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電気自動車

文章最終更新日:2023年10月24日

トレンド概要

EVの普及は構成部品の変化だけでなく自動車・自動車部品の業界構造にも影響を与える

世界的にカーボンニュートラルを目指す中で、政府・業界・企業、すべてのレイヤーで、電気自動車への注目や投資が急増している。Tesla(USA)などの電気自動車専業企業だけでなく、内燃車やハイブリッド車を中心としてきたトヨタやVolkswagen(GER)なども、電気自動車への投資を一気に増やしている。

本トレンドでは狭義のEVであるバッテリー式電気自動車(BEV:Battery Electric Vehicle)を中心に、一部ハイブリッド車(HEV:Hybrid Electric Vehicle)とプラグインハイブリッド車(PHEV:Plug-in Hybrid Electric Vehicle)にも言及する。また、これらの普及に伴って増減する部品なども確認し、内燃機関自動車(ICV:Internal Combustion Vehicle)および自動車部品業界への影響を見る。

なお、EVを扱う企業の事業構造や財務状況、各社の競争状況などについては電気自動車業界、EVシフトの各社の目標値や注目企業などについては「【自動車】インフレ下での収益性や、EVシフトの注目企業は?(2023年1月)」、電気自動車と電池の需要や提携などについては「【注目テーマ:電気自動車・電池】トップダウンとボトムアップで、現在と未来の構造を見る(2022年2月)」などもご参照いただきたい。また、トレンド「充電インフラ」、「次世代電池」および「バッテリーリサイクル」も、本トレンドと大きく関わる。

広義のEVに含まれる車両と本レポートの対象範囲

出所:Uzabase作成

EVではモーター、バッテリー、インバータの3点が主要パーツとなる

BEVは、ガソリン、またはディーゼルエンジンを用いた内燃機関自動車と比べ、エンジンがモーターに、燃料タンクがバッテリーに置き換わる。HEVとPHEVは、構造的にはほぼ同じで、ICVとBEV両方の駆動機構を搭載しており、外部からバッテリーの充電ができるかが違いだ。このような違いから、3種類のEVそれぞれで、搭載するバッテリー量が異なる。また、充電インフラがどれだけ充実していれば実用に耐えられるかが異なる。特にBEVでは充電手段が外部からの給電のみのため、充電インフラの不足が普及を妨げる大きな要因の1つとなっており、各国政府は拡大に向けて目標を掲げている(詳細はトレンド「充電インフラ」参照)。

EVで特徴的な部品はインバータだ。インバータは、モーターの回転数とトルクを制御するために、モーターに入力する電流・電圧、周波数を調整する。なお、ICVではエンジンで発生した回転数、およびトルクをトランスミッションで調整してタイヤに伝えることから、インバータはICVのトランスミッションに近い役割を担っている。

ICV、HEV/PHEV、BEVの構造の違い

出所:Uzabase作成

ICV、HEV/PHEV、BEVの長所、短所は下表の通りだ。後述するように、近年は環境規制が強まっており、これらの車種はCO2排出量の観点でも比較される。ICVは走行時のCO2排出量が多く、BEVはバッテリー製造の過程におけるCO2排出量が多い。また、総合的な環境への影響は、各国・地域の電源構成比などの影響も受ける。

ICV、HEV/PHEV、BEVの長所と短所の比較

出所:Uzabase作成

パリ協定への対応や産業競争力構築も企図し、ICVの販売規制やBEVへの補助金を各国が実施

地球温暖化への対応として、2015年にパリ協定が合意され、世界全体で産業革命前からの気温上昇を+2度より十分低く、可能であれば+1.5度に抑えることを目標としている。自動車は利用時にも製造時にもCO2を多く排出する上、BEVでは発電源の構成比も重要であるため、この削減の動きの中で重要度が高い。

パリ協定の批准国は、各国ごとに自主的な目標であるNDC(Nationally Determined Contribution)を設定する。その実現のために、自動車についても従来から続くCAFE規制などの燃費規制や排ガス規制の厳格化に加えて、ICVの販売規制や目標とするBEV比率を発表するケースも増えている。また、機関投資家においてもESG要素を考慮した投資が急成長している。これらを背景に、メーカー各社が温室効果ガス排出を減らすためのBEV計画を発表せざるをえない「包囲網」ができているといえるだろう。

実際に、国単位での削減目標の達成と、自国自動車メーカーや自動車部品メーカーの競争力維持・向上を企図して、下表に整理した通り、各国も様々な目標や規制、補助金や税制優遇を発表している。

なお、温室効果ガス削減に向けた、BEVと主要部品である電池の状況や、世界的な温室効果ガス削減などサステナビリティについての金融機関なども含む動きは、下記に詳細があるのであわせてご参照いただきたい。

【注目テーマ:電気自動車・電池】トップダウンとボトムアップで、現在と未来の構造を見る(2022年2月)

サステナビリティに適応するためのアジャイル経営(2022年3月)

各国の自動車関連規制方針とEVに対する補助金や優遇施策

出所:各国公表資料や報道を基にUzabase作成

一定の普及を受け、各国で補助金のフェーズアウトがみられる一方、産業保護政策の強化も進む

補助金依存からの自立や競争力強化などを考慮し、政策を調整する動きもみられる。欧州の一部や英国などで、段階的な補助金の引き下げが行われている。中国政府は、2019年6月よりNEV(EV・PHEV)に対する補助金を約半分に減額、地方政府による補助金の上乗せも禁止した後、コロナ禍の影響を受け2022年末まで延長していた国の補助金政策を終了した。なお、NEV購入時の免税措置については、販売台数の上昇率が鈍化してきた影響もあり2027年まで延長された。

IEA「Global EV Outlook 2023」によると、2017年時点では世界全体の各種EVへの支出のうち、補助金など政府支出が20%以上を占めていた。その後販売台数が増加するなかで、消費者支出は急速に拡大する一方で政府支出の伸びは相対的に小さく、2022年には10%以下にまで減少している。

一方、サプライチェーンを含めた各国の産業保護の機運も高まっており、各国での電気自動車の普及にも影響しうる。2022年の米国のインフレ抑制法では、補助金の対象について、車両の最終組立が北米で行われること、北米生産の部品を一定割合含むこと、バッテリー等の原料鉱物は米国か自由貿易協定の締結国で調達されたものを一定割合含むことが要件   とされ、米国内での組立てやサプライチェーン構築が必要となる。

中国のEV・PHEVの販売台数の推移

出所:中国工業・情報化部の公表値を基にUzabase作成

注1:乗用車・商用車の合計台数

注2:2022年10月からは、EVの数値はNEV全体の数値として表示

EUはe-fuelを使用する内燃機関車を容認へ、メーカーの生産動向への影響としては現状小さい

前述の通り、欧州を中心とする各国・地域で、2030-40年頃をめどに内燃機関車の販売を全面的に禁止する政策が展開されてきた。しかし、2023年2月、ドイツがEUに対し、合成燃料(e-fuel)を使用する場合に限り、2035年以降も内燃機関車の販売を認めるよう要望を出した。同年3月に、同要望を含む法案がEU理事会で合意され採択された。

内燃機関車が一部容認されることは、既存の車両構造やインフラを活用できる余地が大きくなるため、自動車業界にとってメリットもある。一方、e-fuel自体は黎明期であり、2050年時点でもガソリンほどのコストダウンは見込めないと予測されている(詳細はトレンド「クリーン燃料」を参照)。今後、各国・地域がEUの方針に追従する可能性はあるものの、自動車メーカーの直近の生産台数や今後の目標比率などへの影響は現状限られると考えられる(影響の見通しについては関連FLASH Opinionも参照)。

マネタイズ

2030年時点の自動車全体に占めるEVの販売シェアは41%まで増加見込み

IEAによると2021年時点のEV(BEV、PHEV)の販売シェアは10%未満であったが、2030年までに41%まで増加すると予測されている(発表済み誓約シナリオ:APS)。また、2030年のEV販売台数の内訳はBEVが約8割、PHEVが約2割と予測され、主に中国と欧州が販売台数の伸びをけん引すると見込まれている。急速にBEVへの期待と投資が増している背景としては前述の通り、温室効果ガス削減に向けた世界での資金の動きも伴う「包囲網」が挙げられる。

一方、「【注目テーマ:電気自動車・電池】トップダウンとボトムアップで、現在と未来の構造を見る」(2022年2月)で言及しているように、投資余力がありBEVに注力している主要メーカー5社の数値をボトムアップで推計すると、2030年に目標としているBEV比率は4割、販売台数は約16.2百万台となる。IEA予測とはシェア、販売台数ともに乖離が大きい。

EV販売台数と販売シェアの予測

出所:IEA「Global EV Data Explorer」の公表値(APSシナリオ)を基にUzabase作成

補助金の減額分の回収や適切な利益確保のためにはコストダウンが必要

各国政府の動向をみると、補助金や減税などの優遇施策は、コロナ禍を受けて拡大や延長したものもあるが、抑制や終了が見込まれる。補助金の減額分の回収や、BEVの構成比が増えても企業として適切な利益を稼ぐためには、コストダウンが必要だ。

EVでコスト的に大きな割合を占めるリチウムイオンバッテリーパックは、BloombergNEFによると、2013年の684ドル/kWhから2021年時点で132ドル/kWh、2024年までに100ドル/kWhを下回ると予測されている。BEVの電池搭載量は40~50kWh程度であることから、2021-24年のバッテリー価格の低下だけで台あたり1,300~1,600ドル程度のコスト減を見込める。

なお、バッテリーのコストには原材料価格も影響するが、計画への織り込み方には注意を要する。2022年以降はニッケル、リチウムともに価格が急騰し、特にニッケルはロシアが主要生産地であるためウクライナ侵攻の影響も受けた。電池価格の値上げによりTeslaを含めた自動車メーカー各社も2022年3月以降、相次いで車両を値上げした。一方、2023年に入り、リチウムの価格は大幅下落、ニッケルも緩やかな低下傾向となっており、車両価格も値下げ方向での見直しが進む可能性がある。

ほかにはモーターやインバータ、およびこれらに関連するシステムのコスト削減が考えられる。ICVはエンジンや歯車などを組み合わせて物理的に制御するため、これらの駆動に関わる部分を一体的にコストダウンする必要がある。一方でBEVは、モーター・電池・半導体・ソフトを組み合わせた制御で、電気・電気信号に変換している。そのため、個々の部品でのコストダウンを逐次的に反映しやすいと考えられる。Teslaの各モデルは、いわゆるフルモデルチェンジはせずにモデルサイクルが長い。このモデルサイクルに伴う効率のよさに加えて、部品では頻繁なモデルチェンジによるコストダウンが行われているとみられる。

LCAでの評価が拡大する見込みで、走行時以外のCO2排出量の考慮がより重要に

EVの環境負荷を評価する方法として、LCA(Life Cycle Assessment)が広まりつつある。LCAとは、資源の採掘・採取から廃棄・リサイクルそれぞれの段階での環境影響を定量化し、総合評価する手法である。

LCAの事例として、Volkswagenが「Golf TDI」(ディーゼル車)と「e-Golf」(BEV)のCO2排出に関する調査を2019年に公表している。この調査によると、EUの電源ミックスをベースに、車両が20万km走行した場合、BEVはICVに比べてライフサイクル全体で1km走行する際に排出するCO2を約15%削減できることが示されている。さらにBEVでは、廃車・リサイクル段階で車両・バッテリーからレアメタルやレアアースなどを回収することで、最大25%のCO2削減効果が得られるとしている。

また、マツダも、学会発表・論文をもとにICV、HEV/PHEVなど内燃機関を搭載した車両とBEVのCO2排出量を試算している。この試算によると、バッテリー容量35.5kWh程度の小型BEVの場合、バッテリーの劣化に伴う交換を行った時点でICVとCO2排出量が同じになるとされている。

Volvo(SWE)も同タイプのICVとEVのGHG排出量の試算を公表している。数値はEV充電時の電力ミックスにより大きく異なり、グローバルの電力ミックスでは11万km、EUの電力ミックスで7.7万kmとなっている。EVでのCO2排出量削減には使用する電力そのものの脱炭素も重要といえる。

欧州では2025年頃からは電池についてLCAでの排出量の開示が求められ、2028年頃には利用可能な電池の閾値も設定される計画となっている。今後のBEV製造やバッテリー改善においては、前述のコストダウンに加え、LCA基準を満たすこともより重要となる。

Golf TDI(ディーゼル車)とe-Golf(BEV) のCO2排出に関するLCA結果

出所:Volkswagen「Electric Vehicles with Lowest CO2 Emissions」を基にUzabase作成

未来

エンジンや変速関連の部品は減り、電池・モーター・半導体は増える

EVは、ICVと構成部品が異なり、ICVの部品のなかでもEVの普及に伴って増えるものと減るものがある。

HEV/PHEVについては、エンジンとモーターを両方搭載することから、一部の補器類を除き影響なし、または増加する部品が多い。ただし、量的には減少しない部品であっても、エンジンへの負荷軽減を目的とする油圧系の電動化や、車体部品軽量化を目的とするアルミや樹脂素材の採用など、質的な変化は進むと予想されている。

BEVでは、エンジンを搭載しないことから、下表に示すようにエンジン系部品やトランスミッションが不要となり、部品点数はICVよりも減少するといわれている。一方で、電池だけで動くため、HEVおよびPHEVと比較して数倍~20倍以上の電池容量が必要であり、そのコストが増加する。

また、ボディーやシャシーなど構造部分については、BEVとなっても必要だ。一方で、電池自体も安全性のために頑丈に作られており、電池自体を構造部分の一部として活用するというICVにはなかった動きも、TeslaやBYDから発表されている。なお、EV製造に向けた生産効率の改善のため、アルミ鋳造で複数部品を一体成型するギガキャストを導入する動きもみられ、Teslaなどが導入しているほか、トヨタ自動車は2026年に販売するモデルに、本田技研工業は2020年代後半以降に投入するモデルに導入を検討している。複数の板金部品を造形化する従来工法に比べボディー部品数減などの影響が生じる可能性がある。

EVの普及が自動車部品へ与える影響

出所:Uzabase作成

注:表は内燃車がHEV/PHEV、またはBEVに移行することによる需要の変化を示しており、「+」は増加、「-」は減少、「0」は直接の増減影響なし

上位Tier1のメガサプライヤー化が進む一方、自動車メーカーによる内製化や水平分業の動きも

主要部品ごとの企業をみると、モーターやインバータを含む電装品とそれらに関連するシステムは、一部のTier1が中心的に手がけている。これらの部品が自動車に占める割合が今後上昇していくことなどを理由に、近年はTier1のメガサプライヤー化が進んでいる。

具体的な事例としては、2020年にトヨタ自動車が主要な電子部品事業(インバータやモーター、およびそれらに用いられる半導体部品)をデンソーに譲渡した。電子部品に関してより高い専門性を有するデンソーに事業を集約することで、競争力を高めることが目的である。また、2021年には、日立オートモティブシステムズ、ケーヒン、ショーワ、日信工業の4社が経営統合し、日立Astemoが設立された。グループで電装品やパワートレイン、ブレーキなど重要部品を総合的に扱う大手サプライヤーとなっている。

一方、自動車メーカーでは内製率を上げる動きも見られる。特に電池については、自動車メーカーが電池メーカーと提携やJVの設立に加えて、自社での生産を計画している。また、周辺分野からの参入事例もある。ソニーは、ホンダとJVを設立しており、BEVの量産車を2026年春に北米市場からデリバリーを開始する予定を示している。Apple(USA)も自動車領域への参入を以前より検討しているとされ、製造パートナーを巡って何度も報道されている。AppleのEMSとして有名なHon Hai(TWN)も、BEVプラットフォームのMIH(Mobility in Harmony)を発表し、デンソーなども含めた部品メーカーと提携を広げ、事業拡大を狙っている。

このように自動車業界が大きく変化する中で、自社のコア技術や過去の蓄積の活用、技術負債のなさを逆手に取った内製や外製、水平分業や垂直統合など、様々な事業形態の模索が現在は続いている状態だ。

EVに関連する主要企業

出所:Uzabase作成

中国EVバッテリー市場では、外資制限の撤廃と補助金削減に対応したコストダウンが進む

中国ではCATLとBYDの2社でバッテリー市場の大半を占めている。2022年の中国メーカー内の容量シェアはCATLが約48%、BYDが約23%であった。ただし、外資自動車メーカーの本格参入と将来的な補助金の削減方針により、この状況は変わり始めている。

外資自動車メーカーの参入について、2018年に新エネルギー車NEV(BEV、PHEV、FCV)の製造にかかる外資持分比率の制限が撤廃され、2022年には乗用車の製造に関する制限も撤廃された。それに応じて、Teslaは2018年に上海でEVの独資工場を設立し、Volkswagen、Mercedes-Benz(DEU)、トヨタ自動車もそれぞれ中国EV市場への参入に動き出した。これらのメーカーは現地バッテリーサプライヤーとの提携で主導権を確保するため、CATLやBYDだけではなく、シェアが比較的小さいプレイヤーへの投資や買収も行っている。

また、補助金の段階的な削減に伴って、最大の部品コストを占めるバッテリーのコストダウンが再び注目を集めている。これまで航続距離を追求するため、三元系リチウムイオン電池に注力するCATLが競争優位を築いてきた。しかし、近年はコストダウンに加え、安全性の向上や充電サイクル数などの観点から、前述のLFPへの注目も増している。

すでにCATLのLFPバッテリーは、前述の通りTeslaに採用されている。また、BYDも、安全性が高く、かつ三元系と同等の長航続距離を実現する次世代LFPバッテリー「ブレード・バッテリー」に注力しており、BYDと共同開発を行うトヨタ自動車も中国市場で投入予定のモデルにLFPバッテリー搭載予定を発表している。

中国のEV市場における外資メーカーの動向

出所:公表資料を基にUzabase作成

青山 武史

青山 武史

グロービス経営大学院大学でMBAを取得し、キャリアを一貫してクリエイティブ、テクノロジー、ビジネスを高度に融合させた新規事業開発やイノベーションの創出を主導して来た。スタートアップ(最高事業責任者)や事業会社(マーケティング最高責任者)等でマーケティングからサービス開発までの新規事業開発の経験を積み、多くの事業で収益規模を拡大し、大手企業とのアライアンスに携わった。現在はYKK APにて新規事業開発部担当部長として、再生エネルギー事業の推進と新規領域の探索を担当。Point0を通して大手企業と共創活動を推進。渋谷未来デザインとSWiTCHとのカーボンニュートラルプロジェクト「CNUD」に参画。個人としても大手エネルギー企業のヘルスケ領域の新規事業開発支援コンサルティング実績多数。

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