水素ロータリーエンジン

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RX-8 水素ロータリー車

水素ロータリーエンジン（すいそロータリーエンジン）とは、マツダが開発したガソリンの代わりに水素を使った新しいロータリーエンジン。水素を燃やしても主に水が生成されるため、局所的な環境に対しては比較的悪影響を与えない。水素の製造プロセスを考慮した観点については後述する。

[編集] 特徴

ロータリーエンジンを量産している唯一のメーカーでもあるマツダが研究開発を行っている水素自動車に搭載されているエンジンである。2004年にマツダ・RX-8ベースの研究車両が公開された。このシステムと、同じ水素を使う燃料電池車との違いは、水素を直接燃やして動力を得るところである。なぜロータリーエンジンかというと、その構造から、水素を燃料とするのに改造をあまり施さなくても良いのと、レシプロエンジンと違い、水素を噴射する部屋と燃焼する部屋が異なるため、バックファイアを起こす危険性が少ないからである。なお、水素が無くなったら自動的にガソリン使用に切り替わる。現在は、一般化されていないが2005年東京モーターショーで、水素とガソリンを燃料とするロータリーエンジンを搭載した車(RX-8ハイドロジェンRE、プレマシーハイドロジェンREハイブリッド)が披露された。RX-8タイプでは、通常RX-8の約半分の出力である110馬力を実現し、プレマシータイプでは水素ロータリーエンジン＋ハイブリッドシステムとさらに環境に配慮している。ただし、プレマシーは3列目シートのスペースに水素タンクを装着しているため、二列目までしか座れない。またRX-8ではトランクに水素タンクが装着されているので、トランクは使用できない。また双方ともガソリンタンクを取り外せない理由は、水素での走行距離がガソリンと比較して極めて短く、実用的な観点からは航続性能が不十分だからである。

[編集] 今後の課題

熱効率および燃料電池車との競合の問題

燃料となる水素は、採掘によって得られる一次エネルギーとは異なり、水素源にエネルギーを与えて初めて得られる二次エネルギーである。現在、水素は天然ガスなどの改質によって工業生産されているが、前述のとおりエネルギーを消費するため、製造効率は60～70%程度にとどまっている。一方、ガソリンおよび軽油の採掘・精製・運送(中東～日本の場合)の熱効率は90%以上であり、水素ロータリーエンジン単体の燃焼効率は従来のエンジンと大差無いため、総合熱効率はガソリンエンジンやディーゼルエンジンよりも劣る。このため、水素ロータリーを含む水素内燃自動車の大量導入によって、単純に自動車用燃料を石油から水素にシフトさせても、結局はそれ以上のペースで天然ガスの消費を招き、二酸化炭素の総排出量が現状よりも増加するという見方がある。加えて、ロータリーエンジンは燃焼室の表面積が同じ排気量のレシプロエンジンに比べて大きく、熱損失が極めて大きい。これは既成のガソリンを用いるロータリーエンジンにおいても共通の課題である。燃料電池車も、石油に比べて製造効率が劣る水素を必要とするが、熱機関とは異なり燃焼過程を経ないためカルノー効率の影響を受けず、こちらは触媒を用いることによって水素の持つ化学エネルギーを比較的低温で電気エネルギーへ変換するため損失が少なく、総合効率は遥かに優れる。

インフラストラクチャー整備の問題

このシステムが実用化されるには、まずガソリンスタンドに水素を供給するタンクを設置したり、新たに水素スタンドが全国に設置される必要があるが、特定の車両のために高額な建設費を要する水素貯蔵施設を多く新たに建設するのは、2009年現在、非現実的である。また、液体水素の貯蔵・供給系には、高圧圧縮水素のそれと比較してもなお非常に大きなコストが必要である。

安全性の問題

水素は燃焼し易いためさらに安全性を高める必要がある。事故の際の高圧水素タンクの安全性も確立されていない。

航続距離の問題

航続距離は水素タンクの大きさで制限され、長距離の走行は無理である。

水素の搭載方法の問題

実用面では水素タンクの更なる小型化も必要である。安全面から水素吸蔵合金の検討もされたが、重量や発熱の問題がある。

出力の問題

同じ排気量のエンジンだと、得られる出力はガソリンを燃料としたときの　1/2程度に留まる。つまりガソリンと同じ出力が必要なら2倍の排気量を持つエンジンを製造し搭載しなければならない。当然車両側も大きくなったエンジンを搭載できることが要求される。

ロータリーエンジン固有の問題

ロータリーエンジンは、現在では日本のマツダだけが製造設備を持ち他社にはノウハウがない。また燃焼特性や熱効率といったロータリーエンジン特有の欠点も、燃料が水素となった後も付きまとうことになる。

[編集] 現状での用途

環境保護の一環で、2006年に4月21日に、広島県と広島市が公用車としてリース車両を導入した。リース料は42万円/月(うち、1/2は環境省の補助金)、水素燃料はマツダから無償提供。県・市の公務出張をメインに、環境イベント等での展示、陸上競技大会での伴走、学校での環境学習教材にも要望があれば活用されるが、おおむね好評のようであるが、航続距離の問題からイベントなどでの使用に限られることと、高額なリース料が問題であり、その後の国内の企業-自治体での採用は無い。

海外では、2008年10月15日にノルウェーの国家プロジェクトであるHyNor(ハイノール)と共同で、公道試験を実施すると発表した。導入される車両はRX-8ハイドロジェンREで、2009年度から30台をリース販売する予定とされている。

[編集] その他

HR-X

小樽市総合博物館に試作車HR－Xが展示されている。

[編集] 関連項目

• 水素自動車
• 液体水素
• 燃料電池
• 水素燃料