FCV（燃料電池自動車）とは？メリット・安全性からEVとの違い・将来性まで解説
FCVは燃料電池を搭載した自動車です。燃料電池内で起こる水素と酸素の化学反応で得た電気を使って走り、走行中にCO2を排出しないFCVは、脱炭素社会に貢献する自動車として将来性が期待されています。
FCVはEV（電気自動車）と変わらない加速・静音性能を持ち、乗り心地も快適です。また、EVより短時間で燃料補給でき、航続距離が長いメリットもあります。
本記事では、FCVの仕組みやメリット、安全性から、EVとの違いや将来性と今後の課題まで解説します。FCVの特徴や課題を知り、カーボンニュートラルに向けたFCVの普及に必要な取り組みを考えましょう。
▶監修：近藤 元博（こんどう もとひろ）
肩書：愛知工業大学 総合技術研究所 教授
プロフィール：1987年トヨタ自動車に入社。生産工程から排出する廃棄物や、使用済み車両のリサイクルなど幅広い分野で廃棄物の排出削減、有効利用技術の開発導入を推進。「リサイクル技術開発本多賞」「化学工学会技術賞」他資源循環、サーマルリサイクル技術に関する表彰受賞。2020年から現職。産学連携、地域連携を通じて資源問題、エネルギー問題に取組中。経済産業省総合資源エネルギー調査会 資源・燃料分科会 脱炭素燃料政策小委員会 委員他
目次
- FCV（燃料電池自動車）とは
- FCVの仕組み
- FCVのメリット
- FCVの安全性は？
- EV（電気自動車）や水素自動車との違いと共通点
- FCVの将来性と今後の課題
- FCVに不可欠な技術が集まる「H2 ＆ FC EXPO 水素燃料電池展」
- FCVはカーボンニュートラル実現に貢献するクリーンカー
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FCV（燃料電池自動車）とは
FCVとは、Fuel Cell Vehicle（燃料電池自動車）の略で、名前のとおり燃料電池を搭載した自動車です。燃料電池は水素と空気中の酸素の化学反応で発電します。
多くのFCVは水素ステーションで水素を補給し、それを燃料として走りますが、水素以外にメタノール、エタノール、天然ガスなどを燃料として水素に改質をして利用するFCVもありますが現在市販されているFCVやこれから市販が予定されているFCVのほとんどが水素を燃料にしています。
FCVの最大の特徴は、走行中に排出するのは水だけで、CO2（二酸化炭素）をまったく排出しない点です。また、EV並みのなめらかな加速・静音性を持ちながら、EVよりも短時間で燃料補給でき、なおかつ長距離を走行できるメリットもあります。
現時点でFCVは1回約3分の水素補給で650km以上の走行が可能といわれていますが、さらに航続距離を伸ばせるよう開発が進められているところです。
FCVの車名一覧
これまでに様々な自動車メーカーがFCVを開発してきました。以下は、代表的なFCVの車名一覧です。
FCVの仕組み
FCVは水素を燃料とし、空気中の酸素と水素タンクに貯蔵した水素を燃料電池内で化学反応させ、発電した電気をモーターに送って回すことで走行します。以下は、FCVが走るまでの流れです。
FCVが走るまでの流れ
- 水素ステーションで水素を補給し、水素タンクに貯蔵する
- 水素タンクに貯蔵した水素を燃料電池へ送る
- 車外から取り込んだ空気の酸素を燃料電池へ送る
- 燃料電池内で水素と酸素の化学反応を起こし、電気と水を発生させる
- 水を車外へ排出する
- 電気をモーターに送り、モーターを回して走行する
燃料電池での発電には、水素と酸素が不可欠です。酸素は車外の空気から得られますが、水素は水素ステーションで補給しなければなりません。
FCVに搭載した燃料電池内で水素と酸素の化学反応を起こすと、電気とともに水が発生します。電気はモーターを回すために使用し、走行に不要な水は車外に排出する仕組みです。
FCVのメリット
水素を燃料とするFCVの様々なメリットを解説します。
- 環境負荷が少ない
- 加速・静音性能が高い
- 短時間で燃料補給できるのに航続距離が長い
- 災害時の非常用電源になる
- 補助金制度を利用できる
環境負荷が少ない
ガソリン車は走行時にCO2が排出されますが、FCVが排出するのは水のみで、CO2排出量はゼロです。CO2は地球温暖化の原因とされるため、FCVを利用することで地球温暖化対策に貢献できます。
また、FCVは化石燃料を使用せず燃焼を伴わないため、炭化水素・一酸化炭素・PM・ベンゼン・アルデヒドなどの大気汚染物質・有害物質も排出しません。さらに、太陽光やバイオマスなど再生可能エネルギーから作られた水素を使えば、より環境負荷を軽減できるため、FCVはエコでクリーンな車として注目されています。
加速・静音性能が高い
FCVは電気モーターで走るため、発進後の加速性能が高く、走り心地もEV並みになめらかです。
また、燃料電池内部の化学反応により発電するため、内燃機関自動車より静音性に優れており、快適に乗れます。騒音が少ないFCVを選ぶことは、都市全体の騒音対策にも繋がります。
短時間で燃料補給できるのに航続距離が長い
FCVのエネルギー効率はガソリン車の約2倍※と高いレベルです。なぜなら、ガソリン車は低速域の効率が落ちるのに対し、FCVは高効率を維持できるためです。
また、FCVは燃料補給の時間がガソリン車並みに短く、1回約3分で水素充填が完了します。その上、EVよりも航続距離が長く、1回の水素充填で650km以上の走行が可能です。
FCVは将来的にガソリン車と同程度の長距離走行ができるようになると見込まれているため、今後はさらなる実用性の向上が期待できるでしょう。
災害時の非常用電源になる
外部給電機能を備えているFCVは、災害時には非常用電源として使用できます。
実際、2018年に起こった北海道胆振東部地震では、公用車 FCVを電源に携帯電話充電サービスを提供※しました。このとおり、FCVの非常用電源としての有用性はすでに証明されています。
補助金制度を利用できる
FCVはCEV補助金（クリーンエネルギー自動車導入事業費補助金）の対象車なので、購入時のコスト負担を一部軽減できます。
CEV補助金とは、環境にやさしいクリーンエネルギー自動車を購入すると、車両性能などに応じた額の補助金をもらえる制度です。2024年度は、CEV補助金の予算が前年度よりも大幅にアップしました。ただし、補助金の算定方法が変更されたため、前年度より補助金額が下がる車種も一部あります。
FCVは、CEV補助金以外にもエコカー減税、環境性能割、グリーン化特例を適用可能です。また、自治体によっては独自の補助金制度を使える場合があるため、FCVの購入検討時に調べると良いでしょう。
FCVの安全性は？
FCVでは安全性を高めるために、様々な水素漏れ対策が取られています。
まず、水素を入れるタンクには、水素の漏れ出し防止のために耐久性の高い高圧水素タンクが用いられます。もし水素漏れが起きた場合は、搭載した水素漏れの検知センサーにより緊急停止用バルブが作動し、水素の漏れ出しを止めるシステムが採用されています。
さらに、水素タンクや水素の配管は車外に配置されているため、漏れた水素は速やかに大気拡散されます。
なお、水素は毒性がなく揮発性も低いため、水素漏れが起きても他の燃料のような健康上のリスクや環境汚染の心配は少ないとされています。
また、水素には可燃性がありますが、発火温度が低く、分子量が小さく拡散しやすいため、爆発するリスクは他の燃料よりも低いです。その点でもFCVの安全性は高いといえます。
EV（電気自動車）や水素自動車との違いと共通点
FCVと混同されやすい自動車として、EVと水素自動車が挙げられます。FCVとEV・水素自動車の違いと共通点を見ていきましょう。
FCVとEVとの違い
FCVとEVの大きな違いは、モーターを回す動力源となる電気の供給方法です。FCVが車載の燃料電池内で水素と酸素の化学反応を起こして発電するのに対し、EVは充電スポットから供給した電気を蓄電池に蓄えます。
その他、FCVとEVでは、航続距離や燃料補給の時間、燃料コストに違いがあります。
※出典：佐賀県「FCVってどんな車？」
一方、FCVとEVは、電気でモーターを動かして走る点は共通しています。どちらも走行時のCO2排出量がゼロで、加速・静音性能が高いため、環境負荷や騒音が少なく、乗り心地も快適です。
FCVと水素自動車との違い
FCVと同じく水素を燃料にして走行する自動車には、水素自動車があります。
水素自動車は水素エンジンを搭載し、水素を燃焼させて生じた燃焼のエネルギーで走行する自動車です。環境負荷が低い点はFCVに共通しますが、水素自動車はFCVとは走行の原理が異なります。
水素自動車では既存エンジンを改良流用して水素エンジン化できるため、FCVよりコストを削減できると期待されています。ただし、水素タンクの小型化やや燃焼に伴い発生するCO2以外の大気汚染物質の処理などの課題があるため、水素自動車の実用化には時間が必要なのが現状です。
FCVの将来性と今後の課題
カーボンニュートラルの観点から、FCVの将来性への期待が高まっています。なぜなら、FCVは走行時のCO2排出量がゼロで、脱炭素社会に貢献できる自動車だからです。
FCV普及に向けた企業の取り組みの例として、本田技研工業株式会社は、2024年に日本と北米で新型FCVの発売を予定※1しています。
ただし、FCVには以下のような課題もあります。
- 車両価格が高い
- 水素ステーションが少ない
- 航続距離がガソリン車よりは短い
燃料電池はレアメタルを使用するため製造コストが高く、グレードによっては車両価格が700～800万円以上するFCVもあります。
また、2021年6月現在の水素ステーション数は全国147ヶ所※2で、まだ十分とはいえません。現在は、2030年までに1,000ヶ所※2の水素ステーション開設を目指し、整備が進められています。
さらに、FCVの航続距離は現状EVよりは長いものの、ガソリン車よりは短いです。将来的にはガソリン車と同程度の航続距離になる見込みですが、現段階では発展途上にあるといわざるを得ません。
今後FCVを普及させるには、こうした様々な課題の克服が必要です。
※1出典：本田技研工業株式会社「「CR-V e:FCEV」をH2 & FC EXPOで世界初公開〜プラグイン充電機能を持つ新型燃料電池SUV〜」
※2出典：大阪府環境審議会 温暖化対策部会「ゼロエミッション車を中心とする電動車の普及促進に向けた制度のあり方について（部会報告）」
FCVに不可欠な技術が集まる「H2 ＆ FC EXPO 水素燃料電池展」
昨今は2050年のカーボンニュートラル実現に向け、FCVへの注目が高まっています。FCV普及を目指す自動車メーカーの方、製品への燃料電池導入を検討中の方は、ぜひ「H2 ＆ FC EXPO 水素燃料電池展」にご参加ください。
H2 ＆ FC EXPO 水素燃料電池展は、水素の社会実装に向け、水素を「つくり」「はこび」「ためて」「つかう」ためのあらゆる技術が出展する、世界最大級の展示会です。
水素関連技術だけでなく、燃料電池やFCVの関連技術も出展し、過去には本田技研工業株式会社の新型燃料電池車「CR-V e：FCEV」が世界初公開※された実績もあります。
当展示会にご来場いただくと、FCVなど水素ビジネスを加速させる重要な情報を対面で収集でき、必要に応じて出展社との具体的な商談や見積依頼も可能です。
また、水素分野や燃料電池分野の製品・技術をお持ちの企業の方は、ぜひ当展示会への出展をご検討ください。会場では、自社の水素や燃料電池に関する装置・技術を来場者にPRでき、FCV・水素ビジネスへの関心が強い企業との繋がりを持つことも期待できます。
FCVなどの幅広い分野で期待されている、脱炭素化に向けた水素や燃料電池の最新技術を、H2 ＆ FC EXPO 水素燃料電池展にて間近でご覧ください。
■H2 ＆ FC EXPO 水素燃料電池展
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※出典：本田技研工業株式会社「「CR-V e:FCEV」をH2 & FC EXPOで世界初公開〜プラグイン充電機能を持つ新型燃料電池SUV〜」
FCVはカーボンニュートラル実現に貢献するクリーンカー
CO2排出量がゼロで環境にやさしいFCVは、カーボンニュートラル実現に貢献するクリーンカーです。脱炭素化にむけて、FCVの将来性への期待は、今後ますます高まっていくでしょう。
一方、FCVは車両価格が高い・水素ステーションが足りない・ガソリン車より航続距離が短い点が課題です。FCVの普及を進めるには、こうした課題の克服が求められるため、今後も水素や燃料電池などFCV関連技術の最新情報を追っていく必要があります。
H2 ＆ FC EXPO 水素燃料電池展には、FCV関連技術や水素の社会実装に関わる様々な技術が出展するため、ぜひご参加ください。
さらに詳しい情報を知りたい方へ
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※「H2 ＆ FC EXPO 水素燃料電池展」は、「スマートエネルギーWeek（SMART ENERGY WEEK）」の構成展です。
【出展社・来場者募集中！】
FCVに不可欠な技術が集まる【H2 & FC EXPO】
▶監修：近藤 元博（こんどう もとひろ）
肩書：愛知工業大学 総合技術研究所 教授
プロフィール：1987年トヨタ自動車に入社。生産工程から排出する廃棄物や、使用済み車両のリサイクルなど幅広い分野で廃棄物の排出削減、有効利用技術の開発導入を推進。「リサイクル技術開発本多賞」「化学工学会技術賞」他資源循環、サーマルリサイクル技術に関する表彰受賞。2020年から現職。産学連携、地域連携を通じて資源問題、エネルギー問題に取組中。経済産業省総合資源エネルギー調査会 資源・燃料分科会 脱炭素燃料政策小委員会 委員他