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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

10

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

ﾊﾞｲｵ燃料 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

17

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

20

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

28

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

30

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

31

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

32

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

33

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

34

ご清聴ありがとうございました