環境のためディーゼルかガソリンか: 実際の排出ガス比較

ディーゼルかガソリンかという問いには唯一の正解はなく、どちらのエンジンがよりクリーンかは車の年式、フィルター、走行場所によって変わります.
ディーゼルかガソリンかという問いには唯一の正解はなく、どちらのエンジンがよりクリーンかは車の年式、フィルター、走行場所によって変わります.

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環境の観点から見ると、この問題には単一の正解が存在しません: 現代のガソリン車はCO2の面でディーゼルと同等かそれ以下の値を生み出せる一方、ディーゼルエンジンはNOxや粒子状物質の排出で明らかに劣っています. どちらがクリーンかは、車の年式、使用しているフィルター、そして車をどこで運転するかによって変わります.

注目ポイント

  • 実際の路上テストでは、Euro 6ディーゼルは148-163 g/kmのCO2を排出しました. 類似のガソリンモデルは140-157 g/kmで、あらゆる条件において同等かそれ以下でした.
  • 実際の使用では、ディーゼルはガソリンに比べて約4.5倍のNOxを排出します: 20.0 mg/kmに対して89.1 mg/km.
  • 1リットルのディーゼル燃料は、同量のガソリンよりも約13%多くのCO2を排出します.
  • Euro 7の第1段階は2026年11月29日から新しい乗用車およびバンモデルに適用されます.
  • フィルター付きの新型ディーゼルは、黒炭素(スス)の点ではガソリンよりクリーンです. しかし古いディーゼルは、市街地走行では依然として最も汚染の多い選択肢です.

ディーゼルとガソリン、どちらが汚染が少ないか: 比較の実際の姿

長年、定説とされていたのはこうです: ディーゼルは燃料消費が少なく、そのためCO2の排出も少なく、環境にはガソリンより良い. この論理の連鎖は一見すると筋が通っているように見えます. しかし現代のテストデータは、この連鎖のすべての環を一つずつ検証することを求めています. 内燃機関の環境への影響は、単一の指標では測れません. CO2、NOx、粒子状物質は3つの異なる軸で評価され、これらの軸において2つの燃料の立ち位置はまったく異なります.

CO2は気候変動の問題として、NOxと粒子状物質は公衆衛生の問題として現れます. 車を選ぶ際にどの軸が自分にとって重要かを判断することは、使用シナリオそのものに直結します. そのため、以下の比較をまず数値で、次にシナリオで検証していきます.

評価基準ディーゼルガソリン
型式認証CO2値 (NEDC、比較対象モデル)117 g/km113 g/km
実走行CO2 (PEMS範囲)148-163 g/km140-157 g/km
実使用時NOx89.1 mg/km20.0 mg/km
燃料あたりのCO2約13%高い基準値
典型的なエンジン効率約32%約24%
NOx処理SCR/AdBlueが必要三元触媒コンバーター
粒子状物質 (フィルター付き modern車両)黒炭素が少ないGPFによって低減
適した使用方法長距離、重積載市街地、短距離

CO2に関する定説はなぜ見直されるべきか: 同一モデルの2つの燃料

最も説明的なテストは、同じ自動車のディーゼル版とガソリン版を比較した研究です: Cセグメントのこの2つのバージョンは、同じプラットフォーム、類似の重量、類似の空力特性を共有しています. 唯一の重要な変数はエンジンと燃料です. 型式認証書類では、ディーゼルの117 g/kmという値は、ガソリンの113 g/kmという値よりすでに高いものでした. 実験室での測定では、ガソリンが109 g/km(型式認証の4%下)まで下がったのに対し、ディーゼルは124 g/km(6%上)まで上がりました. より現実的なWLTPサイクルでは、状況は同じままでした: ディーゼルが139 g/km、ガソリンが126 g/km.

この比較を決定づけるのは、実際の道路上で測定された値です. 可搬型排出ガス測定システムによる走行テストでは、ディーゼルは148～163 g/kmのCO2を排出したのに対し、ガソリン車は140～157 g/kmの範囲にとどまりました. つまり、ガソリン版はあらゆる条件で同等またはそれ以下のCO2しか排出していないのです. その技術的な理由は二層構造になっています. 第一に、ディーゼル燃料はその化学的性質上、1リットルあたりにより多くの炭素を含んでいます. 同じ体積を燃焼させた場合、ディーゼルはガソリンより約13%多くのCO2を放出します. ディーゼルの利点は、1キロメートルあたりの少ない燃料消費量である程度相殺されますが、 現代のガソリンエンジンはこの差を大部分で埋めてしまいました. 第二に、ディーゼル車のNOx対策用後処理システムは追加の重量と追加の燃料消費をもたらし、主張されていたCO2の優位性をさらに蝕んでいます. さらに、テストされたディーゼル車の定価はガソリン車より約3,400ユーロ高かったのです. 環境面の利点という主張が弱まるなか、コスト差も勘定に入れると、バランスが問われ始めました.

燃費の観点では、ディーゼルエンジンは敗者ではありません. 典型的な熱効率は約32%で、ガソリンの約24%を上回ります. しかし、より高い温度でより効率的に燃焼するこのプロセスには、必然の代償があります. それは、より多くのNOxの生成です. 効率と汚染物質の排出は、同じパラシュートで開きます.

NOxと粒子状物質: ディーゼルの本当の弱点

NOxは、窒素酸化物の総称です. 太陽光の下で地表レベルのオゾンを生成する主要な前駆物質であり、 NO2は心臓や肺の疾患を悪化させる可能性のある汚染物質です. そのため、都市中心部ではNOx排出量は、CO2よりもはるかに緊急の公衆衛生上の課題となっています. 歴史的な背景を示すと、欧州環境庁は2011年について、EU内でオゾン由来の約16,000件、微小粒子由来の430,000件の早期死亡を数えています. 当時、道路運輸車両は欧州のNOx排出量の41%の責任を負っていました. これらの数値は2011～2015年の期間のものであり、今日の車両 fleet をそのまま反映するものではありませんが、問題の規模を示しています.

最新の実使用測定値は、この状況を明確に描き出しています. ガソリン車は1キロメートルあたり平均20.0 mgのNOxを排出するのに対し、ディーゼル車は89.1 mgのレベルにとどまっています. 差は4倍以上です. ガソリンエンジンがこれを達成できる理由は、技術的には単純です. 三元触媒コンバーターが、排気ガス中のNOx、CO、炭化水素を単一のユニットで高効率に浄化するのです. 一方ディーゼルでは、酸素過剰のリーン混合気で運転するため、三元コンバーターの動作原理には適していません. NOxを低減できるのは、追加システムを備え、エンジンが温まっている状態でのみ、しかも高価な後処理技術によってのみなのです. Euro 6ディーゼルでは、このシステムが高速走行速度でも限られた効率しか発揮できないため、ディーゼルのNOx係数は特に高速道路使用においてガソリン車を大きく上回ります.

粒子状物質の面では、過去10年で状況は逆転しました. PM2.5クラス、つまり2.5ミクロン未満の微粒子は、肺の膜を通って血流に入り込めるほど小さなものです. カーボン含有粒子のブラックカーボン成分は、強い加熱効果も持っています. 何十年ものあいだディーゼルは、ポスト京都の気候政策のもとで、よりクリーンな代替手段として提示されてきました. しかし大気質の測定によってディーゼル粒子の健康への影響が明らかになると、多くの地方自治体はディーゼル車を都市中心部から制限し始めました. 興味深いのは、フィルターを装着した新型ディーゼルがこの分野で優位に立ったことです. 2017年に発表された科学的研究は、粒子フィルター付きの近代的ディーゼルがガソリン車よりも少ないカーボン含有粒子を排出することを示しました. 北米と欧州でのDPF義務化により、ディーゼル粒子汚染は明確に減少しました. つまり粒子問題を決定づけるのは燃料の種類よりも、車両の年式とフィルター装備になっているのです.

フィルターの時代: DPFとGPFはどうバランスを変えたのか

Modern filtreler dizeli temizlese de kısa şehir yolculukları onları tıkıyor; çevre yarışında asıl belirleyici filtre değil, kullanım biçimi.

ディーゼル粒子フィルター(DPF)は、排気ガス中のススを捕らえる多孔質のセラミックユニットです. 捕らえられたススは、フィルターが高温に達すると燃焼させて除去されます. このプロセスは再生(リジェネレーション)と呼ばれます. ガソリン側では、筒内直接噴射エンジンが発生させる微粒子を捕らえるために、ガソリン粒子フィルター(GPF)が開発されました. 両フィルターの動作原理は似ています. 粒子を物理的に捕らえ、適切な温度で燃焼させて除去するのです.

DPFの最大の弱点は、再生に必要な温度です. エンジンが長時間最適な作動温度に達しないと、フィルターはススを燃焼させる能力を超えて急速に蓄積し、詰まってしまいます. 詰まりのリスクを高める主な条件は次のとおりです.

  • 短距離走行の頻繁な繰り返し、エンジンがまったく温まらないこと
  • 渋滞による頻繁な停車と発進、そして常に低回転での走行
  • EGRバルブやインジェクターの故障
  • 誤ったタイプのエンジンオイルの使用

詰まったDPFは排気の流れを制限します. その結果、パワーロス、過剰な煙、完了しない再生試行、始動困難が起こります. これこそ、市街地走行がなぜディーゼルにとって問題なのかのメカニズム的な要約です. 短距離走行はまた、燃料のオイルへの希釈、インジェクターへのカーボン堆積、ターボの摩耗への下地にもなります.

GPF側のバランスはより穏やかです. 受動再生で機能し、つまり排気温度が通常の走行中に十分である限り自己洗浄します. ただし、常に低温のサイクルが続く場合は能動的な支援を必要とすることがあります. GPFの追加の背圧は効率をわずかに低下させ、燃料消費を増加させる可能性があります. 両燃料タイプにおいて、フィルターの時代は純粋な燃料比較を無効にするほどバランスを変えています. 今日の問いはもはや単なるディーゼルかガソリンかではなく、どのフィルターがどの使用パターンで実際に機能するのかということです.

AdBlueとSCR: ディーゼルのNOx問題は解決に向かうのか

ディーゼルのNOx問題に対する主な答えが、選択触媒還元(SCR)システムです. このシステムは、排気系において触媒の直前にAdBlueと呼ばれる溶液を噴射します. AdBlueは重量比で32.5%の尿素と67.5%の純水で構成されています. 高温の排気ガス中で分解されてアンモニアを生成し、アンモニアが触媒内でNOxを無害な窒素と水に変換します. SCRが正常に機能すると、NOx排出量を最大90%、COと炭化水素を50~90%、粒子状物質を30~50%削減できます.

この数字は印象的ですが、その計算には2つのコストが伴います. 第一に、AdBlueは別の消耗品であり、システムは追加の重量をもたらします. 第二に、より重要な点として、SCR触媒は一定の温度を下回ると効率よく作動しません. 短い走行ではエンジンが冷えたままになるため、システムは設計された効率に到達できません. つまり、ディーゼルがすでに問題視されるまさに市街地条件下で、浄化性能は最も弱い状態になります. ディーゼルのCO2と実用上の優位性を損なうのはこの悪循環です. NOxを浄化するために追加された装備が燃料消費を増やし、低温ではその効果を失います. また、Euro 6ではディーゼル燃料の硫黄分が0.001%未満に抑えられており、これは浄化システムの作動に不可欠です.

使用シナリオが決め手になります. 市街地中心か、長距離か

これらの数字を実際の決断に変える際、必要なのはたった一つの質問です. 車をどこで、何キロ走らせていますか?

主に市街地と短距離の走行が中心なら: ガソリン車

人口密集地ではNOxと粒子状物質の排出が公衆衛生に与える影響が最も強く感じられます. まさにこの条件下でディーゼルの排出特性は最も悪化し、DPFの詰まりリスクも最も高くなります. 冷えたエンジンでの短距離走行は、SCRシステムも機能しなくなる領域です. 市街地中心の使用には、排出面でも機械的耐久性の面でも、ガソリン車が一貫した選択肢となります.

長距離高速走行や重い積載には: ディーゼルの正当な領域

高く一定の速度では、エンジンは継続的に高温で作動します. この場合、DPFの再生は容易に完了し、SCR触媒は設計効率に近づき、ディーゼルのトルク優位性が重積載時に顕著になります. 長距離と高い年間走行距離を兼ね備えた使用では、フィルター装備が正常に作動する現代のディーゼルは、依然として妥当な選択肢です.

車齢もこの見通しに組み込むべきです. フィルター付きの新しいディーゼルは粒子状物質の面でガソリン車よりきれいな場合もありますが、古いディーゼルは市街地使用において明らかに汚い状態が続きます. 同様に、低排出ゾーンの施策は古いディーゼルを事実上市中心部から排除しつつあります. 地域の規制は、CO2の数値とは独立して購入の決断に影響を与える可能性があります.

Euro 6からEuro 7へ: 基準が比較をどう変えたか

2014年に施行されたEuro 6は、新型車のNOxと粒子状物質の限界値を大幅に引き下げ、直噴ガソリン車にもディーゼルと同等の粒子数限界値を課しました. この条件は、基準施行から3年後に義務化されました. つまりガソリン車側もDPFに相当する装置を装着する必要があり、これこそがGPF普及の制度的な理由です.

次はEuro 7です. 新型light-dutyモデル向けの第一段階は2026年11月29日に発効するこの基準は、ガソリン車、ディーゼル車、ハイブリッド車、電気自動車のすべてを対象とし、実走行条件下での性能により大きな重みを置いています. Euro 7の特徴的な点は、ブレーキやタイヤの摩耗から生じる排出ガス以外の排出物も規制の対象に含めたことです. 大型車両については、その後の段階が続きます. つまり、基準はもはや排気管だけを測っているのではありません. 車両が周囲と接触するあらゆる表面を測定しようとしているのです.

市場はこの変化を自らのペースで見守っています. EUでは新規ディーゼル車登録のシェアは、2011年の55%というピークから2017年には44%に低下していました. 2016年時点でも、世界のディーゼル乗用車販売の60%以上が依然としてEUにありました. ディーゼルの市場シェアが後退する中で、技術的な状況は明確になっています. modernでフィルター付き、SCR装備のディーゼル車は、長距離走行プロファイルにおいてのみ有意義です. 市街地での使用では、データはガソリン車を指し示しています. 環境にとって唯一の燃料の答えは存在しません. 正しい問いは、あなた自身の走行パターンにおいてどの排出物がより重くのしかかるかということです.

参考資料