ガソリンとは:成分・製造法・オクタン価・用途・安全性を解説

ガソリン(英: gasoline /ˈɡæsəliːn、あるいは英語圏では petrol /ˈpɛtrəl/ とも呼ばれます)は、主に内燃機関の燃料として使われる、揮発性が高く引火性の強い液体です。一般に原油から得られる各種の炭化水素の混合物であり、揮発性成分や芳香族化合物(ベンゼンなど)を含むため、吸引・接触・火災に関して有害性や危険性があります。

成分(化学組成)

ガソリンは単一の化学物質ではなく、炭素数が概ね4〜12程度の多数の炭化水素の混合物です。主な成分カテゴリには以下が含まれます:

  • パラフィン(アルカン、飽和炭化水素)
  • イソパラフィン(分岐アルカン)
  • オレフィン(アルケン、不飽和炭化水素)
  • ナフテン(シクロアルカン)
  • 芳香族化合物(ベンゼン類など)

しばしば「ガソリンは炭化水素であるオクタン(C8H18)を主成分としている」という誤解がありますが、実際には複数の炭化水素の混合物であり、単一のオクタンだけで構成されるわけではありません。さらに、実用上は洗浄剤や酸化防止剤、腐食防止剤、アンチノック剤(現在は有害な鉛化合物はほとんど除去されています)などの添加剤が配合されています。

製造法(精製と調製)

ガソリンは主に石油の精製工程から得られます。原油を加熱して成分ごとに分離する蒸留工程の後、さらに触媒クラッキング、改質(リフォーミング)、アイソメライゼーション、アルキレーションなどの化学処理を行い、目的とする沸点範囲やオクタン価を持つ成分を生成します。これらの工程では原油を非常に高温に加熱したり、触媒を用いた反応を行ったりします。最後に、複数の成分を適切な割合で混合(ブレンド)して商品としてのガソリンが作られます。化石燃料を沸騰させることによって分離・精製する工程は高度で設備投資が大きく、精製製品ごとに品質管理が行われます。

オクタン価と等級

オクタン価はガソリンが異常燃焼(ノッキング)を起こしにくいかを示す指標で、数値が高いほど耐ノック性が高いとされます。オクタン価には研究法(RON)やモーター法(MON)など種類があり、国や地域によって表示方法が異なります。多くの自動車エンジンは比較的低めのオクタン価でも問題なく動作しますが、高圧縮や過給(ターボ・スーパーチャージャー)を前提に設計された高性能エンジンはより高オクタンの燃料を必要とすることがあります。ガソリンスタンドでは一般に複数の等級(オクタン価と価格の違う種類)を販売しています。ガソリンスタンドでの取り扱いは国や地域の規格に従っています。

用途

  • 自動車、オートバイ、軽機械の内燃機関燃料(主用途)
  • 小型発動機、草刈機、チェーンソーなどの小型機械
  • 溶剤や薄め液、化学工業の原料(ナフサ等としての扱い)
  • 航空用の軽油に相当する特別仕様(航空用ガソリン:avgas)は一般車両用とは組成が異なる

安全性と環境影響

ガソリンは引火点が低く、蒸気は空気より重く拡散しにくいため、密閉空間での気化や静電気、火花による引火・爆発の危険があります。皮膚への長時間の接触や蒸気吸入は健康被害(めまい、頭痛、呼吸器刺激)を起こすことがあり、芳香族化合物(ベンゼン等)は発がん性が示唆されています。

環境面では、ガソリンの燃焼はCO2など温室効果ガスを排出し、未燃焼や蒸発は揮発性有機化合物(VOCs)として大気汚染(光化学スモッグの原因)に寄与します。地下貯蔵タンクや配送中の漏洩は土壌・地下水汚染の原因ともなります。

取扱い上の注意(簡潔な対策)

  • 保管は屋外または換気の良い場所で、指定容器に入れ、直射日光や高温を避ける。
  • 給油時はエンジン停止、火気厳禁、静電気対策(接地)を行う。
  • 皮膚に付着した場合は石けんと水で十分に洗い、目に入った場合は流水で15分以上洗い流して医療機関へ。
  • 大量流出時は専門の回収業者と連携し、地域の規制に従って処理する。

今後の動向

気候変動対策や大気汚染規制の強化により、自動車の電動化やバイオ燃料、合成燃料(e-fuel)などガソリン代替技術の開発が進んでいます。一方で既存の内燃機関や燃料インフラも当面は世界中で広く使われ続けるため、燃料の品質向上や環境負荷低減のための改善(低芳香族化、酸素添加剤の見直し、揮発性の低減など)が続いています。

ガソリン容器Zoom
ガソリン容器

広島のガソリンスタンドZoom
広島のガソリンスタンド

用途

ガソリンは、車やバンなどの乗り物によく使われています。ガソリンは他にも、芝刈り機やリーフブロワー、小型ボートのモーターなど、私たちが毎日使うさまざまなものに使用することができます。トラックや船などの大型車では、ガソリンの代わりにディーゼル燃料を使用することもあります。

危険性

ガソリンは非常に危険です。電気の火花がつくと爆発することがあります。また、人間が飲んだり、皮膚についたりすると有害です。また、一酸化炭素などの有毒ガスを発生させ、環境や健康を害します。ガソリンエンジンを室内や密閉された空間で使用すると、一酸化炭素が原因で数分で死に至ることもあります。室内でガソリン発電機を使用したり、車庫の中で車を走らせたままにしておくことで、毎年多くの人が死亡しています。日産リーフのような電気自動車は、ガソリンを使わず、一酸化炭素を発生させず、環境に優しく、車庫内で走りっぱなしでも安全です。

使用方法と価格設定

米国は世界のガソリン消費量の約44%を占めている。2003年の米国のガソリン消費量は476.474ギガリットル(1.25871×1011 US gal; 1.04810×1011 impgal)で、1日に1.3ギガリットル(約3億6,000万USドル、3億インペリアルガロン)のガソリンを消費したことになる。米国では、2006年に約5,100億リットル(1,380億USガル/1,150億インペリアルガロン)のガソリンを使用しており、そのうち5.6%がミッドグレード、9.5%がプレミアムグレードとなっている。

欧米諸国は一人当たりの利用率が最も高い国の一つです。[]

ヨーロッパ

アメリカと違って、ヨーロッパではガソリンなどの燃料にはかなりの税金が課せられています。例えば、ヨーロッパのガソリンの価格はアメリカの2倍以上です。

2004年から2011年までの欧州の一部の国における無鉛95オクタンガソリンのポンプ価格 (単位:ユーロ/リットル)。ユーロ/リットルの価格をUS$/galに換算するには、5.7を乗じてください(US$1.5 = 1ユーロと仮定)。

2004年12月

2005年5月

2007年7月

2008年4月

2009年1月

2010年3月

2011年2月

ドイツ

1.19

1.18

1.37

1.43

1.09

1.35

1.50

フランス

1.05

1.15

1.31

1.38

1.07

1.35

1.53

イタリア

1.10

1.23

1.35

1.39

1.10

1.34

1.46

ネザーランド

1.26

1.33

1.51

1.56

1.25

1.54

1.66

ポーランド

0.80

0.92

1.15

1.23

0.82

1.12

1.26

スイス

0.92

0.98

1.06

1.14

0.88

1.12

1.29

ハンガリー

1.00

1.01

1.13

1.13

0.86

1.22

1.32

合衆国

米国では燃料税が安いため、ガソリンの小売価格は、原価率で計算すると(米国外よりも)大きく変動します。1998年から2004年までのガソリン価格は、米国の1ガロンあたり1ドルから2ドルの間であった。2004年以降は、2008年半ばに平均ガソリン価格が米国ガロン当たり4.11ドルと高値に達した後、2009年9月現在では約2.60ドルまで値下がりしている。最近では、1月31日から3月7日までの間に13.51%の上昇率で推移しています。

ほとんどの消費財は税抜き価格で表示されており、購入価格の何%かの割合で税金が上乗せされています。1920年代には原始的なガソリンポンプがあったため、アメリカのガソリン価格は税込みで掲載されており、税金は1ガロン当たりセントで設定されています。税金は連邦政府、州政府、地方自治体によって上乗せされています。2009年現在の連邦税は、ガソリンが1ガロンあたり18.4セント、ディーゼル(レッドディーゼルを除く)が1ガロンあたり24.4セントである。2011年1月現在、ガソリン税の最高税率はカリフォルニア州(47.7セント/ガロン)、ニューヨーク州(47.3セント/ガロン)、ハワイ州(45.8セント/ガロン)、コネチカット州(45.2セント/ガロン)である。連邦政府と多くの州は、ガソリン税をインフレに合わせて増税していません。しかし、一部の州では、売上税をパーセンテージで課しており、ガソリンの価格に応じて金額が異なります。

エネルギー情報局によると、2009年5月に米国で販売されたガソリンのうち、約9%がプレミアムグレードだったという。一部の自動車メーカーはプレミアムガソリンを「推奨」しているが、コンピューター制御のエンジンを搭載していて、ノッキングが起きないようにタイミングを調整している。そのため、ほとんどの車はレギュラーグレードのガソリンを燃やすことができるが、性能は若干低下する。AP通信によると、プレミアムガソリンは、より高いオクタン価であり、通常の無鉛よりも数セント/ガロンのコストがかかります-メーカーが「必要」と言う場合にのみ使用されるべきであるという。

輸入石油の使用を減らすために、アメリカではガソホール(10%エタノール)やE85(85%エタノール)のエタノールとガソリンの混合物を使用しています。

ブラジルは国内最大の燃料エタノール産業を有している。ブラジルで販売されているガソリンには、少なくとも25%の無水エタノールが含まれています。ブラジルで販売されている新車の90%以上には、含水エタノール(約95%がエタノール、5%が水)が燃料として使用されています。ブラジルのエタノールはサトウキビから生産され、炭素吸収率が高いことで知られています。

質問と回答

Q:ガソリンとは何ですか?


A:ガソリンは有毒な透明な液体で、主に内燃機関の燃料として使用されます。化石燃料である石油を煮詰めて作られます。

Q:ガソリンはどのように作られるのですか?


A:ガソリンは、石油を非常に高い温度で加熱し、その成分の1つであるガソリンに分離する蒸留工程を経て作られます。

Q:ガソリンの主成分は何ですか?


A:ガソリンの主成分はオクタン価(C8H18)で、炭化水素の一種です。

Q:ガソリンはどこで買えますか?


A:ガソリンは、ガソリンスタンドやガソリンスタンドで購入することができます。

Q:ガソリンのグレードにはどのようなものがありますか?


A:ガソリンは、燃焼の度合いを示すオクタン価によって等級付けされています。ほとんどの自動車エンジンは、オクタン価87の「レギュラー」グレードを燃やすことができますが、精密機械で作られたエンジンは、オクタン価93の「プレミアム」グレードを必要とするか、好むと言われています。ほとんどのスタンドでは、3種類のオクタン価の混合燃料を提供しており、価格も3種類に分かれています。

Q:各ブランドのガソリンの構成は、どのガソリンスタンドでも同じなのですか?


A:いいえ、各ブランドのガソリンは、高圧縮内燃機関で適切に燃焼させるために含まれている添加物によって、若干の違いがあります。

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