プロパンガスとは？都市ガスとの違いやメリット・デメリット・価格・熱量

プロパンガス（ＬＰＧ）とは

プロパンガスや都市ガスは可燃性のガス（気体）で、私達の近代的な生活を支えるエネルギー源の一つです。プロパンガスはＬＰガスやＬＰＧとも言い、都市ガスはＬＮＧとも言います。その用途は多岐に渡り、生活に身近なところでは、一般家庭のガスコンロやカセットコンロ、給湯機、冷房、暖房、発電などの燃料として使用され、タクシーやトラック、貨物車などの燃料としても活躍しています。工業の世界では、金属の加工や製鉄などにも利用されます。また、火力発電所のバックアップ燃料としても備蓄されています。プロパンガスや都市ガスは、近代文明を支える大切なエネルギーの一つと言えます。

プロパンガス（ＬＰガス）と都市ガスの違い

プロパンガスや都市ガスは日本の多くの世帯に供給され、給湯、調理、冷暖房などのエネルギーとして幅広く利用されています。私達が家庭で利用しているガスにはプロパンガスと都市ガスの２種類があります。では、プロパンガスと都市ガスにはどのような違いがあるのでしょうか？

液化石油ガス（ＬＰＧ）と液化天然ガス（ＬＮＧ）

液化石油ガス（ＬＰＧ） プロパンガスは液化石油ガスの一種です。液化石油ガスは英語で Liquefied Petroleum Gas と言い、頭文字を取って ＬＰＧやＬＰガスと呼ばれます。液化石油ガスは、プロパンとブタンを主成分とし、冷却や圧縮することで液化させたガス燃料の一種です。家庭用のプロパンガスはプロパンが主成分となっているので、プロパンガスと呼ばれます。工業用等で使用されるブタンが主成分のＬＰガスもあり、ブタンガスと呼ばれます。

液化天然ガス（ＬＮＧ） 都市ガスは、液化天然ガスの一種です。液化天然ガスは英語で Liquefied Natural Gas と言い、頭文字を取って ＬＮＧと呼ばれます。液化天然ガスは、メタンを主成分とした天然ガスを冷却し液化した無色透明の液体です。

プロパンガスと都市ガスの輸入元国

プロパンガス（ＬＰＧ）輸入量

プロパンガスの主成分であるプロパンとブタンの輸入元国とその割合と量です。日本で使用されるＬＰガスの約７５％は国外から輸入されています。残りの約２５％は、原油精製時や化学製品の生産時に発生する国内生産分です。

※出典：日本ＬＰガス協会

都市ガス（ＬＮＧ）輸入量

都市ガスで使用されるＬＮＧ（天然ガス）の輸入元国とその割合と量です。輸入されたＬＮＧ（天然ガス）の約３６％が都市ガスとして使用されます。その他は発電等で使用されます。

※出典：財務省貿易統計

プロパンガス（ＬＰＧ）の輸入量アメリカが１位

アメリカでは２００６年以降、経済的に掘削が困難とされていた地下２,０００メートルを超える深さに位置する頁岩（けつがん）のシェール層から、天然ガスの採掘や生産が本格化していきました。開発が進むにつれ、アメリカの天然ガス輸入量は減少し、価格も低下していきました。それに伴い日本におけるアメリカからのシェール随伴ＬＰガスの輸入が増大することになります。これはエネルギー分野に大きなインパクトを与え、この分野における２１世紀最大の変革とされています。所謂「シェール革命」と言われています。

プロパンガスのメリットとデメリット

プロパンガスのメリット

プロパンガスのデメリット

プロパンガスの価格

プロパンガス料金ってどうやって決まるの？

プロパンガス地域にずっとお住まいの方は、プロパンガス料金も水道料金などの公共料金と同様に、どの家庭も一律料金に近い価格だと思っている方もいらっしゃると思います。実際は、プロパンガス料金は業者によって価格が大きく異なり、地域による料金差もあり、産ガス国からの輸入や為替の影響も受ける、市場価格なのです。つまり、プロパンガス料金は需要と供給によって価格が決まる相場（その時その時の時価）があるのです。

産ガス国の生産量や為替などの影響は不可避であり、また、あまり大きな変動はありません。個人であっても、自由に選べるのがガス会社です。そして、そのガス会社がプロパンガス料金に大きく関わっています。

プロパンガス料金は業者によって価格が大きく異なります。それはプロパンガス料金が自由料金だからです。プロパンガスは、ガソリンや灯油、お肉やお野菜といった商品などと同じように、販売側が自由に価格を決めて販売する「自由価格」なのです。その結果、業者によって料金が大きくことなり、平均価格と安値の相場価格では倍近く料金が違うこともあります。
※2017年4月に都市ガスの自由化もあり、現在は都市ガスも自由価格の商品となりました。

熱量の違いでプロパンガス単価約３２０円が都市ガスと同様料金

プロパンガスの価格は、約１ｍ^３ あたり ３２０円 程度で都市ガスと同じレベルの料金になると考えられます。その理由は、プロパンガスと都市ガスはガスの性質が異なり、熱量（カロリー）に大きな差があるからです。

プロパンガスはどんなガス？

プロパンガスは、プロパン（C₃H₈）とブタン（C₄H₁₀）を主成分としている混合ガス（gas ＝ 気体）です。主成分としてプロパンが８割以上、一般家庭向けで９５割以上となるので、プロパンガスと呼ばれます。ブタンが主成分として多い場合はブタンガスと呼ばれ、主に工業用として供給されます。プロパンとブタンは用途によって混合率が変化します。また、プロパンガスはＬＰガスやＬＰＧとも言われますが、詳細は後程説明します。

プロパンガスの可燃性

プロパンガスは高い可燃性があり、家庭用や業務用のエネルギーとして広く供給されています。プロパンガスは都市ガスの約２.２３倍の熱量があります。プロパン９５％・ブタン５％の場合、１㎥あたり２４０２３.３５０Ｋｃａｌで、都市ガスの場合、１㎥あたり１０,７５０ｋｃａｌです。例えば、同じ量の水を同じ時間で沸騰させる場合、都市ガスは２.２３倍の量のガスを供給する必要があります。

プロパンガスの液体

プロパンやブタンはガス状の気体ですが、加圧や冷却によって容易に液化させることが出来ます。液化させると気体時の体積を１／２５０まで縮小させることが出来ます。また、減圧や加温によって気化させることも容易です。この性質を利用し、液化状態で効率的に運搬を行い、気化によって供給させることが出来ます。

プロパンガスの臭い

プロパンガスは無色無臭の気体ですが、安全対策として、硫黄系化合物などで着臭しています。高圧ガス保安法により、プロパンガスの空気中混入率が１／１０００の割合であっても、人が感知できる程度の着臭が義務付けられています。

プロパンガスは空気より重い

プロパンガスは空気より重い性質があり、空気を１した場合、約１．６～２.０倍程度（混合率による。プロパン１００％で１．５６倍）の重さです。そのため、空気中では下部に滞留します。プロパンガスのガス漏れ報知器が床に近い位置に設置されるのはそのためです。

プロパンガスはクリーンなエネルギー

プロパンガス燃焼時に二酸化炭素や窒素酸化物が出ますが、ガソリンなどの化石燃料に比べると、二酸化炭素排出量は低い数値です。ガソリンや石油、石炭などの化石燃料に比べて、ＣＯ₂排出量が少なく、また、大気汚染に繋がる物質も少ないので、クリーンなエネルギーとして注目されています。

※ＬＰガスはプロパン７０％ ブタン３０％の混合ガス
出典：環境省「特定排出者の事業活動に伴う温室効果ガスの排出量の算定に関する省令」

プロパンやブタンとは

プロパンは炭素数（分子に含まれる炭素の数）が３つの炭化水素です。ブタンは炭素数（分子に含まれる炭素の数）が４つの炭化水素です。

プロパンやブタンは、炭化水素（炭素原子：元素記号Ｃと水素原子：記号Ｈ だけでできた有機化合物の総称）の一種です。重油、ガソリン、軽油、灯油などと同じ分類です。プロパンやブタンは元々ガス状の気体ですが、常温でも圧縮することで液化が可能で、液化することで体積を大幅に縮小させることが出来ます。そのため輸送運搬が非常に効率的になります。

プロパンやブタンはどこで生産されるのか？

プロパンやブタンは地層の油田や天然ガス田から採掘します。つまり化石燃料の一種です。

化石燃料の種類

炭化水素なので、炭素系資源とも言われます。油田や天然ガス田は、生物の死骸が長い年月を掛けて地層に溜まり、圧縮され、油分が溜まったり、地熱で気化したりすることで作られます。地層の油田や天然ガス田から採掘したガスは、多くの成分を含んでいるので、それらの中から分離回収することで、プロパンやブタンを取得します。

プロパンガスとＬＰガス（ＬＰＧ）は同じ

ＬＰガス（ＬＰＧ）は Liquefied Petroleum Gas の略称で、液化石油ガスのことです。液化石油ガスは、プロパンとブタンを圧縮や冷却などして液化したガス燃料の一種です。

プロパンやブタンは加圧や冷却することで容易に液化する性質があり、また、地層中の油田やガス田から採掘したガスを分離回収した化石燃料なので、プロパンとブタンを混合したガスを総称して液化石油ガス＝ＬＰガス（ＬＰＧ）と言います。プロパンガスもＬＰガス（ＬＰＧ）＝液化石油ガスの一つで、プロパンを主成分としているので、プロパンガスと呼称されるのです。ブタンガスもＬＰガス（ＬＰＧ）であり、その主成分からブタンガスと呼ばれます。混合の割合は用途によって変化します。ブタンが８割、プロパンが２割の混合ガスは、タクシーなどの自動車で利用され、「オートガス」と呼ばれる場合があります。

LNGとは、Liquefied Natural Gas 液化天然ガスの略で、メタンを主成分とした天然ガスを冷却し液化した無色透明の液体です。都市ガスとして供給されます。

プロパンやブタンの生産とＬＰガスの生産

ＬＰガスの主成分はプロパンとブタンのガスです。これらプロパンやブタンは地下地層の油田（油田上部に滞留する油田ガス）、天然ガス田、炭田（炭田上部に滞留する炭田ガス）などに存在している天然ガス成分の一つです。

油田ガスや天然ガス田、炭田ガスの中では、エタンやメタンなども存在しており、プロパンやブタンもその中で混在しています。天然ガスから採掘・回収された原料ガスを地上施設で分離し、水銀や硫黄などの不純物を除去して精製し、プロパンやブタンとして生産されます。

精製されたプロパンやブタンを混合し、ＬＰガスが生産されます。混合率は用途により変化し、一般家庭向けでは９５％以上の割合でプロパンが主成分となります。工業用のＬＰガスでは、ブタンが主成分となります。天然鉱床ガスから生産されたＬＰガスは原油随伴、天然ガスから生産されたものは天然ガス随伴と言われます。また、原油の精製過程で分離・回収した場合、原油精製と言われます。

ＬＰガスの精製

天然ガス

天然ガスは化石燃料の一つで、化石燃料の炭化水素ガスです。天然ガス成分は、メタン、エタン、プロパン、ブタン、ペンタンがあります。

主な成分はメタンで、８０％以上、産地によっては、９９％の成分がメタンとなっています。その他にも、窒素や酸素、炭酸ガス、水蒸気、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なども含まれています。

プロパンとブタンの分子

プロパンの詳細

プロパンの熱量や色、液化条件など

ブタンの詳細

プロパンガスがご家庭に届くまで

各ご家庭で使用されるプロパンガスはどのように輸送・供給されるのでしょうか。国内で消費されるプロパンガスの７５％は海外から輸入され、２５％が国内で生産されています。

ＬＰガスの規格

プロパンガスの用途

家庭／業務用

工業用

化学原料用

自動車用

都市ガス用

電力用

プロパンガスの性質

液化

ＬＰガスの成分である、プロパンやブタンは冷却や加圧によって容易に液化させることが出来ます。液化させると気体時の１／２５０の体積になるので、輸送や貯蔵などのコストを低く抑えられます。冷却して液化する温度は、常圧（１気圧）でプロパンが－４２.０９ ℃、ブタンが－０.５ ℃であり、加圧して液化する圧力は常温（１５度）でプロパンが０.８６ メガパスカル（約８.６気圧）、ブタンが０.２１ メガパスカル（約２.１気圧）です。

特に、加圧の場合、低い圧力（圧力は １ＭＰａ≒１０気圧 以下で足りる）でも常温で液化させることが出来るので、ＬＰガスは加圧によって液化され、プロパンガスボンベに格納されて供給されます。通常は自然気化させることで供給使用されますが、寒冷地ではベーパライザーなどの、蒸発器や気化器を使用する場合もあります。

​物質の三態

１気圧≒１００ｋＰａ（ヘクトパスカル）≒０．１ＭＰａ（メガパスカル）となります。１気圧とは１ｃｍ²に約１ｋｇの力が掛かっている状態です。

ボンベ内の状態

プロパンガスは、液体の状態でプロパンガスボンベの中に充填されています。ガス主成分であるプロパンやブタンは冷却、又は、低い圧力をかけることによって液化する性質があり、この性質を利用し、液化状態でボンベに液化ガスを充填します。加圧して液化する圧力は常温（１５度）でプロパンが０.８６ＭＰａ（メガパスカル）（約８.６気圧）、ブタンが０.２１ＭＰａ（メガパスカル）（約２.１気圧）です。ボンベ内も液化状態を保つために一定の圧力がかかる仕組みになっています。ブタンやプロパンは、液化されると気体（ガス）状態の１／２５０の体積になり、保管や輸送が飛躍的に効率化されます。

ボンベ内上部には空きスペースがあり（充填はボンベ容量の８５％までと定められています）、液体から気化したガスが滞留しています。プロパンガスボンベの中は液体と気体が共存している状態が保たれています。

蒸気圧

液体と気体が容器内で共存するには、一定の圧力が必要です。この圧力を蒸気圧と言います。プロパンガスボンベはこの蒸気圧を一定に保つ仕組みになっています。主成分のプロパンやブタンは温度によって蒸気圧が異なります。家庭用プロパンガスは約０．８ＭＰａ（メガパスカル）（約８気圧）程度が蒸気圧で、液体と気体の共存状態を保持します。

蒸発（気化）と 蒸発熱（気化熱）

ガスの供給が始まると、滞留している気体が抜け、蒸気圧が保たれていることで、液体がどんどん蒸発（気化）します。液体が気化するときには熱が必要になります。これを蒸発熱（気化熱）といい、プロパンの場合は、 ４２５．６ｋＪ／ｋｇ の蒸発熱（気化熱）となります。液体が蒸発すると蒸発熱によりボンベの回りから熱を奪うので、液体は温度が下がります。そのため、ボンベの回りが結露して水滴が付着します。

プロパンガスの熱量カロリー換算

１㎥（立法メートル）あたりの熱量をｋｃａｌ換算

まずはプロパンガスの熱量をカロリー換算で確認してみましょう。一般家庭に供給される平均的な状態で換算してみます。一般的には１㎥（立法メートル）あたり、何ｋｃａｌで表示されます。

※全国平均水温13度で200Lの水を1度上昇させるのに200kcal必要です。42度まで沸かす場合と考えます。

１㎥あたり、約２４,０００ｋｃａｌとなります。これはどのような数字なのでしょうか。まず、１㎥というと、縦１００ｃｍ×横１００ｃｍ×高さ１００ｃｍ×の立方体です。家庭用で考えると、それなりに大きなサイズだと思います。１㎥単位を使用する場合、プロパンガスはガス状の気体時の場合に使用しています。２４,０２３ｋｃａｌ は、例えば、２００Ｌのお風呂を１３度から４２度まで上昇させる場合、３．３１回程度沸かすことが出来る熱量です。（熱効率８割で２割ロスとする）

ｋｇ や Ｌ あたりをｋｃａｌ換算

１㎥あたりで考える場合、プロパンガスは気体として考えますが、ボンベに充填されるプロパンガスは、液状となっております（液化させると体積が１／２５０に縮小するので便利）。ガスを液化して充填しているのです。ですので、プロパンガスのエネルギーをｋｃａｌなどに換算する場合、ｋｇ や Ｌ 単位を使用します。家庭用ガスボンベの充填量を表す規格が２ｋｇ～５０ｋｇなのもそのためです。また、プロパンガスは冷却や加圧によって容易に液化される性質があるのですが、温度や気圧によってもその条件が変化するので、平均的な温度１５度と標準気圧１気圧（約０．１ＭＰａメガパスカル）を基準に表します。そして、プロパンガスはプロパンというガスとブタンというガスを混合しており、一般家庭用に供給されるのは、プロパンが９５％、ブタンが５％の混合ガスとなります。従って、プロパン９５％・ブタン５％の場合の液体状態１５度でのｋｇやＬあたりのエネルギーを表します。最初に記載したの１㎥あたり２４，０２３ｋｃａｌもプロパン９５％・ブタン５％の混合ガスとして考えています。

プロパン９５％・ブタン５％の場合（液体状態１５度）

１㎥・１Ｌ・１ｋｇあたりの熱量をｋｃａｌ・ＭＪ・ｋＷ に換算します。

これが、家庭用や業務用で流通しているプロパンガスのエネルギー（熱量）です。

プロパン１００％の場合（液体状態１５度）熱量

１㎥・１Ｌ・１ｋｇあたりの熱量をｋｃａｌ・ＭＪ・ｋＷ に換算します。

プロパン１００％の場合（液体状態１５度）１㎥・１Ｌ・１ｋｇに対してそれぞれの重さ・容量・体積を比較します。

ブタン１００％の場合（液体状態１５度）熱量

１㎥・１Ｌ・１ｋｇあたりの熱量をｋｃａｌ・ＭＪ・ｋＷ に換算します。

ブタン１００％の場合（液体状態１５度）の１㎥・１Ｌ・１ｋｇに対してそれぞれの重さ・容量・体積を比較します。

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