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コラム

バイオテクノロジーの自動車への応用

(ダイムラークライスラー、生物工学を応用したコンセプトカーを発表)

ハコフグの形状や骨格を応用し、Cd値0.19を達成した「bionic Car」。強度と衝突安全性を低下させることなく重量を3分の1に。全長4240mmで4人乗りの乗用車で、直噴ディーゼルエンジンと尿素SCRを搭載している。

<2005年06月08日号掲載記事>

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メルセデスベンツは、米国で開催した「ダイムラークライスラー・イノベーション・シンポジウム」において、「bionic car」と名づけたコンセプトカーを発表した。最大の特徴は、「ハコフグ」の形状や骨格をモチーフにした独特の空力デザインにより、車体剛性向上と軽量化を両立し、低燃費を実現したことである。

メルセデスベンツによると、「ハコフグ」の六角形構造の骨格を車体のボディ構造に応用することで、従来よりも剛性の高い構造を実現できるため、大幅な軽量化が可能になるという。例えば、ドアパネルはこれにより 40 %強くなり、この構造を車体全体に取り入れることで、強度や衝突安全性を損なうことなく、重量を従来構造の 3分の 1 まで軽量化することができるという。

「ハコフグ」がもたらしたメリットはこれだけではない。この独特の流線型のデザインにより、cd 値は 0.19 となっており、燃費低減に大きく貢献している。

空気抵抗は、この cd 値(空気抵抗係数)に比例するため、この値を小さくすれば、空気抵抗も少なくなる。空気抵抗といっても、あまり実感がわかない方もいるかもしれないが、速度の 2 乗に比例して大きくなるため、特に高速走行時には、空気抵抗によるエネルギー消費がかなりの割合を占め、燃費にも大きく影響する。現在市場に出回っている乗用車のほとんどは 0.30 前後であり、低燃費を実現するために空力性能を追求した現行トヨタプリウス(0.26)、ホンダインサイト(0.25)といったハイブリッド電気自動車のレベルも考慮すると、今回の「bionic car」は、4 人乗り乗用車のデザインとしても、世界トップレベルの空力性能と言える。

これに、コモンレール式ターボディーゼルエンジンや尿素 SCR (選択還元型NOx 触媒)といった先進技術を搭載することで、同じクラスの市販車よりも燃費を 20 %改善し、NOx も 80 %低減したという。「bionic car」の燃費(欧州の規定サイクル)は 23.3km/L であり、同社の B200CDI (ボディ・エンジンとも類似サイズ)の 17.9km/L を大きく上回る。

今回のメルセデスベンツが発表したコンセプトカーの画期的な技術は、生物工学、いわゆるバイオテクノロジーを取り入れたことから生まれたものである。昨今、バイオテクノロジーの分野の技術を自動車業界に応用する流れは着実に広がりつつある。

自動車分野で最も広く取り組まれているバイオテクノロジーは、バイオ燃料であろう。植物から製造したエタノールは、その燃焼により発生する二酸化炭素が京都議定書(※)で規定された排出量にカウントされないことになっている。したがって、植物産エタノールやそれを混合したバイオ燃料が普及すれば、その分ガソリン等の燃焼による二酸化炭素排出量を削減できることになる。こうした動きも、この代替燃料の実用化を後押ししている。

※京都議定書
地球温暖化防止のための国際的枠組みであり、今年 2月に施行された。
詳細は、下記記事に掲載。
『地球温暖化対策…』

元々、エタノールを自動車用燃料に利用しようという動きは今に始まったことではない。例えば、ブラジルでは 20年以上前からアルコール混合燃料が市場で使われてきた。しかし、ゴム部品やアルミ等の金属部品の腐食等により、車両火災の原因になる等、普及にあたっての課題も抱えていた。

海外自動車メーカーの中には、既に混合燃料(バイオ燃料)に対応したエンジン搭載車種を市場投入しているところも少なくない。 Saab によると、スウェーデン国内で販売した同社の主力モデル「9-5」の 8 割以上が混合燃料対応モデルだという。国内でも、バイオ燃料の普及のために、実用化を前提にした課題解決が進められており、腐食対応のための取り組みを、自動車メーカー側、燃料メーカー側で進めており、新たなベンチャー企業も参入している。国内で本格的に普及するのも、そう遠い先ではないかもしれない。

また、同じく植物を原料に製造したプラスチック(バイオプラスチック)は、二酸化炭素排出量削減だけでなく、地中の微生物により分解可能なため、廃棄物削減にも効果があり、注目されている。トヨタは、バイオプラスチック製造の事業化に注力しており、既に自社生産を開始し、スペアタイヤカバー等に採用している。今後は、自動車内装材を中心に、採用を進め、自動車以外の用途への応用も検討していくという。

バイオテクノロジーの活用は、石油からの代替だけではない。例えば、独BMWは、以下のようなバイオテクノロジーで解明・解析した技術をナノテクノロジーを使って自動車に応用する研究開発を進めているという。

・ガラスや天井にも貼り付く「ヤモリ」
⇒ タイヤのグリップ力向上に応用。

・暗闇でも見える「蛾の目」
⇒ メーターやディスプレイの視認性向上に応用。

・水滴が流れると汚れが取れる「植物の葉」
⇒ 水をかけるだけでキレイになる表面処理に応用。

(出典: Driving Future:
自動車関連情報を総合的に提供するポータルサイト
http://www.drivingfuture.com/

元来、自動車業界はイノベーションが生まれにくい業界である。特に国内自動車業界は、「系列」に代表される閉鎖的な経済スキームが確立しており、業界外からの革命的な技術導入が生まれにくく、ほとんどの技術革新が、自動車メーカー主体の研究開発に依存してきた。

これまで、自動車メーカーを中心とする業界内の研究開発で、持続的な改善が進められ、安全性能や環境性能に代表される技術も着実に進歩を遂げてきており、日本の自動車産業は世界トップレベルにあることは間違いない。しかし、より高度なレベルで安全対応、環境対応が求められる将来の自動車産業に対し、今後の技術革新には、異業種・業界外からの技術導入が不可欠なのではないだろうか。

10年前に、これからはバイオテクノロジーが自動車に活用されると考えていた人は少なかったであろう。しかし、事実として、現在様々な分野への応用が研究されており、すでに実用化しているものもある。将来の自動車産業を考え、イノベーションを起こすためには、既存の垣根に囚われない考え方が不可欠であろう。

弊社は、この度、自動車業界にイノベーションを、もたらすベンチャー企業・中小企業を支援する事業を開始した。新たな技術・ビジネスモデルを自動車業界に持ち込み、自動車業界の永続的な発展に貢献したいと考えている。これには、現在自動車業界をリードする皆様の協力が不可欠である。既存概念に囚われず、オープンマインドを持って、積極的に業界のイノベーションを起こすことを目指す皆様の支援をお願いしたい。

<本條 聡>

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