内燃機関の環境的代償と今後20年

内燃機関自動車の環境的代償はマフラーで終わりません.生産ラインから燃料精製所、走行した150,000キロメートルからスクラップ置き場に至るまで、鎖全体の総和です.ライフサイクル評価と呼ばれるこの包括的な視点によれば、標準的なCセグメントのガソリン車はその寿命の間におよそ 24トンのCO₂e を排出し、そのうちのわずか3分の2が燃料燃焼によるものです.残りは工場、精製所、サプライチェーンで発生します.本記事ではこの鎖を一つずつ解き明かし、Euro 7と2035年目標がこのエンジンに割り当てた役割を検証し、電動化の時代における内燃機関の現実的な位置づけをデータをもとに考察します.

ライフサイクル排出量とは何か、なぜマフラーだけに限られないのか?

ライフサイクル排出量とは、自動車の製造、使用、廃棄の各段階で発生する温室効果ガスの総量のことです.この定義には、マフラーから出る分子だけでなく、製造、車の最初の販売店への輸送、液体燃料の精製と輸送、さらに電気自動車であれば充電用電力の発電までもが含まれます.マフラーだけを見て自動車の環境への影響を評価することは、建物の暖房費の請求書だけを見てエネルギー性能を判断するのと同じであり、実際の状況ははるかに幅広いものです.

この包括的な計算は、よくある反論も論破します.「電気自動車の排出量はマフラー以外の源に転嫁される」という主張は頻繁に聞かれますが、実際には製造時の排出超過は、使用期間を通じて得られる利点に比べれば二次的な項目にとどまります.製造は自動車のライフサイクル排出量全体の 20〜30%を 占め、主な項目は鋼材、アルミニウム、プラスチック、バッテリーの製造です.この割合は内燃機関車とバッテリー車の両方に当てはまり、変わるのは項目の重みです.

オーブンから出てきたカーボン:製造段階

Cセグメントのガソリン車の製造時埋没カーボンはおよそ 5.6 tCO₂e で、そのうち約4分の3は車体(業界でグライダーと呼ばれるシャシー・キャビン一体ユニット)の鋼材によるものです.同じサイズのハイブリッド車ではこの数値は6.5トン、プラグインハイブリッドでは6.7トンに達します.バッテリー式電気自動車では8.8トンに達し、全体のカーボンフットプリントの 46%を 占めます.つまりバッテリー車は、走行を一切始める前に、総カーボン負荷の半分近くを背負った状態で工場を出ていくのです.これは車を免罪するものではなく、どこで計算されるべきかを明確にするだけです.

150,000キロメートルの収支

生産段階での上乗せ分は、使用段階での優位性によってどう埋め合わせられるのか? ライフサイクル表の全体は次のとおりです: ガソリン車24トン(生産が23%)、ハイブリッド21トン(31%)、プラグインハイブリッド19トン(35%)、バッテリー電気自動車19トン(46%).ハイブリッドとプラグインハイブリッドの生産段階での排出量はガソリン車より多いです.なぜなら2つ目の駆動系システムとバッテリーが追加されるからですが、その代わりに燃料消費の減少が合計を押し下げています.ディーゼルも興味深い均衡の例です.同じ寿命走行距離でガソリン車とほぼ同じ総排出量になります.なぜなら燃料効率の優位性が高い生産時の排出量によって相殺されるからです.

もう一つの比較は、 20万マイル (約32万km)の寿命に基づいて行われています: 燃焼サイクルはこの期間に48トンの温室効果ガスを追加し、内燃機関車の合計を電気自動車と比べて 41%高い 水準に引き上げます.グローバルな規模でも状況は似ています.2021年に登録されたバッテリー電気自動車の乗用車のライフサイクル排出量は 66～69%低くなっています.

1kmあたり何グラムか: ICEとEV比較の最新状況

ライフサイクル排出量を1kmあたりに換算すると、EUの最新の電力ミックスで充電される中級バッテリー電気自動車は 63 g CO2e/km を排出します.同クラスのガソリン車は 235 g、ディーゼルは 234 gです.その差は 73%で、電力が完全に再生可能エネルギーから生み出されればこの差は 78%まで 広がります.中間データも同じ方向を示しています.CNG車はガソリン車より13%、ハイブリッドは20%、プラグインハイブリッドは30%、天然ガス由来の水素車は26%低い排出量で走行しており、再生可能水素を使えばこの割合は79%に達します.

この表を読む際には、2つの方法論上の注意点が重要です.第一に、EVが「充電場所を問わず」ガソリン車の同等車より少ない排出量しか生み出さないということは、米国環境保護庁とMITの両方の評価において共通の結論として示されています.第二に、比較を歪める古典的な誤りは、電力網の脱炭素化傾向を無視し、テスト時の消費量と実世界での消費量の差を考慮しないことです.この見落としにより、ガソリン車、ディーゼル車、ハイブリッド車がバッテリー電気自動車と比べて不当に有利に見えてしまいます.実際、2021年には同じ計算方法でBEVの優位性は24%と予測されていましたが、電力網のクリーン化により、この割合は今日73%まで広がっています.つまり、この差は静的な数字ではなく、時間とともに広がる差なのです.

排出制御システム: 排気ガスを浄化するエンジニアリングチェーン

内燃機関の環境的代償を議論する際には、車両内部の浄化チェーンを知っておく必要があります.Euro規制はこのチェーンに基づいており、チェーンの一部に不具合が生じれば、排出量と車検結果の両方に悪影響が出るからです.

触媒コンバーター

触媒コンバーターは、排気ガス中の一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物をより害の少ない化合物に変換する、排気系に取り付けられた化学反応装置です.米国環境保護庁(EPA)が定める主要な排出ガス制御部品の一つとされており、故障した場合には測定可能な結果が現れます.車検で最も一般的な触媒コンバーター起因の不合格は、過剰な炭化水素、一酸化炭素またはNOxレベル、そしてコンバーターの効率に関するエラーコードです.もちろん、不合格の原因が常にコンバーターであるとは限りません.燃料キャップの不良、汚れたエアフィルター、摩耗したスパークプラグ、酸素センサーの故障、点灯した警告灯も、検査を不合格にしうる典型的な原因です.

DPF:ディーゼル微粒子除去フィルター

ディーゼル微粒子除去フィルター(DPF)は、排気システムを通過するすすと粒子状物質を物理的に捕集する多孔質セラミックユニットです.名前の通りフィルターであるため、時間とともに詰まっていきます.詰まりの主な原因は、フィルターに蓄積したすすを燃焼させる再生サイクルを完了できるほど高温で長時間の使用プロファイルがないことです.短距離走行や頻繁な停車・発進を繰り返す使用では、これらのサイクルが中断され、フィルターが詰まります.DPFはSCRとともに多段階システムの一部として機能します.DPFは粒子状物質を、SCRは窒素酸化物を対象とします.

SCRとAdBlue

SCR(選択触媒還元)は、NOx排出量を削減するために開発されたシステムです.動作原理はシンプルです.AdBlueとして知られる(商標名はDEFの)尿素ベースの液体が排気ガスに噴射され、触媒反応によって窒素酸化物を無害な成分である窒素と水に変換します.DPFとSCRの連携動作は、現代のディーゼルがEuro 6以上の基準を満たすための実際の代償です.この代償はコストとしてだけでなく、メンテナンスや故障のパターンとしてもドライバーの日常生活に影響を及ぼします.

Euro 7は何を変えるのか?

Euro 7基準は2024年に承認され、 2026年に発効しました.乗用車と小型商用車への適用は2026年11月から始まり、大型商用車とバスのスケジュールは2028年5月を指しています.この基準の最も注目すべき新点は、制御対象を排気管の外にまで広げたことです.ブレーキ摩耗とタイヤ摩耗から発生する粒子状物質の排出に初めて限度が設けられました.これは工学的に理にかなった飛躍です.排気フィルターが成熟するにつれ、走行時汚染に占めるブレーキとタイヤのダストの割合が増えていくためであり、基準も汚染の真の発生源を追跡しているのです.

2番目の重要な項目は耐久性です.Euro 7は車両のカテゴリーに応じて、 最大200,000 kmまたは10年間にわたり 排出基準への適合を義務付けるとともに、バッテリー耐久性の要件も含まれています.意味は明確です.「新車時はクリーン」な車両だけではもはや十分ではなく、寿命を通じてクリーンであり続けるよう設計されなければなりません.このスケジュールに向けて車両群を準備しつつある事業者にとっては、排出システムの長期的な堅牢性をメンテナンス戦略の中心に据えることを意味します.

都市部の規制と2035年目標:エンジンはいかに押しやられるのか?

規制の圧力は車両の製造基準からだけ来ているわけではありません.都市もそれぞれの規模で同じ方向へ圧力をかけています. 2026年時点で300以上の欧州都市が ディーゼル車を制限しており、ユーロ4~6のディーゼルはパリ、ロンドン、ベルリン、マドリードなどの大都市で禁止され、罰金は 68ユーロから 始まります.デンマークでは、コペンハーゲン、フレデリクスベア、オールボー、オーデンセ、オーフスが2023年10月以降、低排出ゾーン(LEZ)を実施しています.さらに一歩進んで、欧州の都市では3つの(部分的な)ゼロエミッションゾーン(ZEZ)がすでに施行されており、大陸のすべてのLEZ/ZEZゾーンは国別に地図化できる状況です.

締め出すのではなく狭めていく主な規則が、EUの2035年目標です.2035年以降、自動車メーカーは排気ガス排出量を 90%削減する 目標に適合することが義務付けられ、EUでは新型ガソリン車およびディーゼル車の販売が終了します.状況の一部はEUだけではありません.2035年に新型ガソリン車およびディーゼル車の販売を終了する予定の者の中には、EUのほかに他の国々や 12の米国の州 があります.内燃機関にとってこれは、一足飛びに禁止されることではなく、毎年狭まっていく市場の中で生きていくことを意味します.

ハイブリッドとe-燃料:内燃機関の現実的な未来

2035年以降のシナリオで2つのテーマが際立っています.ハイブリッド技術と合成燃料です.どちらも内燃機関に、間接的な形で、短期または長期のリース契約を提供しています.

ハイブリッド:過渡期の手段か、長期的な解決策か?

ある見解によれば、ハイブリッドシステムは車両のCO₂排出量を削減する最も迅速な手段であり、ライフサイクルベースで評価すると有利で、2026年付の白書はハイブリッド技術をサプライチェーンと電力網の準備という文脈で「将来にわたって耐性のある」バランスのアプローチとして位置づけている.これに対しICCTのデータはより冷徹な姿を描いている:ハイブリッドの20%、プラグインハイブリッドの30%という排出削減は、バッテリーEVの73%という削減と比べれば3倍高い排出を意味し、ICE/HEV/PHEVの新規登録を2035年までに段階的に廃止することがEUの気候目標と整合しているように見える.さらに、先進バイオ燃料を楽観的な割合で混合に加えたとしても、内燃機関車両のライフサイクル排出量を 0.5~0.6% (ディーゼルで3%)しか下げられず、気候の傾向を変えることはない.実践的な解釈:ハイブリッドは、電力網とサプライチェーンが整うまでの間に獲得した時間であり、永続的な目標ではない.

e-フューエル:合成燃料の希望と非効率の問題

合成燃料(e-フューエル)は、再生可能電力で二酸化炭素を回収し液体燃料に変換することで生産され、理論上は CO₂ 100%ニュートラルであり、既存の内燃機関を大きく変更することなく使用できる.そのため、エンジンが2035年以降も生き残れる道として見なされ、ドイツでは2035年以降もe-フューエル車の販売を認める方向で活発なロビー活動と議論が行われた.反対側の議論はエネルギーチェーンの長さに基づいている:電力から燃料へ、燃料から車輪へ至る変換過程は非効率で、e-フューエルが自動車にとってヨーロッパで適した解決策ではないと疑問を呈する分析は、この非効率性を中心に据えている.ICCTの評価も慎重だ:e-フューエル車は理論上BEVに匹敵する低いライフサイクル排出量を達成できるものの、道路交通分野向けのe-フューエル供給の将来は不確実で、コストは高く留まると予想される.要するに:e-フューエルの扉は完全に閉じたわけではないが、現在のデータでは誰に鍵が約束されたわけでもない.

最後の議論は現行の車両保有に関するもの:Science誌の研究を引用した見解によれば、内燃機関車を早期に引退させて電気自動車に置き換える方が、より大きな気候上の利益をもたらす可能性がある.この議論に对立するのは生産時のカーボンという現実だ;早期廃車の決定はそれぞれ、廃車にされる車両の回収された残存寿命と新車の生産カーボンを合わせて計算して下されるべき、バランスの問題である.

エンジニアの要約:何が変わり、何が変わらないのか?

数字を並べると表は明確になる:内燃機関は過去20年で触媒コンバーター、DPF、SCRといったシステムにより排気をほぼ驚くべきレベルまでクリーンにしたが、総合的な環境負荷は依然として電動の代替案の3~4倍である.Euro 7規制はブレーキとタイヤの粉塵に管理対象を移すことで排気ガス中心の時代に幕を下ろさせ、都市での走行禁止は使用範囲を狭め、2035年目標は販売終了を暦に結びつけている.ハイブリッドやe-フューエルはエンジンに短期的な仕事の機会を与えるものの、現在のデータをもってすれば、永続的な未来への願望ではなく、測定可能な削減曲線を持つ過渡期の手段として位置づけられている.内燃機関は消滅しない - 重い貨物、特殊用途、既存の車両群が当面はそれを必要とする - しかし乗用車における中心的な役割は、測定され暦に結びつけられたプロセスを経て終焉に近づいている.

参考資料

• EUにおける乗用車のライフサイクル温室効果ガス排出量: 2025年更新版 (ICCT)
• 自動車のライフサイクル排出量 (LowCVP/Ricardo)
• ライフサイクル排出量 (Green Vehicle Guide、オーストラリア政府)
• 車両排出ガスとバッテリー耐久性 (Euro 7) - EUR-Lex
• Euro 7排出ガス規制: 事業への影響とタイムライン (Geotab)
• 乗用車と小型商用車 - 気候変動対策 (欧州委員会)
• 電気自動車に関する誤解 (US EPA)
• 電気自動車はガソリン車より確実に気候に優しいのか? (MIT Climate)
• 電気自動車と内燃機関車のライフサイクル炭素排出量 (Transportation Energy)
• DPFとSCRシステムの理解 (DENSO)
• 触媒コンバーターの不具合はスモッグ検査で不合格になるか? (HotExhaust)
• e-フューエル: 道はどこへ向かうのか (Kearney)
• なぜ合成燃料は欧州の自動車にとって解決策ではないのか (Carbone 4)
• 欧州における低排出・ゼロ排出ゾーンの発展傾向 (Clean Cities Campaign)
• 輸送における多様性: なぜ複数の駆動システムの組み合わせなのか (ScienceDirect)