世界がパンデミックから抜け出そうと奮闘しているここ1年ほどの間に、EVに対する消費者の認識も、その後の販売台数も急激に増加し始めている。これは気候変動を懸念する人々にとっては一般的に素晴らしいニュースであり、自動車業界 全体にとっての転換点を示している。内燃機関は気候変動目標に追いつくことができない。しかし、バッテリー電気自動車（BEV）だけが、気候ニュートラルへの道を歩む唯一の道なのだろうか？
水素燃料電池車（FCV）とeFuel技術はどちらも、代替の道筋を示す説得力のある議論を提供している。9月にミュンヘンで開催されたIAAモビリティ会議では、業界の専門家たちがそれぞれの技術の長所と短所、そしてそれらが業界の二酸化炭素排出量を大幅に削減する可能性について議論した。これらの専門家、そしてイベント全体から出た圧倒的な結論は、BEVは前進する道のひとつに過ぎず、他を無視することはできないということだ。この3部構成の記事シリーズでは、これらの技術をそれぞれ取り上げ、長所と短所を比較検討し、今後の可能性のある道筋について議論する。
しかし、BEVがすでに商業的に成功し、環境にやさしい技術であることが証明されているのに、なぜ代替技術に注目する必要があるのだろうか？おそらく最大の問題は、バッテリー生産が残念ながら非常に炭素集約的であることだ。実際、一般的なBEVは、生産段階と使用終了段階だけを考慮すると、同等のICE車よりも二酸化炭素排出量がかなり大きくなる。使用段階」では、BEVが再生可能な電力で充電されている限り、生涯のカーボンフットプリントは小さくなるが、これには数年かかるだろう。場合によっては、BEVはICE車と互角になることはないだろう。レアマテリアルの採掘は、大量の貯蔵炭素の放出だけでなく、公害、自然生息地の破壊、非倫理的な労働慣行、労働者の健康被害にも責任がある。これは、BEVの新オーナーの多くが「環境に優しい」選択肢を選ぶ際に念頭に置いていた見解とは言い難い。カーボンフットプリントだけでなく、最新のリチウムイオンバッテリーに含まれるエネルギーは、同じ質量のガソリンやディーゼルのタンクの数分の一に過ぎないことも考慮しなければならない。ほとんどのBEVが驚くほど重いのに航続距離が平凡なのはこのためだ。余分な質量を移動させるにはより多くのエネルギーを必要とするため、輸送効率が低下する。平均的なガソリン車では、燃料の重さは約40kgで、運転するにつれてその重さは減っていく。最近のハイエンドBEVでは、バッテリー（燃料）の重量が500kg以上になるのが普通だ。この重量は走行中も減ることはなく、残念ながら物理法則により、加速、減速、コーナリング、巡航の際に余分なエネルギーがこの余分な質量に加えられることになる。つまり、より大きなバッテリーパックを選ぶということは、より効率の悪い車を選ぶということでもあるのだ。この問題は、大型貨物車（別名セミ・カー）を含む大型車ではさらに大きくなる。最新のディーゼル・セミトラックと同じ長距離輸送能力を提供するためには、電気トラックは12,000kgものバッテリーを必要とする。これは法外なコストであるだけでなく、バッテリーの重量によって総可搬重量が30％減少するため、商業的な成功は非常に難しくなる。そのため、一部の企業や政府は、比較的小型のバッテリーで長距離を走行できるような、地上トラックや架線などの導電性充電技術に注目している。
市場で最も先進的なバッテリーのエネルギー密度は260Wh/kg程度である。一方、ガソリンのエネルギー密度はなんと50倍で、ディーゼルの場合はさらに大きい。もちろん、このエネルギーの約80％はエンジンの熱で失われるが、それでも最新のBEVバッテリーの10倍近いエネルギー密度を実現している。私たちはまた、道路を走る車両の重量が増加することで、軽量化された車両を運転するドライバーの安全性がどのように低下するかについても話すことができる。過去20年間、一般大衆が「より安全な」SUVを買いあさったのと同じように、衝突事故で生き残る可能性を高めるために重いBEVを買う必要があるのだろうか？しかし、自動車の安全性と競争力のある消費者行動というトピックに長く曲がりくねった余談が入り込む危険性があるため、この議論はひとまず棚に戻すべきかもしれない。
間違いなく、電動化は持続可能な輸送に向けた最大のステップのひとつである。実際、BEVのボーナス・メリットのひとつは、局地的な大気汚染がまったくなくなることだ。もしある大都市が突然BEVのみの乗り入れを許可した場合、一夜にして空気の匂いや見た目が明らかにきれいになり、呼吸器系の健康問題が改善され、おそらく最も顕著なのは、街がずっと静かになることだろう。しかし、局所的な影響にとどまるなら、韓国やノルウェーにあるバッテリー工場で排出された炭素の増加や、オーストラリアやコンゴにあるリチウム鉱山やコバルト鉱山で排出された炭素の増加は無視されることになる。
電化を受け入れると主張する私たちにとって、この話は非常にネガティブに聞こえる。それは、革命的な新技術がすぐに軌道に乗った試しがないからだ。これまでも、そしてこれからも成長痛は続くだろうが、そのほとんどは乗り越えることができる。採掘条件は、サプライヤーの監督と政府の措置によって改善することができる。実際、大手鉱山会社ではすでに多くの改善がなされている。世界が注目し、変化を求めたからだ。しかし、そこで立ち止まってはいけない。EVを充電するために汚染を送り出している石炭発電所を覚えているだろうか？これも解決できる。ほとんどの先進国では、グリーンエネルギー料金を選択することで、私たちの家、車、オフィスがすべてグリーンで再生可能な電気で動くようにすることができる。もちろん、これは公共充電の問題を解決するものではないが、多くの政府はすでに、すべての公共EV充電器がグリーンエネルギー料金を使用することを保証するための規制を導入している。グリーン電力を購入できない不運な人は、カーボンオフセットを購入すればよい。最後の改善のチャンスは、バッテリーそのものである。LFP（リン酸鉄リチウム）のような技術はコバルトを完全に排除し、エネルギー密度の低下（すなわち航続距離の短縮）と引き換えにコバルト採掘の懸念を払拭する。
環境負荷の議論は、自動車の寿命末期を抜きにしては語れない。自動車が廃棄されるとき、私たちはこれらの大型バッテリーをどうするのだろうか？2025年までに、廃棄されるバッテリーは190GWhになると推定されている。幸いなことに、業界は再利用と材料回収という2つのコンセプトについて懸命に取り組んできた。再利用戦略は、古いバッテリーのエネルギー密度がそれほど重要でない定置型アプリケーションに、引退したEVバッテリーを投入することを目的としている。家庭やオフィスの電源バックアップ、需要の高低を平準化するための送電網サポート、オフグリッド発電所のサポートなどの用途がある。二次電池の需要が供給を十分に満たさない場合もあり、その場合は材料回収が最良の選択肢となる。これは基本的に複雑なリサイクルプロセスであり、バッテリー内のすべての材料を分離し、新しいバッテリーの製造に使用する原料に加工できるようにする。最も商業的に重要な材料は、銅、アルミニウム、鉄、リチウム、コバルト、マンガンなどである。どのようなプロセスでも材料を100％回収することはできず、現在のところ非常に手間がかかるため、回収された材料は採掘された鉱物よりも高価になる可能性が高く、回収材料の純度に関する懸念は言うまでもないが、リサイクル材料を使用する一種の阻害要因となっている。原材料価格の上昇と政府の義務化は、より効果的な循環型経済を生み出すのに役立つだろう。
リチウムイオン電池は絶えず改良されているが、BEVを真に効率的な移動手段とするには、一歩進んだ変化が必要だ。その変化とは、注目されているソリッド・ステート・バッテリーか、あるいはまったく新しい化学物質の可能性である。現時点では、これらの技術がいつ市場に投入されるのか（されるとしても）明確な見通しは立っていない。私たちは140年かけて内燃機関を改良し、そのパワーと効率は桁違いに向上した。バッテリー研究に力を注ぎ続ければ、大きな進歩を遂げることは間違いない。これに前述の車外での責任ある改良を組み合わせれば、BEVは、これまでのBEVのようなドロップイン・ザ・バケットの効果を超えて、私たちの環境に革命的な影響を与える可能性が高い。
BEVとそのエコシステムを改善し、真にカーボンニュートラルな技術になったとしても、消費者がICE車をEVに乗り換えなければ、実質的なインパクトは生まれない。6,000人以上の自動車所有者を対象としたSBD Automotive'2021年の調査では、ヨーロッパ人の76％、アメリカ人の60％しか、次の自動車にEVを検討すると回答していない。.この2つの地域では5億台以上の燃料自動車が走っているため、より多くの消費者が現在の自動車を買い替える時に電気自動車に乗り換えることが重要である。この1年半の間にEVが大々的に宣伝されたとはいえ、欧州と米国ではBEVはまだ走行車両の1％にも満たない。EVが私たちの未来を形作る上で大きな役割を果たすためには、消費者の関心の持続と生産能力の増加が必要である。
そう、BEVがその環境面での約束を果たすには、前途は多難であり、世界各国政府、研究者、自動車メーカーが一丸となって取り組む必要がある。しかし、BEVだけが競争馬ではない。水素燃料電池と合成燃料も、より環境に優しい未来のための潜在的な選択肢であるが、これらの技術はまだかなり発展途上である。
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