ディーゼル車の排気ガス問題の簡単な分析と将来の見通し

今後、自動車業界における排出ガス規制はさらに厳しくなり、新たな排出ガス規制の監督は米国と欧州が主導することになる。米国ではディーゼル車が全登録車両数の1%未満を占める一方、欧州では状況が全く異なり、ディーゼル車が全登録車両数の約50%を占めている。

ガソリンエンジンと比較すると、ディーゼルエンジンの排気ガス制御はより複雑です（主に窒素酸化物と粒子状物質の排出が関係します）。そのため、自動車メーカーは比較的新しい技術を採用する必要があり、技術コストはさらに増加することになります。最も可能性の高い将来のシナリオは、2030年までにディーゼル車の市場シェアが急激に低下するというものです。しかし、ディーゼル車は中高級乗用車セグメントにおいて比較的良好な市場地位を維持するだろう（市場シェアは50％以上に達するだろう）。

ディーゼルエンジンによる環境問題

運輸業界は大気汚染の主な発生源の一つです。運輸業界は過去 10 年間で大幅な排出削減成果を達成しましたが、窒素酸化物の排出量は依然として大きな割合を占めています。窒素酸化物排出量では、運輸業界がEU28カ国全体の排出量の46％を占め、ディーゼル車は運輸業界全体の排出量の80％を占めており、政府の排出削減政策の重要目標となっている。

欧州ステージ4排出基準から欧州ステージ6排出基準にかけて、ディーゼル車の窒素酸化物排出制限は68%低下しました。しかし、近年の分析結果によると、路上でのテスト時に従来の条件下で得られたテスト結果は、新欧州走行サイクル (NEDC) を使用した「公式」実験室テストで得られた結果よりも大幅に低いことが多いことが示されています。基準を超える汚染物質は窒素酸化物だけではありません。生成される二酸化炭素の量も公式測定データより 20 ～ 30% 高く、これは窒素酸化物の 2 つのデータ (実験室テストと路上テスト) の差よりもはるかに大きいです。ディーゼル車の測定データの場合は、さらにその傾向が顕著です。ディーゼル車の路上テスト結果は、実験室テストデータの 4 ～ 5 倍になります。

そのため、窒素酸化物の排出はディーゼルエンジンの大きな欠点となっています。欧州の自動車メーカーはこの問題に対処しなければならない。ディーゼル車は欧州連合で登録されている車両の約50％を占めており、これは他の主要な自動車市場の状況とはまったく対照的です。米国、中国、日本の市場では、ガソリン車が市場の支配的な地位をしっかりと占めており、ディーゼル車はわずかな割合を占めています。アジアではインドが唯一の例外で、ディーゼル車が市場シェアの約50％を占めています。

EUの規制はますます厳しくなっている

EUは現在、排出ガス規制の強化（標準のユーロ6からユーロ6dへ）に取り組むとともに、軽自動車の試験手順を改善し、燃料消費量の削減に努めています。路上でテストすると、軽自動車からの排出量は実験室でのテスト結果に比べて大幅に増加します。現在、実際の運転条件下での車両の排出ガス性能を評価するための 2 つの新しいテスト手順が開発されています。1 つは、規制対象の汚染物質を測定する実際の運転中排出ガス (RDE) 手順、もう 1 つは CO2 排出量を測定する世界統一軽自動車テスト手順 (WLTP) です。

欧州委員会は、2017年に軽自動車の実際の排出ガス試験に関する強制規制を導入する予定です。新しい規制によると、車両排出ガス試験システム（PEMS）を使用して、車両の排気量に関する路上試験が実施されます。この新しい規制は、OEM（相手先ブランド製造会社）にとって大きな調整とそれに伴うコストの増加を意味します。排出ガス制御システムを幅広い動作条件下で動作させる必要性から、自動車メーカーは型式承認ロジスティクスを再構築し、新しい測定技術の使用を余儀なくされました。

ディーゼルパワートレインの効率コスト

ディーゼルパワートレインの効率改善は、EUの自動車メーカーが同連合の新たな（CO2またはNOx）排出目標達成に向けて競争する中で、改善すべき重要な手段となるだろうが、自動車メーカーにとっては排出ガス制御コストの上昇を意味する可能性がある。

まず、自動車メーカーは、2021年の新しい排出量目標である95g CO2/kmを達成するために、二酸化炭素排出量を38g CO2/km削減する必要があります。

言うまでもなく、CO2排出量削減戦略全体は、現在の排気量ギャップを縮めるために、「ディーゼルエンジンを中核とする」という主要テーマに基づく必要があります。さらに、研究開発部門への追加投資も必要です。

分析により、ディーゼル車の窒素酸化物排出量と関連する排気量制御コストの間には非線形関係があることがわかりました。欧州ステージ VI 排出基準の制限を達成するために必要な排気量制御コストは、欧州ステージ III 排出基準に必要なコストの 3 倍です。

ガソリンエンジンと比較すると、ディーゼルエンジンは制御コストと排出ガス削減コストが高くなります。ガソリン車の基準はより厳格ですが、ガソリンエンジンの排出ガス制御技術（空燃比制御装置および触媒後処理）は技術的に成熟度が高く、コンプライアンスの増分コストが低くなっています。一方、ディーゼル車の排出ガス制御技術（空燃比制御、燃料噴射、後処理技術を含む）はより複雑で、より高いコストが必要となります。

ディーゼルエンジン – 将来のシナリオ

ディーゼルエンジンの将来シナリオについては、市場動向、政策、規制、技術の観点から次のように予測しています。

市場動向: 総所有コスト (TCO) は購入時に考慮すべき重要な指標の 1 つであるため、ディーゼル車は引き続き多くのユーザーを引き付けるでしょう。 TCO モデル (減価償却、燃料費、保険、メンテナンス、手数料と税金、修理を含む) によると、ディーゼル車は今後 3 ～ 5 年間、主な競合車であるガソリン車よりも TCO が低くなることがわかります。

政策と規制: 分析によると、車両の排気量は実験室でのテストよりも路上テストの方が多く、これがディーゼル車に影響を及ぼし、主な問題は窒素酸化物の排出です。 2016 年 2 月 12 日、欧州委員会は、RDE テストの導入を許可する関連規制に同意し、排出ガス制限 (80 mg/km) と「2 段階」戦略の実施日を定めました。ステップ 1: 2017 年 9 月からコンプライアンス係数 2.1 を採用します。ステップ 2: 2020 年からコンプライアンス係数 1.5 を採用します。

最後に、コンプライアンス係数は、確立された制限を超える許容値を導入します。これは、自動車メーカーが新しい RDE 規制に徐々に適応するための時間を与えることを目的としています。

技術：ディーゼルエンジンからの有害物質の排出を削減するための後処理技術（DOC：ディーゼル酸化触媒、DPF：ディーゼル微粒子フィルター、SCR：選択触媒還元、LNT：吸着触媒還元システム）を提供するが、上記技術は自動車メーカーの投資増加を必要とし、コスト増加を意味する。

「クリーンディーゼル」のコスト上昇により、ディーゼルエンジンは、特に低価格帯の車両セグメントにおいて、市場シェアを大幅に失うことが予想されます。それでも、排気量制限基準の目標値を達成するのに役立ち、ディーゼル車も中高級車セグメントで一定の地位を占めることになるだろう。

業界の洞察

機器を交換することなくディーゼルエンジンの排出量を改善できる可能性のある研究開発が進んでいます。その結果、高級車や量販車のメーカーは、小型エンジンのシェアを増やすなど、パワートレインの提供を再構築することになるだろう。

特に高級車メーカーでは、現在、ほぼ全社が中高級市場セグメントに2000ccの基本エンジンを導入しており、トランスミッション製品ラインのすべてでシリンダー数を削減しています（8シリンダーから6シリンダーへ、または6シリンダーから4シリンダーへ、単シリンダー容量は約500cc）。

量販自動車メーカーは、1.6L および 1.8L エンジンを置き換えてより小型のエンジンを使用することに注力しており、ターボチャージャーを交換することで、ユーザーが望む運転体験と低燃費を実現できます。

結論は

自動車の排ガス規制がますます厳しくなる中、「クリーン」ディーゼルエンジンは、今後5年から10年の間に自動車メーカーが排出量削減目標を達成する上で引き続き重要な役割を果たしていくだろう。しかし、クリーンディーゼルはより高価であり、特に低価格帯の自動車分野では大きな市場シェアを失うことが予想されますが、ディーゼル車は中価格帯および高級車分野では依然として地位を確立するでしょう。ディーゼル車は欧州連合（およびインド）にとって大きな頭痛の種であり、欧州の自動車メーカーは他の自動車市場でディーゼル技術の向上に懸命に取り組んできましたが、欧州の自動車市場で競争したいのであれば、技術と市場の2つのカテゴリーにまとめられる戦略的な行動を取る必要があります。

技術面では、自動車メーカーは、商業コストが妥当であること、つまり自動車メーカーが過度なコストをエンドユーザーに転嫁しないことを条件に、排出目標とのギャップを埋めるために、より厳しい基準とRDEテスト手順を採用するために必要な技術を開発し、実装する必要があります。さらに、自動車メーカーは、電気自動車やハイブリッド車など、トランスミッションシステムの代替ソリューションを構成する必要もあります。

市場の観点から見ると、自動車メーカーはディーゼル車の重点を中高級車セグメントに移し、ディーゼル車には環境汚染の問題がないことをエンドユーザーと政策立案者に納得させました。

今日頭条の青雲計画と百家曼の百+計画の受賞者、2019年百度デジタル著者オブザイヤー、百家曼テクノロジー分野最人気著者、2019年捜狗テクノロジー文化著者、2021年百家曼季刊影響力のあるクリエイターとして、2013年捜狐最優秀業界メディア人、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト北京3位、2015年光芒体験賞、2015年中国ニューメディア起業家コンテスト決勝3位、2018年百度ダイナミック年間有力セレブなど、多数の賞を受賞しています。