今後の自動車排出ガス低減対策のあり方について

　自動車排出ガスについては、大気汚染防止法第一九条の規定に基づき、一酸化炭素、窒素酸化物等に対する規制が逐次実施、強化されてきたところであり、これらの規制は大気汚染防止上重要な役割を果たしている。
　しかしながら、自動車交通量の多い地域においては、環境改善のための施策の一層の推進が必要となつている。
　このため、自動車からの排出ガスを更に低減していくことが不可欠であり、これを的確かつ着実に推進していく必要があるので、公害対策基本法第二七条第二項第二号の規定に基づき、次のとおり諮問する。
　「今後の自動車排出ガス低減対策は、いかにあるべきか。」

別表
　　　今後の自動車排出ガス低減対策のあり方について(報告)

(平成元年一二月二二日)
(中央公害対策審議会大気部会)
(自動車排出ガス専門委員会)
　昭和六〇年一一月一八日付け諮問第七八号で諮問のあつた「今後の自動車排出ガス低減対策のあり方について」は、本専門委員会において、去る昭和六一年七月一〇日、窒素酸化物に係る自動車排出ガス低減について、早期に実施すべき対策を主眼として中間報告を取りまとめたところである。
　その後、本専門委員会では、自動車排出ガス低減対策のあり方全般について引き続き検討を進めてきたが、現地調査及び作業委員会を含めて四四回にわたる審議を経て、次のとおり検討結果を得たので報告する。

一　はじめに

　　わが国における自動車排出ガス規制は昭和四一年に実施されたガソリンを燃料とする普通自動車及び小型自動車の一酸化炭素濃度規制により開始された。その後、規制の対象となる車種に軽自動車、LPGを燃料とする自動車及び軽油を燃料とする自動車が追加され、また、規制対象物質も逐次追加された結果、現在では、一酸化炭素、炭化水素、窒素酸化物及び粒子状物質の一部としてのディーゼル黒煙が規制対象とされている。
　　規制値についても、逐次見直され、規制強化がなされてきている。窒素酸化物についてみれば、未規制時に比べ、ガソリン車で七割から九割、ディーゼル車で五割から七割以上削減してきており、ディーゼル乗用車については平成二年及び四年に更に低減していくことが予定されている。
　　大気保全対策としては、以上で延べた自動車排出ガス規制のほか、低公害車の普及等の自動車単体対策、交通流の分散・円滑化等の自動車交通対策、工場・事業場に対する排出規制、総量規制等の固定発生源対策がそれぞれ講じられてきた。
　　大気の汚染に係る環境基準は二酸化硫黄、一酸化炭素、浮遊粒子状物質、光化学オキシダント及び二酸化窒素について設定されており、これらの物質は一般環境大気測定局及び自動車排出ガス測定局において常時監視されている。自動車排出ガス測定局の測定結果によると、一酸化炭素及び二酸化硫黄は概ね改善の傾向にあり、ほとんどの測定局において環境基準が達成されているが、二酸化窒素、浮遊粒子状物質等については、種々の大気保全対策が講じられてきているにもかかわらず、大都市地域を中心に環境基準の達成状況は依然としてはかばかしくない。
　　本専門委員会は、このような大気汚染の現状を踏まえ、昭和六一年七月の中間答申で指摘された考え方に沿い、窒素酸化物の一層の低減、粒子状物質の低減、排出ガスの試験方法、バランスのとれた規制のあり方等について検討を行つた。

二　今後の自動車排出ガス低減目標

　　今後の自動車排出ガス低減目標値の設定に当たり、本専門委員会は、大気汚染の現状及び将来の自動車排出ガス低減技術の可能性について専門の立場から慎重に検討した結果、次のような結論を得た。

　(一)　許容限度の設定目標値

　　　窒素酸化物及び粒子状物質について、各車種区分毎に別表の許容限度設定目標値に沿つてその低減を図ることが適当である。この場合、ディーゼルトラック、バスの短期目標値については、技術開発に要する期間及び粒子状物質の測定設備の導入に係る期間等を考慮し、車両総重量が二、五〇〇kg以下の車種は平成五年を目途に、車両総重量が二、五〇〇kgを超える車種は平成六年を目途にその達成を図ることが適当である。また、ディーゼル乗用車の粒子状物質に係る短期目標値については、技術開発に要する期間及び粒子状物質の測定設備の導入に係る期間等を考慮し、平成六年を目途にその達成を図ることが適当である。さらに、車両総重量が二、五〇〇kgを超えるガソリントラック、バスの窒素酸化物に係る短期目標値については、技術開発に要する期間等を考慮し、平成四年を目途にその達成を図ることが適当である。
　　　なお、長期目標値については、その達成時期を現時点で明確に予測することは困難であるが、今後技術評価を継続して行うこと等により技術開発の促進を図りつつ、遅くとも一〇年以内に達成される必要がある。

　(二)　排出ガス総量削減効果

　　　本報告に示した許容限度設定目標値を達成した段階における自動車から排出される窒素酸化物及び粒子状物質の総量の削減効果について試算を行つた。その結果、現在の保有台数や交通量等が変わらないと仮定して、対象となる車両がすべて長期目標値に基づく規制の適合車に代替した場合には、現時点と比較して、窒素酸化物についてはおよそ四割ないし五割の総量削減効果が、粒子状物質についてはおよそ七割弱の総量削減効果が見込まれる。しかし、今後の保有台数や交通量の伸び等を考慮した場合における総量削減効果は、短期目標値に基づく規制の効果がある程度現われる平成一〇年頃には窒素酸化物についてはおよそ二割、さらに、長期目標値に基づく規制の効果が最も現われると考えられる平成二〇年頃には窒素酸化物についてはおよそ三割強、粒子状物質についてはおよそ五割になると見込まれる。さらに、東京及び神奈川の窒素酸化物総量規制地域において、二酸化窒素に係る環境基準との関係をみると、今回の規制の効果により一般環境大気測定局では環境基準をほぼ達成すると見込まれるが、自動車排出ガス測定局で環境基準を概ね達成するためには、窒素酸化物の排出総量を現時点からおよそ五割、長期目標値に基づく規制の適合車にほぼ代替した時点においても更におよそ三割ないし四割削減することが必要であると推定される。
　　　このような状況を考慮すると、自動車排出ガス低減技術の開発促進を図りつつ、長期目標値のできるだけ早期の達成を図る必要がある。

三　自動車排出ガス低減技術について

　(一)　窒素酸化物

　　①ディーゼル車

　　　　ディーゼル車は、昭和四九年以降の数次にわたる規制強化に対応するため、燃料噴射時期を遅延させることにより窒素酸化物の低減が進められてきたが、先の中間答申で取りまとめた目標値に対応するため、燃料噴射時期を一層遅延させる傾向にある。したがつて、一部の車両を除いて燃料噴射時期を更に遅延させることは技術的に極めて困難な状況となつている。
　　　　このため、今後、本報告で取りまとめた短期目標値及び長期目標値に沿つてディーゼルトラック、バスの窒素酸化物を更に低減していくためには、従来の燃料噴射時期の遅延や燃焼室形状の改善等の対策に加えて、現在ディーゼル乗用車の一部に採用されている排気ガス再循環(EGR)を、トラック、バスに適用していくことが必要であると考えられる。この場合、ディーゼルトラック、バスはディーゼル乗用車と比較してエンジンが高負荷、高回転領域で多用されるため、粒子状物質の排出量の増大、エンジンオイルの劣化、エンジン各部の耐久性・信頼性の低下、出力の低下及び燃費の悪化等解決すべき課題が多い。しかしながら、今後、長期的には、軽油中の硫黄分の低減と併せてエンジン各部の耐磨耗性の改善を図るとともに、電子制御によるEGRの最大限の増量及び燃料噴射時期等の最適化、燃料噴射の高圧化、中間冷却器付過給機の採用及び改良、トラップオキシダイザ等の実用化等を進めることにより、ディーゼルトラック、バスからの窒素酸化物の一層の低減を図ることが可能であると考える。
　　　　次に、ディーゼル乗用車については、既に一部の車種においてはEGRの採用により窒素酸化物の低減が図られているところであるが、今後平成二年及び四年に実施される規制強化に対応して、更にEGRを増量すること等により窒素酸化物の低減が進められつつある。また、長期的にはトラップオキシダイザ等の採用を前提として、電子制御によるEGRの最大限の増量等により窒素酸化物の一層の低減を進めることが可能であると考える。
　　　　短期的な窒素酸化物の低減については、車両総重量が一、七〇〇kgを超えるディーゼルトラック、バスのうち直噴式車両においては、従来の燃料噴射時期の遅延や燃料室形状の改善等の対策を一層進めるほか、場合によつては中間冷却器付過給機及びEGR等を採用することにより、短期的に窒素酸化物排出量を低減することが可能であると考える。また、車両総重量が一、七〇〇kg以下のディーゼルトラック、バスにおいては、ディーゼル乗用車と車両構造が類似しており、エンジンの使用条件の差も比較的小さいことから、短期的にEGRの採用等を進めることにより窒息酸化物の低減が可能であると考える。
　　　　なお、ディーゼル車用の触媒システムについては、現在各方面においてその研究が進められているが、現時点ではいずれの触媒システムの研究も実験室における基礎的な段階にとどまり、当面、自動車に適用することは難しいと考える。しかしながら、対象となる自動車が、長期目標値に基づく規制の適合車にほぼ代替されると見込まれる時点でも、本報告に基づく自動車排出ガスの低減のみでは、大都市地域の環境基準の達成状況が不十分であると予測されることから引き続き技術開発の促進に努め、できるだけ早期にディーゼル車の窒素酸化物をガソリン車程度の排出量まで低減していく必要があると考える。このため、ディーゼル車用の触媒システムの開発を一層推進していくことが重要である。

　　②ガソリントラック、バス

　　　　車両総重量が一、七〇〇kgを超えるガソリントラック、バスは、先の中間答申で取りまとめた目標値に対応するため、主として酸化触媒システムの採用並びにEGRの増量及び改善を図つたところである。今後一層の窒素酸化物低減を図るためには、乗用車等で採用されている三元触媒システムを採用していくことが不可欠であるが、同車両は乗用車等と比較してエンジンが高負荷・高回転領域で多用されるため、現時点では触媒の熱劣化や耐久性の低下等が著しい。これらの技術的課題は、短期的に解決することは困難であるが、長期的には触媒の高温耐久性の向上等の技術開発を進めることにより、車両総重量が一、七〇〇kgを超えるガソリントラック、バスに三元触媒システムを採用することが可能になると考える。なお、車両総重量が二、五〇〇kgを超えるガソリントラック、バスについては、更にEGRを増量すること等により短期的に窒素酸化物の低減が可能であると考える。

　(二)　粒子状物質

　　　浮遊粒子状物質については、大都市地域を中心に環境基準の達成状況が依然としてはかばかしくないことから、ディーゼル車についても粒子状物質の低減を進めていく必要がある。
　　　一方、窒素酸化物の排出量を低減するためにディーゼル車にEGR等を適用すると、粒子状物質の排出量を逆に増大する。このため、燃焼室形状の改善、過給機の採用、燃料噴射の高圧化等の燃焼改善によりその増大を抑制することが研究されているが、抜本的には、トラップオキシダイザ等の後処理装置により除去することが必要である。これらの方式の装置については、現時点では一旦捕集した粒子状物質を再燃焼させて除去する技術の確立や捕集装置の耐久性・信頼性の確保が極めて困難な状況にある。このため、短期的には窒素酸化物の低減により悪化した粒子状物質の排出量を燃焼改善により可能な限り低減し、長期的には軽油の一層の低硫黄化を前提にトラップオキシダイザ等の後処理装置を開発し、その導入を進めていくことが必要である。
　　　また、粒子状物質の一部としての黒煙については、短期的には燃焼室形状の改善、過給機の採用、燃料噴射の高圧化等の燃焼改善により低減を進め、長期的には軽油の一層の低硫黄化を前提にトラップオキシダイザ等の後処理装置を開発し、その導入を進めていくことが必要である。

四　自動車排出ガス試験について

　(一)　測定モード

　　　自動車の排出ガス特性は、一般的にその走行状況に依存する傾向がある。このため、大都市地域の大気汚染の改善を自動車排出ガスの低減により的確に推進するためには当該地域の走行状況を反映した測定モードにより規制の実施を図る必要がある。現在の測定モードは、いずれも昭和四〇年代の後半の走行実態に基づいて定められたものであり、その後の都市内高速道路網の発達、渋滞走行の増加等により現在の大都市地域の走行実態を必ずしも的確に反映していない面もあると考えられる。このようなことから、今後の自動車排出ガス許容限度の設定に当たつては、自動車走行実態調査の結果に基づき、試験の再現性等も勘案し、車両ベース試験については別添一、エンジンベース試験については、ガソリン・LPG車の場合は別添二、ディーゼル車の場合は別添三の測定モードを適用し、自動車排出ガスの低減を進めることが適当である。なお、この場合、自動車排出ガスを的確かつ効率的に低減していくために、車両総重量が二、五〇〇kg以下の車両については車両ベース試験により、車両総重量が二、五〇〇kgを超える車両についてはエンジンベース試験により測定することとし、また、車両ベース試験の場合は従来通りg／kmを単位とする重量法を用いて、エンジンベース試験の場合は新たにg／kWhを単位とする重量法を用いて評価することが適当である。
　　　また、新測定モードの適用時期については、既定の規制強化のスケジュールを勘案しながら、規制を円滑に進めることに配慮して、原則として窒素酸化物の短期規制及び粒子状物質規制の導入に合わせて実施することが適当である。

　(二)　粒子状物質測定法

　　　粒子状物質の許容限度の設定に当たり、採用すべき粒子状物質の測定法は希釈・フィルター捕集法によることが適当である。これは、希釈・フィルター捕集法が既に米国等において実績を有しているほか、直接サンプリング法に比較して、一般的に水等の凝縮防止と排出ガスの冷却が同時に得られる点で優れているとともに、実際に自動車から排出された粒子状物質が大気中に拡散していく過程に近い状態が再現されるため、同測定法に基づいて粒子状物質排出量の低減を図ることが現実の大気汚染の改善に最も効果的であると判断したこと等による。なお、希釈・フィルター捕集法のうち部分希釈・フィルター捕集法を採用する場合には、評価基準の確立等により全量希釈・フィルター捕集法との同等性を確認する必要がある。

五　自動車排出ガス低減対策に関連する課題

　(一)　軽油中の硫黄分の低減

　　　ディーゼルトラック、バスにEGRを適用した場合、軽油中の硫黄分はピストンリング、シリンダライナ等に腐食磨耗を発生させ、エンジンの耐久性を低下させる。また、トラップオキシダイザ等の後処理装置を適用した場合には、その機能を阻害するほか、硫黄分に起因する排出ガス中の二酸化硫黄が酸化されて硫酸塩として排出されるため、場合によつては、粒子状物質の排出量を増大させる。このため、ディーゼルトラック、バスからの窒素酸化物と粒子状物質を低減していくためには、エンジン各部の耐摩耗性の改善やトラップオキシダイザ等の開発とともに硫黄分の低減が不可欠の課題である。また、硫黄分を低減すると、使用過程車も含めて硫黄酸化物の排出量の低減を図ることができるほか、粒子状物質に含まれる硫酸塩の排出量についても低減が期待できる。
　　　したがつて、軽油中の硫黄分については、ディーゼルトラック、バスにEGRが採用される前までに〇・二質量％を目途として低減を進め、長期的には、トラップオキシダイザ等の後処理装置が実用化される前までに〇・〇五質量％を目途として計画的に低減を進めることが必要である。

　(二)　関連の諸対策

　　　本報告で取りまとめた目標値に基づく排出ガスの低減のみでは、二(二)で述べたように、大都市地域における大気環境の改善は、環境基準の見地からみると十分なものとは言えない。したがつて、環境基準の早期達成に向けて、個々の自動車からの排出ガスの低減に加え、より低公害な車種への代替促進、電気自動車及びメタノール自動車更にはハイブリッドその他の新技術を導入した自動車といつた各種の低公害車の研究開発の促進と導入・普及、使用過程車に対する点検・整備の励行、検査時における排出ガス低減装置の機能確認等の単体対策を一層推進していくとともに、併せて、自動車交通対策、固定発生源対策についても更に推進していくことが必要である。
　　　また、今回の報告に基づく排出ガス低減対策を推進していく過程では、車両価格、燃料価格、エンジン耐久性や燃費等への影響が考えられるが、これらは自動車の利用に係る費用として、自動車の生産者、使用者等のそれぞれが応分に負担していく必要がある。
　　　なお、最新規制適合車への移行や軽油の低硫黄化等を円滑に推進するためには、税制面等における配慮が必要であることを指摘しておきたい。

六　むすび

　　本委員会は、現在の大気汚染の厳しい状況に鑑み、窒素酸化物及び粒子状物質の新たな低減目標の設定を行うとともに、排出ガスの試験方法等について検討して報告を取りまとめた。しかし、現在の技術開発状況に基づく技術予測から達成可能と判断される許容限度設定目標値については、対象となる車両が長期目標値に基づく規制の適合車にほぼ代替した場合においても、本報告に基づく自動車排出ガスの低減のみでは、窒素酸化物総量規制地域を中心とする大都市地域における大気環境は、環境基準に対して十分に改善されるものではないと試算される。したがつて、長期目標値のできるだけ早期の達成を図るとともに、今後、ディーゼル車を中心とした窒素酸化物等のより一層の低減を目指す必要がある。このため、今後技術評価を継続して行うこと等により、現在、採用の目途の立つていない技術も含め、自動車排出ガス低減技術に関する各方面の研究開発の進展状況を把握し、技術開発の促進を図る必要があることを指摘したい。

　1　窒素酸化物に係る短期許容限度設定目標値(平均値)

　2　窒素酸化物に係る長期許容限度設定目標値(平均値)

　3　粒子状物質に係る許容限度設定目標値(平均値)

　4　粒子状物質(ディーゼル黒煙に限る。)に係る許容限度設定目標値

　車両総重量2,500kg以下の車両に適用されるモード

　　標記モードによる測定とは、自動車が車両重量に110kgを加重された状態において、原動機が暖気状態となつた後に、次の表の左欄に掲げる運転条件で同表の右欄に掲げる間運行する場合に発生し、排気管から大気中に排出される排出物に含まれる自動車排出ガスの質量を測定する方法をいう。

　　車両総重量2,500kgを超えるガソリン・LPG車に適用されるモード

　　標記モードによる測定とは、自動車を次の表の左欄に掲げる運転順序に従い、同表の中欄に掲げる運転条件で運転する場合に排気管から排出される排出物に含まれる自動車排出ガスの単位時間当たりの質量に同表の右欄に掲げる係数を乗じて得た値を加算して得られた値を、同表の中欄に掲げる運転条件で運転する場合に発生した仕事率に同表の右欄に掲げる係数を乗じて得た値をそれぞれ加算して得られた値で除することにより単位時間及び単位仕事率当たりの自動車排出ガスの質量を測定する方法をいう。

　　　　車両総重量2,500kgを超えるディーゼル車に適用されるモード

　　標記モードによる測定とは、自動車を次の表の左欄に掲げる運転順序に従い、同表の中欄に掲げる運転条件で運転する場合に排気管から排出される排出物に含まれる自動車排出ガスの単位時間当たりの質量に同表の右欄に掲げる係数を乗じて得た値を加算して得られた値を、同表の中欄に掲げる運転条件で運転する場合に発生した仕事率に同表の右欄に掲げる係数を乗じて得た値をそれぞれ加算して得られた値で除することにより単位時間及び単位仕事率当たりの自動車排出ガスの質量を測定する方法をいう。