燃費表示の謎 ― km/L と L/100km、 なぜ「逆数」で印象が変わるのか (MPG illusion)

燃費の表記には世界的に大きく 2 系統があります。

この 2 つは数学的には単純な逆数です。

km/L × (L/100km) = 100
つまり km/L = 100 ÷ (L/100km)

20 km/L = 100/20 = 5.00 L/100km、 10 km/L = 10.0 L/100km、 5 km/L = 20.0 L/100km。 単なる逆数なのに、 同じ「燃費改善」 を表すときの数字の動き方が全然違うのが、 MPG illusion の正体です。

Duke 大学の Richard P. Larrick と Jack B. Soll は、 2008 年 6 月 20 日付の Science 誌 320 号 5883 巻 1593-1594 ページに「The MPG Illusion」 と題する論文を発表しました (PubMed 18566271、 DOI: 10.1126/science.1154983)。

論文の中心的な問題提起は次のような選択肢です。 ある会社が 2 台の車を持っていて、 燃費を 1 台ずつ改善できるとします。 燃料節約量を最大化するには、 どちらを優先すべきでしょうか。

• 選択肢 A: 12 mpg の SUV を 15 mpg に改善
• 選択肢 B: 29 mpg のセダンを 50 mpg に改善

直感的には B (29→50、 21 mpg のジャンプ) が圧倒的に大きな改善に見えます。 でも実際に「年間 10,000 マイル走る」前提で計算すると、 答えは A です。

A: 10,000 mi ÷ 12 mpg − 10,000 mi ÷ 15 mpg = 833 − 667 = 166.7 ガロン節約
B: 10,000 mi ÷ 29 mpg − 10,000 mi ÷ 50 mpg = 345 − 200 = 144.8 ガロン節約

差は 22 ガロン、 A の方が節約効果が大きい。 著者らは学部生 77 人にこの種の組合せ問題を出題し、 正答率が極端に低かったことを報告しています (詳細な被験者人数・課題設計は Science 誌本文を参照)。 mpg や km/L は「効率の大きさ」を表す数字としては直感的ですが、 「燃料節約量」を比較する用途には不適切である、 というのが Larrick & Soll の核心的主張です。

燃費の単位を「100 マイル走るのに必要なガロン数」 (gallons per 100 miles, GPM) で書き直すと、 上の比較は一変します。

「100 マイルあたり何ガロン」 の側で見れば、 「8.33 → 6.67」 が「3.45 → 2.00」 より大きいことは数値を見比べれば一目で判断できます。 燃費効率の改善は低燃費な車ほどインパクトが大きい ― これは「逆数の関係」の純粋な数学的帰結ですが、 km/L や mpg の「線形」 な数字に慣れていると盲点になります。

L/100km は GPM の SI 版です。 つまり欧州式の燃費表記の方が、 燃料節約量や CO2 排出削減量との対応が直感的になります。 これは政策的にも重要な性質で、 欧州が L/100km を採用し続けている合理性の一端でもあります。

MPG illusion 論文を受け、 米国環境保護庁 (EPA) と運輸省道路交通安全局 (NHTSA) は 2011 年 7 月 6 日の Federal Register に "Revisions and Additions to Motor Vehicle Fuel Economy Label" という最終規則を公布しました。 ディーラー店頭に貼られる燃費ラベルに、 従来の MPG (city / highway) に加え「gallons per 100 miles」 (GPM) の都市/高速複合値を併記することを義務付けたものです。

適用はモデルイヤー 2013 年以降 (MY2012 は任意)。 これにより、 米国の消費者でも「12 mpg → 15 mpg の改善は何ガロン節約になるか」 をラベル上で直接比較できるようになりました。

このルールは Larrick & Soll の研究を直接引用しており、 行動経済学の知見が消費者保護政策に反映された珍しい例として言及されることがあります。 ただし主表示は依然として MPGであり、 GPM はあくまで補助情報です。 一般消費者の頭の中で MPG illusion が解消されたかどうかは、 別の話として残ります。

日本のカタログ燃費は、 試験モード (走行パターン) の規定により計測されます。 三世代の変遷をまとめます (出典: JAF ユーザーテストカテゴリ)。

同じ車でも、 古いモードでは「20 km/L」 と表示されたものが、 新しいモードでは「15 km/L」 に下がるケースが普通にあります。 試験条件が実走行に近づきカタログと実燃費の乖離を縮めたためで、 「燃費が悪化した」 のではなく「正直になった」と捉えるのが正確です。

1997 年 12 月発売の初代プリウス NHW10 は トヨタ公式 (歴史ページ) によれば 10・15 モードで 28 km/L 級。 WLTC モードに換算すると 22 km/L 前後と推定されますが、 同じ車が古い表記では「28」、 新しい表記では「22」 と見えるため、 世代別カタログ燃費を直接比較する際は必ずモード名を確認する必要があります。

欧州は 1980 年代から NEDC (New European Driving Cycle) を統一試験モードとして使ってきました。 NEDC は加減速が単調で実燃費と乖離が大きいことが長年の批判対象で、 国連欧州経済委員会 (UNECE) の WP.29 (Working Party on the Construction of Vehicles) が代替として 2014 年 3 月に GTR No.15 として WLTP (Worldwide Harmonized Light Vehicles Test Procedure) を採択しました。

EU は Regulation (EU) 2017/1151 で WLTP を取り入れ、 新型車は 2017 年 9 月から、 全車種は 2019 年 9 月から適用となりました。 日本の WLTC モードも実質的に WLTP の派生 (国内仕様) で、 試験パターンの大枠は共通です。

WLTP の登場により、 EU 域内の燃費表記 (L/100km) はカタログ値と実走行値の乖離が大きく縮まりました。 同時に CO2 排出規制 (g CO2/km) の計測基盤としても使われるため、 欧州の自動車業界では L/100km と g CO2/km は事実上ペアの単位として扱われています。

4 つの単位 (km/L、 mpg(US)、 mpg(Imp)、 L/100km) の相互換算には、 ガロン定義の違い (US ガロン = 3.785411784 L、 Imperial ガロン = 4.54609 L) と 1 マイル = 1.609344 km の定義値 (NIST 主管) を使います。

英ガロン (Imperial gallon, UK) は米ガロン (US gallon) より約 20% 大きいので、 同じ車を mpg(Imp) で表記すると mpg(US) より約 20% 大きな数字になります。 英国でも 1995 年に表示単位が「公式には L/100km と km/L」 に移行しましたが、 日常会話では今も mpg(Imp) が現役で、 米英の数字を見比べるときは注意が必要です。

• モード名を確認: WLTC・JC08・10・15 など、 同じ数字でも意味が違う
• 市街地モードを見る: WLTC は Low/Middle/High の 3 値があり、 通勤に近いのは Low (市街地)
• 2 台で迷ったら逆数で比較: 「100 km 走るのに何 L 必要か」 を計算するとガソリン代の差が直感的に
• 燃費差の体感バイアスに注意: 同じ「+km/L」 でも節約量はまるで違う。 高燃費車の「30→40 km/L」 はわずか 0.83 L/100km 減だが、 低燃費車の「10→13 km/L」 は 2.3 L/100km 減。 低燃費車を改善するほうが燃料節約量は大きく、 高燃費車の「+5 km/L」 は意外と意味が小さい
• EV / PHEV は kWh/100km または Wh/km: 電費は本質的に L/100km と同じ「逆数型」 の単位で、 EPA や WLTP も電費を逆数型で表示している

NanToo の 燃費換算ツール では、 km/L ↔ L/100km ↔ mpg(US) ↔ mpg(Imp) を一括変換できます。 海外の自動車レビューを読むときや、 家族で乗り換えを検討する際の数値比較にお使いください。 関連単位として エネルギー換算 (J/cal/Wh) や 仕事率換算 (W/kW/HP) もあわせて触れると、 自動車のスペック表を多面的に理解できるようになります。

• km/L (mpg) と L/100km は純粋な逆数。 同じ事実を異なる視点から見ているだけ
• Larrick & Soll (Science 2008) が示した MPG illusion: 「mpg の差」 は燃料節約量と一致しないため、 直感が歪む
• L/100km の方が燃料節約量や CO2 排出削減量との対応が直感的
• 米国 EPA は 2011 年規則 (MY2013〜) で燃費ラベルに GPM (gallons/100mi) を併記義務化
• 日本の試験モード変遷: 10・15 (1991〜) → JC08 (2011〜) → WLTC (2017〜) で、 同じ車の数字が「悪化」 ではなく「正確化」 した
• 欧州はNEDC → WLTP (Regulation (EU) 2017/1151)。 日本の WLTC は WLTP の派生
• 賢い読み方は「100 km 走るのに何 L 必要か」 で考えること

燃費の数字は単に「車の性能を表す指標」 ではなく、 どの単位を使うか自体が私たちの認識を変えてしまう装置でもあります。 同じ車を 2 つのレンズで見ることで、 ガソリン代の見積もりも、 環境負荷の理解も、 ぐっと現実に近づきます。 「リッター 何キロ?」 だけで車を選ぶのではなく、 たまには逆数で考えてみてください。