充電インフラの動向

現在、充電需要の大部分は家庭用充電によって満たされていますが、従来型車両の燃料補給と同等の利便性とアクセス性を提供するために、公共の充電器の必要性が高まっています。特に、家庭用充電設備へのアクセスが限られている人口密集都市部では、公共の充電インフラがEV普及の重要な推進力となります。2022年末時点で、世界中の公共充電ポイントは270万箇所あり、そのうち90万箇所以上が2022年に設置されました。これは2021年の設置数と比較して約55%増加しており、パンデミック前の2015年から2019年までの50%の成長率に匹敵します。

低速充電器

世界中で60万以上の公共低速充電ポイント12022年には36万台が設置され、そのうち36万台は中国に設置され、中国の公共低速充電器の設置台数は100万台を超えました。2022年末時点で、中国は世界の公共低速充電器の設置台数の半分以上を占めています。

ヨーロッパは2位で、2022年にはスローチャージャーの総数が46万台に達し、前年比50%増となりました。ヨーロッパではオランダが11万7千台でトップに立ち、続いてフランスが約7万4千台、ドイツが6万4千台となっています。米国のスローチャージャーの在庫数は2022年に9%増加しましたが、これは主要市場の中で最も低い伸び率です。韓国では、スローチャージャーの在庫数が前年比で倍増し、18万4千台に達しました。

急速充電器

公共の急速充電器、特に高速道路沿いにある急速充電器は、より長い移動を可能にし、EV普及の障壁となっている航続距離の不安に対処することができる。低速充電器と同様に、公共の急速充電器も、信頼できる個人用充電器へのアクセスがない消費者に充電ソリューションを提供し、それによってより広い層の人口にわたってEVの普及を促進する。2022年には世界全体で急速充電器の数が33万基増加したが、この場合も増加の大部分（約90％）は中国によるものである。急速充電の導入は、人口密度の高い都市における家庭用充電器へのアクセス不足を補い、中国の急速なEV普及目標をサポートする。中国には合計76万基の急速充電器があるが、公共の急速充電器の総数以上がわずか10の省に設置されている。

欧州全体の急速充電器の設置台数は、2022年末までに7万台を超え、2021年と比較して約55%増加しました。急速充電器の設置台数が最も多い国は、ドイツ（1万2,000台以上）、フランス（9,700台）、ノルウェー（9,000台）です。欧州連合（EU）全体では、公共充電インフラのさらなる整備に明確な意欲を示しており、欧州投資銀行と欧州委員会の間で、欧州横断輸送ネットワーク（TEN-T）全体にわたる電気充電カバレッジ要件を定める代替燃料インフラ規制（AFIR）案に関する暫定合意が成立しました。この合意により、急速電気充電を含む代替燃料インフラ向けに、2023年末までに15億ユーロ以上が利用可能となります。

米国は2022年に6,300台の急速充電器を設置したが、そのうち約4分の3はテスラのスーパーチャージャーだった。2022年末の時点で、急速充電器の総数は28,000台に達した。政府によるNEVI（全米電気自動車充電インフラ計画）の承認を受けて、今後数年間で導入が加速すると予想される。米国のすべての州、ワシントンD.C.、プエルトリコがこのプログラムに参加しており、2023年には122,000kmの高速道路にわたる充電器の増設を支援するために8億8,500万ドルの資金がすでに割り当てられている。米国連邦道路局は、一貫性、信頼性、アクセス性、互換性を確保するために、連邦政府が資金提供するEV充電器に関する新しい国家基準を発表した。新しい基準に基づき、テスラは米国のスーパーチャージャー（米国の急速充電器の総数の60%をスーパーチャージャーが占める）とデスティネーションチャージャーネットワークの一部をテスラ以外のEVに開放すると発表した。

EVの普及拡大には公共充電ポイントがますます必要

EV販売の伸びを見据えた公共充電インフラの整備は、EVの普及拡大に不可欠です。例えばノルウェーでは、2011年には公共充電ポイント1カ所あたり約1.3台のバッテリー式電気自動車（LDV）が設置されており、これがさらなる普及を後押ししました。2022年末には、LDVの17%以上がバッテリー式電気自動車（BEV）となり、ノルウェーの公共充電ポイント1カ所あたり25台のBEVが設置されています。一般的に、バッテリー式電気自動車（LDV）の保有台数が増加すると、BEV1カ所あたりの充電ポイント数は減少します。EV販売の成長は、家庭や職場での個人充電、あるいは公共の充電ステーションなど、アクセスしやすく手頃な価格のインフラによって充電需要が満たされる場合にのみ持続可能です。

公共充電器1台あたりの電気LDVの比率

主要国におけるバッテリー電気LDVあたりの公共充電ポイント数とバッテリー電気LDVの在庫シェア

PHEVはBEVに比べて公共充電インフラへの依存度が低いものの、充電ポイントの十分な確保に関する政策立案には、公共PHEV充電設備の整備を組み込む（そして促進する）べきです。充電ポイント1基あたりの電気自動車（LDV）の総台数を考慮すると、2022年の世界平均は1基あたり約10台のEVでした。中国、韓国、オランダなどの国では、過去数年間、1基あたりのEV台数が10台未満にとどまっています。公共充電設備への依存度が高い国では、公共充電器の数はEVの普及とほぼ同程度の速度で拡大しています。

しかし、自宅で充電できる設備が広く普及している市場（充電器を設置できる戸建て住宅の割合が高いため）では、公共充電ポイント1つあたりのEV台数はさらに多くなる可能性があります。例えば、米国では充電器1台あたりのEV台数は24台、ノルウェーでは30台を超えています。EVの市場浸透が進むにつれ、これらの国でも、自宅や職場で充電できないドライバーのEV普及を支援するために、公共充電の重要性はますます高まっています。しかし、充電器1つあたりの最適なEV台数は、地域の状況やドライバーのニーズによって異なります。

利用可能な公共充電器の数よりも重要なのは、EV1台あたりの公共充電電力容量でしょう。急速充電器は低速充電器よりも多くのEVに充電できるためです。EV普及の初期段階では、市場が成熟しインフラの利用効率が向上するまでは充電器の利用率は比較的低いと想定されるため、EV1台あたりの利用可能な充電電力容量は高い方が理にかなっています。これを踏まえ、欧州連合のAFIR（電気自動車充電規制）には、登録フリートの規模に基づいて総電力容量を提供するという要件が含まれています。

世界全体では、公共電気自動車（LDV）1台あたりの平均的な充電電力容量はEV1台あたり約2.4kWです。欧州連合（EU）ではこの比率は低く、EV1台あたり平均約1.2kWです。韓国では、公共充電器のほとんど（90%）が低速充電器であるにもかかわらず、EV1台あたり7kWという比率が最も高くなっています。

公共充電ポイントあたりの電気LDV台数と電気LDVあたりのkW数（2022年）

開ける

充電ポイントあたりの電気LDV台数電気LDV1台あたりの公共充電電力（kW）ニュージーランドアイスランドオーストラリアノルウェーブラジルドイツスウェーデンアメリカ合衆国デンマークポルトガルイギリススペインカナダインドネシアフィンランドスイス日本タイ欧州連合フランスポーランドメキシコベルギー世界イタリア中国インド南アフリカチリギリシャオランダ韓国08162432404856647280889610400.61.21.82.433.64.24.85.466.67.27.8

• EV / EVSE（下軸）
• kW / EV（上軸）

電気トラックの商用化が進んでいる地域では、バッテリー式電気トラックは、都市部や地域だけでなく、トラクタートレーラーによる地域輸送や長距離輸送など、ますます幅広い業務において、TCOベースで従来のディーゼルトラックと競合することができます。この競合がいつ実現するかを決定する3つのパラメータは、通行料、燃料費および運用コスト（例：トラック運行事業者が直面するディーゼル燃料と電気料金の差額、メンテナンス費用の削減）、そして車両の初期購入価格の差を縮めるためのCAPEX補助金です。電気トラックは、より低い生涯コスト（割引料金適用時を含む）で同じ業務を提供できるため、車両所有者が初期費用をいつ回収すると見込んでいるかが、電気トラックと従来型トラックのどちらを購入するかを決定する重要な要素となります。

オフシフト時（夜間やその他の長いダウンタイム）の低速充電を最大限に活用し、ミッドシフト時（休憩中など）、急速充電（最大350kW）、超急速充電（350kW超）について送電網事業者と一括購入契約を締結し、スマート充電やV2G（Vehicle-to-Grid）による収入増加の機会を探ることで充電コストを削減できれば、長距離用途における電気トラックの経済性は大幅に向上します。

電気トラックとバスは、そのエネルギーの大部分をオフシフト時の充電に依存することになります。これは主に、民間または半民間の充電デポ、あるいは高速道路上の公共ステーションで、多くの場合夜間に行われます。大型車両の電動化に対する需要の高まりに対応するためにデポを整備する必要があり、多くの場合、配電網と送電網のアップグレードが必要になる可能性があります。車両の航続距離要件にもよりますが、デポ充電は、都市部バスの運行の大部分、そして都市部および地方部のトラック運行を賄うのに十分です。

休憩時間を義務付ける規制では、走行中に急速または超急速充電オプションが利用できる場合は、シフト中の充電のための時間枠を設けることもできます。欧州連合では、4.5 時間の運転ごとに 45 分の休憩が義務付けられており、米国では 8 時間後に 30 分の休憩が義務付けられています。

市販されている直流 (DC) 急速充電ステーションのほとんどは、現在 250 ～ 350 kW の電力レベルに対応しています。欧州理事会と議会によって合意された目標には、2025 年から段階的に大型電気自動車のインフラを展開するプロセスが含まれています。米国とヨーロッパにおける地域および長距離トラック運行の電力要件に関する最近の調査では、30 ～ 45 分の休憩中に電気トラックを完全に充電するには、350 kW を超える、最大 1 MW の充電電力が必要になる可能性があることがわかりました。

地域および特に長距離輸送を技術的かつ経済的に実現可能にするための前提条件として、急速充電または超急速充電を拡大する必要性を認識し、2022年にトラトン、ボルボ、ダイムラーは独立した合弁会社を設立しました。3つの大型車製造グループによる共同投資5億ユーロにより、この取り組みはヨーロッパ全土に1,700以上の急速（300～350kW）および超急速（1MW）充電ポイントを展開することを目指しています。

現在、複数の充電規格が使用されており、超急速充電の技術仕様も策定中です。メーカーがそれぞれ異なる道を進むことで生じるコスト、非効率性、そして車両輸入業者や国際事業者への課題を回避するためには、大型EVの充電規格の最大限の統一と相互運用性を確保する必要があります。

中国では、中国電力評議会とCHAdeMOの「超超」が共同開発者となり、最大数メガワットの大型電気自動車向け充電規格を開発しています。欧州と米国では、最大出力が…となるCharINメガワット充電システム（MCS）の仕様が、国際標準化機構（ISO）をはじめとする機関によって策定されています。商用展開に必要な最終的なMCS仕様は、2024年に策定される予定です。ダイムラー・トラックとポートランド・ゼネラル・エレクトリック（PGE）が2021年に初のメガワット充電サイトを提供するほか、オーストリア、スウェーデン、スペイン、英国でも投資とプロジェクトが進められています。

定格出力1MWの充電器の商用化には、設置と送電網のアップグレードの両方に多大なコストがかかるため、多額の投資が必要になります。公営電力会社の事業モデルと電力セクター規制の見直し、関係者間の計画調整、そしてスマート充電はすべて役立ちます。パイロットプロジェクトや財政的インセンティブによる直接的な支援も、初期段階における実証と導入を加速させるのに役立ちます。最近の調査では、MCS定格の充電ステーションを開発するための重要な設計上の考慮事項が概説されています。

• 送電線や変電所の近くの高速道路の車庫に充電ステーションを計画することは、コストを最小限に抑え、充電器の利用率を高めるための最適なソリューションとなります。
• 配電網を場当たり的かつ短期的に改修するのではなく、早期に送電線に直接接続することで接続規模を「適正化」し、貨物輸送の大部分が電化されているシステムのエネルギー需要を予測することが、コスト削減に不可欠です。そのためには、系統運用者と充電インフラ開発者の間で、セクター横断的に構造化された協調的な計画策定が不可欠です。
• 送電システムの相互接続と送電網のアップグレードには 4 ～ 8 年かかる可能性があるため、優先度の高い充電ステーションの設置と建設をできるだけ早く開始する必要があります。

解決策としては、定置型ストレージの設置、地域の再生可能エネルギー容量の統合、スマート充電の組み合わせなどが挙げられ、これにより、送電網接続に関連するインフラコストと電力調達コストの両方を削減できます（例：トラック運転手が一日を通して価格変動を裁定したり、車両から送電網への接続の機会を利用したりすることでコストを最小限に抑えることができる）。

大型電気自動車（HDV）に電力を供給するその他の選択肢としては、バッテリー交換と電気道路システムがある。電気道路システムは、道路上の誘導コイル、車両と道路間の導電接続、または架線を介して、トラックに電力を伝送することができる。架線やその他の動的充電オプションは、ゼロエミッションの地域輸送および長距離輸送トラックへの移行において、システムレベルの大学コストの削減に期待が持て、総資本コストと運用コストの面で有利に働く可能性がある。これらは、バッテリー容量の必要性を減らすのにも役立つ。電気道路システムがトラックだけでなく電気自動車にも対応できるように設計されていれば、バッテリー需要はさらに削減され、利用率はさらに向上する。しかし、このようなアプローチには、技術開発と設計の面でより大きなハードルを伴う誘導設計または道路内設計が必要となり、より資本集約的となる。同時に、電気道路システムは、鉄道分野と同様の大きな課題を突きつけています。例えば、路面電車やトロリーバスで見られるように、経路や車両の標準化がより一層必要であること、長距離旅行における国境を越えた互換性、適切なインフラ所有モデルなどです。トラック所有者にとっては、ルートや車種の面で柔軟性が低く、開発コストも全体的に高く、これら全てが通常の充電ステーションと比較した競争力に影響を与えています。これらの課題を踏まえると、このようなシステムは、まず利用頻度の高い貨物路線に導入するのが最も効果的でしょう。そのためには、様々な官民の関係者間の緊密な調整が必要になります。ドイツとスウェーデンではこれまで、公道での実証実験が官民双方の主導的な取り組みによって行われてきました。中国、インド、英国、米国でも、電気道路システムの実証実験の実施が検討されています。

大型車両の充電ニーズ

国際クリーン交通評議会（ICCT）の分析によると、タクシーサービス（バイクタクシーなど）における電動二輪車のバッテリー交換は、ポイント充電式のBEVまたはICE二輪車と比較して、最も競争力のあるTCOを提供すると示唆されています。二輪車によるラストマイル配送の場合、現在、ポイント充電はバッテリー交換よりもTCO上の利点がありますが、適切な政策的インセンティブと規模があれば、特定の条件下では交換が実行可能なオプションになる可能性があります。一般的に、1日の平均走行距離が長くなるにつれて、バッテリー交換式のバッテリー電動二輪車は、ポイント充電式やガソリン車よりも経済的になります。2021年には、共通のバッテリー仕様について協力することで、二輪車/三輪車を含む軽量車両のバッテリー交換を促進することを目的として、スワップ可能バッテリー・モーターサイクル・コンソーシアムが設立されました。

電動二輪・三輪車のバッテリー交換は、特にインドで勢いを増している。現在、インド市場には10社以上の企業が存在する。その中には、電動スクーターとバッテリー交換技術のリーダーであるチャイニーズタイペイを拠点とするGogoroも含まれる。Gogoroによると、チャイニーズタイペイの電動スクーターの90%に同社のバッテリーが採用されており、Gogoroネットワークは1万2000以上のバッテリー交換ステーションを擁し、主にアジア太平洋地域の9か国で50万台以上の電動二輪車をサポートしている。Gogoroは現在、ラストマイル配送用のEVサービス・プラットフォームを運営するインド拠点のZypp Electricと提携し、デリー市で企業間ラストマイル配送業務のパイロットプロジェクトの一環として、6つのバッテリー交換ステーションと100台の電動二輪車を共同で展開している。同社は2023年初頭に資金調達を行い、2025年までにインド30都市で電動二輪車を20万台に拡大する予定です。サン・モビリティはインドにおけるバッテリー交換事業で長年の実績があり、Amazon Indiaなどのパートナーと提携し、電動二輪車・三輪車（電動リクシャーを含む）向けのバッテリー交換ステーションを全国に100カ所以上設置しています。タイでも、バイクタクシーや宅配ドライバー向けのバッテリー交換サービスが展開されています。

電動二輪車のバッテリー交換はアジアで最も普及していますが、アフリカにも広がりつつあります。例えば、ルワンダの電動バイクスタートアップ企業は、長距離走行を必要とするバイクタクシー事業に特化したバッテリー交換ステーションを運営しています。Ampersandは、キガリに10か所、ケニアのナイロビに3か所のバッテリー交換ステーションを設置しました。これらのステーションでは、毎月約3万7000件のバッテリー交換が行われています。

二輪車・三輪車のバッテリー交換はコスト面で有利

特にトラックにおいては、バッテリー交換は超急速充電に比べて大きなメリットがあります。まず、交換にかかる時間はごくわずかです。ケーブル式充電では、中電圧から高電圧の送電網に接続された超急速充電器と、高価なバッテリー管理システムやバッテリーケミストリーが必要となるため、交換は困難でコストもかかります。超急速充電を避けることで、バッテリー容量、性能、そしてサイクル寿命を延ばすことも可能です。

バッテリー・アズ・ア・サービス（BaaS）は、トラックとバッテリーの購入を分離し、バッテリーのリース契約を結ぶことで、初期購入コストを大幅に削減します。さらに、トラックはリチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（NMC）バッテリーよりも耐久性に優れたリン酸鉄リチウム（LFP）バッテリーを使用する傾向があるため、安全性と経済性の面で交換に適しています。

しかし、トラックのバッテリー交換は車両サイズが大きくバッテリーも重いため、交換作業にはより広いスペースと専用設備が必要となるため、ステーションの建設コストは高くなる可能性が高い。もう一つの大きな障壁は、バッテリーを一定のサイズと容量に標準化する必要があることである。バッテリーの設計と容量は電気トラックメーカーにとって重要な差別化要因であるため、トラックOEMはこれを競争力の課題と捉える可能性が高い。

中国は、強力な政策支援とケーブル充電を補完する技術の活用により、トラックのバッテリー交換において最前線に立っています。2021年、中国の工業情報化部（MIIT）は、3都市で大型トラックのバッテリー交換を含む、複数の都市でバッテリー交換技術の試験運用を行うと発表しました。FAW、CAMC、Dongfeng、Jiangling Motors Corporation Limited（JMC）、Shanxi Automobile、SAICなど、中国の主要大型トラックメーカーのほぼすべてがこの技術を採用しています。

中国はトラックのバッテリー交換の最前線に立っている

中国は乗用車のバッテリー交換でも世界をリードしています。2022年末時点で、中国におけるバッテリー交換ステーションの総数は全走行距離ベースでほぼ150万台に達し、2021年末比で50%増加しました。バッテリー交換対応車とそれをサポートする交換ステーションを製造するNIOは、中国国内で多数の交換ステーションを運営しており、そのネットワークは中国本土の3分の2以上をカバーしていると報告しています。同社の交換ステーションの半数は2022年に設置され、同社は2025年までに世界で4,000のバッテリー交換ステーションを設置するという目標を掲げています。同社の交換ステーションは1日あたり300件以上の交換処理が可能で、20～80kWの出力で最大13個のバッテリーを同時に充電できます。

NIOは、2022年末にバッテリー交換対応車種が欧州市場で発売されるのに伴い、欧州にバッテリー交換ステーションを建設する計画も発表しました。スウェーデンに最初のNIOバッテリー交換ステーションが開設され、2022年末までにノルウェー、ドイツ、スウェーデン、オランダに10のNIOバッテリー交換ステーションが開設されました。NIOのバッテリー交換ステーションがNIOの車両に対応しているのに対し、中国のバッテリー交換ステーション運営会社Aultonのステーションは、16の異なる自動車メーカーの30モデルに対応しています。

バッテリー交換は、自家用車よりも充電時間に敏感なLDVタクシー車両にとって特に魅力的な選択肢となる可能性があります。米国のスタートアップ企業Ampleは現在、サンフランシスコ湾岸地域で12か所のバッテリー交換ステーションを運営しており、主にUberのライドシェア車両にサービスを提供しています。

中国は乗用車のバッテリー交換でも先駆者だ

参考文献

低速充電器の定格出力は22kW以下です。急速充電器は、定格出力が22kWを超え350kW以下の充電器です。「充電ポイント」と「充電器」は同じ意味で使用され、同時に充電できるEVの台数に応じて、個々の充電ソケットを指します。「充電ステーション」には複数の充電ポイントが設置されている場合があります。

以前は指令であったこのAFIR案は、正式に承認されれば拘束力のある立法行為となり、欧州連合内の主要道路と二次道路であるTEN-T沿いに設置された充電器間の最大距離などを規定することになる。

誘導ソリューションは商用化にはまだ程遠く、高速道路で十分な電力を供給するという課題に直面しています。