トヨタ自動車は、水素を燃料とするエンジン車の実用化に向けて開発を進めている。同社は2021年のスーパー耐久シリーズに水素エンジン車を投入し、2023年にはカローラクロスをベースにした試作車を公開した。水素エンジンは、従来のガソリンエンジンと同様のピストン運動で動力を得るが、燃料に水素を使うため二酸化炭素を排出しない。トヨタはこの技術を「マルチパスウェイ」戦略の一環と位置づけ、電動化と並行して開発を進めている。
水素エンジンの仕組みと利点
水素エンジンは、水素と空気中の酸素を燃焼させてエネルギーを得る。燃焼生成物は水蒸気が主で、二酸化炭素を出さない。また、水素は天然ガスや再生可能エネルギーから製造でき、供給源の多様化が可能だ。トヨタは、既存のエンジン技術を活用できるため、部品コストや生産ラインの転用が容易だと説明する。さらに、水素は高圧タンクに貯蔵でき、充填時間はガソリン車と同等の数分程度と短い。
しかし、水素エンジンには課題も多い。水素のエネルギー密度はガソリンより低く、同じ航続距離を得るためには大きなタンクが必要となる。トヨタの試作車では、航続距離が約500kmとガソリン車より短い。また、水素ステーションの整備が進んでおらず、2023年時点で全国に約170カ所しかない。さらに、水素の製造コストが高く、現状ではガソリンより割高だ。
トヨタの開発状況と市場投入時期
トヨタは2023年5月、富士スピードウェイで開催されたスーパー耐久シリーズ第3戦に水素エンジン車を投入し、完走を果たした。同社の技術者は「レースでの過酷な条件下でも問題なく走行できた」と述べている。また、2024年には量産化に向けた技術検証を本格化する計画だ。トヨタの豊田章男会長は「水素エンジンはカーボンニュートラルの選択肢の一つだ。お客様に選んでいただけるよう、コストや利便性を改善していく」とコメントしている。
市場投入時期については、2025年以降と見られる。ただし、水素インフラの整備状況や規制動向に左右されるため、明確な時期は未定だ。トヨタはまず商用車向けに水素エンジンを提供し、その後乗用車に展開する方針を示している。
水素エンジンを取り巻く環境と競合技術
水素エンジンは、電気自動車（EV）や燃料電池車（FCV）と競合する。EVは航続距離や充電時間に課題があるが、普及が進んでいる。FCVは水素と酸素の化学反応で発電し、モーターを駆動する。トヨタはFCVの開発も継続しており、水素エンジンとFCVは水素を共通燃料とするため、インフラを共有できるメリットがある。
政府は2023年6月、水素基本戦略を改定し、2040年までに水素供給量を年300万トンに拡大する目標を掲げた。また、水素ステーションの整備補助金を拡充する方針だ。これにより、水素関連技術の普及が加速する可能性がある。
一方、欧州では水素エンジン車への規制が厳しく、実用化にはハードルがある。ドイツの一部自治体では、水素エンジン車の走行を制限する動きがある。トヨタは日本国内での普及を先行させ、海外展開は状況を見極めるとしている。
今後の展望と課題
水素エンジン車の実用化には、技術面・インフラ面・コスト面の課題克服が不可欠だ。トヨタは水素エンジンの熱効率向上やタンクの小型化、軽量化に取り組んでいる。また、水素の製造コスト低減には、再生可能エネルギー由来のグリーン水素の普及が鍵となる。政府の支援もあり、水素社会の実現に向けた動きは加速しているが、EVとの競争に勝つためには更なる技術革新が必要だ。
トヨタは、水素エンジンを「もう一つの選択肢」として位置づけ、多様なニーズに応える戦略を取る。同社の技術者は「水素エンジンは、エンジン音や振動を楽しみたい顧客にもアピールできる」と語る。今後、実用化への道筋が明確になるか注目される。
