自動車の排気ガスによる環境問題とは？地球温暖化への影響も解説

「自動車の排気ガスはなぜ問題なの？」

「自動車と地球温暖化はどう関係している？」

日々の移動から物流まで、自動車は私達の生活に欠かせないものとなっています。

私達の暮らしを便利で快適にしてくれる自動車ですが、排気ガスによる大気汚染など環境に負荷を与えていることも事実です。

この記事では、自動車が人や環境に与える悪影響・国や企業の対策・個人が簡単に実践できる取り組みについてご紹介していきますので、是非ご覧ください。

自動車が大気汚染につながる原因

自動車はガソリンや軽油を燃焼させて得られる熱エネルギーを動力にしており、燃焼の過程でガスを排出します。

オクタン（C₈H₁₈）を主成分とするガソリンや軽油は、燃焼されることで炭素（C）と水素（H）が空気中の酸素（O₂）と結合されます。全てが結合できれば、二酸化炭素（CO₂）と水蒸気（H₂O）だけが排出されるのですが、現実には一酸化炭素（CO）、炭化水素（HC）のほか、空気中の窒素（N₂）や酸素(O₂)と反応して窒素酸化物（NOx）などが生み出されてしまいます。

これらの気体が、人や生物に直接影響を及ぼしたり、大気中で化学反応を起こして大気汚染の原因となったりしているのです。

自動車の排気ガス

大気汚染の原因になる自動車

自動車の排気ガスには、水や二酸化炭素以外に大気汚染対策として現在規制の対象となっている一酸化炭素や炭化水素、窒素酸化物や粒子状物質などが含まれています。

一酸化炭素
不完全燃焼により発生する無色無臭の有毒な気体で、体内に入ると中毒を起こします。初期症状は目まい・吐き気・頭痛などの体調不良ですが、症状が進むと動けなくなり死に至ることもある危険な気体。
炭化水素
炭素と水素からなる化合物で、ガソリンや軽油がエンジンの中で燃え切らずに残ったものが大気中に排出されます。
窒素酸化物
大気中の窒素と酸素が高温状態で結びついてできる物質。
炭化水素（HC）と窒素酸化物（NOx）
どちらも眼や喉の痛みや頭痛を引き起こす光化学スモッグの原因になる。
浮遊粒子状物質
工場やディーゼル車から排出される個体や液体の粒子。舞い上がった土砂など自然物質も含まれ、粒径が10μm (0.01mm)以下のものを指し、大気中に長い時間とどまります。

規制の効果や技術の進歩により自動車1台当たりの排気ガスの量は減少しましたが、自動車の台数が増えているため、大気汚染対策は引き続き必要です。

日本の運送業界の現状

大気汚染に関与する飛行機

国土交通省の統計によると、2021年の日本のCO₂総排出量10億6,400万トンのうち、運輸部門からの排出量は1億8,500万トンで全体の17.4％を占めています。運輸部門には自家用車のほか、バスやタクシー、鉄道や船舶、飛行機などが含まれ、CO₂排出量は人や物を運ぶのに消費したエネルギー量から算出されたものです。

運輸部門からのCO₂排出量は、1990年度から1996年度までの間に2割ほど増加しましたが、その後は横ばいとなり2001年度以降は徐々に減少しました。1990年度の2億800万トンと比較すると、2021年度のCO₂排出量は11％減少しています。減少の背景にあるのは、技術の向上による燃費改善や、新型コロナウイルス感染症の影響による輸送量の減少などです。

運輸部門のなかでみると、鉄道や航空機、船舶を除く、自動車からの排出量が8割を占め、国内の輸送・運搬は主に自動車が担っていることが伺えます。また、1990年度から2021年度まで運輸部門全体の排出量は減少していますが、自家用車に限ると7,700万トンから8,200万トンへと6.4％増加していることに注目すべきです。

このように、自動車に依存している運輸部門は、バスやトラックなどの燃費向上によりCO₂排出量は減っているものの、自家用車からの排出量は増加傾向といえます。

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地球環境や人間への影響

自動車の排気ガスは大気汚染の一因であり、廃棄された車が適切に処理されない場合も環境破壊につながります。

排気ガス中のCO₂は地球温暖化を促進し、窒素酸化物は酸性雨の原因物質です。他にも排気ガスには、呼吸器に影響を及ぼす物質、光化学スモッグの原因物質を作り出す物質などが含まれます。

また、廃棄となった車が適正に処理されず、使える資源がごみとなったり、フロン類が回収されずに放出されたりすることも問題です。

自動車をとりまく地球環境問題や健康への影響について、以下にご紹介します。

地球温暖化

地球温暖化は、主要な温室効果ガスであるCO₂が増えすぎたために、地球から宇宙に放出される熱量が減り地球全体の気温が上がる現象です。産業革命以降、化石燃料の使用と大気中のCO₂濃度は増加し続けていますが、化石燃料を燃焼させて走る自動車は、CO₂の大量排出が避けられません。

近年、特に増加傾向である家庭からのCO₂排出量に注目すると、1世帯当たりでは「自動車」からの排出量が「照明・家電」に次いで2番目に多く、全体の2割を占めています。

社会全体としても、家庭においても、自動車の使い方を見直すことが地球温暖化を抑制する鍵を握っているともいえるでしょう。

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酸性雨

排気ガスに含まれる窒素酸化物（NOx）は、空気中の窒素（N₂）と酸素（O₂）が高温状態で結びついてできる物質です。二酸化窒素（NO₂）は、水に溶けると、硝酸（HNO₃）や亜硝酸（HNO₂）に変化し酸性雨の原因となります。

酸性雨が河川や湖沼に流入し続けることによって起こるのが、水質の酸性化と水生生物の死滅です。酸性化した湖沼では、水生昆虫・貝類・甲殻類などが減少し、水草などの植物も影響を受けることが分かっています。

また、酸性雨はコンクリートや大理石を溶かし銅の屋根や銅像にサビを発生させるなど、文化財や建造物に被害が及ぶ点でも問題です。

環境省による酸性雨の全国調査では、場所や年により差がありますがpH4.6〜5.1の結果となっており、空気中のCO₂が溶けた場合のpH5.6と比べると低い値といえます。近年、酸性雨の報道は減っていますが、酸性雨問題が解決したわけではありません。

ごみ問題

廃車される車

現在日本国内では、年に約350万台の自動車が廃棄されています。廃棄される総重量の80％がリサイクルされていますが、残り約20％の残さはシュレッダーダストとして主に埋め立て処分されてきました。

しかし、近年処分場の不足や処分費用の高騰が問題となっています。また、カーエアコンに使用されているフロン類は、オゾン層破壊や地球温暖化の原因物質であり、適切に回収されなければなりません。

廃棄となった自動車を適正にリサイクルし、廃車由来のごみを減らすことを目的に「自動車リサイクル法」が2005年に施行されました。この法律では、自動車の最終所有者・引取業者・フロン類回収業者・解体業者・破砕業者・自動車メーカー・輸入業者の役割がそれぞれ明確化されています。

自動車はとても便利で社会に欠かせないものですが、使い終わった後のことについても、それぞれの立場で責任をもたなくてはなりません。

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健康への影響

排気ガスによる健康被害

排気ガスに含まれる有害物質によって、健康被害が起こる場合があります。

浮遊粒子状物質（SPM）とは、工場やディーゼル車から排出される粒子と、土砂が細かくなってできる粒子の2種類があり、粒径が10μm (0.01mm)以下のものを指します。浮遊粒子状物質は大気中をただよい、気管支や肺の深部にまで入り込むと呼吸器に影響を及ぼします。

環境基準は「1時間値の1日平均値が0.10mg/㎥以下であり、かつ、１時間値が0.20mg/㎥以下であること」とされていますが、全国で100％達成されているわけではありません。

また、排気ガス中の炭化水素と窒素酸化物は、光化学スモッグの発生と大きく関わっています。炭化水素と窒素化合物が大気中で紫外線を受けて化学変化を起こすことにより生成されるのが、光化学オキシダントという物質です。

光化学オキシダントの濃度が高くなり、大気にもやがかかったような状態が光化学スモッグで、外気に触れる眼や呼吸器が影響を受けます。光化学スモッグ注意報が発令された場合は、目の痛み・咳・頭痛・嘔吐などの症状がでる場合があるので、屋外での活動を控えることが必要です。

このように、自動車からの排気ガスは大気汚染の一因であり、増加すれば健康被害を起こす原因にもなり得ます。

国や企業の環境問題対策

自動車が原因となって生じる環境問題は現在も継続中であり、改善のための対策が必要です。世界が脱化石燃料・脱炭素化に向けて動いている中、エコカー開発は自動車産業において生き残るための試金石といえます。

また、大気環境の改善やエコカーの普及に推進力を与えているのが、国による法整備などの施策です。

ここでは、環境改善や問題解決にむけた行政・企業の取り組みについて、情報をご紹介します。

法整備

排気ガス対策のための法整備

大気汚染が深刻な都市部において窒素酸化物や粒子状物質を抑制するため、国は1992年に「自動車NOx・PM法」を制定しました、しかし、一部の地域では大気環境基準が達成されない状況のため、同法律を2001年に改定し対策を強化しています。

改定後、都道府県知事は重点対策地区を指定し、重点対策計画を策定できるようになりました。また、交通量の増加を生じる建物を重点地区内に新設する事業者は、排出抑制のための配慮事項を届け出ることとなっています。

さらに、重点対策地区に流入する車の対策として、周辺地域の事業者に対し、排出抑制に関する計画を策定し報告を促す内容となりました。法整備は、大気汚染が深刻な地域の環境を改善するため、地方自治体や事業者が具体的な対策を計画し実行するための後押しとなっています。

EST(環境的に持続可能な交通)

バスをはじめとした公共交通機関でEST

EST（Environmentally Sustainable Transport）とは、1994年に経済協力開発機構（OECD）が提案した、環境負荷が少なく長期的に持続可能な交通ビジョンのことです。人の健康を害することなく環境負荷を抑えながら、誰もが便利に利用できる交通の実現を目指しています。

特に積極的なのは、地球温暖化に対し強い危機感を抱いている欧州諸国ですが、国内で実施されているのは次のような取り組みです。

バスや鉄道など公共交通を軸とした交通システムの充実
カーシェアリングの促進
環境負荷の小さい次世代型路面電車システムの導入

ESTは長期的な視点から、まちづくりや地域活性化にも役立つ可能性をもっており、今後関心の広がりが期待されます。

エコカー開発

排気ガス対策になるエコカー

エコカーとは、窒素酸化物やCO₂などの排出を抑え燃費性能を向上させることで、環境や人の健康への悪影響を軽減した自動車です。エコカーには、電気自動車・燃料電池自動車・天然ガス自動車・プラグインハイブリッド自動車などがあります。

電気自動車
バッテリーに蓄電した電気を使ってモーターを回転させる動力で走行。化石燃料を燃やさないので、走行時にCO₂は排出されません。
燃料電池自動車
搭載した燃料電池の中で水素と酸素を化学反応させて電気を作りモーターを回すことで走ります。水素は水素ステーションで補給しなければならないので、インフラ整備が必要。
天然ガス自動車
ガソリンや軽油の代わりに天然ガスを燃やして動力を得ています。天然ガスも化石燃料の一つですが、硫黄酸化物や粒子状物質をほとんど排出しないのが利点。
ハイブリッド自動車
エンジンとモーターの両方を動力とした自動車で、ガソリン車に比べると燃費がよくCO2排出量も少なくなります。このうち、外部から充電できるタイプがプラグインハイブリッド自動車です。

エコカーはガソリン車に比べ価格が高いというデメリットがありますが、上記は全てエコカー減税の対象となっており、2026年まで自動車重量税が免税されます。条件など詳細については、国土交通省の情報をご確認ください。

GM・Ford・ルノー・プジョー・シトロエン・BMW・フォルクスワーゲンなど海外の主要自動車メーカーもエコカーの開発・生産に力を注いでいます。国際エネルギー機関（IEA）によると、世界市場における電気自動車（プラグイン・ハイブリッドを含む）の販売台数が占める割合は、2021年時点で全新車販売台数の約8.6％です。電気自動車の売り上げは毎年ほぼ倍増しており、地域別では中国が51％・欧州が35％・米国が11％を占めています。

このように、国内外の自動車産業は政府の後押しもあって、エコカーにむけて大きくシフトしているのです。

再生可能エネルギー

排気ガス対策につながる再生可能エネルギー

電気自動車は化石燃料を使わないため走行中にCO₂を排出しませんが、充電する電気を発電する際には化石燃料を使ってCO₂が排出されている可能性があります。もし電気自動車用の電気を、CO₂を排出しない再生可能エネルギーだけでつくることができれば、CO₂排出実質ゼロで自動車を走らせることが可能です。

日本はエネルギー源となる石油などの資源をほとんど海外に依存しており、2022年度の化石エネルギー依存度は83.5％となっています。地球温暖化を防ぐためにも、海外の政治動向の影響を回避するためにも、再生可能エネルギーの割合を増やし、国内のエネルギー自給率を高めていくことが重要です。

自動車など運輸部門で再生可能エネルギーの利用が広がっていけば、日本の化石燃料への依存度を減らすことが可能でしょう。

私たちができる取り組み

社会全体が自動車に支えられている現状で、自動車がもつデメリットを可能な限り減らさなければなりません。

国や企業が大気環境改善やエコカー開発に力を注いでいる一方で、恩恵を受けている市民としても実行できることがあります。今すぐ最新のエコカーに買い換えることができなくても、小さな心がけをコツコツ積み重ねることで大きな力につながるのです。

以下に、私たちが個人でも実践できる取り組みについてご紹介していきます。

エコドライブ

エコドライブで排ガス対策

エコドライブとは、エコドライブ普及推進協議会が推進している取り組みであり、燃料消費量とCO₂排出量を減らすための運転技術や心がけです。エコドライブは、環境やお財布にやさしいだけでなく、時間や心に余裕をもつことも含まれているので安全運転につながります。

「エコドライブ10のすすめ」は次のとおりです。

自分の燃費を把握しよう
日々の燃費を把握すると、自分のエコドライブ効果が実感できます。
ふんわりアクセル「ｅスタート」
発進時に最初の5秒を時速20km程度にすると約10％燃費が改善します。
車間距離にゆとりをもって、加速・減速の少ない運転
車間距離が短くなると、ムダな加速・減速が多くなり燃費が悪化します。
減速時は早めにアクセルを離そう
早めにアクセルから足を離すとエンジンブレーキにより約2％燃費が改善します。
エアコンの使用は適切に
暖房ではエアコンスイッチをOFFにし、冷房では冷やしすぎに注意しましょう。
ムダなアイドリングはやめよう　
10分間のアイドリング（エアコンOFFの場合）で、約130ccの燃料を消費します。エンジンをかけたらすぐに出発しましょう。
渋滞を避け、余裕をもって出発しよう
出かける前にルートを確認し、渋滞などを避け、燃料と時間を節約しましょう。
タイヤの空気圧から始める点検・整備
タイヤの空気圧が不足すると、市街地で約２％、郊外で約４％燃費が悪化します。
不要な荷物はおろそう
車の燃費は、荷物の重さや空気抵抗に影響されます。100Kgの荷物を載せて走ると約3％も燃費が悪化します。
走行の妨げとなる駐車はやめよう
迷惑駐車は、他の車の燃費を悪化させるだけでなく交通事故の原因にもなります。