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電気自動車は内燃機関車よりもブレーキダストによる汚染を大幅に減少させる

概要

  • 都市部の空気汚染は 排気ガス だけでなく ブレーキダスト も大きな要因
  • EIT Urban Mobility の調査で BEV は従来車に比べ 83%ブレーキダスト削減
  • 回生ブレーキ 技術が非排気粒子の減少に寄与
  • 健康被害 は特に社会的弱者層に深刻
  • 今後は 非排気源規制公共交通推進 が重要課題

ブレーキダストと都市大気汚染の新たな焦点

  • 排気ガス 対策が長年の中心だった都市空気浄化政策
  • 実際には 非排気由来粒子 (特にブレーキダスト)が深刻な汚染源
  • EIT Urban Mobility によるロンドン・ミラノ・バルセロナ調査結果
    • BEV(バッテリー電気自動車) はガソリン車に比べ ブレーキダスト83%削減
  • 回生ブレーキ 搭載車両の普及が大気質改善に直結
    • モーター逆回転で減速し エネルギー回収
    • 摩擦ブレーキ 使用頻度が半減し粒子発生量も大幅減

ブレーキダストの健康影響と都市社会

  • ブレーキダストは 鉄・銅・亜鉛・有機炭素 など複雑な成分構成
  • PM10 の最大 55% がブレーキ摩耗由来
  • 粒径10μm以下、時に100nm未満の 超微粒子 として容易に吸入
  • 銅リッチなブレーキダストディーゼル排気粒子 同等以上の酸化ストレス・炎症を誘発
  • 低所得層ほど 曝露リスク喘息や循環器疾患 増加

タイヤ摩耗との比較・BEVの総合的優位性

  • EVは車重増でタイヤ摩耗増 との指摘もあるが
  • ブレーキダスト の方が空気中に拡散しやすく、寄与度が大きい
  • タイヤ・ブレーキ・路面摩耗を合算しても
    • BEVはガソリン車より38%粒子汚染が少ない
    • さらに 排気ガスゼロ の利点

政策動向と技術革新

  • EV普及地域 では実際に 大気汚染喘息救急搬送 が減少
  • ただし 低所得地域 ではEV普及が遅れ、恩恵が不均等
  • 今後は 非排気源規制 (例:Euro 7規制)導入が進展
  • EV向け密閉型ドラムブレーキ低摩耗タイヤ など技術革新も進行

持続可能な都市交通への展望

  • 公共交通・自転車・徒歩 へのシフトが
    • 個別電動化の 最大5倍 の非排気粒子削減効果
  • それでも都市道路に残る多くの車両には
    • BEVと回生ブレーキ の普及が健康的な都市大気実現への鍵

参照: Mastering Mobility: Tackling Non-Exhaust Emissions

Hackerたちの意見

EVオーナーとして言えるのは、タイヤの摩耗はブレーキダストの減少を十分に補っているってこと。10,000マイルごとにタイヤを交換しなきゃいけなかったよ。

初めてのセットで70,000キロ走ったよ。

なんで10,000マイルしか持たないタイヤを使ってるの?それはドライバーのミスかもね。私のEV(重いセダン)は、ネジを踏んだりしない限り、ほとんどタイヤ交換が必要なかったよ。

テスラに乗ってるなら、工場出荷時にキャンバーが正しく設定されてないせいかもね。

もし本当にそうなら、タイヤに何か深刻な問題があるよ。私も結構重いEV(AWDのID.4)を運転してるけど、君の摩耗はひどすぎる。

ここには3つの要素があるよ: - EVは加速が早いって評判があって、多くのドライバーがそれを使う。だから摩耗が増える。 - EVはICEの航続距離に合わせるために大きなバッテリーがあるから重い。これも摩耗が増える。 - EVは航続距離を改善するために低摩擦タイヤが多いから、これも早く摩耗する。バッテリー(と充電)技術が進化すれば、後の2つの問題は徐々に解消されるはずだよ。

タイヤのブランドやタイプを変えるか、アドバイスをもらった方がいいよ。今使ってるタイヤは明らかにあなたの車には合ってないね。タイヤの寿命はもっと長くなるはずだし、EVでも同じ。何かおかしいよ。タイヤはもちろん、同じものではないからね。いろんな種類のタイヤがあって、それぞれ異なる状況に最適化されてる。例えば、天候条件に合わないタイヤを使うと、問題が出てくるよ。EVだけじゃなくて、どんな車でもね。

これには賛成できるか分からないな。僕はEVを2台持ってるけど、タイヤは1万マイル走ってもほぼ新品みたいだよ。運転の仕方が、EVかどうかよりも大事だと思う。

記事によると、タイヤや道路の摩耗を含めても、EVは内燃機関車よりも38%少ない微小粒子汚染を生成するんだって。排気ガスのことを考えなければね。

「EVオーナーとして、タイヤの摩耗がブレーキダストの減少を十分に補っていると証言できる」 それを個人的な経験だけでどうやって測れるの?実際の研究と矛盾するような無茶な推測に聞こえるけど。

タイヤが運が悪かったのかな?最近のメーカーは新しいレシピやエコな材料を使ってるみたいで、タイヤの寿命が大幅に短くなってる気がする。俺の最後のタイヤはコストコで買ったミシュラン・ディフェンダーなんだけど、定期的に回転させて適切に空気を入れても、期待されてた距離の半分くらいしか持たなかったんだよね。

もっとデータポイントや証拠があるのはいいけど、もうかなり確立されてるよね?排気ガスゼロ、ブレーキダストも大幅に減少、ちょっとタイヤの摩耗が増えるけど(重さのせいで)、内燃機関よりは全然いいよ。

EVが増えると、マフラーなしで走ってるバカが減るから、すごくワクワクしてるんだ。

「劇的にブレーキダストが減った」 同じ車のパワートレインバージョンがいくつかあるデータを見るのは面白そうだね。例えば、レクサスUXのUX 200(ICE)、UX 300h(ハイブリッド)、UX 300e(EV)を比べて、どれがブレーキダストの残留に関して一番良くて、一番悪いのかをテストしたいな。私の仮説では、ブレーキダストの残留に関してはハイブリッドが一番で、次がICE、最後がEVになると思う。EVバージョンは少なくとも数百キロの余分な重さ(約400kg)を持ってるから、バッテリーのために約30%も重くなるICEと同じか、場合によってはそれ以上になると思う。でもハイブリッドはICEバージョンと比べて約5%の重さ増加、つまり80kg程度の違いしかないんだよね。

明らかに内燃機関の車は禁止すべきだよね、特に都市から始めるべき。空気の質が良くなるのは間違いないし。

電気自動車にしたかったけど(9月に車を買った)、賃貸だから自宅で充電する方法がないんだ。充電できない賃貸の問題、どう解決する?

ヨーロッパの一部でやってるように、徐々に排出基準を厳しくするのがいいかもね。

そうだね、まずは過剰な電力配分網や発電所に1兆ドルも使っちゃった。B100はほぼカーボンニュートラルで、商業物流に必要なエネルギー密度もあるしね。責任ある製造方法を見つけるのはもっと現実的だよ。EVは家庭用ソーラーみたいな分散型発電があってこそ意味があるんだよね。=3

もし私たち全員が電気に切り替えたら、どの都市でも次の5年間は充電器が空いてることなんてないだろうね。だって、どの家主もそのコストを自発的に負担しようとはしないし、どの自治体もそのコストを賄うための投票を通すことはできないから。カリフォルニアの内燃機関車販売禁止は、まだアメリカの都市には存在しない魔法のDC充電ネットワークに完全に依存してるんだ(つまり、駐車メーターではなく、アメリカの個人住宅にだけある)。電気に切り替えたいけど、今の充電時間やひどく無能な電力網の展開を考えると、私の建物にいる千人全員が切り替えられるなんて無理だし、ましてやこの都市の他の百万の借家人たちも無理だよ。(それに、住宅所有者がこういうことに税金を払うのに反対してるから、公共交通機関も私たちには対応できないだろうね。)どの都市に、500人の多世帯住宅の住人に対して1つ以上の充電スポットがあるの?アメリカのどの駐車場に、100の昼間または夜間または予約駐車スポットごとに25以上の電気自動車充電器があるの?企業の駐車場オーナーがどう思おうと、それが建設されるための資金モデルは何?燃料税に依存している州が、アスファルト予算が崩壊したときに郊外の市サービスを切り捨てずに済む方法は?技術には下流の影響があって、アメリカの非住宅所有者を考えると「プリウスを買う」っていうのはそんなに簡単じゃないよ。(インドの電気自動車への切り替えの見通しももっと悪いと思う。)「内燃機関車を禁止する」っていうのは高尚な目標だけど、充電網の問題が解決されるまでは達成不可能だね。

そうだね、内燃機関車を売って、代わりにジェット機を買っちゃえ。

私は禁止には反対だよ。そういう汚染は外部性で、価格に反映させることができるんだから。

内燃機関を禁止するのは正しい戦いじゃないと思うけど、代替案を促進するのはいいアイデアだね(例えば、販売税を下げるとか)。実際、動いてる車を廃棄したいわけじゃないし、寿命が来るか、空気質基準を超えない限りはね(イギリスでは3年以上経った車を毎年MOTっていうテストでチェックしてる)。減らす、再利用する、リサイクルするって感じで。

LPGを義務付ける方がいい選択肢だと思う。(COの排出量が約10倍少ない)

ノルウェーみたいにはならないでほしいな。確かに電気自動車の普及はすごいけど、あの莫大なお金や補助金を使うくらいなら、公共交通を改善したり、車への依存を減らすことができたはずだよ。

いろいろ思いつくよ。まずは石炭火力発電所(こんにちは、グリーンなドイツ)、次に二ストロークエンジン(モペッドや葉っぱ吹き機、芝刈り機)、それからディーゼルエンジン、特にディーゼルバスやトラック。これらは全然解決されてない。現代のガソリン車やハイブリッド車は大丈夫だし、今禁止にしたら生活の質が落ちるだけで、得られるものはほとんどないと思う。

ハイブリッド車にも同じことが当てはまるべきだと思うよ。ハイブリッド車は純粋なEVよりもかなり多いからね。[1] 力学エネルギーを摩擦で無駄にするのではなく、発電を通じてバッテリーに戻すことが効果のポイントなんだ。

マニュアル車もそうだけど、エネルギーはやっぱり無駄になっちゃうよね。

ある程度はそうだけど、実際にはそうでもないかな。回生ブレーキの効果は、車を止めるのに十分な電流を流せる超大容量バッテリーが必要なんだ。EVはそれができるけど、ハイブリッドはせいぜいブレーキを少し助けるくらい。とてもゆっくりな停止以外では、バッテリーを十分に充電するのは無理だよ。僕のモデルYは、ブレーキペダルを踏まずに、交通の中でかなりスムーズに止まれるんだ。最後に車を止めるためにだけ踏むけど。

ハイブリッドの全てのポイントではないけど、部分的にはそうだね。回生ブレーキは確かに良いけど、ICEをRPMの「スイートスポット」に保つことで得られる大きなメリットもあるよね。

私のヤリスハイブリッドのリアブレーキローターは、ほとんど使われないからいつも錆びてる。しばらくすると、ブレーキをかけるタイミングがわかるから、ブレーキを使わずに回生だけで済ませるようになるんだよね。

そうだよ。私のボルボXC60 T8 PHEVは400馬力の2.2トンのSUVだけど、5年以上乗っててパッドは約20%しか摩耗してない。しかも、私はおばあちゃんみたいに運転してるわけじゃないよ。車はほとんどEVモーターでブレーキをかけてるんだ。

でも、バッテリーパックのせいでタイヤをすごく早く消耗しちゃうんだよね。そのタイヤの摩擦はどこかに行くわけだし。

記事でそれについて触れてるね。ブレーキの摩耗が増えるのを相殺するには足りないよ。

「合金ホイールの黒ずみについて言及している」 セラミックブレーキは、セミメタリックと比べて非常に少ない微細粒子を生成するよ。唯一の欠点は、極端な運転条件(重いブレーキを伴う持続的なレース)ではパフォーマンスが低下する可能性があること。でも、日常的に運転するには静かでクリーンな素材だよ。

「EIT都市モビリティ報告書は、より大きな視点にも言及している:通勤者を個人の車から公共交通機関、自転車、徒歩に移行させることで、個別の電動化よりも最大5倍の非排気ガス排出削減が達成できる。」 これは車が生み出す多くの厄介な問題の一つに過ぎない。電気自動車は、車が生み出す汚染をほとんど減らさない。車が生み出す全ての厄介な問題を解決するには、自動車の保有台数を少なくとも95%減らさなきゃいけないよ。

ブレンボっていう世界的に有名なブレーキメーカーがあるんだけど、彼らは何年も新しい製品や市場を探してるんだ。もっと多くのEVが道路を走るようになる時に備えてね。

ブレーキパッドって小さい部品だけど、何年も持つんだよね。ICE車のブレーキの寿命に比べたら、ガソリンのタンクの数なんてほんとに大したことない。これはマーチ・オブ・ダイムズ症候群みたいなもんだ。電気自動車で排気ガスはなくなったけど、車が悪いって言ってる活動家たちはまだいて、何か文句を言いたいんだよね。

非EV車では、緊急時か完全に止まらなきゃいけない時以外はブレーキをほとんど使わないよ。加速や減速はいつもクルーズコントロールを使ってる。これって他にもそういう習慣の人いる?

…クルーズコントロールがどうやって減速すると思ってるの?これって釣り投稿?