JR東日本の直流用蓄電池駆動電車「EV-E301系」。パンタグラフを用いて急速充電し、非電化の烏山線を走る(筆者撮影)

自動車の世界では今、「電動化」が注目されている。欧州ではじまった「20XX年からエンジン車禁止」の流れに日本も追従することになり、遅くとも2030年代半ばまでに乗用車新車販売で電動車100%実現を目指すことが、2020年末に政府が発表した「2050年カーボンニュートラルに伴うグリーン成長戦略」に盛り込まれた。

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ここでいう電動車とは、電気自動車・燃料電池自動車・プラグインハイブリッド車・ハイブリッド車としており、一部のメディアが主張しているような電動車=電気自動車ということではない。

電動車を普及していくという意味の言葉である電動化も、英国やアメリカ・カリフォルニア州はハイブリッド車は含まないという厳しい内容であるものの、日本や中国はハイブリッド車も電動化に含めている。

鉄道ではごく一般的な「電動車」

電動車という言葉、自動車業界では最近使われるようになったが、鉄道業界では昔から、電車の編成におけるモーター付き車両のことをこう呼んできた。旧国鉄やJR四国以外のJRで導入した車両の形式に、モハやクモハなど記号「モ」が付いているものが電動車である。


JR東日本の「HB-E300系」。観光列車にもハイブリッド車両が導入されている(編集部撮影)

電動化という言葉は鉄道には使われていない。しかし似たような用語として電化がある。こちらも昔から使われてきた言葉で、線路に架線や第3軌条などを設置して電気を流し、電車や電気機関車の運行を可能にすることをいう。つまり車両ではなくインフラ整備の言葉だ。

いずれにせよ、電気で車両を走らせることに関しては、鉄道は自動車よりも経験豊富だ。しかしながら最近は逆に、自動車業界で先に実用化された技術が鉄道に導入される例も増えてきた。

1つはディーゼルエンジンで発電した電気とバッテリーの電力を組み合わせ、モーターを回して走るハイブリッド車で、JR東日本では2007年に小海線で世界初の営業運転を始めた「キハE200形」に続いて、仙石東北ライン用「HB-E210系」、「リゾートしらかみ 橅」などの観光列車用「HB-E300系」を送り出している。2017年に登場したJR西日本のクルーズトレイン「トワイライトエクスプレス瑞風(みずかぜ)」も、山陰本線などの非電化区間を走行するためハイブリッド車となっている。


要部検査中のJR西日本「トワイライトエクスプレス瑞風」=2020年8月(編集部撮影)


瑞風のディーゼルエンジンは右側の発電機と一体になっている(編集部撮影)

自動車業界における世界初の量産ハイブリッド車は1997年にトヨタ自動車が発売した「プリウス」なので、ちょうど10年後に鉄道にも導入されたことになる。

ただしこれらの車両、JR東日本はハイブリッド車と称しているものの、キハE200形に記号「キ」がついていることでわかるように、実際は気動車扱いである。瑞風に使われる「87系」は、JR西日本では寝台気動車と称しており、キイテ87など頭にキがついており、やはり気動車だ。

一方、瑞風と同じ年に登場したJR東日本のクルーズトレイン「トランスイート四季島」に使われる「E001形」は、電化区間では架線からの電力、非電化区間ではディーゼルエンジンで発電した電力で走るが、バッテリーは積んでいないのでハイブリッド車ではない。英語ではエレクトロディーゼルなどと称しており、JR東日本では電車として扱っている。

電気自動車に近い"電車"

電気自動車に近い走行メカニズムを持つ鉄道車両もある。蓄電池駆動電車だ。架線から集電した電気をバッテリーに貯め、その電気で走行するもので、2014年にJR東日本烏山線で営業運行を始めたJR東日本「EV-E301系」が国内では最初の例であり、その後JR九州「BEC819系」、JR東日本「EV-E801系」が登場している。


「DENCHA」の愛称があるJR九州の交流用蓄電池駆動電車「BEC819系」(編集部撮影)

世界初の量産電気自動車は、2009年に三菱自動車工業が発売した「i-MiEV」なので、こちらの技術は5年後に鉄道業界で実用化されたことになる。

JR東日本の車両形式には電動車を示す文字はないが、JR九州BEC819系はクモハやモハといった記号を使っており、電車と言える。充電は電化区間あるいは駅の充電施設でパンタグラフから行っている。

どちらの場合も自動車では走行に電気を使うことから電動車として扱うが、鉄道では電気で走る車両は電動車、エンジンで走る車両は気動車と分けており、鉄道のほうがわかりやすいと感じる人は多いはずだ。

ではなぜハイブリッド車や蓄電池駆動電車が生まれたのか。環境対応、技術革新、乗客サービスの3つの理由があると考えている。


小海線を走るJR東日本の「キハE200形」。世界で初めて営業運転を開始したハイブリッド車両だ(筆者撮影)

もともと鉄道は自動車より、はるかに環境負荷が低い。国土交通省の2018年度のデータでは、ひとり1kmあたりの移動で排出されるCO2の量は、乗用車が133gなのに対し鉄道は18gにすぎない。これはディーゼルカーなども含めた数字だ。

それでも鉄道事業者は、さらに環境に優しい移動を目指し、非電化区間の環境対策を進めている。その過程で登場したのが、発進時や登坂時などにモーターを活用するハイブリッド車、架線がなくてもモーターで走ることができる蓄電池駆動電車だ。

リチウムイオン電池開発が契機

こうした車両を生み出せるようになった最大の理由はやはり、ノーベル化学賞を受賞した吉野彰氏などが開発したリチウムイオン電池の登場だろう。


JR東日本「EV-E301系」に搭載したリチウムイオン電池(筆者撮影)


JR東日本が男鹿線で運用している交流用蓄電池駆動電車「EV-E801系」(編集部撮影)

従来の蓄電池に比べて大幅な小型高性能化が可能になったリチウムイオン電池の実用化がなければ、自動車のハイブリッド車や電気自動車の普及は難しかったはずだし、鉄道への採用も考えられなかったに違いない。

鉄道では、ハイブリッド車や蓄電池駆動電車といった用途以外に、停電時にトンネルなどを避け、乗客の避難が容易な場所まで自力走行を可能とするバッテリー自走システムにも、リチウムイオン電池を活用している。

もちろん乗客にとっても、従来の気動車と比べるとハイブリッド車は特に発進が静かで加速が速く、快適だと感じるだろう。ディーゼルエンジンを使わない蓄電池駆動電車に至っては、乗車感覚は電車そのものである。

自動車の電動化も、第一の理由は環境対策である。ただしこちらについては、国家や企業の戦略的な側面もまた大きいと感じている。

欧州の自動車業界は、日本製ハイブリッド車の人気を快く思わず、当初はディーゼル車で対抗する姿勢を明確にした。ところが2015年にフォルクスワーゲンの不正行為が明るみに出たことで、戦略の見直しを余儀なくされた。そこで新たにターゲットに据えたのが電動化であると理解している。


トヨタ「ヤリス」ハイブリッド仕様(筆者撮影)


ホンダの電気自動車「ホンダe」(筆者撮影)

中国については、自動車作りに豊富な経験を持つ欧米日にエンジン車で対抗するより、多くの国で実用化が始まったばかりの電動車で主導権を握るべきという意識が働いているものと思われる。

ここで疑問に感じるのは、国全体での電動化をうたっていることだ。自動車は自宅から目的地までドアtoドアで移動でき、思い立ったらすぐに出発できるという自由さが長所である。その点を尊重した主張とも言えるが、電気自動車とエンジン車とでは得意分野が異なることは反映されていない。

具体的に言えば、低回転でもっとも効率がよい電気モーターは、排気ガスを出さないこともあって都市内の短距離移動に向くのに対し、中回転域での効率が優れるエンジンは、中高速での移動ではさほど環境負荷は高くなく、逆に航続距離の長さというメリットが生かせる。こうした部分には踏み込まず、国全体で電動化を進めるという主張には、人為的な匂いを感じる。

鉄道は柔軟に対応している

その点鉄道は昔から、地域性を反映した対応をしている。国や自治体の政策として電化が推進される場合もあるが、電化や電動車導入は多くの場合事業者の判断であり、列車の本数が少ないなど電化のコストが見合わない場合は非電化としたり、電化していても気動車を運行したりする。


フランス国鉄の地域輸送用気動車(筆者撮影)


JR東日本がクルーズトレイン「トランスイート四季島」で使用する「E001形」。非電化区間はディーゼルエンジンで発電して走る(筆者撮影)

日本に限った話ではない。筆者も数年前、フランスのグルノーブルからリヨンへの移動で乗ったのは、全線電化していたにもかかわらず気動車だった。さらに列車の本数が少ないローカル線では、非電化のままとしている。

そのうえで環境対策として、我が国ではハイブリッド車や蓄電池駆動電車を導入している。しかもJR東日本を例にとれば、満充電での航続距離に限りがある蓄電池駆動電車は烏山線や男鹿線といった短距離路線に使い、ディーゼルエンジンで発電するハイブリッド車は小海線や仙石東北ラインなど長距離路線に投入している。特性を反映した配備である。

そもそもモビリティ、つまり移動のしやすさは移動する人、乗り物を走らせる人の判断が第一であり、企業や国家の戦略を押し付けるべきではないと考えている。

鉄道の電化と自動車の電動化、言葉は似ているが思想には大差がある。ハイブリッド車や蓄電池駆動電車を含めた鉄道の電化は、利用者の快適性向上や地域の環境保全などが主目的としてあり、戦略的な面もある自動車の電動化に対し、社会的、公共的な視点を感じる。