スライド(日本語) - 一般財団法人 日本エネルギー経済研究所

IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
2012年3月29日（木）
第2回 自動車とエネルギーに関するワークショップ
経団連会館
自動車部門における将来技術および
統合対策を考慮したCO2排出量推計
金成 修一
（財）日本自動車研究所
末広 茂
（財）日本エネルギー経済研究所
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
目次
１．はじめに
２．CEAMAT※モデル概要（モデル構成，分析範囲）
３．CEAMAT入力データ（道路運輸需要，自動車技術）
４．シナリオ分析結果（台数，燃費，CO2排出量）
4.1 乗用車
4.2 トラック・バス
4.3 自動車部門全体
５．統合対策によるCO2削減効果の推計
６．おわりに
※CEAMAT：自動車部門における長期エネルギ分析モデル
2
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
目次
１．はじめに
２．CEAMATモデル概要（モデル構成，分析範囲）
３．CEAMAT入力データ（道路運輸需要，自動車技術）
４．シナリオ分析結果（台数，燃費，CO2排出量）
4.1 乗用車
4.2 トラック・バス
4.3 自動車部門全体
５．統合対策によるCO2削減効果の推計
６．おわりに
3
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はじめに
背景
エネルギ制約，地球環境制約の高まり
省エネ，燃料の多様化，CO2排出削減が必須
自動車分野では技術戦略の評価手法の確立が不十分
 燃費改善技術の費用対効果や実現性
 乗用車のみといった分析対象が限定的
目的
日本の自動車部門における将来自動車技術および統合的対策
を考慮したCO2削減効果を推計し，自動車長期シナリオを構築
する．
1. 将来技術の費用対効果分析ツールの確立
2. 自動車関連データベースの構築
3. シナリオ分析の実施
4. 統合対策によるCO2削減効果の推計
4
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目次
１．はじめに
２．CEAMATモデル概要（モデル構成，分析範囲）
３．CEAMAT入力データ（道路運輸需要，自動車技術）
４．シナリオ分析結果（台数，燃費，CO2排出量）
4.1 乗用車
4.2 トラック・バス
4.3 自動車部門全体
５．統合対策によるCO2削減効果の推計
６．おわりに
5
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CEAMATとは
CEAMAT（Cost and Effectiveness Assessment Model for Automobile
Technologies）は自動車部門に関する長期エネルギ分析モデル
全世界，全セクターの長期エネルギ分析モデルIEEJ2050モデルとリンク
IEEJ2050モデル（全世界を対象）
経済・エネルギ・自動車台数予測
• 世界の人口予測
• 各国経済（GDP）予測
•セクター別のエネルギ消費量
• 最終1次エネルギ消費量予測
• エネルギ価格の将来推計
• 世界の自動車の需要動向予測
• 新車販売・保有台数予測
CEAMAT（日本を対象）
将来の技術別燃費・台数予測
自動車燃料需要予測
• 石油燃料（ｶﾞｿﾘﾝ・軽油）
• バイオ燃料
• 電気
•水素
• 天然ガス・LPG
• 合成燃料 その他
• ガソリン車・ディーゼル車
•バイオ燃料混合
• HEV・PHEV・EV
• 燃料電池車（FCV）
• ガス車（NGV・LPG）
• その他
統合対策効果
•交通流改善ポテンシャル
• エコドライブポテンシャル
社会的負荷
●ＧＨＧ排出量
●車両価格・燃料価格など
●社会コスト（インフラ、税金など）
アウトプット
エネルギ消費量
CO2排出量
シナリオ検討
6
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分析対象（車種，クラス）
日本の市場を対象とした車種区分
乗用車
トラック
バス
普通車
大型車
大型車
(2000cc以上)
(GVW8t以上)
(GVW8t以上)
小型車
中型車
小型車
(2000cc未満)
(GVW3.5t以上)
(GVW8t未満)
軽自動車
小型車
(660cc未満)
(GVW3.5t未満)
―
乗用車
軽自動車
(660cc未満)
トラック
―
―
バス
7
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分析対象（技術区分）
略称
技術名
燃料パス
GICEV
ガソリン自動車
GICEHEV
DICEV
DICEHEV
HICEV
ガソリンハイブリッド自動車
ディーゼル自動車
ディーゼルハイブリッド自動車
水素自動車
ガソリン/
エタノール
HICEHEV
水素ハイブリッド自動車
水素/
ガソリン
CNGV
DMEV
LPGV
天然ガス自動車
DME自動車
LPG自動車
CNG
DME
LPG
EV
HFCV
電気自動車
水素燃料電池車
電気
水素
GICEPHEV
ガソリンプラグインハイブリッド自動車
ガソリン/電気
DICEPHEV
ディーゼルプラグインハイブリッド自動車
軽油/電気
HFCPHEV
水素燃料電池プラグインハイブリッド自動車
水素/電気
軽油/
BDF
EV
（電気自動車）
GICEV（ｴﾀﾉｰﾙ燃料車） GICEHEV（ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ車）
CNGV（天然ガス自動車）
DICEV（ﾃﾞｨｰｾﾞﾙ車）
HICEV（水素自動車）
GICEPHEV
（ﾌﾟﾗｸﾞｲﾝ・ﾊｲﾌﾞﾘｯﾄﾞ車）
HFCV（燃料電池自動車） 8
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計算構造
燃費推計モデル
基準車両重量
ICE-HEV燃費
改善率
エンジン出力
車両価格推計モデル
エンジン重量
基準車両価格
タンク重量
車両重量
ICE燃費推計式
ICE系燃費改善費用
ICE燃費
バッテリ価格
エンジン価格
モータ重量
車両価格
充電器効率
FCシステム価格
タンク価格
バッテリ重量
EV燃費推計式(DC)
FCシステム重量
バッテリ効率
モータ価格
EV燃費(AC)
プラグイン設備価格
排ガス後処理
価格
FC燃費
ＦＣシステム効率
燃費
保有年数
燃料価格
燃両価格
年間燃料費
年間走行距離
車両価格
自動車関連税
保有期間総費用
ラインナップ数
技術選択推計式
年間販売台数
技術別販売台数
技術別販売台数推計モデル
9
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技術選択確率と走行距離の関係（ガソリン車，HEVの事例）
技術選択確率（Pr）は走行距離帯毎に保有期間総費用（車両価格，燃料費など
の合計）とラインナップ数をパラメータとした多項式ロジットモデルにて推計
1
k
 exp( 0  CTk )
Prk 
1
k 'K M k '  exp( 0  CTk ' )
M
k：技術区分，
K：技術区分の集合，
CTk：保有期間総費用，
Mk：ラインナップ数，
θ0，θ 1：パラメータ
(小型乗用車：θ 0=-6.46，θ 1=0.94)
100%
技術選択確率
80%
60%
40%
GICEHEV
GICEV
20%
0%
走行距離帯
10
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目次
１．はじめに
２．CEAMATモデル概要（モデル構成，分析範囲）
３．CEAMAT入力データ（道路運輸需要，自動車技術）
４．シナリオ分析結果（台数，燃費，CO2排出量）
4.1 乗用車
4.2 トラック・バス
4.3 自動車部門全体
５．統合対策によるCO2削減効果の推計
６．おわりに
11
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
800
600
500
400
乗用車
300
バス
200
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
40
乗用車
30
トラック
20
バス
0
2005
2050
年次
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
年次
10
燃料価格
350
300
250
200
トラック
150
100
貨物需要
（貨物車）
50
0
2005
50
10
100
0
2005
保有台数
60
保有台数（100万台）
700
400
年間輸送量（10億トンkm）
70
旅客需要
（乗用車，バス）
2010
2015
2020
2025
2030
年次
2035
2040
2045
2050
燃料価格（税込み：円/MJ）
年間総走行距離（VMT： 10億人km）
IEEJ2050モデルによる運輸需要および燃料価格シナリオ
8
ガソリン
6
軽油
4
CNG
電気
2
圧縮水素
0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
年次
12
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
ICE系燃費改善技術の効果と費用
基準車両：2000年の平均的な車両（乗用車は2000年 4AT車）
燃費改善技術を組み合わせ，費用対効果が優れたものを抽出
抽出結果より近似曲線を算出
小型 大型
乗用車 トラック
ガソリン直噴（ストイキ燃焼） ○
ガソリンHCCI
○
カム位相制御
○
エンジンダウンサイジング
○
○
大量EGR
○
○
フリクション低減
○
○
エンジン
燃焼室改善
○
○
その他正常進化
○
○
ターボコンパウンド
○
可変圧縮比
○
可変バルブタイミング
○
○
2ステージターボ
○
後処理装置
○
CVT
○
5AT
○
6AT
○
ミッション多段化
○
トランス
ミッション
デフ高ギア比化
○
最高段直結化
○
デュアルクラッチ
○
AMT
○
○
電動パワーステアリング
○
オルタネーター改良
○
補機
電動アクセサリー
○
電動補機
○
燃費改善技術
25
費用曲線
（乗用車）
追加費用（万円）
20
15
普通
10
小型
軽
5
0
0%
10%
20%
30%
40%
50%
燃費改善率（%）
140
費用曲線
（トラック）
120
追加費用 （万円）
大分類
100
大型
中型
80
小型
60
軽
40
20
0
0%
5%
10%
15%
燃費改善率（%）
20%
25%
30%
13
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
EV・HFCV系要素技術の将来シナリオ
バッテリおよびFCシステムの単位容量あたりの重量と価格は，各種文献値，ヒアリング
結果を参考に設定
将来シナリオは技術進化および大量普及効果を考慮
大型車の方がFCシステム，バッテリシステムに付随するアクセサリなどが大きくなるた
め，ベース価格が高めになることを反映
70
8
6
乗用車
トラック
4
2
0
2005
2010
2015
2020
2030
2035
2040
2045
0.20
0.15
乗用車
トラック
0.10
FCシステム
効率向上率
0.05
2010
2015
2020
2025
2030
年次
50
40
乗用車
30
トラック
20
10
2010
2015
2020
2035
2040
2045
2050
2025
2030
2035
2040
2045
2050
年次
90
0.25
0.00
2005
バッテリ
価格
60
0
2005
2050
年次
0.30
FCシ ス テ ム効率向上率
2025
バッ テ リー価格（万円/kWh）
バッテリ
重量
10
FCシ ス テ ム価格（万円/kW）
バッ テ リー重量（kg/kWh）
12
FCシステム
価格
80
70
60
50
40
乗用車
30
トラック
20
10
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
年次
2035
2040
2045
2050
14
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
主要技術車の新車燃費と車両価格（小型乗用車）
いずれの技術も従来車はICE燃費改善技術の導入，次世代車は技術
要素（バッテリ，FCシステムなど）の効率向上により燃費が改善
車両価格は従来車は上昇するのに対し，次世代車は大量普及効果に
より下降
2.5
1.5
1.0
0.5
0.0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
年次
車両価格
2,700
新車価格（1,000円）
2.0
新車燃費（MJ/km）
2,900
新車燃費
（JC08モード）
2,500
GICEV
2,300
GICEHEV
2,100
DICEV
1,900
EV
1,700
HFCV
1,500
PHEVGICEV
GICEV
GICEHEV
DICEV
EV
HFCV
GICEPHEV
1,300
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
年次
15
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
主要技術車の新車燃費と車両価格（大型トラック）
いずれの技術も従来車はICE燃費改善技術の導入，次世代車は技術
要素（バッテリ，FCシステムなど）の効率向上により燃費が改善
車両価格は従来車は上昇するのに対し，次世代車は大量普及効果に
より下降
新車燃費
（JE05モード）
18
20,000
車両価格
14
新車価格 （1,000円）
新車燃費 （MJ/km）
16
19,000
DICEV
18,000
DICEHEV
DICEV
CNGV
17,000
EV
CNGV
HFCV
16,000
HFCV
2
PHEVDICEV
PHEVDICEV
0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
15,000
2005201020152020202520302035204020452050
12
10
8
6
4
年次
DICEHEV
EV
年次
16
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
目次
１．はじめに
２．CEAMATモデル概要（モデル構成，分析範囲）
３．CEAMAT入力データ（道路運輸需要，自動車技術）
４．シナリオ分析結果（台数，燃費，CO2排出量）
4.1 乗用車
4.2 トラック・バス
4.3 自動車部門全体
５．統合対策によるCO2削減効果の推計
６．おわりに
17
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
販売・保有台数（乗用車）
5,000
販売台数
販売台数（1,000台）
4,500
4,000
DICEPHEV
3,500
GICEPHEV
3,000
HFCV
2,500
EV
2,000
LPGV
1,500
CNGV
1,000
DICEHEV
500
販売台数
次世代車※シェア：
48%（2050年）
DICEV
0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
年次
70
保有台数
60
保有台数（100万台）
Other
GICEHEV
GICEV
Other
DICEPHEV
GICEPHEV
50
HFCV
40
EV
30
LPGV
20
CNGV
保有台数
次世代車シェア：
43%（2050年）
DICEHEV
10
DICEV
0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
年次
GICEHEV
GICEV
※次世代車とは
経済産業省「次世代自動車普及戦略2010」の定義に
よりHEV，EV，PHEV，FCV，CNGVとする．
18
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
保有燃費，TtWCO2排出量（乗用車）
3.0
保有燃費
保有燃費 （MJ/km）
2.5
2.0
1.5
1.0
0.5
0.0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
年次
160
CO2排出量
140
CO2排出量 （ Mt-CO2）
2050年CO2排出量
55%削減（2005年比）
120
100
80
60
40
20
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
年次
2035
2040
2045
2050
19
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
販売・保有台数（大・中型トラック）
販売台数
180
Other
販売台数（1,000台）
160
DICEPHEV
140
GICEPHEV
120
HFCV
100
EV
80
LPGV
60
CNGV
40
DICEHEV
20
DICEV
0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
年次
3.5
保有台数
3.0
保有台数（100万台）
次世代車シェア（3.5t以上）：
56%（2050年）
3.5t未満車両はほぼ乗用車と同
様の傾向
GICEHEV
GICEV
Other
DICEPHEV
GICEPHEV
2.5
HFCV
2.0
EV
1.5
LPGV
1.0
CNGV
DICEHEV
0.5
DICEV
0.0
2005 2010 2015 2020 2025 2030 2035 2040 2045 2050
年次
GICEHEV
GICEV
次世代車シェア（3.5t以上）：
48%（2050年）
3.5t未満車両はほぼ乗用車と同
様の傾向
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
保有燃費，TtWCO2排出量（トラック）
10
保有燃費
保有燃費 （MJ/km）
8
6
大型・中型
4
小型・軽
2
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2045
2050
年次
120
2050年CO2排出量
36%削減（2005年比）
CO2排出量
100
CO2排出量（ Mt-CO2）
2040
80
60
40
20
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
年次
21
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
CO2排出量（自動車部門全体）
TtW CO2排出量（ Mt-CO2）
250
乗用車
トラック
バス
200
150
100
50
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
年次
2050年CO2削減効果：
47%削減（2005年比）
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
目次
１．はじめに
２．CEAMATモデル概要（モデル構成，分析範囲）
３．CEAMAT入力データ（道路運輸需要，自動車技術）
４．シナリオ分析結果（台数，燃費，CO2排出量）
4.1 乗用車
4.2 トラック・バス
4.3 自動車部門全体
５．統合対策によるCO2削減効果の推計
６．おわりに
23
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
エコドライブ効果の推計プロセス
単体におけるエコドライブ効果
乗用車： 13%
トラック： 9%
9機関※の公表値
平均
エコドライブ普及率（2050年）
乗用車&トラック： 70%
エネルギーITS研究会
アンケート結果
エコドライブによる
CO2削減率
乗用車 ： 9%
トラック ： 6%
エコドライブによる
CO2削減率
合計 ： 8%
CEAMAT分析結果
CO2重み付け係数
（総走行距離ベース：2050年）
乗用車： 65%
トラック： 35%
エコドライブ効果評価を行った機関：
国立環境研究所，リベルタス，RITA，
本田技術研究所，イード，TNO，
交通安全環境研究所，運輸低公害車普及機構
24
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
交通流改善効果の推計プロセス
日本全体ＧＤＰ
350
35%
走 行頻度 （%）
250
速度分布
40%
速度-CO2排出
原単位
300
CO2排出 原単位（g/km）
平均速度変化
（日本全体）
日本全体の道路事業費
200
150
100
30%
25%
20%
15%
10%
2005
5%
2050
0%
50
0
0
20
40
60
80
100
速度帯 （ km/h）
平均速度（km/h）
エネルギーITS研究会
公表値より設定
道路整備によるCO2削減率
合計 ： 4%
項目
CO2削減率
隊列走行
0.2%
信号制御（車両のみ）
0.04%
信号制御（インフラ連携）
2%
経路情報充実
1.4%
最適出発時間予測
0.1%
技術導入による
CO2削減率
合計 ： 4%
交通流改善による
CO2削減率
合計 ： 7%
25
IEEJ：2012年4月掲載 禁無断転載
統合対策によるCO2削減効果（自動車全体）
TtW CO2排出量 （Mt-CO2）
250
200
150
100
ベースライン
50
ベースライン+交通流改善，エコドライブ
0
2005
2010
2015
2020
2025
2030
2035
2040
2045
2050
年次
技術構成は統合対策を行わないケース
同様と想定
2050年CO2削減率：
2005年比55%削減（ベースライン：47%）
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目次
１．はじめに
２．CEAMATモデル概要（モデル構成，分析範囲）
３．CEAMAT入力データ（道路運輸需要，自動車技術）
４．シナリオ分析結果（台数，燃費，CO2排出量）
4.1 乗用車
4.2 トラック・バス
4.3 自動車部門全体
５．統合対策によるCO2削減効果の推計
６．おわりに
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おわりに
自動車技術の進化を想定し費用対効果分析ツールによる自動車将来シナリオ
の分析を行った．さらに統合対策についても調査，推計を行い，これらのCO2削
減ポテンシャルについて検討を行った結果，以下の結論が得られた．
1.
今回の想定において低燃費車の普及を推計することで自動車部門の
2050年におけるCO2排出削減ポテンシャルは47%（2005年比）となった．
2.
低燃費車の普及に加え統合対策（交通流改善効果，エコドライブ）の推
計を行った結果，2050年には55% （2005年比）のCO2削減ポテンシャル
が期待できることが分かった．
交通流の改善やエコドライブのCO2削減ポテンシャルの検討結果から次世代自
動車の普及に加え さらに統合的な対策の必要性が示された．
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