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ハイブリッド気動車・八ヶ岳山麓を駆ける

ハイブリッドシステムを搭載したJR東日本のディーゼルカーが、山梨県の小淵沢駅と長野県の小諸駅を結ぶ小海線で「世界初」の営業運転を行なっています。このハイブリッド気動車とはどんな車両なのでしょうか?

執筆者:高橋 良算


ハイブリッド気動車・キハE200
JR東日本のハイブリッド車両・キハE200
ハイブリッドシステムを採用した乗り物といえば、トヨタ自動車の「プリウス」をはじめ、自家用車ではすでに身近な存在。その他、一部の路線バス車両などでも実用化されていて、乗車したことがある方も多いでしょう。

鉄道車両には、電気で走るいわゆる「電車」以外に、ディーゼルエンジンで走る「気動車(ディーゼルカー)」というのがありますが、この気動車にハイブリッドシステムを搭載したJR東日本の「キハE200形」は、お客を乗せて走る世界初の営業用車両として2007年7月からJR小海線で走行しています。

ハイブリッド気動車が走る仕組み

そもそもよく耳にする「ハイブリッド(hybrid)」とは何でしょうか。辞書を引くと、「(異質の要素の)合成物」などとあり、このハイブリッド気動車の場合は「エンジン」「蓄電池」という異なる動力源を併せ持つ車両、ということになるようです。

キハE200の蓄電池
屋根上に設置されたリチウムイオン蓄電池
従来の気動車は、ディーゼルエンジンで発生した動力を変速機という装置を介して車輪に伝えることによって走ります。ハイブリッド気動車のキハE200も、気動車ですから当然ディーゼルエンジンを積んでいますが、このエンジンは直接車両を走らせるためではなく発電のために使われるのです。

ハイブリッド車両としての特徴となる蓄電池は、屋根の上に設置されています。これは「リチウムイオン蓄電池」で、ブレーキ時にモーターを使って発電した電気をためておくところ。

「気動車」ではありますが、発電機や蓄電池モーターを動かして走るわけで、車両が走行する仕組みは電車とよく似ているのですね。

発車から停止までの流れ

キハE200では、走行中や停止中にそれぞれのエネルギーを次のように使い分けています。

■発車時
蓄電池の電気でモーターを動かし車軸を回転させる。エンジンは停止状態。

■加速時
一定の速度(30km/h程度)に達するとエンジンが動作し発電機で電気をつくる。その電気と蓄電池の電気両方でモーターを動かし車軸を回転させる。

■減速(ブレーキ)時
ブレーキをかけた時に出るエネルギーをモーターで電気に変換し、蓄電池に蓄える。エンジンは停止状態。

■停止時
エンジンは停止状態。空調や車内照明などは、蓄電池の電気を使用。

このように、ほとんどの過程でエンジンは停止していますから、燃費の向上はもちろん、有害物質などの排出も抑えられています。次はそのあたりを詳しく見てみることにしましょう。

ハイブリッド車両はどこがいいのか?

鉄道車両に限らず、ハイブリッド車両のメリットとして挙げられるのは「環境に優しい」という点でしょう。

キハ110
小海線でも活躍中の従来型の気動車
気動車の燃料は軽油ですが、ハイブリッド気動車のディーゼルエンジンはほとんど停止状態なので、燃料消費量は少なくて済みます。従来の気動車(小海線などを走るキハ110系)と比べ、約10%の燃費向上となっているそうです。

軽油を燃料にして走る大型トラックやバスと同様、気動車ももちろん排気ガスが出ます。この排気ガスに含まれる有害排出物は大気汚染の一因として問題にされますが、こちらも従来の気動車に比べて、窒素酸化物(NOx)や粒子状物質(PM)を約60%削減。

さらに、駅での停止中にはエンジンが停止状態(いわゆるアイドリングストップ)にあるため、静か。騒音は約30デシベルにまで低減され、これは騒音の目安でいうところの「郊外の深夜・ささやき声」に相当します。

また、電車は架線(電気を取り入れるための線)などがなければ走れません。その反面、気動車やハイブリッド車は架線は不要。基本的に線路があればどこにでも行ける、というのは電車との大きな違いです。

そのほか車両のメンテナンスも軽減されていたりもするのですが、しかしながら蓄電池には寿命があり、その交換に費用がかかることや、現段階では車両の製造コストもまだ高価なことなど、普及するにはまだまだ課題があるようですね。



さて、実際に小海線のハイブリッド気動車に乗ってみました!次のページではその様子をレポート。 >>
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