GNC（圧縮天然ガス）とは何か？どのように機能するのか？話題の燃料について知っておくべきことすべて

自動車を動かすエネルギーを供給するために使用されるすべての燃料の中で、自動車用天然ガスはおそらく最も知られていない燃料です。多くのスペイン人が家庭の暖房やコンロの点火に使用しているのと同じガスであるにもかかわらず、そうなのです。非常にクリーンなガスであり、すべての化石燃料の中で、環境、とりわけ私たちが呼吸する空気に対する問題が最も少ないエネルギー源です。

自動車用天然ガスは、圧縮ガス（圧縮天然ガス CNG）と液体（液化天然ガス LNG）の両方の形態で、石油系燃料とは必ずしも結びつかない油田から採掘される化石燃料です。環境への悪影響が最も少ない化石エネルギーであり、最新のデータによると、世界には世界の消費量を537年間賄えるだけの天然ガス埋蔵量があります。ヨーロッパの既存埋蔵量だけでも、161年間の消費を賄えるとされています。さらに素晴らしいことに、まだ発見されていない埋蔵量が多く残っており、開発されていない埋蔵量はさらに多いのです。

各種の予測によれば、中期的には、ディーゼルエンジンの25〜50％が、天然ガスを燃料とするエンジンに置き換えられると見られています。現時点では、ヨーロッパの主要都市で運行している7万台以上の路線バスのうち、約13％（9,000台以上）がすでにCNGを使用しており、2万台のゴミ収集車のうち15％以上（約3,000台）もCNGを使用しています。これらは排出ガス削減の面だけでなく、騒音公害の面でも利点をもたらします。天然ガスで走行する車両は、それらが置き換えるガソリンエンジンよりもはるかに静かだからです。自動車用天然ガスは現在、世界中で2,000万台以上の車両に使用されています。乗用車、バン、トラック、バス、フォークリフト、鉄道、船舶などが、天然ガスをエネルギー源として走行しています。

EUの指令はこの点について明確です。交通分野に関するすべての指令は、EU加盟国に対し、2020年までに、各国の主要ルートにおいて、CNGは150kmごと、LNGは400kmごとに給油所を設置することを求めています。前者は乗用車や軽車両への供給を担い、後者は重量のある輸送車両への供給を主な目的としています。スペインでは、2020年までにCNGまたはLNGを供給する給油所を300か所にすることが見込まれています。最新データによると、わが国では一般公開されている天然ガス給油所がすでに57か所あり（今年末までにほぼ100か所になる予定）、この技術を搭載した車両は6,100台が走行しています。

エネルギー源の代替、特に自動車用天然ガスの普及を促進することで、EUはヨーロッパが伝統的に抱えている石油への高い依存度を減らすだけでなく、日々私たちが都市で吸う空気を改善し、市民の健康を守ることも目指しています。自動車用天然ガスは、電気に次いで、現在すでに実用化されている最もクリーンなエネルギー源だからです。

CNGとLPGの違い

多くの人が自動車用天然ガスをLPG（液化石油ガス）と混同しますが、両者にはまったく関係がありません。天然ガスはメタンですが、LPG（商業的にはオートガスとも呼ばれる）は、主にプロパンとブタンからなるガスの混合物です。自動車用天然ガスは気体の状態（CNG）でも、液体の状態（LNG）でも入手できますが、LPGは常に液体の状態で供給されます。これは、排出ガスや燃費の面でも、安全性の面でも重要な違いです。

一般的に、圧縮天然ガス（CNG）を使用する車両（CNG）は、点火プラグによる火花点火の内燃機関で動きます。ただし、ディーゼルエンジンを用いるデュアル燃料エンジンのモデルもあり、その場合は燃料の貯蔵方式や供給方式だけが異なります。

天然ガスの特性により、エンジンの出力はわずかに低くなります（ガソリン車より12.7％低い）。しかし、動作を最適化するための調整は可能です。たとえば、出力低下を防ぐために圧縮比を上げることができます。天然ガスは優れたアンチノック性（オクタン価130）を持つため、有効圧力が高まり、結果として性能が向上します。また、点火時期を早めることもでき、サイクル間のばらつきを改善できます。さらに、より均一な混合気が形成されるため、エンジンの振動が少なくなり、その結果、騒音が小さく、耐久性が高まります。したがって燃料消費量はガソリンより少なくなり、エンジンは低回転・高負荷域で最適に動作します。この低回転化に伴い、減速比の小さいトランスミッションを採用する必要があります。

効率的で、安全で、低排出

LPGとは異なり、CNGは常に気体の状態にあります。LPGは、その名の通り液体の状態（LNGの場合と同様）にあり、大気に触れると再びガスに変わります。これは非常に重要な点です。CNGは非常に揮発性の高いガスであり、空気中に非常に容易に拡散します。そのため、その引火性は他の燃料よりも大幅に低く、実際、現在自動車用に販売されているすべての燃料の中で最も低いのです。つまり事故の際には、ディーゼル、ガソリン、灯油、LPGの自動車の方が、CNG車よりも先に炎上することになります。

しばしば、CNGの反対派が、車両に燃料タンクを積むことによる爆発のリスクについて語るのを耳にします。これはフェイクです。すでに述べたように、自動車用天然ガス車は、通常の車両と同等か、それ以下の引火・爆発のリスクしかありません。もし情報が正しければ、どれだけのタクシーやバスが爆発したり燃えたりしているはずでしょうか。こうした車両は、CNGとガソリンのデュアルエンジンで何年も走行していますが、これまでに事故は起きていません。そのうちのいくつかは、なんと前世紀から走っています。

CNGは気体の状態にあり、車に積むために高圧で貯蔵されます。そうしなければ、タンクに蓄えられるエネルギーが非常に少なくなってしまうからです。わかりやすく言えば、エネルギー的には1立方メートルのCNGは約1.1リットルのガソリンに相当し、1キログラムのCNGは約1.5リットルのガソリンに相当します。自動車のCNGタンクには最大15kgのガスを貯蔵できますが、安全のため通常は11kgのみ充填されます。

CNGはまた、排出ガスの面でも重要な利点を持っています。添付のグラフからもわかるように、排出物の量が最も少ない燃料だからです。

燃料コスト

価格は、自動車用天然ガスとガソリンを分ける

主要な違いの一つ

です。両燃料の価格に最も大きく影響する要因の一つは、燃料に課される炭化水素税です。その税率は、伝統的な燃料よりも天然ガスに対して行政がはるかに寛大です。天然ガスの場合、この税金はCNG 1キログラムあたり約0.05ユーロですが、ガソリンの場合は炭化水素税が、無鉛95ガソリン1リットルあたり0.40ユーロから、無鉛98には1リットルあたり0.43ユーロまで課されます。自動車用天然ガスは約0.93ユーロ/リットル相当で、ガソリンは1.15ユーロから1.58ユーロ/リットルの間です。中型車は100kmあたり約3.5kgのCNGを消費します。1キログラムあたり0.93ユーロなので、燃料費は約3.25ユーロになります。

耐用距離20万kmの車の場合、CNG車ではディーゼル車と比べて年間1,800ユーロ、ガソリンエンジン車と比べて年間5,560ユーロ、LPG車と比べて年間1,160ユーロの燃料費節約になります。その差は非常に大きいものとなります。

購入補助金

クリーンなエネルギーであることは助けになります。自動車用天然ガスを動力源とする車両の購入は、

さまざまな行政機関による各種補助金で支援されています。たとえば、エネルギー多様化・節約研究所（IDAE）は、車両の買い替えに関して運輸部門向けのさまざまな補助金を設けており、これには利用者向けと充電ステーションの設置を検討する企業向けの両方の経済的支援が含まれます。これらの補助金は、MOVEA計画（代替エネルギー車両の普及促進計画）で定められており、その主な目的は代替燃料車の購入を奨励することで、そのために1,660万ユーロの予算が充てられています。

このように、天然ガス車は、MOVEA 2016の下で、政府から3,000ユーロの補助金を受けられました。さらに、古い車を廃車にすれば700ユーロ、ディーラーからは追加で1,000ユーロが支給されました。バンや軽商用車には3,500〜6,500ユーロ、バスやトラックには11,000〜21,000ユーロの補助がありました。

これらの金額は、最後のMOVEA計画で定められたもので、資金が尽きるまで有効でした。MOVEAの後には、代替エネルギー車の販売促進を目的としたMOVALT計画が続き、MOVEAと同程度、あるいはそれ以上の補助金（500〜19,000ユーロ）が支給されました。この計画は当初3,500万ユーロの予算でスタートしました。現在は国家予算の承認を待っている状況です。2018年の新しい計画の最終的な予算額を知るためですが、すべての見通しでは新しいMOVALTには合計5,000万ユーロが充てられるとされています。

さらに、これらの補助金は、政府や自動車メーカーが提供する補助金に加えて、一部の自治体や地方政府が補完的に提供する補助金を受けることを妨げません。地域や自治体によっては、価格の追加割引から、駐車料金の免除、あるいは大気汚染の際に交通規制区域を走行できる特典まで提供されています。

天然ガス車のもう一つの利点は、エネルギー効率の高い、あるいはCNGなどの代替燃料を使用でき、Euro6の排出規制に適合する業務用車両について、車両価値の20％を個人所得税から控除できることです。

最後に、CNGを燃料とする車両の大多数は非常に低い排出量を持つため、CO2排出量が120g/km未満の車両は、登録税の支払いを免除されることも覚えておく価値があります。

メンテナンス

メーカーが定めている正しいメンテナンスの時期は、従来の内燃機関の車とCNGエンジンの車のどちらでも非常に似ています。むしろ、ほぼ同じと言ってもよいでしょう。

ただし、これらの車両を規制するEUの規則ECE R110では、燃料タンクを毎年点検し、ガス配管は4年ごとに点検することが義務付けられています。これは、ガス漏れがないことや、安全弁が正しく機能していることを確認するためです。車両の他の部分には同様の制限はありませんが、車両に搭載されているガスタンクやガス貯蔵容器については、最長20年の耐用年数が定められており、その後は新しいものに交換する必要があります。

価格

CNGを燃料として使用できるエンジンを搭載した車両は、ガソリン車と比べてわずかに高い価格です。ただし、電気自動車とガソリン車・ディーゼル車の同等モデルとの価格差ほど大きくはありません。その差は約2,000〜2,500ユーロです。ありがたいことに、この差は、中央政府と地方政府の両方からの経済的支援によって、少なくとも部分的には相殺することができます。また、一部のメーカーがこの技術を採用したモデルに対して行っている販売キャンペーンでは、同等のディーゼルやガソリン車と価格がまったく同じになるものもあります。

いずれにしても、CNG車とガソリン車の価格差を回収するためには、単純にCNGのキログラムあたりの燃料費がガソリンより安いことによる節約を考えると、CNG車のドライバーは約82,000km走行する必要があります。通常の使用ペースでは、これは約4年で達成される距離です。

航続距離と燃料補給

自動車の新しいエネルギー源に関心を持つ人々が最も心配することの中で、特に大きな2つの懸念があります。それは車両の航続距離と、充電または給油の方法です。この点で、CNG車は特に有利です。充電は従来の車とほとんど同じであり、より安全で、同じ時間で済むとさえ言えるでしょう。給油機のホースを車に接続するだけで、わずか2〜3分で作業は完了します。ホースは手動で起動するのではなく、システムが正しく接続されているかを確認し、要求されたガス量を充填するために、顧客カードをかざす必要があります。

燃料の供給は保証されています。スペインは、ヨーロッパで最も多くのCNGの輸送とロジスティクスの経験を持つ国ですが、主要な消費国ではありません。現在、流通網には240台のタンク車があり、これは中国の4,000台と日本の600台に次ぐ数です。さらに、スペインのCNG車両の台数は少ないものの、既存の給油所網は、数は少ないものの、わが国の道路網の主要な目的地をカバーするのに十分です。

現在、一般公開されている給油所は34か所（企業の専用施設を含めるとさらにあります）であり、スペインでこの燃料を使用する4,400台の乗用車・軽商用車に対応しています。2020年には、CNG車の台数が17,200台に達すると見込まれており、その時点で合計85か所に増える予定です。そのうち20か所はすでに建設中で、さらに31か所が計画段階にあります。ご覧の通り、今回は企業と行政の双方が十分に準備を進めており、わが国でこの燃料の開発と導入に共同で取り組んでいます。無鉛燃料の導入時に国内の多くの地域が出遅れたのとは異なり、この燃料の導入は、無鉛燃料よりもさらに速く進むことは間違いありません。

現在、天然ガス供給会社は、ボイラーほどの大きさの装置を天然ガス網に接続することで、利用者の自宅に給油ポイントを設置する許可と認可を取得するために取り組んでいます。このようにすれば、共同住宅のガレージでも個人のガレージでも、利用者が簡単に給油できる充電ポイントを設置することが可能になります。

CNGの利点

• 排出ガスの大幅な削減、特に有害性の高い物質（CO2、NOx、CO、HC、SO2）の削減と、有害な粒子状物質（PM10）の排出がほぼゼロであること。
• 大幅なエネルギー節約、ひいては燃料消費量の削減。
• ガソリンエンジンより低い回転数で動作し、振動や残留物が少ないため、CNGエンジンは長持ちします。
• 排出ガスが少ないため、メンテナンス費用も安く済みます。オイル交換の間隔が長くなり、排気系全体の劣化も少なくなります。
• 天然ガスは炭化水素税が50％少なく課されます。その低価格により、車両購入時の価格差を迅速に回収できます（特に使用頻度の高い社用車の場合）。
• 新車購入時の政府からの補助金（PIVE計画）に加えて、CNG車は追加の税制優遇と補助金を受けられます。たとえば、乗用車の場合MOVEA計画に基づく最大3,700ユーロや、現物給付所得に対する個人所得税の20％控除などです。
• CNG車は従来の車よりもさらに安全です。圧縮天然ガスは空気中で引火や爆発の可能性がガソリンよりも低いためです。
• CNGエンジンは、稼働音や振動が少なく、特にガソリンやディーゼルに比べて静かです。
• CNGの給油システムは、従来の燃料よりも効率的です。ホースが完全に密閉されているため、ホース内で燃料が揮発することによる損失がなくなります。
• 天然ガスの埋蔵量は石油よりも豊富です（ヨーロッパでは約160年分の供給が保証されています）。エンジンはバイオガスやバイオメタンでも動作し、バイフューエルシステムを使えばガソリンエンジンでもCNGを使用できます。この最後の選択肢は、現在ヨーロッパで最も受け入れられている方式です。

CNGの欠点

• ガス状での貯蔵には、より大きな容積のコンテナが必要です。特に改造車では、トランクの一部の空間をそのために使わなければなりません。液体での貯蔵を選ぶと、車両の航続距離が犠牲になります。
• 高圧の貯蔵タンクのため、タンクと配管は毎年特定の検査に合格する必要があります。これらの検査は、天然ガス用に改造された車両の場合は義務です。もし車両が最初からCNG車として工場から出荷された場合は、メーカーの推奨計画と車検のスケジュールに従い、従来の車と同じ検査になります。
• CNGの使用は三元触媒に問題を引き起こす可能性があります。天然ガスの使用によりガソリンよりも排気ガスの温度が低くなり、三元触媒の作動温度が不十分になって、劣化が早まるおそれがあります。
• スペインにおけるこの種の燃料の供給インフラは、依然として不十分です。国内全体でCNGの給油ポイントはわずか42か所しかありません。
• 車両価格がわずかに高い（約2,500ユーロ程度）、ガソリンやディーゼルの同等モデルと比べて

すでに販売されているCNG乗用車