天然ガス（てんねんガス、Natural gas）は一般に、天然に産する化石燃料である炭化水素ガスのことを指す。
広義には、地下に存在するガス、または地下から地表に噴出するガス一般のことであり、この中には化石燃料ガス（可燃性ガス）だけでなく、窒素や酸素、炭酸ガス、硫化水素ガス、亜硫酸ガス、硫黄酸化物ガスなどの不燃性ガスも含まれる。これら不燃性ガスの多くは火山性ガスである。米ボストンに到着したLNGタンカーLNGタンカーのカットモデル小型のLNGタンカーのモデル
目次
1 天然ガス
1.1 組成
1.2 特性
1.3 物性
1.4 分類
1.5 環境への影響
1.6 採ガス井
1.7 生産工程
1.8 生産量
1.9 地下貯蔵
1.10 埋蔵量
1.11 紛争
2 液化天然ガス
2.1 液化
2.2 輸送
2.3 施設
2.4 用途
2.5 事故
2.6 LNG受け入れ基地
3 圧縮天然ガス
4 出典
5 関連項目
6 外部リンク
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地下から産出する状態の「天然ガス」について以下に述べる。液化したものは後半部の「液化天然ガス」を参照のこと。
天然ガスにはメタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン以上の炭素化合物、窒素が含まれ、産出する場所によってその割合は少しずつ違ったものになる。 例えば、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタン以上の炭化水素、窒素のそれぞれの割合は、
ケナイ（アラスカ） ： 99.81%、0.07%、0%、0%、0%、0.12%
ルムート（ブルネイ） ： 89.83%、5.89%、2.92%、1.30%、0.04%、0.02%
ダス（アブダビ） ： 82.07%、15.86%、1.86%、0.13%、0%、0.05%
といった具合である。
これらの他に不純物として、水、炭酸ガスや硫黄酸化物、硫化水素などを含む[1]。例外的に、北アメリカ産やアルジェリア産の天然ガスには1%〜7％ものヘリウムが含まれており、世界の数少ないヘリウムの供給源となっている[2]。
揮発性が高く常温では急速に蒸発し、常温では空気よりも軽いので大気中に拡散する。この点では、常温で空気より重く低い場所に滞留しやすいプロパンやブタンガスに比べれば安全性が高いといえる。
以下に天然ガスに含まれる主なガスの物性を示す。
名称メタンエタンプロパンブタン
(ノルマル/イソ)
分子式CH4C2H6C3H8C4H10
分子量16.0430.0744.0958.12
沸点−161.5−88.7−42.2−0.5/−11.7
臨界温度−82.632.296.7152/135
臨界圧力45.448.84237.5/36
比重 液体(沸点、1気圧)0.4250.5460.5800.605/0.590
比重 気体(0℃、1気圧)0.5541.0471.5222.006
燃焼範囲 上限
(空気中容積%)15.012.59.58.4
燃焼範囲 下限
(空気中容積%)5.53.02.21.8
気体/液体容積比
(0℃、1気圧)595432292277/231
毒性なしなしなしなし
腐蝕性なしなしなしなし
メタンの沸点は-161.5℃であり、LNGの沸点は-160℃程度になる。このため1気圧の環境下で液化するには極低温が必要になり、臨界温度が-82.6℃ということはいくら加圧してもこれ以上の温度では液化はしない。液化ガス蒸気圧曲線
メタンの液体での比重は0.43でありLNGになると他の成分の割合に応じて0.43〜0.48になる。 原油の比重約0.85と比べても液体メタンはかなり軽いため、運搬時には重量に比べて大きな体積を必要とする。
気体のメタンは空気と比べて約55%の比重でありかなり軽いが、気体でも低温の状態では-113℃で空気と同じ重さとなり、それ以下の温度では空気より重くなる。
事故などで極低温状態のメタンが漏れて-161.5℃以上で気体になると空気の1.4倍程度の重さとなりまず地上に漂うことになる。このガスと周囲の空気との境界で空中の水分を凍らせ白い雲を作る。これが蒸気雲（ベイパークラウド）と呼ばれ、透明なガスが間接的に人の目に触れることになる。 この状態では爆発的な燃焼や凍傷、窒息の危険がある。しばらくは地上に留まった低温メタンガスも、温度が-131℃を越えると空気よりも軽くなり空中へと上昇・拡散していく。
5%-15%の燃焼範囲は他の可燃性ガスと比べれば比較的狭い。気体のメタンが液体になると体積は約1/600になるため、運搬には適している。
燃焼による発熱量は13,300kcal/kgで炭化水素中では最大である。これは5,000-7,000の石炭や9,250の石油よりも大きい。メタンもLNGも共に人体への毒性はない[1]。
産出場所での分類では油田地帯で出るものは油田ガス、石油系天然ガスと呼ばれ、炭田地帯では炭田ガス、炭層ガスと呼ばれ、遊離型ガス鉱床では水溶性ガスと呼ばれる。
ガス田からのガス田ガスは「乾性ガス」とも呼ばれ、メタンが85%-95%と主体を占めその他のエタン、プロパン、ブタンなどは比較的少ない。
