圧縮天然ガス液化天然ガスの違いと特徴

圧縮天然ガスと液化天然ガス

天然ガスは、主成分がメタン（CH4）の化石燃料で、クリーンなエネルギー源として世界中で注目されています。天然ガスを効率的に輸送・貯蔵するため、圧縮天然ガス（CNG）と液化天然ガス（LNG）という2つの形態が利用されています。CNGは天然ガスを約20～25メガパスカル（約200～250気圧）で圧縮し、体積を約1/200～1/250に減少させたもので、常温から約-30℃で輸送できるため、特殊な液化設備が不要で比較的低コストです。一方、LNGは天然ガスを約-162℃まで冷却して液体化し、体積を約1/600に減少させることで、長距離の海上輸送に適しています。両者の違いは、主に圧力と温度の処理方法にあり、用途や輸送距離によって使い分けられています。
参考）https://oilgas-info.jogmec.go.jp/termlist/1000201/1000216.html
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圧縮天然ガスの基本的な特徴と仕組み

真鍮カップルチューブ継手6個、5/16インチフレアから1/4インチNPTオスチューブ継手LPおよび天然ガスおよび燃料システム用

圧縮天然ガス（CNG）は、天然ガスを気体のまま高圧で圧縮し、耐圧容器に格納して輸送・貯蔵する方式です。1970年代から技術開発が進められ、現在では主にバスやトラックなどの自動車燃料として世界各地で普及しています。CNGの圧力は約20～25メガパスカルで、この圧縮により体積は約1/200～1/250に減少します。パイプライン輸送では約7メガパスカル（体積約1/70）で輸送されるのに対し、CNGは陸上輸送や比較的短距離の海上輸送に適しています。LNG方式と比較すると、液化に必要な超低温設備や大規模プラントが不要なため、設備投資が安価になるという特徴があります。CNGは溶断・溶接・試験用としても利用されており、天然ガス自動車の燃料として最も身近な形態となっています。
参考）CNGって何？CNGとLPGの違い
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液化天然ガスのメリットと用途

液化天然ガス（LNG）は、天然ガスを約-162℃まで冷却して液体化したもので、体積が気体時の約1/600に減少するため、大量輸送と貯蔵に優れています。LNGの主な用途は火力発電用と都市ガス用で、日本では輸入量の約68.2％が火力発電所の燃料として、残り約31.8％が都市ガス用として使用されています。LNGは燃焼時に硫黄酸化物（SOx）をほとんど排出せず、CO2排出量も石炭や石油と比較して少ないため、環境性能に優れたクリーンエネルギーです。石炭と比べてCO2排出量を約6割に削減でき、窒素酸化物（NOx）の排出量も抑えることができます。また、LNGは燃焼効率と発電効率が高く、環境負荷を軽減しながら安定した電力供給を実現できます。近年では、優れた環境特性を活かして舶用燃料としても世界的に利用が広まっており、海運業界での脱炭素化に貢献しています。
参考）液化天然ガス（LNG）とは？どれくらい輸入されて、何に使われ…
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圧縮天然ガス自動車とバイクへの応用

圧縮天然ガス自動車（CNG自動車）は、CNGを燃料とするエンジンを搭載した車両で、天然ガス専焼車、ガソリンと切り替え可能なバイフューエル車、軽油を着火源とするデュアルフューエル車、ハイブリッド車など複数のタイプがあります。世界では約2600万台のCNG自動車が普及しており、中国で約535万台、イランで約400万台、インドで304万5268台が運用されています。バイクへの応用としては、インドのBajaj Auto（バジャージ・オート）が世界初のCNGバイク「FREEDOM 125（フリーダム125）」を発売し、注目を集めています。このバイクは2リットルのガソリンタンクと12.5リットル（重さ2kg）のCNGタンクを搭載し、燃料を任意に切り替えられるバイフューエル仕様です。維持費はガソリン車の半分で、1日50km走行する場合、月間でガソリン車が5741円かかるのに対し、CNGでは1618円で済み、約4123円の節約になります。CNGは化石燃料の中で最もCO2排出量が少なく、窒素酸化物（NOx）や炭化水素（HC）もほとんど排出しないため、カーボンニュートラルの流れに合致したクリーンな燃料として評価されています。
参考）天然ガス自動車 - Wikipedia
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天然ガス燃料のメリットとコスト面の利点

天然ガス燃料の最大のメリットは、燃料コストの削減と環境性能の高さです。歴史的に、圧縮天然ガスはガソリンやディーゼルよりも安価で、燃料費を大幅に削減できます。天然ガスは石油燃料のようにエンジンオイルを汚染しないため、メンテナンスコストも低減されます。主成分のメタンは炭素原子を1つしか持たないため、石油や石炭などの炭化水素の中で燃焼時のCO2、硫黄酸化物（SOx）、窒素酸化物（NOx）の排出量が最も少ない化石燃料です。このため、地球温暖化や大気汚染などの環境負荷を大幅に減らすことができ、地球にも人にも優しいクリーンエネルギーとして期待されています。また、天然ガスは世界中に豊富に埋蔵されているため、安定供給が可能なエネルギー源としても注目されています。天然ガス車両の経済分析では、初期投資コストはかかるものの、運用コストが低いため、1.45年程度で投資回収が可能であるという試算もあります。
参考）https://oilgas-info.jogmec.go.jp/termlist/1001917/1001943.html
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天然ガス燃料の課題と今後の展望

天然ガス燃料にはいくつかの課題とデメリットも存在します。LNGの場合、輸送コストと貯蔵コストが高く、液化するための大規模な設備やLNG専用タンカーが必要で、-162℃の低温を維持するための冷凍設備にも多額のコストがかかります。単位熱量あたりの輸送コストは他の資源と比較して高くなる傾向があります。また、天然ガスの採掘時に使用される化学物質や漏れ出したメタンガスによって、大気汚染や水質汚濁が発生する可能性があり、アメリカのシェールガス採掘現場周辺では水道水への影響が報告されています。さらに、LNG採掘時の水圧破砕法が地震を引き起こす可能性も懸念されています。環境面では、LNGは石油の6割程度のCO2を排出するため、完全なゼロエミッションではない点もデメリットです。しかし、将来的には天然ガスに水素を混合して輸送する技術や、バイオ燃料との併用も研究されており、より環境負荷の少ないエネルギーシステムへの移行が期待されています。CNGの充填ステーション網の拡大も課題ですが、インドや中国などではインフラ整備が進んでおり、バイクや自動車での実用化が加速しています。
参考）世界初のCNG＝圧縮天然ガスバイク「フリーダム125」登場！…
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