クリーンで環境に優しいとされるテスラ モデル S は、本当にガソリンを大量に消費するジープ グランド チェロキー SUV よりも汚染度が高いのでしょうか?
あるアナリストはそう主張した。
金融ウェブサイト「シーキング・アルファ」に掲載された6,500語に及ぶ詳細な記事の中で、アナリストのネイサン・ワイスは、モデルSは実は温室効果ガスの二酸化炭素と二酸化硫黄などのスモッグを発生させる汚染物質の両方において、ほとんどの大型SUVよりも実効排出量が多いという主張を展開している。
2013年型テスラ モデルSのオーナーとして、私は彼の主張に衝撃を受け、懸念を抱きました。
プラグイン自動車の購入を決めるにあたって、二酸化炭素排出量は大きな要因ではありませんでしたが（私がより興味を持ったのは、性能、スタイル、低い運転コストでした）、自動車の環境への配慮は嬉しいボーナスでした。
さて、このワイスという男は私を地球温暖化の悪者と呼んでいます。
しかし、金融アナリストとしてのワイス氏が、顧客にテスラ・モーターズ[NSDQ:TSLA]の株を「空売り」するよう、つまり株価が下落する方向に賭けるようアドバイスしていたことに気づかずにはいられませんでした。（テスラ株価の下落＝顧客満足、テスラ株価の上昇＝顧客大不満足）
そして、この記事がテスラの第1四半期の収益報告後にテスラの株価が30％急騰したのと同じ日に掲載されたのは偶然だろうか？（その後、株価はさらに30％上昇した。）
ワイス氏の動機はさておき、彼の主張はその真偽を詳しく検討する価値がある。
排気管だけでなく
他の 100% 電気自動車と同様に、モデル S は排気ガス排出量が間違いなくゼロです。
しかしワイス氏は、テスラの電気「燃料」を供給する発電所からの排出物と、充電の非効率性と「ヴァンパイア」損失によりモデルSが消費する過剰な電力に注目している。
これら 2 つの要素により、モデル S の実際の炭素排出量はホンダ アコードとほぼ同等になると彼は結論付けています。
ワイス氏によれば、モデルSの85kWhリチウムイオン電池の製造中に排出される炭素も加えると、モデルSはフォード・エクスペディションの領域に達することになるという。
ちょっと待ってください…。
ワイス氏はいくつかの正当な主張をしていますが、彼の議論にはいくつかの欠陥があるように思います。さらに、彼はバッテリー生産におけるカーボンフットプリントの推定を、このテーマに関する先行研究とは大きくかけ離れた単一の報告書に基づいて行っています。
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さらに、彼はガソリン生産に伴う二酸化炭素排出量を考慮に入れていない。テスラの燃料の二酸化炭素排出量がマイナスに働くのであれば、なぜ一般的な自動車の燃料も同様に計算対象にすべきではないのだろうか？
それでは、彼の分析と結論を一つずつ見ていきましょう。
*発電所の排出ガスは電気自動車に不利に働く
電気自動車の推進派はほぼ全員が、電気自動車の環境面での長所と短所を合計する際には発電所からの排出量も考慮に入れるのが公平であることに同意している。
これまで同様の調査が行われてきた際も、電気自動車が有利な数字を示してきました。例えば、憂慮する科学者同盟は2012年の報告書で、「電力網で充電される電気自動車は、現在販売されている平均的なガソリン車よりも地球温暖化ガス排出量が少ない」と結論付けています。
もちろん、電力網の炭素親和性は、その地域の発電所の種類に応じて地域ごとに大きく異なります。
テスラモーターズのウェブサイトには、モデルSの実質的な二酸化炭素排出量を、お住まいの州の発電構成（石炭、ガス、原子力、水力など）に応じて計算できるインタラクティブな計算ツールが用意されています。数値は、アイダホ州（主に水力）では26g/mi、ウェストバージニア州（主に石炭）では310g/miです。
ワイス氏によると、テスラのモデルSのCO2排出量は全国平均で1マイルあたり163グラム。テスラによると、ガソリン車の場合は400グラム/マイルとのことだ。
完全なゼロエミッションではないものの、電気自動車全般（特にモデルS）はほとんどのガソリン車よりも優れている。少なくとも、それが主流の科学的見解だ。
ワイス氏はこれに異論を唱える。
*テスラの数字は楽観的すぎる
テスラのウェブサイトによると、CO2排出量の計算では、モデルSの電力消費量を1マイルあたり283ワット時と想定しています。これは、時速55マイル（約80km/h）で一定速度で走行するために必要な電力です。
ワイス氏は、この数値は非現実的に低いと反論している。彼は、EPAの321Wh/miという数値や、テスラオーナーフォーラムで平均367Wh/miという48件の報告を引用している。
彼は、85kWhのモデルSの実際の電力消費量は375Wh/km程度だと結論付けています。これはテスラの主張よりも33%高い数値です。
したがって、CO2排出量も33パーセント増加することになります。
この点についてはワイス氏に異論はありません。60kWhのモデルSを3,000マイル（約4,800km）走行した際の平均電力消費量は343Wh/miでした。私の60kWh車は、より重量のある85kWhモデルよりも約7%効率が高いので、航続距離の長い方のモデルの実際の電力消費量は367Wh/miに相当します。
ワイス氏が挙げた48人のテスラオーナーと同様に、私自身の運転は主に冬季に行われてきたため、気温が暖かくなるにつれて平均エネルギー消費量は減少すると予想されます（5月にはすでに効率が向上しています）。85kWhのモデルSの年間平均エネルギー消費量は、実測で340Wh/miと推定されます。
しかし、私はワイスの375という数字に異論を唱えるつもりはない。
つまり、33パーセントの増加により、テスラの主張するモデルSの有効炭素排出量は163グラム/マイルから216グラム/マイルに増加し、トヨタ・プリウスVとほぼ同じになる。
*充電ロスにより二酸化炭素排出量が18％増加
壁のコンセントから供給される1キロワット時の電力のすべてがモデルSのバッテリーに供給されるわけではありません。EPAの数値とオーナーからの報告を引用し、ワイス氏はモデルSの実際の充電効率を約85%と推定しています。
ワイス氏の指摘は的を射ています。私自身の車では、充電ロスが10～15%程度でした。テスラのウェブサイトでは「ピーク充電効率」が92%と記載されています。平均充電効率が85%というのは妥当な数字と言えるでしょう。
つまり、モデルSは通常、車の動力源として使用する電力よりも17パーセント多くの電力をプラグから引き出すことになります。
そのため、現在、モデル S の炭素排出量は最大 254 gm/mi となり、2013 年ホンダ シビックよりわずかに少なくなっています。
*ヴァンパイアの損失により排出量がさらに55％増加
うわあ！これは本当に衝撃的な主張です。つまり、モデルSがオフの状態でガレージに停まっているだけで消費される電力、つまりヴァンパイアロスが、テスラが主張する走行中の電力消費量とほぼ同じになるということです。
ワイス氏は、複数の情報源（このサイトに掲載されているモデルSのヴァンパイア損失に関する私自身のレポートを含む）を引用し、ヴァンパイア損失を1日あたり5.1kWhと算出しています。さらに、この数値と年間走行距離の推定値7,728マイル（約12,000km）を組み合わせ、ヴァンパイア関連のモデルSのCO2排出量は1マイルあたり140gと結論付けています。
これにより、新しい合計は 394 グラム/マイルとなり、BMW 5 シリーズとほぼ同じになります。
ワイス氏の言うヴァンパイア・ドレインの数値は少し高めですが、あり得ない数字ではありません。私の車では、壁際でのヴァンパイア損失を1日平均4.5kWhと測定しました。
ワイス氏の過大な見積もりの理由の一つは、モデルSのバッテリー熱管理システムに対する彼の誤解にあるようだ。彼は、バッテリーを保温するために余分な電力が必要となるため、30～50度の温度範囲での電力損失は、50～80度の温度範囲での損失のほぼ3倍になると主張している。
これは全くの間違いです。私はそのような変化に気づいていません。
また、テスラの担当者は、モデルSのバッテリーはアイドリング時には温度制御が行われないため、バッテリーの加熱/冷却による電力消費は発生しないと確認しました（イーロン・マスクもこれを公に認めています）。1日1回の「トップオフ」充電サイクルの前に短時間の予熱/冷却を行うことは、ヴァンパイア損失への影響は最小限にとどまるでしょう。
また、ワイス氏がモデルSの年間平均走行距離をわずか7,728マイルと推定していることにも異論がある。（この数字の導出過程は長すぎて、ここで分析することはできない。）
モデルSのオーナーが年間走行距離13,476マイルという全国平均の半分にも満たないのはなぜでしょうか？私自身、モデルSを購入して以来、走行距離は実際に伸びています。それは単に、この車の運転が本当に楽しいからです。
それは一時的なものだ
しかし、ヴァンパイアの電力消費に関する部分におけるワイス氏の大きな間違いは、私の名前のスペルミス以外に、こうした日々の電力消費が永続的な長期的症状であると示唆していることである。
テスラは実際、「スリープモード」のソフトウェア改良に取り組んでおり、ヴァンパイア損失の削減を目指しています。今夏に予定されている次のメジャーアップデートでは、ヴァンパイア損失が半減すると予想されています。
テスラの広報担当者シャナ・ヘンドリックス氏によると、年末までにそれらは事実上廃止される予定だという。
ワイス氏はスリープモードの導入を約束しているものの、それが実際に効果を発揮するかどうかは疑問視している。「これまでの経緯（そしてバッテリーの仕組み）から判断すると、アイドル時の消費電力を大幅に削減できるとは考えにくい」と彼は記している。
そうなるだろうと私は思います。そして年末までに、ワイス氏の主張の55%は消え去るでしょう。
新しいスリープ モードを予想して、私はヴァンパイア損失を無視し、モデル S のカーボン フットプリントとして 254 gm/mi を維持するつもりです。これは、ワイスのヴァンパイアで膨らんだ 394 gm/mi という数字と比較されます。
*バッテリー生産は39％増加
自動車の製造は、その生涯にわたる二酸化炭素排出量に貢献します。そして、リチウムイオン電池の製造が炭素集約型プロセスであることは周知の事実です。問題は、その排出量がどの程度かということです。
ワイス氏は、バッテリー生産に伴う炭素排出量の数値について、主に『Journal of Industrial Ecology』誌に掲載された異例の研究を引用している。この研究で推定されたリチウムイオンバッテリー生産に伴う炭素排出量は、これまでの研究よりもはるかに高く、ここで列挙するには難解すぎる数々の誤りがブログ界で批判されている。
一方、2010年にアメリカ化学会誌に掲載された研究では、バッテリーの環境への影響は「比較的小さい」と結論づけています。バッテリー生産は、電気自動車の走行時の排出量を約15%増加させると推定されています。
カリフォルニア州大気資源局の2012年の調査では、カリフォルニア州の発電所構成を前提とした場合、その数値は26%とされています。しかし、より汚染度の高い米国全土の送電網の発電所構成に合わせると、走行時の排出量が増加します。そのため、バッテリー生産の割合も低下し、約15%となります。
テスラは、実際にはこれらの低い数値さえも上回るかもしれない。電気自動車メーカーの中では珍しく、テスラはおそらく世界で最も効率的に製造されているリチウムイオン電池セルを使用している。それは、パナソニックが高度に自動化された工場で数十億個単位で生産している「コモディティ」なノートパソコン用18650セルだ。（これらのバッテリーの炭素ライフサイクル分析は、私の知る限り存在しない。）
私たちは、主流の数字である15パーセントを採用します。これにより、モデルSの総炭素排出量は292グラム/マイルになりますが、ワイスのバッテリー強化による総排出量は547グラム/マイルです。
炭素概要
モデルSの実効CO2排出量は292g/miと算出されました。確かに、これはテスラのウェブサイトで主張されている数値よりもはるかに高いです。
しかし、グランドチェロキーより悪いかって？そんなことはない。
V6グランドチェロキーの公式EPA CO2排出量は、最小エンジンである3.6リッターV6エンジン搭載時で479g/miです。よりパワフルなV8エンジン搭載車では、なんと592g/miとなります。
あっと…
数日後のフォローアップ投稿で、ワイス氏は撤回し、モデルSの炭素排出量の推定値を大幅に下方修正した。
彼は、1マイルあたりの電力損失を計算する際には、年間総走行距離12,000マイルの方が比較対象として適切だと認めています。また、アイドル時の電力損失の推定値を1日あたり3.5kWhに引き下げています。
そして不思議なことに、彼はバッテリー生産の二酸化炭素排出量を一切考慮していない。
これらの新しい数字を使って、彼はテスラの総有効炭素排出量を 346 g/mi と再計算しました。これは、私が上で計算した 292 g/mi とそれほど変わりません。
ワイス氏はまた、SUVの悪名高いモデルの評価を引き下げ、346 g/miという低い数値でも、EPAが312 g/miと評価しているトヨタ・ハイランダーよりもモデルSの炭素排出量は大きいと指摘している。
ガソリン生産による炭素はどうでしょうか?
しかし、電力生産の二酸化炭素排出量を徹底的に分析することに熱心であるにもかかわらず、ワイス氏はガソリン生産にも二酸化炭素排出量があることを都合よく言及し忘れている。
MITエネルギー研究所の2000年の報告書によると、ガソリン生産は一般的な自動車の生涯CO2排出量の19%を占めています。また、自動車の実際の運転は、その生涯CO2排出量の約75%を占めています。
したがって、燃料生産の二酸化炭素排出量は、ガソリン車の公称 CO2 排出量に約 25 パーセント追加されます。
申し訳ありません、ワイスさん。テスラと同じルールをガソリン車に適用すると、トヨタ・ハイランダーのCO2排出量は312g/miから390g/miに減少したことになります。
この調整された同一条件に基づくと、テスラの 292 g/mi という数値は、Scion iQ の数値とほぼ同等です。
*その他の汚染物質
地球温暖化と炭素排出に対する懸念が高まる中、昔ながらの「スモッグ」による大気汚染、主に窒素酸化物（NOx）と二酸化硫黄（SO2）は背景に消えていきました。
厳しい排出ガス規制のおかげで、現代のガソリン車は肺を脅かす汚染物質をほとんど排出しません。しかし残念ながら、石炭火力発電所では同じことが言えません。
ワイス氏の計算によると、エンジンからの排出ガスによってモデルSのNOx排出量は、ガソリン車に対するEPA規制値の約3倍になるという。（彼がヴァンパイア損失を疑って含めている可能性は否定する。）
二酸化硫黄の状況はさらに深刻です。ワイス氏の計算によると、モデルSの二酸化硫黄排出量はガソリン車約400台分に相当します（ここでも、疑わしいヴァンパイアデータは考慮されていません）。
ワイス氏は、「カリフォルニア州を含む多くの州では、スモッグ検査センターが排気管を通したテスラ モデルSの実質的な排出量を測定できれば、所有者は罰金や罰則を科せられたり、州の『クランカー買い戻し』プログラムに基づいて車両を売却させられたりするだろう」と書いている。
二酸化硫黄に関して言えば、ガソリン車は非常にクリーンで、石炭火力発電は非常に汚染されているため、60ワットの電球は時速60マイルで走行する平均的なガソリン車と同じくらいの二酸化硫黄を実質的に排出します。
正直に言って、この不安な数字に異論を唱えることはできませんし、反論されているのを見たこともありません。しかし、これらの数字はモデルSのことよりも、ガソリン車に対する厳しい排出ガス規制と、二酸化硫黄を大量に排出する石炭火力発電所に対する驚くほど緩い規制について多くを物語っています。
それでも、私はテスラの仮想排気管から噴出する二酸化硫黄について、少し罪悪感を感じています。
少なくとも私はニューヨーク州に住んでいますが、同州では発電量の約10%しか石炭を使っていません。これは全米の石炭火力発電量の約4分の1に相当します。つまり、二酸化硫黄の排出量に関しては、私の排出量はガソリン車より「たった」100倍悪いと言えるでしょう。
幸いなことに、私だけではありません。電気自動車の大部分は、カリフォルニア、ワシントン、ニューヨークなど、石炭火力発電の少ない州で稼働しています。
そして、電力網は徐々にクリーンになってきています。風力、太陽光、天然ガスの発電が増え、老朽化した石炭火力発電所が閉鎖されるにつれて、実効SO2排出量は着実に減少していくでしょう。
結局…
これらすべてを経て、結論は明らかになった。私が運転しているのは、2つの座席を備えた小さなサイオンのミニカーと同じ、Wells-to-Wheels（井戸から車輪まで）の炭素排出量を持つ、最高に高性能な5人乗りの全電気式高級スポーツセダンだ。
誰かそれに問題がある人はいますか?
仮想排気管からの排出量や炭素などに関して言えば、モデルSは完璧ではない。
しかし、私に言わせれば、これは正しい方向への大きな一歩です。
この記事はデビッド・ノーランド氏が執筆したもので、ポピュラーサイエンスの出版パートナーであるGreen Car Reportsに掲載されたものです。FacebookとTwitterでGreenCarReportsをフォローしてください。
