天然ガス：組成、用途、採取、環境影響

特性と種類

天然ガスにはいくつかの形態がある。在来型ガスは、多孔質の岩石からなる貯留層に存在し、しばしば原油とともに産出される。非在来型ガスには、シェールガス、タイトガス、炭層メタンがあり、採取には高度な技術が必要となる。バイオガスと埋立地ガスは、有機物の分解によって生じる再生可能なメタン源である。ガスは水分や不純物を除去するために処理され、液体成分はしばしば天然ガス液（NGL）として分離・販売される。

採取、処理および輸送

ガスは井戸を掘削して回収され、浸透率の低い地層では水圧破砕などの増進回収技術を要する場合がある。生産後は、水、硫化水素、その他の汚染物質を取り除き、NGLを回収する処理が行われる。長距離または海外への輸送では、ガスを冷却して液化天然ガス（LNG）とし、断熱性を備えたタンカーで輸送する。一方、陸上では通常、パイプライン網を通じて消費者や発電所へ送られる。

用途と産業上の重要性

天然ガスの大部分は燃焼され、熱または電力を生み出す。発電では、比較的効率が高いことからコンバインドサイクル・ガスタービンが一般的に用いられる。産業において天然ガスは重要な原料であり、精製やアンモニア製造に必要な水素を供給するほか、メタノールや、プラスチック、肥料、その他の化学品の製造に用いられる多くの石油化学製品の原料となる。また、圧縮天然ガス（CNG）またはLNGの形で輸送用燃料にも使用される。

環境影響と気候に関する考慮事項

天然ガスの燃焼は、エネルギー単位当たりの二酸化炭素排出量が石炭や石油より少ないため、短期的には一部の大気汚染物質とCO2排出量の削減につながり得る。しかし、メタン自体は強力な温室効果ガスであり、生産、処理、輸送の過程での漏出は、気候面での利点を大幅に相殺し得る。燃焼時には窒素酸化物も発生し、不完全燃焼の場合には他の汚染物質も生じる。エネルギー需要と排出削減を両立させる必要性から、天然ガスは移行期の燃料とみなされる一方、環境をめぐる議論の対象にもなっている。

歴史、経済性と区分

天然ガスの人による利用は、限定的な地域利用として数世紀前までさかのぼるが、大規模な商業生産は19世紀から20世紀にかけて、掘削技術とパイプラインの発展に伴って拡大した。近年、膨大な非在来型資源の発見と、水平掘削およびフラッキング技術の進歩により供給量は大きく増加し、市場と地政学を変化させた。政策と工学における重要な区分には、在来型ガスと非在来型ガス、化石起源メタンと生物起源メタン、パイプライン供給網とLNG供給網がある。

関連項目と参考資料

• 組成と化学的性質
• ガスの物理的特性
• 天然ガスに含まれる炭化水素
• メタンとその役割
• 温室効果ガスとしてのメタン
• 気候への影響と地球温暖化
• 石油との関連
• 埋立地ガスとバイオガスの供給源
• パイプライン輸送システム
• 燃焼と燃料としての用途
• ガスによるエネルギー生成
• 大気汚染に関する考慮事項
• 燃焼による窒素酸化物
• 発電方式
• 輸送用燃料としての天然ガス
• 発電所技術
• タービンと発電機の基礎
• ガスからの水素製造
• 燃料電池と水素の用途
• アンモニア合成と用途
• 肥料と農業利用
• 石油化学原料とプラスチック

注：本記事は、天然ガスについて広く知られている側面を要約したものである。技術的な詳細、規制、市場状況は、国や時期によって異なる。