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バッテリー駆動の電動モーターに加え、建設機械のOEMとエンジンメーカーは、水素を燃料として使用する新しいエンジン技術の開発にも競い合っています。これまでのところ、水素内燃機関（ICE）は有望性を示しており、複数の企業（JCB、パーキンス、カミンズなど）が専用の水素または燃料に依存しないICEエンジンの製造計画を発表しています。しかし、別の形態の水素である水素燃料電池がオフハイウェイ用途に適しているかどうかについては、議論が続いています。燃料電池は、圧縮された水素を炭素繊維強化燃料タンクから燃料電池スタックに送り込み、酸素と水素を結合させて電気モーター用の電力を生成するもので、燃焼させる必要はありません。業界が脱炭素化への道を歩み続ける中で、将来の建設機械に燃料電池が搭載されるかどうかは依然として疑問です。

この点は、米国ルイビルで最近開催されたディーゼル・プログレス・サミット（KHLのディーゼル・プログレス誌主催）で明らかになりました。サミットでは、電力ソリューション企業であるボルボ・ペンタと英国の建設機械メーカーであるJCBの代表者が、この問題について異なる見解を示しました。JCB北米の製品担当副社長であるクリス・ジョルジアーニ氏は、円卓会議において、同社は電気モーターと水素燃焼エンジンを搭載した機械の開発に注力しているものの、燃料電池については検討していないと述べました。

JCBは、早ければ来年にも水素エンジンを市場に投入する準備を進めている数社のエンジンメーカーの一つです。「電気エンジンの価値、つまりゼロエミッションと低騒音性は確かに認識しています」とジョルジアーニ氏は言います。「しかし、欠点もあります。電気は非常に高価で、ディーゼルエンジンのほぼ2倍の価格のものもあります。」ジョルジアーニ氏によると、これらの要因がJCBが燃料電池を研究し、大型掘削機の一部を製造するきっかけとなったとのことです。同社は、これらの機械は必ずしも騒音レベルが低いわけではないものの、「騒音品質」に優れ、燃料補給が迅速で、排出量が少ないことを発見しました。主な欠点はコストと、水素燃料電池には特殊な冷却剤が必要であり、同じ現場で異なるエンジンタイプの機械を使用すると、他の冷却剤と簡単に混ざってしまうことです。

「燃料電池の観点から言えば、技術は素晴らしいものの、私たちの環境では実用的ではないと感じていました」とジョルジアンニ氏は結論付けました。JCBは代わりに水素燃焼エンジンの開発に注力しています。同社の水素燃焼エンジンは、既に試作のバックホーローダーやロードオールテレハンドラーに搭載されており、最近では自社設計・製造の移動式燃料供給ステーションも稼働させました。

ジョルジャーニ氏の発言は、ディーゼル・プログレス・サミットのもう一人の講演者であるボルボ・ペンタのアメリカ大陸産業営業担当副社長、ダレン・タスカー氏の発言とは対照的だった。タスカー氏は、ボルボ・ペンタは将来のエンジンに様々な技術が採用されると予測していると述べた。水素について、彼は次のように述べています。「水素は明らかに将来、強力な技術になるでしょう。現在、私たちは水素とディーゼルを燃料とするデュアルフューエルエンジンを保有しています。18ヶ月から2年後には、水素技術の進化の一環として、天然ガスエンジンを発売する予定です。この天然ガスエンジンは完全火花点火式となり、次のステップでは100%水素火花点火エンジンファミリーを開発する予定です。もちろん、私たちはオフハイウェイや発電用途における水素の技術的側面に取り組んでいるだけではありません。2050年までの目標に沿ったグリーン水素を提供するために、水素サプライヤーと効果的に提携する方法も検討しています。これは技術開発の道であると同時に、燃料供給の道でもあります。そして、ボルボだけでなく、サプライチェーンのパワートレインサプライヤーの多くが、この道を歩んでいると考えています。」このテーマをめぐる議論を踏まえ、燃料電池がオフハイウェイ用途に適しているかどうか尋ねられたタスカー氏は、「開発中の燃料電池は、オフハイウェイ用途に十分なパワーを持っていると考えています。燃料電池は単独の燃料源としても使用できますが、バッテリーと併用することでより効果的です」と答えました。

しかし、タスカー氏は、新しい技術に伴う高額な資本コストを顧客が乗り越えられるよう支援するには、まだやるべきことがあると認めた。彼はさらに、「パワートレインサプライヤーとして、顧客のスムーズな移行を支援する必要があります。この技術には高額な料金がかかることは承知しています。費用も高く、開発には多大な研究開発が必要です」と付け加えた。「早期導入企業は、これをどのように商業化するかという問題に直面するでしょう。そこで、私たちは異なるビジネスモデルを検討する必要があります。ハードウェアではなく、サービスとしてのエネルギーをどのように課金するか？リースオプションをどのように検討するか？使用量を削減し、エネルギーを稼働させながら、運用コストの削減によって長期的にコストを相殺できる料金体系をどのように検討するか？」

サミットで講演したカミンズ・ハイドロジェン・エンジンズのゼネラルマネージャー、ジム・ネバーガル氏は、同社が両方のタイプの技術を追求していると述べた。「私たちは、燃料電池とエンジンを別々に考えていません。両者は非常に補完的な関係にあります。装置への燃料充填は、燃料電池やエンジンと同じです。燃料の生産と供給も補完的です。エンジンと燃料電池という、これほどまでに異なる2つの技術が同じ燃料を使用できることは稀です。両方の選択肢があることで、インフラの構築と需要の促進に役立つでしょう。」

リープヘル・フューエル・インジェクション・システムの米国セールスマネージャー、ポール・マーキュリオ氏も、燃料電池が「今後の需要の柱の一つ」になると予想していると述べた。マーキュリオ氏によると、これは特に大型機械に当てはまり、リープヘルはディーゼル、バイオディーゼル、水素を燃料とする内燃機関の需要が依然としてあると考えているという。また、鉱山トラック、大規模な土木工事、ブルドーザーなど、過酷な条件下で稼働する厳しい用途もあり、「バッテリーの電力では必要な性能を十分に発揮できない可能性がある」と付け加えた。「同時に、燃料電池の用途も存在します」とマーキュリオ氏は付け加えた。「燃料電池には懸念事項があります。燃料電池に使用する水素は非常に純粋でなければならないからです。このような現場では、水素は非常に汚れていて埃っぽいです。現場で燃料補給を行う際には、燃料電池を清潔に保ち、正常に動作させる必要があるという点も考慮する必要があります。」

コーラー・エンジン・カンパニーは、新型直噴水素内燃エンジン「KDH」を発表しました。この新製品の発売は2026年に受注開始予定で、今年初めにコーラー・エナジーが独立企業として設立されるというニュースを受けてのものです。

水素エンジンは、従来の内燃エンジン構造を利用しながらディーゼルを水素に置き換えた Kohler の KDI 2504 TCR エンジンの派生型をベースにしています。環境的には、水素エンジンは標準的なディーゼルエンジンよりも燃焼がクリーンです。Kohler によると、KDH はディーゼルモデルの直接代替品として設計されています。エンジン プラットフォームは同じ冷却回路、パワー テイクオフとフライホイール、エンジン取り付けポイント、吸気ラインを保持するため、OEM は既存の機械プラットフォームとの互換性を期待できます。KDH モデルと KDI モデルはいくつかのコンポーネントを共有しており、ディーゼルから水素への切り替えにより調整が必要となるのは燃料ラインのみです。水素オプションは Kohler の小型ディーゼル エンジンの現在のエンジン ハウジングのサイズに収まるため、エンジン ルームに大きな変更は必要ありません。ポート燃料噴射ではなく直噴を使用することでバックファイアの問題を回避し、新しいエンジンは過渡応答を含めてディーゼル レベルの性能を維持できます。コーラー社によると、KDHエンジンは、最高出力、ピークおよび低速トルク、過渡応答、ドライバビリティにおいてディーゼルモデルの性能に匹敵するように設計されている。コーラー社によると、水素使用による環境への潜在的なメリットは、水素内燃機関に後処理システム（ATS）を適用することで、排出ガスがさらに削減されるため、さらに高まるという。ATSの追加により、排気管内の粒子状物質（PM）、窒素酸化物（NOx）、炭化水素（HC）が無視できるレベルまで低減され、ほとんどの定義においてエンジンの排出ガスはほぼゼロとなる。「この進化する技術を発表し、パートナーと緊密に協力して、業界におけるイノベーション、持続可能性、そして脱炭素化を推進していくことを楽しみにしています」と、コーラー・エンジンズ社長のヴィンチェンツォ・ペローネ氏は述べた。

出典：海外出版物