【LNG】天然ガスや都市ガスとの違い

LNGとは?天然ガスや都市ガスとの違い

 

記事のポイント
  • LNGは「液化天然ガス(Liquefied Natural Gas)」の略称
  • LNGは天然ガスをマイナス162℃まで冷却して液体状にしたもの
  • LNGは火力発電所の燃料や都市ガスの原料として使われる

LNGという言葉を聞いたことがあるでしょうか。

LNG(エルエヌジー)は都市ガスの原料としても使われる液体状にした天然ガスのことです。

今回はLNGの特徴や天然ガスの特徴について説明をしていきます。

LNG(エルエヌジー)とは

LNG(エルエヌジー)とは

LNG(Liquefied Natural Gas,液化天然ガス)は、気体である天然ガスを冷却して無色透明の液体の状態に変えたものです。

天然ガスは気体の状態で地中の奥深くにありますが、その気体を-162℃まで冷やすことで液体に変わり、体積(大きさ)は600分の1になります。

600分の1の大きさというと、例えば学校のプール(25m×12m×0.8m)の気体が、家庭用のおふろ(200リットル)わずか2杯分になる計算です。

そうして冷却し、体積が液体に変わった天然ガスを液化天然ガス(LNG)とよびます。

液化して体積を小さくすることで、一度にたくさんの量を運ぶことができるようになります。

そうやって液化した天然ガスを巨大なLNGタンカーで運ぶことで、一度に16万5千㎥という大きな量を運ぶことが可能になります。
これは22万軒の家で1年間使用される程のガスの量です。

輸入されたLNGのうち、7割近くが火力発電所の燃料、残り3割強が都市ガス用として使われています。

CNG(シーエヌジー)

一方、天然ガスを圧縮して体積を小さくしたものをCNGといいます。

CNG(Compressed Natural Gas,圧縮天然ガス)とは天然ガスを気体のまま高圧で容器に貯蔵したものです。
LNGが液化しているのに対して、CNGは液化せずに圧縮しています。
CNGはLNGに比べると燃料としての密度(エネルギー密度)が小さく、3分の1ほどしかありません。
CNGをLNGと同じ量を運搬する場合も3倍の燃料容器が必要にということになります。
しかし、CNGよりもLNGのほうが優れているということではありません。
LNGはマイナス162度の低温を保ち続ける必要がありますので、その分保管にコストが掛かることになります。
CNGは主に、天然ガス自動車の燃料や溶断・溶接・試験用として使われます。

天然ガスとは

天然ガスとは

天然ガス(てんねんガス)は、石炭や石油と同じく、天然に存在する化石燃料と呼ばれるエネルギーの一つです。

天然ガスは、動物や植物の死骸が数億年〜数千万年前の時間をかけて地中の熱や土・海の重みによって変化して生成されたものと考えられています。

天然ガスも石油と同じ化石燃料ですが、石油に比べて、環境への影響が低いといわれています。

天然ガスは、メタンを主成分としており、ガス中毒のもとになる有害な一酸化炭素が含まれていません。
また、生硫黄分など不純物も、産地での液化の過程ですべて取り除かれるので、不純物をほとんど含まず、燃焼したときに発生する窒素酸化物が石炭や石油より少なく、硫黄酸化物は発生しないため、燃やしても酸性雨などの環境汚染が起こりません。

天然ガスは地球を温暖化するといわれる二酸化炭素の発生も少ないクリーンで安全なエネルギーで、LNGを気化させる過程においても、大気や海水などを汚染する心配がありません。

そのため、環境保全の点でも安心なエネルギーといえます。

天然ガスの生産地は世界各地に広く分布していて、埋蔵量も豊富です。

このため、長期的な安定供給・環境負荷の小ささという利点があるため、発電燃料や都市ガスの原料として使われるだけでなく、天然ガスで走る車が開発されるなど利用が広がっています。

輸送

天然ガスの大量輸送方法は二つあります。
一つはパイプラインによる気体つまりCNGでの輸送で、1930年代頃にアメリカで始まった方法です。
現在ではロシア連邦や北アフリカからヨーロッパ諸国への天然ガスの輸出のほか、中央アジア、中東、中華人民共和国などで使用されています。

もう一つがLNGタンカーで、中東やオーストラリア、東南アジアから日本や韓国への輸送に多用されています。

日本の場合、タンカーで搬入されたLNGは、港湾部を起点とするパイプラインで火力発電所や都市ガス事業者に送られます。

輸入するときは専門の設備でまず冷やして液化し、その後船に冷やしたまま入れて運びます。
日本に着いた後も、冷却してLNGの状態のままで保っておき、使うときに温めて気体にして使います。

また、LNGを運搬する船の海難事故は極めて少ないという特徴もあります。

大規模なガス爆発やガス漏洩を含む環境破壊事故は一度も発生していません。

現在は日本で発掘はほとんどされていないために、世界各地から輸入しています。

LNGは、都市ガスの主原料

LNGは、都市ガス原料の主原料

LNGは都市ガスの主原料になります。

LNGをそのまま気化させた天然ガスがそのまま都市ガスとして利用されるというイメージがあるかもしれませんが、そのままでは都市ガスとして供給することはできません。

都市ガスには熱量など、規定された基準があるため、プロパンガスなどと混ぜて調整を行います。

例えば東京ガスの13Aという規格の場合、1m3あたりの標準熱量が45メガジュールと定められています。

また、天然ガスやプロパンガスは無色無臭の気体です。
そのため、ガス漏れを起こしたときにすぐに気付けるように特徴的なガスの匂いをつけています。
これを付臭と言います。

都市ガスの製造

LNGは、一度、受入基地のタンクに貯蔵し、その後、気化・熱量調整・付臭したものを「都市ガス」としてお客さまへ供給しています。
LNG受入基地とガス導管がつながっていない一部の地域には、ローリー車や貨車でLNGを輸送し、サテライト基地等でLNGを気化・熱量調整・付臭して供給しています。

一部の都市ガス事業者では、国内で採取された天然ガスを都市ガスの原料としており、熱量調整・付臭して供給しています。
都市ガスの製造

一般社団法人 日本ガス協会 都市ガスの製造より引用

世界でも、アメリカをはじめ、イギリス、イタリア、ドイツ、フランス、カナダなどの欧米諸国でも、基幹都市エネルギーとして天然ガスが活躍しています。

都市ガスの種類と違いについて

天然ガスのデメリットとは?

天然ガスのデメリットとは?

天然ガスはクリーンで豊富な資源ですが、コストや保管の面でデメリットもあります。

移送コストがかかる

現在日本で天然ガスを利用しようとすると、海外からの輸送コストが高いというデメリットがあります。

天然ガスを日本まで運ぶためにはマイナス162℃という非常に低温まで冷却し、それを維持したままLNGタンカーを利用する必要があります。

また、天然ガスを海外で購入する場合は、ガス状のまま引き渡されるので、液化・輸送を行うのは買い手側、つまり日本側ですべて行う必要があります。

そうなると天然ガスを日本に運ぶためには、少なくとも海外のガス田から港まで運ぶパイプライン、港での液化設備、液化した天然ガスを積み込むためのタンカーなど、多くの設備が必要となります。

また、天然ガス用のタンカーはガス田ごとに仕様が違うので、そのガス田にあわせたタンカーを造らないとなりません。

このようなことをするために、どうしても日本が天然ガスを輸入するとなると割高になります。

長期保存ができない

日本で天然ガスを保存しておくには、マイナス162℃という非常に低温の状態で維持し続ける必要があります。

そのため、低温で保管し続けるための設備も必要で、更に低温を維持し続けるということは保管するだけで大きなコストが発生することになります。

石油タンクのように大量にタンクを作れば大量の天然ガスを保存できますが、そうした場合、天然ガスを冷却維持するためのコストが更に高くなります。

こういった特徴があるため、LNGは長期保存ができず、到着してすぐに使わなければいけないというデメリットがあります。

LNGは長く貯蔵すればするほど冷却維持するためのコストがかかり、こういったコストの問題から天然ガスは長くても輸入から2週間ぐらいで使われるように計画して輸入されています。

日本の天然ガス

日本にある天然ガスは全体の使用量の3%

日本国内を見ると、天然ガスは全体の使用量の3%しか自国で生産されていません。

秋田でシェールオイルが試験的に発掘されたので、そこから天然ガスも少しは期待できますが、国内の土地を見ると天然ガスはほとんど埋蔵されていません。

最近になって日本近海にはメタンハイドレードという新しいエネルギー資源が大量にあることがわかました。

南海トラフだけでも日本の消費量の13年分もあることがわかり、周辺の近海全てを合わせると100年以上あると推定されています。

しかし、このメタンハイドレートの採掘技術はまだ実用化されておらず、採掘試験を行っている段階です。
この資源を取り出すためには採掘技術を確立する必要があります。

また、日本は地震が多いのでそれに対応する必要もありますし、また技術が確立したとしても採掘コストを下げて安価に供給が可能なようにしなければ、従来の石油などの資源に変わることは難しいのが実情です。

メタンガスというのはすぐに気化しやすい物質ですが、日本にあるメタンハイドレードは海底の深い部分にあり、すでに固体化されています。

このために取り出す採掘技術は比較的実用化しやすいと言われています。

都市ガスの成分や特徴について

天然ガスの埋蔵量

天然ガスは豊富な埋蔵量があり、世界中で採掘されている

天然ガスの埋蔵量は、全世界で約198.8兆m3(2020年現在)が確認されています。

これは50年以上と、石油に比べても長く、更に新しいガス田も次々と発見されています。

中東地域に偏在している石油とは異なり、産出国も世界各地に広く分布していることも大きな特徴です。

天然ガスの輸入は、長期契約に基づき、液化から輸送・受け入れまで一貫したプロジェクトとして進められるので、将来にわたり安定確保が可能になっています。

世界各地で産出され、埋蔵量も豊富です

天然ガスは世界各地に広く豊富に埋蔵されており、可採年数は50年といわれています。また、現在も新しいガス田が世界中で開発され、長期にわたる安定供給が見込まれています。

世界各地で産出され、埋蔵量も豊富です

西武ガスホールディングス 天然ガスの特性より引用

まとめ

いかがでしたか?

今回はLNGと天然ガス、都市ガスの違いとそれぞれの特徴をご紹介してきました。

LNGは採掘された天然ガスをタンカーで輸送するためにマイナス162℃という非常に低温にすることで液化した液状の天然ガスで、都市ガスはこのLNG、天然ガスを主原料にしているということがお分かりいただけたと思います。

天然ガスは石油資源に比べるとクリーンで豊富な資源のため、積極的に利用していきたいですね。

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