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で満たされていますが、従来型車両への給油と同等の利便性とアクセス性を提供するためには、公共の充電設備の必要性がますます高まっています。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度の高い都市部では、公共の充電インフラがEV普及の鍵となります。2022年末時点で、世界の公共充電ポイントは270万箇所に達し、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年時点の設置数から約55%増加しており、パンデミック前の2015年から2019年までの成長率50%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36万基が設置され、そのうち36万基は中国に設置された。これにより、中国国内の低速充電器の総数は100万基を超えた。2022年末時点で、世界の公共低速充電器の半数以上が中国に集中していた。

ヨーロッパは2022年に合計46万基の低速充電器を設置し、前年比50%増で2位にランクインした。ヨーロッパではオランダが11万7000基で首位、次いでフランスが約7万4000基、ドイツが6万4000基となっている。米国の低速充電器の設置数は2022年に9%増加したが、これは主要市場の中で最も低い成長率である。韓国では低速充電器の設置数が前年比で倍増し、18万4000基に達した。

急速充電器

高速道路沿いに設置された公共の急速充電器は、長距離移動を可能にし、EV普及の障壁となっている航続距離への不安を解消することができます。低速充電器と同様に、公共の急速充電器は、信頼できる個人用充電設備を利用できない消費者に充電ソリューションを提供し、より幅広い層へのEV普及を促進します。2022年には、世界の急速充電器の数は33万台増加しましたが、その増加の大部分（ほぼ90%）は中国によるものでした。急速充電の展開は、人口密度の高い都市部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普及目標を支援します。中国には合計76万台の急速充電器がありますが、公共の急速充電設備の総数の大部分はわずか10の省に集中しています。

ヨーロッパでは、急速充電器の総数は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（1万2000台以上）、フランス（9700台）、ノルウェー（9000台）です。欧州連合全体では、公共充電インフラをさらに発展させるという明確な意欲があり、欧州投資銀行と欧州委員会が提案する代替燃料インフラ規則（AFIR）に関する暫定合意によって示されています。この規則は、欧州横断輸送ネットワーク（TEN-T）全体で電気自動車の充電カバレッジ要件を設定するもので、2023年末までに電気自動車の急速充電を含む代替燃料インフラに15億ユーロ以上が利用可能になります。

米国では2022年に6,300基の急速充電器が設置され、その約4分の3がテスラのスーパーチャージャーでした。急速充電器の総数は2022年末までに28,000基に達しました。政府によるNEVI（全米電気自動車充電インフラ）の承認を受けて、今後数年間で展開が加速すると予想されています。米国の全州、ワシントンDC、プエルトリコがこのプログラムに参加しており、122,000kmの高速道路に充電器を整備するために、2023年の資金として8億8,500万米ドルがすでに割り当てられています。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、連邦政府の資金によるEV充電器の新しい国家基準を発表しました。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（米国における急速充電器の総数の60%がスーパーチャージャー）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にも開放すると発表しました。

電気自動車の普及を促進するためには、公共の充電ステーションの必要性がますます高まっている。

電気自動車（EV）の販売増加を見越した公共充電インフラの整備は、EVの普及に不可欠です。例えばノルウェーでは、2011年には公共充電ポイント1箇所あたり約1.3台のバッテリー式電気自動車（BEV）が普及しており、これがEVの普及を後押ししました。2022年末には、LDVの17%以上がBEVとなり、ノルウェーの公共充電ポイント1箇所あたり25台のBEVが普及しました。一般的に、BEVのシェアが増加するにつれて、BEV1台あたりの充電ポイント数は減少します。EV販売の増加は、自宅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台あたりの電気軽自動車の比率

選択された国における、バッテリー式電気自動車（BEV）の普及率に対する、バッテリー式電気自動車1台あたりの公共充電ポイント数の比率

PHEVはBEVほど公共充電インフラに依存していないものの、充電ポイントの十分な利用可能性に関する政策立案には、PHEVの公共充電を組み込み（そして奨励する）べきである。充電ポイントあたりの電気軽自動車の総数を考慮すると、2022年の世界平均は充電器1基あたり約10台の電気自動車であった。中国、韓国、オランダなどの国では、過去数年間、充電器1基あたりの電気自動車の台数が10台未満に抑えられてきた。公共充電に大きく依存している国では、公共充電器の数は電気自動車の普及とほぼ一致する速度で拡大している。

しかし、自宅充電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基あたりのEV台数はさらに高くなる可能性があります。例えば、米国では充電器1基あたりのEV台数は24台、ノルウェーでは30台を超えています。EVの市場浸透率が高まるにつれ、自宅や職場に充電設備がないドライバーのEV普及を支援するため、これらの国々においても公共充電の重要性がますます高まっています。ただし、充電器1基あたりの最適な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、EV 1 台あたりの公共充電電力容量の方がおそらく重要でしょう。なぜなら、急速充電器は低速充電器よりも多くのEVを充電できるからです。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が比較的低いと想定されるため、EV 1 台あたりの利用可能な充電電力が高い方が理にかなっています。これに沿って、欧州連合の AFIR に関する規定には、登録車両台数に基づいて提供されるべき総電力容量に関する要件が含まれています。

世界的に見ると、電気自動車1台あたりの公共充電設備の平均電力容量は約2.4kWです。欧州連合ではこの比率は低く、平均で約1.2kWとなっています。韓国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、7kWと最も高い比率を誇っています。

公共充電ポイントあたりの電気軽自動車台数および電気軽自動車1台あたりの電力（kW）、2022年

開ける

充電ポイントあたりの電気軽自動車台数 電気軽自動車1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）

電気トラックが商業的に利用可能になりつつある地域では、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・トレーラーの地域および長距離輸送セグメントにおいても、従来のディーゼルトラックと総所有コスト（TCO）ベースで競争できる範囲が拡大しています。 達成時期を決定する 3 つのパラメータは、通行料、燃料および運用コスト（たとえば、トラック事業者が直面するディーゼルと電気の価格の差、およびメンテナンスコストの削減）、および車両購入価格の初期差額を縮小するための CAPEX 補助金です。 電気トラックは、生涯コストを低く抑えながら同じ運用を提供できるため（割引率が適用される場合も含む）、車両所有者が初期費用を回収できると期待する時期は、電気トラックを購入するか従来のトラックを購入するかを決定する重要な要素です。

長距離輸送用途における電気トラックの経済性は、夜間やその他の長時間の休止時間など「勤務時間外」の低速充電を最大限に活用し、休憩時間などの「勤務時間中」の高速充電（最大350kW）、または超高速充電（350kW超）について電力網事業者との一括購入契約を確保し、スマート充電やV2G（Vehicle-to-Grid）による電力供給の機会を探ることで、充電コストを大幅に削減できれば、大幅に改善できる。

電気トラックや電気バスは、エネルギーの大部分を勤務時間外の充電に頼ることになる。これは主に民間または半民間の充電ステーション、あるいは高速道路沿いの公共充電ステーションで行われ、多くの場合、夜間に行われる。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、充電ステーションの開発が必要となり、多くの場合、配電網や送電網のアップグレードも必要となるだろう。車両の航続距離要件にもよるが、充電ステーションでの充電は、都市バスや都市部および地域トラックの運行の大部分をカバーするのに十分である。

休憩時間を義務付ける規制は、走行中に急速充電または超急速充電のオプションが利用可能な場合、勤務時間中の充電のための時間枠を提供することもできます。欧州連合では、4.5時間の運転ごとに45分間の休憩が義務付けられており、米国では8時間ごとに30分間の休憩が義務付けられています。

現在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、250～350kWの電力レベルに対応しています。欧州理事会と欧州議会が合意した目標には、2025年から始まる電気大型車両のインフラ展開の段階的なプロセスが含まれています。米国と欧州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、350kWを超える充電電力、最大1MWが必要になる可能性があることがわかりました。

地域輸送、特に長距離輸送を技術的にも経済的にも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の規模拡大の必要性を認識し、2022年にTraton、Volvo、Daimlerは独立した合弁会社を設立しました。3つの大型製造グループからの総額5億ユーロの投資により、このイニシアチブ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、超高速充電の技術仕様も開発中です。メーカーがそれぞれ異なる道を辿る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にとっての課題を回避するためには、大型電気自動車（EV）の充電規格の最大限の統合と相互運用性を確保する必要があります。

中国では、共同開発者である中国電力評議会とCHAdeMOの「ウルトラChaoJi」が、最大数メガワットの大型電気自動車の充電規格を開発している。ヨーロッパと米国では、最大電力が の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）やその他の組織によって開発されている。商用展開に必要な最終的なMCS仕様は、2024年に発表される予定である。2021年に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）が最初のメガワット充電サイトを提供したこと、およびオーストリア、スウェーデン、スペイン、英国での投資とプロジェクトに続く。

定格出力1MWの充電器の商用化には、多額の投資が必要となる。なぜなら、このような高出力を必要とする充電ステーションは、設置と送電網のアップグレードの両方で多額の費用がかかるからである。公共電力事業のビジネス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、スマート充電はすべて役立つ。パイロットプロジェクトや財政的インセンティブを通じた直接的な支援は、初期段階での実証と導入を加速させることもできる。最近の研究では、MCS規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いくつか概説されている。

• 送電線や変電所の近くにある高速道路の車両基地に充電ステーションを計画的に設置することは、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解決策となり得る。
• 送電線への直接接続による「適切な規模」の接続を早期に構築し、貨物輸送の大部分が電化されたシステムのエネルギー需要を予測することが、場当たり的かつ短期的な配電網のアップグレードよりも、コスト削減に不可欠となる。そのためには、送電網事業者と充電インフラ開発事業者が、各分野にわたって体系的かつ協調的な計画を策定する必要がある。
• 送電系統の相互接続や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場所の選定と建設はできるだけ早く開始する必要がある。

解決策としては、定置型蓄電設備の設置や地域の再生可能エネルギー設備の統合に加え、スマート充電を組み合わせることが挙げられます。これにより、送電網への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（例えば、トラック運転手が一日を通して価格変動を利用したり、車両間電力供給（V2G）の機会を活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ます）。

電気大型車両（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ります。電気道路システムは、道路内の誘導コイル、車両と道路間の導電接続、または架線（カテナリー）を介してトラックに電力を供給できます。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および長距離トラックへの移行において、システムレベルのコストを削減し、総資本コストと運用コストの面で有利になる可能性を秘めています。また、バッテリー容量の必要性を減らすのにも役立ちます。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するように設計されれば、バッテリー需要をさらに削減し、利用率をさらに向上させることができます。ただし、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式または道路内設置式の設計が必要となり、資本集約型になります。同時に、電気道路システムは、路面電車やトロリーバスに見られるような経路や車両の標準化の必要性、長距離輸送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、鉄道部門と同様の大きな課題を抱えています。トラック所有者にとっては、ルートや車両タイプの柔軟性が低く、開発コストも全体的に高いため、通常の充電ステーションとの競争力に影響します。こうした課題を踏まえると、このようなシステムは、まず利用頻度の高い貨物輸送回廊に導入するのが最も効果的であり、そのためには様々な公的機関と民間企業の緊密な連携が必要となります。ドイツとスウェーデンでこれまでに実施された公道での実証実験は、民間企業と公的機関双方の推進力に支えられてきました。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（例：バイクタクシー）の電動二輪車のバッテリー交換は、ポイント充電式のBEVやICE二輪車と比較して、最も競争力のあるTCOを提供します。二輪車によるラストマイル配送の場合、ポイント充電は現在、バッテリー交換よりもTCOで優位ですが、適切な政策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増加するにつれて、バッテリー交換式のバッテリー電動二輪車は、ポイント充電式またはガソリン車よりも経済的になります。2021年に、共通のバッテリー仕様で協力することにより、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、スワッパブル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。

インドでは、電動二輪車/三輪車のバッテリー交換が特に勢いを増している。現在、インド市場には10社以上の企業があり、その中には台湾を拠点とする電動スクーターおよびバッテリー交換技術のリーダーであるGogoroも含まれる。Gogoroは、同社のバッテリーが台湾の電動スクーターの90%に電力を供給していると主張しており、Gogoroネットワークは、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する1​​万2000以上のバッテリー交換ステーションを有している。Gogoroは現在、ラストマイル配送用のEVaaSプラットフォームを運営するインド拠点のZypp Electricと提携しており、両社は共同で、デリー市での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台の電動二輪車を展開している。 2023年初頭、彼らは資金を調達し、2025年までにインドの30都市で20万台の電動二輪車にフリートを拡大するために使用する予定だ。Sun Mobilityはインドでバッテリー交換の長い歴史を持ち、Amazon Indiaなどのパートナーと提携して、電動二輪車や三輪車（電動リキシャを含む）用の交換ステーションを全国に100カ所以上展開している。タイでも、バイクタクシーや配達ドライバー向けのバッテリー交換サービスが普及しつつある。

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るが、アフリカにも広がりつつある。例えば、ルワンダの電動バイクの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者向けにバッテリー交換ステーションを運営している。アンパサンド社は、キガリに10カ所、ケニアのナイロビに3カ所のバッテリー交換ステーションを建設した。これらのステーションでは、月に約3万7000件のバッテリー交換が行われている。

二輪車・三輪車のバッテリー交換はコスト面でメリットがある

特にトラックの場合、バッテリー交換は超高速充電に比べて大きな利点があります。まず、交換にかかる時間は最小限で済みますが、ケーブル充電では中～高電圧の電力網に接続された超高速充電器や高価なバッテリー管理システム、特殊なバッテリー技術が必要となるため、これは困難でコストもかかります。また、超高速充電を避けることで、バッテリー容量、性能、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、トラック本体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、初期購入費用を大幅に削減します。さらに、トラックは一般的にリン酸鉄リチウム（LFP）バッテリーを使用する傾向があり、これは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が高いため、安全性とコスト効率の面でバッテリー交換に適しています。

しかし、トラックのバッテリー交換ステーションの建設コストは、車両サイズが大きくバッテリーも重いため、より広いスペースと交換作業に必要な専用機器が必要となることから、高額になる可能性が高い。また、バッテリーのサイズと容量を標準化する必要があることも大きな障壁となる。バッテリーの設計と容量は電気トラックメーカー間の重要な差別化要因であるため、トラックメーカーはこれを競争力への挑戦と捉えるだろう。

中国は、強力な政策支援とケーブル充電を補完するように設計された技術の使用により、トラックのバッテリー交換の最前線に立っています。2021年、中国の工業情報化部（MIIT）は、3都市での大型トラック（HDV）のバッテリー交換を含む、いくつか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、東風汽車、江鈴汽車有限公司（JMC）、山西汽車、上海汽車など、中国の主要大型トラックメーカーのほぼすべてがこの取り組みに参加しています。

中国はトラック用バッテリー交換技術の最先端を走っている。

中国は乗用車のバッテリー交換でもリーダー的存在です。全モードを合わせると、中国のバッテリー交換ステーションの総数は2022年末時点で約100万台に達し、2021年末時点より50%増加しました。バッテリー交換対応車とそれを支える交換ステーションを製造しているNIOは、中国国内で100万台以上のステーションを運営しており、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。交換ステーションの半分は2022年に設置され、同社は2025年までに世界中で4000台のバッテリー交換ステーションを設置することを目標としています。同社の交換ステーションは1日に300回以上の交換が可能で、20～80kWの電力で最大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の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か所のNIOバッテリー交換ステーションが開設された。NIOの交換ステーションはNIO車のみを対象としているのに対し、中国のバッテリー交換ステーション運営会社であるAultonのステーションは、16社の自動車メーカーの30車種に対応している。

バッテリー交換は、自家用車よりも充電時間に敏感な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る。米国のスタートアップ企業Ampleは現在、サンフランシスコ・ベイエリアで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る。

中国は乗用車のバッテリー交換においても世界をリードしている。

参考文献

低速充電器は出力が22kW以下のものです。高速充電器は出力が22kW超350kW以下のものです。「充電ポイント」と「充電器」は同義語として使用され、同時に充電できる電気自動車の台数を反映した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ある場合があります。

これまで指令であったAFIR案は、正式に承認されれば拘束力のある法律となり、とりわけ、欧州連合内の主要道路および二次道路であるTEN-T沿いに設置される充電器間の最大距離を規定することになる。

誘導式ソリューションは実用化にはまだ程遠く、高速道路走行時に十分な電力を供給するという課題に直面している。