電気自動車、脱炭素の鍵だが遅れ効果に注意
中国の自動車産業は、エネルギーと環境の観点から、かつてない規模の変革の真っ只中に立っている。2030年までの二酸化炭素（CO₂）排出ピーク達成と2060年までのカーボンニュートラル実現という国家目標を掲げる中、電気自動車（EV）は輸送部門の脱炭素化の中心的な役割を担っている。世界最大の自動車市場として、中国は政策的支援、巨額投資、そして技術革新を通じてEVの普及を強力に推進している。しかし、EVが使用段階で排出ゼロという明確な利点を持つ一方で、社会的な疑問も根強く残っている。つまり、バッテリー製造や電力供給に伴う排出を含めた「ライフサイクル全体」で見ると、EVは本当に従来の内燃機関車（ICE）よりも環境負荷が低いのだろうか？
この問いに明確な答えを提示したのが、北京特種設備検査検測研究院の彭永倫（Peng Yonglun）氏と、北京製品品質監督検査研究院/国家自動車品質監督検査センター（北京）の周賓（Zhou Bin）氏、王丙建（Wang Bingjian）氏による2024年の研究である。彼らの分析は、EVが長期的には確実に優れた減排効果を持つことを裏付けつつ、重要な「遅れ効果」（ラグ効果）の存在を浮き彫りにしている。この効果とは、EVが生産段階、特にリチウムイオンバッテリーの製造に伴う大量のCO₂排出を初期負債として抱えているため、環境的な優位性が即座に発揮されず、一定期間の使用を経てからようやく現れることを意味する。この発見は、EVの環境価値を単純に捉えるのではなく、より洗練された理解が求められていることを示している。
地球規模の気候変動の深刻さは、軽視できない。国際エネルギー機関（IEA）の報告によると、2022年の世界のCO₂排出量は344億トンに達し、過去最高を記録した。太陽光や風力など再生可能エネルギーの導入が急速に進んでいるにもかかわらず、化石燃料は一次エネルギー消費の82%を占め、依然として世界のエネルギー需要を支えている。この状況下で、世界最大のCO₂排出国である中国が掲げるカーボンニュートラルの目標は、世界的な気候対策において極めて重要な意味を持つ。輸送部門は、中国の総排出量の11%以上を占めており、この分野の改革は国家的な優先課題となっている。
長年にわたり、自動車の環境負荷は主に「走行時の排出量」、すなわち排気管から出るCO₂の量で評価されてきた。内燃機関車は走れば走るほど汚染物質を排出する。対照的に、EVはゼロエミッションビークルとして、走行中は一切の排出を行わない。この差異は直感的で強力だ。しかし、産業の成熟とともに、評価の視点は「クレードル・トゥ・グレイブ」（製造から廃棄まで）と呼ばれるライフサイクル全体のアプローチへと移行している。このアプローチでは、リチウムやコバルト、ニッケルといったバッテリー原材料の採掘、素材の加工、部品の製造、車両の組立、電力の生成、そして最終的なリサイクルや廃棄に至るまで、すべての段階で発生する排出量が考慮される。
彭、周、王の研究は、2020年に発表された『中国自動車低炭素行動レポート』のデータに基づいている。この包括的なレポートは、異なる燃料タイプの乗用車のライフサイクル排出量を計算している。排出量は大きく「車両サイクル」と「燃料サイクル」の二つに分けられる。車両サイクルは、原材料の取得、材料加工、車両生産、整備など、車両自体の製造に関わるすべての排出を含む。燃料サイクルは、燃料の生産（石油の精製など）と、走行中の燃料消費に伴う排出を指す。
ここに、EVとICEの本質的な違いが現れる。ガソリン車の場合、燃料サイクルが排出の大部分を占め、ライフサイクル全体の80%以上を占める。一方、EVの場合、バッテリー生産に伴う高排出量の影響から、車両サイクルの比重が大きく、全体の約半分を占める。2019年のデータでは、1キロメートルあたりのライフサイクル排出量（g CO₂e/km）は、ガソリン車が209.0グラム、EVが153.7グラムであった。これは、EVが26.5%も排出量が少ないという、明確な優位性を示している。この計算は、車両寿命を15万キロメートルと仮定している。
しかし、この集計された数字は、時間軸での動的な変化を隠している。年次で排出量を追っていくと、「遅れ効果」が鮮明に浮かび上がる。初年度、EVは約11.5トンのCO₂を排出するのに対し、ガソリン車は8.3トンである。なぜEVの方が排出量が多いのか？その理由は製造段階にある。特にバッテリーの製造は、従来のガソリン車の生産よりもはるかに排出量が大きく、車両サイクルの総排出量はEVが10.4トン、ガソリン車が6.1トンと、4.3トンもの差がある。これが「炭素負債」と呼ばれる初期の負債である。
2年目以降、状況は逆転し始める。ガソリン車は、燃料の燃焼により年間約2.2トンのCO₂を排出し続ける。一方、EVは中国の電力網（石炭火力がまだ一定割合を占めるが、再生可能エネルギーの比率は上昇中）で充電されるため、年間約1.1トンの排出となる。この年間の差（1.1トン）が、毎年蓄積されていく。データによると、4年目の所有期間で、EVとガソリン車の累積排出量はほぼ一致する。この「転換点」を過ぎると、EVはようやく純粋な排出削減効果を発揮し始め、その差は使用年数が増えるにつれて拡大していく。10年後には、EVはガソリン車と比較して約6.6トンのCO₂排出を回避したことになる。
この「4年間の償還期間」は極めて重要な知見である。EVの環境的利点が即座に得られるものではなく、長期的な使用と高い走行距離に依存することを示している。もしEVが早期に廃車されたり、年間走行距離が極端に短かったりすれば、初期の「炭素負債」を償還できず、結果として環境負荷が高くなる可能性さえある。これは、過度な車両更新を促進する政策が、かえって総排出量を増加させるという逆説的な結果を招く可能性を示唆している。
このような課題に直面して、研究チームはEVの減排効果を最大化するための四つの戦略的提言を行っている。
第一に、製造プロセスの革新が不可欠である。特に、バッテリーの生産段階での排出量を劇的に削減することが目標となる。バッテリーの化学組成の改善、エネルギー密度の向上、生産効率の最適化は、すでに排出量削減に貢献している。研究は、2021年時点で、車両の軽量化や高度な電子機器の搭載といった排出量を増加させる要因があるにもかかわらず、EVの製造段階の排出量が2019年と比べて安定していることに注目している。これは、技術革新による効率化が、新たな負荷を相殺していることを意味する。再生可能エネルギー100%で稼働する「グリーンファクトリー」や、バッテリーのリユース（再利用）とリサイクルを促進するサーキュラー・エコノミーの構築は、この初期負債をさらに短縮する鍵となる。
第二に、電力網の脱炭素化が最も強力な施策である。EVの環境影響は、その充電に使用される電力の「クリーンさ」に直接比例する。良い知らせは、中国がこの分野で着実な進歩を遂げていることだ。2019年から2021年にかけて、EVの燃料サイクルの年間排出量は1.1トンから1.0トンに減少した。一方、ガソリン車の排出量は2.2トンから2.7トンに増加した。その結果、EVの相対的な減排効果は、ライフサイクル全体で26.5%から43.4%へと大幅に拡大した。電力網がよりグリーンになればなるほど、EVの利点は指数関数的に大きくなる。したがって、再生可能エネルギーの導入を加速する政策は、単なるエネルギー政策ではなく、輸送部門の脱炭素化の根幹を成すものである。
第三に、バッテリーの容量設計を見直す必要がある。「航続距離不安」が原因で、バッテリーのエネルギー密度の向上が遅い中でも、EVの航続距離は急速に延びている。しかし、より大きなバッテリーは、より多くの原材料を必要とし、生産時の排出量が増加する。また、車両重量が増えることで電力消費も増加し、間接的に排出量を増やす。研究チームは、ユーザーの実際の走行パターンに合わせてバッテリー容量を最適化する「合理的な航続距離設定」を提唱している。過剰なバッテリー容量は資源と炭素の無駄遣いである。これを実現するには、充電インフラの整備、特に高速充電ステーションやバッテリー交換ステーションの拡充が不可欠である。これにより、ユーザーの不安が軽減され、より小型・軽量なバッテリーでも十分な利便性が得られるようになる。
第四に、EVの年間走行距離を増やすことが重要である。データは懸念すべき傾向を示している。中国の乗用車の年間平均走行距離は、2015年の13,000kmから2022年には10,000km未満にまで低下している。走行距離が短いということは、高い初期排出量がより少ない距離で償却されるため、EVのライフサイクル上の優位性が弱まることを意味する。この問題を解決するため、研究者たちは「スマート交通システム（ITS）」への投資を勧めている。交通渋滞を緩和し、ルートを最適化し、交通の流れを改善する技術は、人々がEVをより頻繁に利用するよう促し、その減排ポテンシャルを最大限に引き出すことができる。
結論として、電気自動車は持続可能なモビリティの未来にとって不可欠なツールであるが、魔法の杖ではない。その真の効果は、より広範なエコシステムに依存している。工場での革新、クリーンな電力、賢明な設計、そして高い利用率。これらすべてが、成功する脱炭素化戦略の相互に結びついた要素である。彭、周、王の研究は、自動車産業と政策立案者に、EV革命が先進的な技術だけでなく、実質的かつ測定可能な環境的利益をもたらすことを確実にするための、明確でデータに基づいたロードマップを提供している。カーボンニュートラルへの道のりは複雑だが、正しい意思決定によって、その道は確かに歩けるものである。
彭永倫、周賓、王丙建｜北京特種設備検査検測研究院；北京製品品質監督検査研究院/国家自動車品質監督検査センター（北京）｜『Automotive Consumer Research』、2024年8月