完全EV化に待った！ 水素エンジンの可能性をトヨタがレースで証明！【EDGE MOTORSPORTS】
2021/08/15
5月に行われた24時間耐久レース「富士SUPER TEC 24時間レース」に、トヨタは水素を従来の水素車（FCV）とは違う使い方をするマシンを参戦させた。ガソリンではなく水素を燃料にするエンジン車だ。エンジンがあることによって、今までの車と同じ楽しみを得られるが、環境汚染物質の排出はほぼゼロだという。
今回は、EVとはまた違った角度で環境対策へ望むトヨタと水素エンジン車について解説したい。
期待が高まる、エグゾーストノイズを楽しめる水素エンジン車
トヨタは、5月21日から23日に富士スピードウェイで行われたスーパー耐久シリーズ2021 第3戦 「NAPAC 富士SUPER TEC 24時間レース」に、水素エンジンを搭載したカローラスポーツベースの競技車両で参戦し、完走を果たした。
各社がEVへと傾注していくなかで、なぜいまトヨタは水素エンジンでレースに挑むのか？ そのひとつのきっかけは、菅義偉首相が昨年10月の所信表明演説で、2050年にCO2などの温室効果ガスの排出をゼロにする“カーボンニュートラル”の実現をめざすと宣言したことにある。そして、菅政権が同年12月に発表した「グリーン成長戦略」では、2030年代半ばまでに乗用車の新車販売において100％電動車にするという計画が示された。
その発表を受け、自動車における“カーボンニュートラル”のソリューションは、BEV（バッテリーイーブイ）しかないかのような報道が相次いだ。その動きに警鐘を鳴らしたのが、トヨタ自動車の社長であり、日本自動車工業会（自工会）会長でもある豊田章男氏だ。
「選択肢を増やしたい」。テレビCMでもそのように話している豊田社長の発言の意図は、ゴールはあくまでもカーボンニュートラルであって、すべてをBEVにすることが唯一の解決策ではないというものだ。
水素エンジンの基本構造は、従来の内燃エンジンと同じものでガソリンに代わって水素を燃料として使用する。水素を燃料とする車といえば燃料電池車（FCV）があるが、これは水素を化学反応させて発電し、その電力でモーターを回して駆動する電気自動車だ。
水素エンジンは、内燃エンジン車同様に排気音がしっかりとある。それでいて二酸化炭素（CO2）はほぼ排出しない。マフラーから出る白い煙は水蒸気だ。ただ、ガソリンエンジンと同様にNOx（窒素酸化物）はごくわずかに発生する。水素エンジンは、長年積み上げられてきたエンジン技術を生かしながらカーボンニュートラルにも貢献できる、大きな可能性を秘めた技術なのだ。
▲ROOKIE Racingは、これまでもGRスープラやGRヤリスでスーパー耐久へ参戦しているチームだ。中央上段がモリゾウこと豊田社長思えば、水素エンジンの開発に取り組むのはトヨタが初めてではない。2006年にはBMWが7シリーズをベースとした「ハイドロジェン7」を国内でも少量リースしていたし、同年にはマツダもRX-8やプレマシーをベースとした水素ロータリーを搭載するモデルを同様に限定でリース販売していた。しかし、出力や燃費の向上にむけて、いくつもの課題が残ったまま量産化には至っていないのが現状だ。
今回のレースでは、“グリーン水素”が用いられた。このグリーン水素とは、国立研究開発法人新エネルギー・産業技術総合開発機構（NEDO）および経済産業省との連携のもと、復興の証しとして福島県浪江町につくられた「福島水素エネルギー研究フィールド（FH2R）」において、太陽光発電と水から製造された100％カーボンニュートラルなもの。これを富士スピードウェイまで運んでレースに使用していた。
24時間レースは、豊田社長（ROOKIE Racingチームオーナー兼ドライバーのモリゾウ）、そして小林可夢偉選手をはじめとする6名のプロドライバーによっての挑戦となった。実はこの挑戦のきっかけのひとつが、試験車に乗った小林選手の感想だったという。
「昨年11月に、豊田社長と蒲郡の研修センターにあるダートコースで、水素エンジンの試験車に乗らせていただく機会がありました。ハイブリッドスポーツカーや、フォーミュラEに乗ってきた経験から、絶対にこの水素エンジンをモータースポーツに使ってほしいと思ったんです。電気自動車の一番の問題は音がしないこと。レースをしていてお客さんの声が聞こえたことがあって、正直ショックでした。この水素エンジンは、排気は水蒸気ですけど、ちゃんと音があります。言われなければ違いがわからないくらい、ガソリンエンジンと同じ音がする。これには未来があるなと感じたんです」
▲水素は、充填を行っていくうちに圧力が弱まり、充填速度が遅くなってしまう。そのため、2台の水素ステーションを用意し交互に稼働させていた
▲水素は圧縮された状態で充填される。時間はガソリンとほとんど変わらず数分で行えるカローラスポーツをベースとしたこのマシンは、後席にMIRAIの水素タンク4本を搭載。高Gのクラッシュに備え、専用のCFRPキャリアでタンクを覆った構造となっている。エンジンはGRヤリスの1.6L直列3気筒ターボエンジンがベースで、インジェクターとプラグが主な変更箇所という。詳細なスペックは非公表だったが、出力などはベースエンジンの7～8割出ているとのこと。燃費としては、12～13周ごとに給水素が必要で、パドック外に設けられた移動式水素ステーションで行われる特別措置がとられていた。
ちなみに、この水素充填に関するレギュレーションは、トヨタとFIA（国際自動車連盟）が協働でつくり上げたもの。2024年からル・マン24時間レースに水素燃料電池プロトタイプ・カテゴリーが導入される予定となっており、そのトライアルとしても注目されていた。
トップドライバーが勢揃いしているだけあって、ベストラップは全員が2分4秒台で、モリゾウ選手のみ2分7秒台。24時間での周回数は358周。ピットインの回数は35回で、水素充填に要した時間は合計約4時間、という結果だった。カローラスポーツとほぼ近いペースで周回するST-5クラス（マツダロードスター、マツダ2、ホンダフィットなど）のトップが631周であることを鑑みれば、給水素や燃費にまだまだ課題があることがわかる。
トヨタの水素エンジンへの挑戦は、まだ始まったばかりだ。実用化はもう少し先の話になるだろうが、日本の自動車産業が得意とする内燃機関技術を生かすことにつながる挑戦だ。トヨタは今後もこのマシンでスーパー耐久シリーズに参戦し、水素エンジンの開発を継続していくという。
世界で初めてハイブリッドを実用化したのも、世界で初めて燃料電池車を量産化したのもトヨタだ。カーボンニュートラルでも、排気音のある楽しい車ができることを期待せずにはいられない。
▲水素はガソリンよりも6～7倍ほど燃焼速度が速いという。よって、エコでありながらもエンジンのレスポンスが高く、運転の楽しさは向上するという
▲ピットストップなどで時折白い煙を見せたが、これは水蒸気。排気ガスではなく無臭の湯気がエグゾーストから排出される
▲内装はカーボン素材が多用されており、操作系は3ペダルのMT。後部座席位置には水素タンクが設置されているベース車両となったカローラスポーツの中古市場は？
今回紹介したマシンのベースとなるカローラスポーツ（現行型）。エンジンは1.2L直4ターボと1.8Lのハイブリッドの2タイプ。1.2Lターボモデルには6MT車も用意されている。登場からちょうど3年を経過した1回目の車検を迎えるタイミングでもあり、ワンオーナー物件を中心に流通量は400台を超えてきた。中古車平均価格は現在200万円前後。ツートンルーフやTRDオプションが付く物件は300万円弱で流通している。好条件のお買い得物件を狙うなら、今が絶好のチャンスだ。
