エネルギー
EVは環境以上の効果があるかもしれない – 広範な採用は顕著な健康と経済的利益をもたらす可能性がある
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トロント大学の新しい研究によると、電気自動車（EV）の大規模な導入と再生可能エネルギー発電の展開により、2050年までに最大1880億ドルに相当する健康上の利益が得られる可能性があると示唆されています。
この目的のために、土木・鉱山工学部のチームはコンピュータシミュレーションを使用し、米国の車両を電化するだけでも、電力網の脱炭素化をそれほど積極的に進めなくても、数百億ドル規模の人口レベルの健康利益が得られることを示しました。
研究共同執筆者のマリアンヌ・ハツポウロウ教授によれば、EVの影響を研究する際、研究者は通常、CO2排出削減という観点から気候変動に焦点を当ててきましたが、内燃車がもたらす汚染はそれだけにとどまりません。
CO2に加えて、これらの従来の車両は「公衆衛生に対して有意かつ定量的な影響を持つ多数の大気汚染物質を排出」しており、ハツポウロウ教授は「それらは低所得者層、人種的少数者、または周縁化された集団に不均衡に影響を及ぼす」と指摘しています。
2020年に、このチームのメンバーはライフサイクル評価の専門知識を活かし、米国市場における大規模なEV導入の影響をシミュレートするコンピュータモデルを構築しました。
チームは、米国が一人当たりの所有率と走行距離が高く、大型・重量車が豊富で、質の高いデータが入手できることから、テスト市場として米国を選びました。
2100年までに産業革命前の水準からの全球平均気温上昇を2℃未満に抑えるために必要なEVの台数を推定するため、チームはこの目標を米国の乗用車向け炭素予算に変換する新しい手法を開発しました。その後、その予算内に収まるために必要なEVの台数を算出した結果、”非常に多く”であることが分かりました。
シミュレーション結果では、2050年までに米国の道路上に3億5,000万台のEVが必要で、目標とする排出削減を達成できると示されました。
「販売は急速に伸びているのは事実ですが、最も楽観的な予測でも2050年までに米国の車両フリートは約50％のEVにしかならないと示唆しています。」
この採用に対する障壁として、研究はEV導入に対する消費者の嗜好、バッテリーに必要なコバルト、リチウム、マンガンといった重要資源の供給課題、そして国内電力インフラへの負荷を指摘しています。論文は、電力需要が年間1,730 TWh増加すると述べており、インフラと新たな発電所への大規模な投資が必要になるとしています。
研究は、2050年までに90％のEV所有は非現実的なシナリオであると結論付け、公共交通への大規模投資、住宅密度の向上、そしてアクティブトランスポーテーションを可能にする都市再設計を推奨しています。
「EVは確かに排出を削減しますが、私たちがすでにやるべきだと分かっていることから逃れることはできません。私たちは行動、都市の設計、さらには文化の側面まで再考する必要があります。この課題に対して全員が責任を負わなければなりません。」
– ヘザー・マクリーン教授
広範なEV採用は人間の健康を改善できる
緩和目標を達成するために必要なEVの台数を計算した後、U of T工学チームが調査、軽自動車の電化による健康上の利益を調査しました。
今月PNASに掲載された最新の研究は、2022年から2050年までの米国におけるEV採用による大気質関連の健康影響を定量化する独自の視点を提案しています。
実際、EV自体は排気ガスを出さないものの、空気汚染に無関係というわけではありません。EVは電力を必要とし、もしその電力が天然ガスや石炭など化石燃料で発電されたものであれば、汚染の原因となります。
そこで、チームはモデルを調整し、硫黄酸化物（SOx）、窒素酸化物（NOx）、そしてPM2.5（直径2.5マイクロメートル以下の微小粒子で、有機化学物質、ほこり、すす、金属を含む可能性がある）といった大気汚染物質の生成をシミュレートしました。
CO2とは異なり、何十年も大気中に残り均一に拡散するのに対し、これらの汚染物質とその健康影響はより局所的です。
「排出量だけでなく、どこで排出するかも重要です。」
– ダニエル・ポーゼン教授
したがって、CO2のモデリングとこれらの汚染物質のモデリングは全く異なるものです。
また、電力網と内燃車からの大気汚染は時間とともに一定であるとは予想されていません。
例えば、現在のガソリン車は20年前に製造されたものに比べてはるかに少ない汚染を排出していますが、依然として道路を走っています。同様に、電力網はますますクリーン化しています。したがって、これらすべての要因を考慮に入れる必要があります。
チームは、モデルでシミュレートするために2つの主要シナリオを選択しました。1つ目のシナリオでは、これ以上EVは製造されず、古い内燃車はより効率的な車に置き換えられ続けます。2つ目のシナリオでは、2035年までに販売されるすべての新車が電気自動車であると想定しています。
2つ目のシナリオは「積極的」に見えますが、ノルウェー、オランダ、フランス、カナダなど多くの国がすでにEVに全面的に取り組んでおり、今後10年で新しい内燃車の販売を廃止する計画を立てています。
両シナリオにおいて、研究者は電力網の再生可能エネルギーへの移行速度もさまざまに設定しました。この速度は、減速、加速、または現在とほぼ同様のペースを2050年まで維持することを含みます。
これらの条件ごとに、米国全体で大気汚染レベルをシミュレートし、汚染レベルと経済価値の統計的推定、そして失われた余命年数とを相関させました。
「我々のシミュレーションは、現在から2050年までの大規模なEV導入による累積的な公衆衛生上の利益が数千億ドル規模になる可能性があることを示しています…電力網が引き続きクリーン化すればです。」
– ポーゼン
世界はすでに化石燃料発電からの転換を進めていますが、チームは電力網が現在の状態で停滞するシナリオもモデル化しました。彼は付け加えました：
「その場合、単に古い内燃車を新しいものに置き換える方が実際には有利ですが、やはりこれはあまり現実的なシナリオではありません。」
さて、優先すべきは交通部門の脱炭素化のためにEVを導入することか、EVの汚染源である発電部門を脱炭素化することかという問題です。
これについて、ハツポウロウは次のように述べました：
「今日販売されている車両は、何十年も使用され続けることを忘れてはなりません。」
つまり、まずEVを導入しなければなりません。たとえ効率が高くても、内燃車の購入を続けることは、将来的に排気ガス排出を続けることになり、汚染がさらに拡大します。
しかし、発電システムも同時に脱炭素化すべきであり、より多くのEVが道路に出るのを待つべきではありません。
「私たちは今日から、より健康的な未来への道を歩み始める必要があります。」
– ハツポウロウ
EVが公衆衛生にもたらす利益の定量化
EVはここ数年で大きな注目を集めており、大気汚染問題に取り組む有力な手段として浮上しています。
これは理にかなっています。大気汚染は世界で10人に1人の死亡原因となり、年間843万人の早死にを引き起こしています。また、平均寿命を2年以上短縮します。WHOによれば、大気汚染は世界的に人間の健康に対する最大の環境脅威です。
この脅威は主に輸送産業に起因しています。米国では、同部門が全温室効果ガス（GHG）排出の約29％を占めており、気候変動緩和策の焦点となっています。
解決策の一つとして、排気ガスを出さないEVはGHG排出と大気汚染の両方を削減する大きな可能性を持っています。米国エネルギー省によれば、ガソリン車が5,186kgの炭素排出をするのに対し、EVはわずか1,783kgしか排出しません。
そこで、今年初めの研究は、米国の4都市（ニューヨーク、シカゴ、ヒューストン、ロサンゼルス）における完全電化（FullE）の利益を調査しました。これらの都市は人口密度が高く、交通量が多く、EPA基準を満たさない悪い大気質が特徴です。
研究は、FullEシナリオによりPM2.5が0.34〜2.29 μg/m³まで減少し、NOxとオゾン濃度も顕著に低下したことを示しました。
健康面では、FullEシナリオはそれぞれニューヨークで月間796人、シカゴで328人、ヒューストンで157人の早死を防げる可能性があります。経済面では、健康利益は1日あたり5,100万ドルから2億4,900万ドルの範囲と予測されています。
しかし、ロサンゼルスでは、完全電化によりPM2.5とオゾン濃度が上昇し、死亡率が増加する可能性があります。一方、軽自動車のEVシェアを29％にすると、月間104人の命が救われます。これは、同市の複雑な大気化学と独特の地理・気象条件によるものであり、「地域別の環境規制」が必要とされています。
別の研究では、中国・上海におけるこれらの車両の健康利益を調査し、地域によっては高コストな大規模EV導入からより大きな利益を得られることが示されました。そのため、政策立案者は地域特性に基づいたインセンティブを設計すべきだと提言しています。
上海のようなメガシティは、通常、より悪い大気質に悩まされ、より多くの人口が車両からの排出物にさらされています。
そこで、研究は、微小粒子状物質、NOx、揮発性有機化合物を排出するガソリン車を、電力プラントからのNOxとSO2排出に寄与するバッテリー駆動EVに置き換えることで得られる気候と健康の利益を評価しました。
調査によれば、中国最大の都市である上海の各EVは6,400ドルの健康・気候利益を生み出します。さらに、EVの健康影響は平均的な内燃車（ICEV）に比べ約20倍低く、古いICEVを置き換えることで1台あたり8,900ドルの大きな利益が得られます。
しかし、車両の電化は温室効果ガス排出の削減と大気質の改善だけでなく、有害大気汚染物質への曝露に関連する死亡率を低下させることも判明しています。
内燃車が排出する微小粒子状物質を吸入すると、心臓発作を含む心血管疾患のリスクが高まります。子どもにとっては、大気汚染への曝露が生涯にわたる医療問題を引き起こす可能性があります。妊婦の場合、合併症や低出生体重のリスクが増加します。研究は、大気汚染が注意欠陥障害にも寄与すると示唆しています。
大気汚染が人間の健康、特に若年層に及ぼす悪影響を考慮し、アメリカ肺協会はEVが命を救う影響を調査しました。
「大気汚染と気候変動は現在、子どもたちを危険にさらしています。気候変動の影響はますます深刻化しており、米国の子どもたちが成長するにつれて直面するリスクがさらに増大します。」
– ウィル・バレット、報告書著者兼協会のクリーンエア推進シニアディレクター
人々の健康を向上させるため、報告書はすべての新車購入をゼロエミッション車とし、国内電力網を2035年までにクリーンで再生可能エネルギーに切り替えることを提案しています。
同団体によれば、これらのゼロエミッション車は2050年までに米国に1.2兆ドル以上の健康利益をもたらすとしています。
EV市場の現状
車両電化のこれらすべての利益を踏まえて、EV採用は現在どの段階にあるのでしょうか？国際エネルギー機関（IEA）の報告によれば、2023年の電気自動車販売はほぼ1,400万台に達し、前年から350万台増加し、2018年と比べて6倍に達しました。
2023年には、電気自動車は全車両の約18％を占め、2022年から4％増加しました。5年前はわずか2％であり、EVの急速な普及が浮き彫りになっています。電気自動車のうち70％はバッテリー駆動です。これにより、道路上のEV総数は4,000万台に達します。
EVの採用は世界的に進んでいますが、主に中国を筆頭に、数少ない主要市場に大きく集中しています。
新規電気自動車登録の約60％（810万台）が中国で行われました。注目すべきは、2023年が10年以上ぶりに中国の新エネルギー車（NEV）産業がEV購入に対する国家補助金の支援を受けなかった初年度であることです。ただし、税金免除や非財政的支援、いくつかの省主導の投資は継続されました。昨年、中国は400万台以上を輸出し、そのうち120万台がEVで、世界最大の自動車輸出国となりました。
中国に続いてヨーロッパが25％、米国が10％（140万台）です。これらの地域は合わせて世界の電気自動車販売の約95％を占めています。この成長は2024年も続いており、中国は2024年第1四半期にすでに190万台の電気自動車を販売し、米国の35万台と比較されています。
新興市場や開発途上国での電気自動車販売は増加していますが、全体としては低く、アフリカ、ユーラシア、中東では依然としてEVは稀です。
IEAによれば、電動モビリティへの移行は手頃な価格のEVに依存しています。また、技術開発に加えて、競争がコスト削減の大きな要因となります。
「人々は気候変動と戦い、EVを走らせる準備ができているが、どんな代償を払ってでもではない」と、今月開催されたパリモーターショーのディレクターであるセルジュ・ガショー氏は述べました。このショーでは米国、中国、ヨーロッパのEVメーカーが最新モデルを展示しました。
JATOのデータによれば、2023年上半期の中国におけるバッテリーEVの平均小売価格は3万4千ドル未満で、ヨーロッパは約7万2千ドル、米国は約7万4千ドルでした。
中国は最先端技術と高品質な車両を競争力のある価格で提供できるため、EV市場を掌握しています。中国のEV市場での支配に対抗して、ヨーロッパとカナダは自国のEV産業を強化するため関税導入を検討しています。
現在、EVセクターの主要企業を見ると、NIO (LIO )、Li Auto (LI )、Lucid Group (LCID )、Rivian Automotive (RIVN )、Stellantis N.V. (STLA ) が主要プレーヤーです。
しかし、中国のBYDは現在、世界のEV産業をリードしています。同社はEV、バッテリー、エネルギーソリューションを製造し、国内外で急速に市場シェアを拡大しています。BYDは第3四半期に1,134,892台を販売し、第2四半期の986,720台と比較して増加しました。
執筆時点で、時価総額1235億ドルの同社株は1株36.86ドルで取引され、年初来で33.16％上昇しています。EPS（TTM）は1.55、P/E（TTM）は23.84です。
次に、イーロン・マスクのTesla, Inc. (TSLA )があります。同社はModel S、Model 3、Model X、Model Yなどの幅広いEVを製造しています。第3四半期には462,890台のEVを納入し、第2四半期の433,956台から増加しました。第2四半期の売上高は255億ドルで、規制クレジットが8億9,000万ドルでした。
TSLA 価格チャート
執筆時点で、時価総額7038.5億ドルの同社株は1株217.80ドルで取引され、年初来で11.18％下落しています。EPS（TTM）は3.56、P/E（TTM）は62.04です。
結論
研究は、電気自動車が環境と公衆衛生の両方に対して否定できない利益をもたらすことを示しています。しかし、広範な採用には重大な課題が伴います。その潜在能力を最大限に活用するためには、車両フリートを電化するだけでなく、電力網も脱炭素化しなければなりません。全体として、EVの採用は、私たちの移動、生活、エネルギー生成の方法に関するより広範な社会的変化と相補的である必要があります。
