ステーションの修繕費低減に向け中核部品であるピストンリングの長寿命化を進める。目標は耐久性能５倍だ。現在は年２回の部品交換を実施しているが、将来は年に１度の交換を目指す。片山秀樹執行役員は「トヨタと技術要素を“分解”している。新しいアイデアを出し、目標を実現したい」と説明する。

タイヤ大手のブリヂストンは水素充填用ホースの耐久性を高め、水素ステーションの修繕費削減を目指す。水素ホースには超高圧水素に負けない耐久性と、水素を透過しないバリアー性能の二つが求められる。同社はタイヤ開発で培った材料や高分子の技術を駆使して、水素ホースの改良に取り組む。現在、水素ステーションでは充填１０００回につき１度のホース交換が必要だが、最終的には１０倍の１万回を視野にいれる。原島寛常務役員は「水素インフラを支え、社会に貢献する」と力が入る。

「世の中の水素の使い勝手をさらに加速させる」と語るのはトヨタ水素ファクトリーの浜村芳彦チーフプロジェクトリーダーだ。「水素の『普段使い』に向け、仲間との連携を広げていく」と続ける。普及してこそ真価を発揮する水素。社会で長く使われる水素のあり方を求めて、２６年も確実な前進を目指す。