LPG自動車
LPG自動車 (エルピージーじどうしゃ) は、LPG（液化石油ガス）を燃料とするオットーサイクルエンジンを主とした低公害車である。LPG車、プロパン車、LPガス自動車とも呼ばれる。
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[編集] 概要
LPG自動車は燃料にLPGを利用する自動車で、エンジンの基本構造はガソリンエンジンと差異はなく、燃料タンクや燃料と空気を混合する装置に大きな違いが見られる。
LPGは液化石油ガス(英: liquid petroleum gas)の略で、2気圧から8気圧という比較的低い圧力で液化し、体積が250分の1となることからガス燃料としては可搬性に優れる。圧縮天然ガス車（NGV・CNG車）の200気圧[要出典]と比較しても積載性で有利である。オクタン価はブタンが約90RON、プロパンが130RONである。実際に流通しているLPGはブタン・プロパン比が8:2で約105RON[要出典]と、ハイオクガソリン（プレミアムガソリン）並みのオクタン価である。
一般的に排気ガスを減らす「クリーン」な燃料として広く使われている。ガソリンと比較した場合、CO2排出量を約35%減少させることができる[1] 。
[編集] 燃料供給方式
[編集] ガスミキサー
LPG車の性能は、ガソリン車並またはガソリン車以上である。従来型のLPG車においてエンジンに燃料を供給する燃料供給装置は「ガスミキサー」と呼ばれるが、これもガソリンエンジン車のキャブレター方式に似たものである。
ガスミキサー方式では、十分な効率が得られない場合もある。これはガスミキサーはガソリン車のキャブレターと似たシステムの為、運転に即した燃料供給が難しく運転性の向上が難しい。低温環境下ではアイシングを起こして十分に気化しないため、電気ヒーターを追加している。
このタイプの車両は、世界各国のLPG車に現存する。
[編集] ガス・インジェクション
ガソリンエンジンのEFI・EGIのようなマルチポイントインジェクションを持つタイプが登場している欧州や韓国では、ガソリンと同様な電子制御噴射方式が主流となり、大幅な出力の向上を見ている。出力は、同一のベースガソリンエンジンと比較して、LPG液体噴射方式では同等気体噴射方式で約97～100％となり、ガソリン車と遜色ない。イタリアの ロバート、AG、日本のニッキが開発している。液体噴射の場合、燃焼だけでなく、気化する際の膨張圧力（体積で250倍）の利用や、蒸発潜熱による吸気の急速冷却による吸気効率向上による出力向上もある。液体噴射ではオランダ・ヴィアレ社と韓国モトニック社、日本の愛三工業が開発している。代表的なシステムとしては下記のものがある。
[編集] 気体噴射方式(VPI)
LPガスを一度液体から気化させ、CNG車と同様なシステムを使用して制御する方式（近年のCNG車の性能向上により同時にLPG気体噴射もガソリン車並になった）気体噴射では、LPG・CNGで噴射システムを共用できることから量産効果が高く、スウェーデンのボルボではLPG車とCNG車を同一システムで構築し量産効果を上げている。
[編集] 主要サプライヤー：
- オランダ・ネカム（現TeleflexGFI)（市販中・ボルボOEM採用ボルボ代替燃料車サイト）
- 日本・ニッキ（市販中）
- 韓国・ハナエンジニアリング・日本ディーラー.ハナエンジニアリングジャパンLPG・CNGインジェクションシステム、DDF（ディーゼル）市販中
[編集] 液体噴射方式(LPI)
LPガスを液状のまま噴射し、LPガスの膨張特性と蒸発冷却を利用した高効率方式。
[編集] 主要サプライヤー：
[編集] ガス自動車のランニングコスト
昨今の原油価格高騰で、ガソリンや軽油は全世界的に急激に価格が上昇している。こうした中でもガス燃料は相対的に低コストを維持している。 一例として日本政府の外郭団体である石油情報センター燃料価格情報によると、2007年11月でレギュラーガソリンは145円、軽油は121円でありLPガスは84.1円となっている。2010年3月現在ではレギュラーガソリンは131.3円、軽油は110.5円となっているが、LPGは85.0円(店頭現金価格)である。燃料課税としては国税の石油ガス税が9.8円/L（17円50銭/kg）課税されている。（地方税はない）
日本国外を見ると、欧州では日本円相当でレギュラーガソリン250円、軽油200円、LPG100円となっている。日本ではLPG車の燃料であるLPガスを指す「オートガス」では100円前後である。同じガス体燃料であるCNG車の燃料「天然ガス」でも78円であり、相対的にガス燃料が安い状況にある。しかし、CNGは日本国外では30円–50円程度であり日本と日本国外の価格差は大きな差がある状況にある。
当初、日本の都市ガス各社は、天然ガス価格は長期間契約で一定であるとしていたが、日本では無税のCNGも公定価格の78円から大幅に上昇しており、1999年1月には東京地区では何と112円/Nm3まで上昇している。天然ガス価格の例これは世界のCNG車燃料の状況を考える時、恐ろしく高価な「自動車用ガス燃料」である。
なお、諸国のうち日本ではCNG・水素は道路財源（道路特定財源制度）としての燃料課税は無税、LPGは9.8円/L（重量ベースが標準課税額・17.5円/kg）課税されており、クリーンエネルギー自動車は優遇されている。
日本のガソリンや軽油の価格は高いとよく言われるが、日本、米国以外の欧州やアジアの非産油国では（為替や自動車燃料政策的なこともあるが）前述のとおり円換算でガソリン250円/L、軽油は200円/L程度が一般的であり、現地価格で70–100円のLPG、30–50円のCNGに転換する人々が多い最大の原因ともなっている[要出典]。
[編集] 燃料噴射方式のLPG車メーカー
2008年時点
- GM大宇（韓国） - トスカ（気体噴射方式）
- 起亜自動車（韓国） - オピラス、ロッツェ、新型カレンスCUV、フォルテハイブリッドLPi、K5、K7
- 現代自動車（韓国） - グレンジャー（TG-LPI）、YFソナタ（YF-LPI）、グランドスタレックス、アバンテハイブリッドLPi
- GMホールデン（オーストラリア） - コモドア
- ボルボ・カー・コーポレーション（スウェーデン） - S80、V70、S60（2005年モデルで一旦生産中止）
- ルノー（フランス） - ラグナ/ラグナエステート
- ルノーサムスン（韓国） - SM5
- トヨタ（日本） - ダイナ/トヨエース1.5トン積トラック、クラウンセダン/クラウンコンフォート/コンフォート（TSS10系/TSS11系）
このほかは全て、ディーラーや架装メーカーでガソリン車をベースに改造される（レトロフィット）のLPG車である。ヨーロッパではインポーターが独自にレトロフィットで対応するケースも多く、マーケットの事情に応じて改造後の保証も含めてインポーターの責任で行い、OEMモデルとして市販するケースも多くある。[1]はその一例で、通常はLPGキット汎用品で使われる切替スイッチがSI-DRIVEセレクタ－の上に専用で設けられる。
欧州では、ボルボ・V70LPGバイフューエルとS80LPGバイフューエルがLPG普及国を中心に年間4000台が市販された。ガスタンクはトランクスペースを占有しない床下配置で、万が一のLPG切れを想定して、29Lのガソリンタンクも予備として備えられている。イギリス、イタリア、フランス、オランダを中心に販売され、日本にも本格的な導入を見越した走行試験車が投入された。全世界に拡大する予定で仕様やサービスツール、部品供給、取扱説明書などのドキュメントまで整備されたが2005年後半に計画は中止された。 この車両は経済産業省の調査事業で、LPG車の燃料タンクや附属バルブなどの欧州規格（ECE基準67号）の物が日本の規格（高圧ガス保安法容器保安規則）に適合するかどうかの調査を行うために、日本での認証を取得して走行試験を実施されたものである。[2] 現在でも全国のエコカーフェアや低公害車フェア、LPガス展示会などで展示されている。
2006年10月30日にはヒュンダイモータージャパンより日本での輸入量産LPG車として初めてグレンジャーLPIが販売開始された。この車両も前述のボルボの車両と同時期に韓国規格の日本認証を実施し、日本で初の量産輸入LPG車として発売された。個人タクシーやマイカー用途として約400台が短期間に販売された。
世界各国では自動車基準整合化の流れの中、LPG車などガス自動車の基準はECE基準に整合が行われ、LPG車の構造装置の基準は67号、取付や保証等の基準は115号、CNG車も110号で基準化されている。 日本では、車両は「道路運送車両の保安基準」、燃料容器は「高圧ガス保安法容器保安規則」の2つに分かれているが、ECE基準では自動車基準に1本化され、各国の高圧ガス保安法規とは切り離されている。
[編集] 環境性能
LPG車の最大の特徴は、黒煙が全く排出されず、PM (粒子状物質)も測定限界以下、低NOx であることである。LPガスはC分（炭素）が 3–4 と少なく、逆にH分（水素）は8–10と多いので、CO2排出量も同一排気量エンジン、同一燃料供給方式のガソリンエンジンに比較して約12 - 15％、ディーゼルエンジンに比較しても約6％少ない。
CO2の排出量は、日本の自動車業界においては一般的に「ガソリン車と同じ」と言われていた。同じ排出ガス規制を適用する日本政府オランダやフランス、イギリスなどではLPG車は「代替燃料車」として明確に区別されている。
日本の自動車業界は「ガソリン・LPG同一排出ガス」との呪縛に縛られているようである。しかし、最初の排出ガス規制である昭和47年排出ガス規制では、ガソリンとLPGは明確に分類されLPGの方が厳しい排出ガス規制となっている。日本の排出ガス規制経緯また「同一の車型・同一エンジン・同一燃料供給方式エンジンでのガソリン・LPGの比較」をした公表資料が殆どなく、また一般にも公開されていなかった。しかしながら、日本においても「同一の車型・同一エンジン・同一燃料供給方式エンジンでのガソリン・LPGの比較」実証が2005年から行われ測定を実施した結果では下記の結果となる。CO2排出量の比較測定も、自動車のグローバル基準機関としての国土交通省の認証機関である財団法人日本車両輸送技術協会で実施されている。
自動車燃料の多様化が世界各国で進む中、日本だけが旧来の文化・シキタリでＬＰＧ車のみならずＣＮＧ車のマーケットを日本独自の規制で壊している。
[編集] 普及状況
世界LPG協会(WORLD LP GAS ASSOCIATION)が発刊した『2008 世界LPG統計資料』では、世界のLPG車は2000年の650万台から急速に拡大し、2008年には1460万台と2倍以上に拡大している。その大半は自家用乗用車が世界の中心であって、日本のようなトラックは比較的珍しい。大型エンジンでは燃料組成のプロパンを多めにすることで利用でき、ヨーロッパや中国、韓国で9000–12000ccクラスのエンジンを搭載したLPGバスが実用化されている。また、LPG車普及台数では第1位が韓国の232万台（乗用車保有の20%）、第2位がトルコの224万台、第3位がポーランドの208万台、第4位イタリアの93万台、第5位オーストラリアの65万台、第6位がロシアの60万台となっている。普及割合は、韓国・欧州が高く、欧州平均では総保有の1％–6％となっているが、近年はオーストラリアや東欧での増加が目覚しい。特に、200万台以上の普及をしているトルコ、ポーランド、韓国では、この10年間にそれぞれ22倍、6倍、5倍の伸びをしている。
[編集] ガソリン車改造LPG車
LPG車でよく聞かれる「改造車」というのは、燃料供給方式をベース車のガソリンからLPGに変更したもので、各国の道路交通行政機関から公認改造を得るものである。英語では「レトロフィット」と呼ばれる。
しかし、近年まで各国の標準とされたガスミキサータイプは、経時変化によるアイドリング調整の煩雑さやバックファイヤの発生など、性能維持に課題がある。ガソリン車と比較した場合、燃料噴射のEFI、EGI、ECCI等が一般的になりアイドリング調整も自動となっているため、LPG車でも当然ユーザーは最新のガソリン車と同等のメンテナンスフリー性能を求めるようになり、ガスミキサータイプの改造車は敬遠される傾向にある。いまどき「ガソリン車でキャブレター車が市販されていない」状況と同じで、LPG車だと言っても、「キャブレターと同等の手間のかかるガスミキサー方式」が求められるわけがない。
これらのマーケットニーズを受け、欧州LPG車で採用されている「電子制御ガス燃料噴射（マルチポイント）」と同様なシステムが開発され普及してきた。特にガス自動車後進国である日本でも普及し始めている。数年前には、世界11カ国で豊富な実績を持つ「HANA ENGINEERING」（日本ディーラー・HANA ENGINEERING JAPAN）のインジェクションシステム、世界最大のOEM向けガスシステムメーカーのランディレンゾのOMEGASシステムがエフケイメカニックより日本国内でも発売開始された。
また、LPG内燃機関工業会が開発したイタリアロバート社（ランディレンゾ傘下）現在は「FAST内工会方式」による改造や、各社の独自開発のシステムによる改造が行われている。
- LPG内燃機関工業会
- ニッキVPIシステム
- 田中モータース・ビーコムの開発したELPIでの改造
- インテグラル・ガスハイブリッドシステムによる改造
- PGS（プリンスガスシステム）プリンスガス・ジャパンによる改造
- RHS（リアルハイブリッドシステム）マイカープラザによる改造
- HANAENG（ハナエンジニアリングジャパン）LPG・CNGインジェクションシステム、DDFシステム販売と技術指導
- OMEGAS（ランディレンゾ・オメガス）エフケイメカニックによる改造
（LPGボンベは車両毎に複数用意されているが、欧州でよく用いられている異型ボンベ（ドーナツ型・双子型等）は大臣特認されたサンプル(1999年にヴィアーレLPI用に輸入されたドーナツ型)を除き、一般向けには日本において未だ認可されていない。その為に一般ユーザーは荷物スペースに不便を強いられている。また、UN-ECE協定規則67号・115号を採択、受入をしていないため、日本での燃料ボンベは非常に高価となっている。）
電子制御ガス噴射システム採用の場合には、ガスミキサー方式のような、経時変化によるアイドリングや燃料供給量の調整や、性能維持、OBD機能の維持もすべて現状のガソリン車と同様に自動化されており、全くガソリン車と変わらない同等のメンテナンス性や出力などを備え、市場の評価も高く急速に増加してきている。
改造費用は、車種によって異なるが排出ガス試験を終了した認証済車種では日本円で35 - 60万円程度となる[[3]]。
ただ、タクシー等長距離走行（生涯25–50万キロ）をする車両では、ガソリンエンジン用のバルブ、バルブシートでは、潤滑性の低いLPG燃料による磨耗、熱劣化が大きく、バルブクリアランスが取れなくなる。日本国外の改造車ではバルブとバルブシートの対策品への交換が行われたり、同様な性質を持つCNG車やアルコール燃料使用車と同じ強化エンジンバルブ、バルブシートに対応するケースも多い。
面白いもので、日本の自動車メーカーの国内向けのガソリン車を改造すると動弁系の問題が出るが、輸出向けのガソリン車ベースではそのまま改造を行っている[要出典]。日本国内では走行距離を10万キロ程度と判断し、長距離走行や燃料品質の一定しない日本国外向けには強化タイプのバルブ・バルブシートを使用している。日本国外のBMW、ボルボ、ヒュンダイ、キア等の輸入車では、もともと地域毎に異なるガソリン品質での課題や、北米、南米でのアルコール混合ガソリン使用の問題から、ガソリンエンジンであっても対策バルブが使用されており、問題が発生しないと言われる。このため欧州を中心としたマーケットではレトロフィットによる改造が盛んで、ディーラー等でカーステ取付並みに純正部品があり改造されている[要出典]。
[編集] ディーゼル車改造LPG車
ディーゼルエンジンからの改造は、エンジンを点火プラグを使用するガソリンエンジンと同様なシステム（オットーサイクル化）に改造し、燃料供給装置をLPG用とする必要がある。それには圧縮比の変更や、プラグ点火に適した燃焼室形状への変更や点火系の新設が必要である。具体的にはシリンダーヘッド、ピストン、コンロッドなどを新たに設計し直し、事実上エシリンダーブロックのみを利用するような形態となる。実例としては日本のいすゞ（4.6Lベース、CNGも共通）、三菱ふそう（3.9Lベース、CNGも共通）、トヨタ、日野（2代目B型エンジンベース、CNGもほぼ共通）が開発販売しているLPGトラックは前記のような作業を経てLPG化されている。また、北米でも同様な改造が盛んでスクールバスの改造が行われている。
また、韓国ソウル市では規制対象となる使用過程車のディーゼルトラックをLPG化する改造が行われており、2005年度だけでも6000台が改造され、更に増加する見込みである。改造費は物価の違いもあり、1台約40万円で行われている。技術的にもミキサータイプだけではなく、LPI（LPガス液状噴射システム）も採用されている。
通常、出力は元のディーゼルエンジンを凌ぐが、最大トルク発生回転がガソリンエンジンなみに高くなるため、トラックのようにパワーウェイトレシオが大きい場合、発進時にはディーゼル車に比べ、力不足となる。そのため、好みや使用状況によっては最終減速比を下げる等チューニングする必要がある。
一方、LPG専用車にすると前述のようにいたずらにコスト高になることから、エンジン構造はそのままに軽油とLPG（又はCNG）を電子制御により混合燃焼するDDF（ディーゼル・デュアル・フューエル）システムが注目されている。日本国内では、ハナエンジニアリングジャパンなどが販売している。過去に日本でも環境省を中心に東京都営バスで走行試験を行った事例がある。
[編集] 世界での動向
LPG車の普及を世界で見ると、年代により変化がある。1990年代にはオランダ、フランス、イタリアが中心となったが現在は飽和状態にある。2000年代に入るとイギリス、ポーランド、トルコ、オーストラリア、韓国で急激に増加している。
日本国外ではLPG改造車をメーカー系のディーラーで取り扱い、ヨーロッパのインポーターと販売店の関係では、一定の基準を満たしたLPG改造キットを「インポーター承認のあるディーラー純正部品」として扱う傾向が多い。
イギリスでは、政府のパワーシフトプログラムにより普及が進んでいる。燃料税の優遇の他、ロードプライシングでの通行税免除や、バスレーン通行許可等の多数の優遇があり、エネルギー分散化の一手として行われており、周辺のオランダなどからLPG改造した車両の輸入も多い。
欧州でのLPG車のシェアは、どの国でも全保有台数の約5%程度である。
また最近ではポーランド、トルコ、ハンガリー等の東ヨーロッパ、オーストラリア、フィリピン等西アジアでは急速にLPG車が増加している。また、CNG車はタイ等でも急速に普及が進んでいる。日本国外では100％石油に依存するガソリン・軽油に頼るだけではなく、天然ガス随伴ガス、石油精製、石油随伴等、マルチソースを持つLPガスや、メタンガス、シェールガスとしてあらゆる地域から産出する天然ガスを利用する方向にあるともいえる。
世界LPG協会（WLPGA）は、協会内に委員会（GAIN）を設置してLPG車の積極的な普及活動を行っている。協会の活動や各国の最新情報については、http://www.worldlpgas.com/gain/autogas-is-best を参照されたい。
[編集] 出典
- ^ “LPG vs. Petrol”. NRMA. 2011年1月22日閲覧。
[編集] 関連項目
[編集] 外部リンク
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