石油 石油の概要

石油

出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia)』 (2021/08/19 20:46 UTC 版)

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原油の瓶詰め
石油タンク

概要

「石油」は沈括の『夢溪筆談』からの言葉[1]。英語で石油は「Petroleum」という。これはラテン語のPetra(岩石)とOleum(油)を語源とする。狭義には天然の原油(crude oil)のことを指すが、より広い意味では天然ガスや固体のアスファルトなどを含める。さらに、原油を原料として製造された石油製品石油化学製品をも含めることがある。また、日常生活では灯油を「石油」と呼ぶことも多い。

古くは石脳油(せきのうゆ)とも呼ばれた。

また、石油製品は連産品と呼ばれる。これは原油を精製してガソリンや灯油などを作る場合、ある特定の製品のみを作ることは出来ず、必ず全部の種類の油が生産されてしまうため、こう呼ばれている。石油の精製とは、油を性質の違いで分ける事(分留)なので、精製する元の原油の種類によって、生産される製品の割合(留分)が異なってくる。留分の中でも需要の多いガソリンは、より重い油を改質することで作ることができる[2]

主に化石燃料として、世界中でさまざまな用途で使用されており、現代人類文明を支える重要な物質であるが、膨大な量が消費されており、いずれ枯渇すると危惧されている。

近年では、シェールオイルオイルサンドなどに代表される、非在来型資源と呼ばれる資源が注目を集めている。存在自体は古くから知られていたものの、これまでは掘削技術や採算性の面から、開発が行われてこなかった。近年の掘削技術の進展や原油価格の高騰により、採算が取れる見通しとなったことから、2015年では北アメリカを中心に開発が進められている。シェールオイルの資源自体は世界中に遍在し、埋蔵資源量も在来型の石油資源を上回ると見込まれていることから、石油のさらなる安定供給や資源の偏在の解消が期待されている一方で、在来型の石油資源と比べ掘削費用が高く、石油価格の低迷時には油田開発が低迷する傾向がある。

2020年3月、産油国による協調減産体制が終了したところに新型コロナウイルス流行に伴う景気減速が重なり、原油価格が1バレル20ドル台に暴落。生産費用(後述)が比較的高いシェールオイル関連業者は、大きな打撃を受けた[3]。2020年4月1日、大手シェールオイル開発会社の「ホワイティング・ペトロリアム」が破綻した[4][5]

2020年3月9日の原油価格暴落以来、ニューヨーク証券取引所上場する石油会社としては初の連邦倒産法第11章適用となった。6月28日にはアメリカの石油生産1 %、天然ガス生産2 %を担っていた「チェサピーク・エナジー」が資金繰りの悪化から破綻した[6]。シェールオイル関連企業は社債の一種である「ハイイールド債」と呼ばれる信用力は低いが利回りの高い債券(ハイリスク・ハイリターン商品)を発行して、資金を調達しているが、新型コロナウイルスの感染拡大による金融市場の混乱に伴い金利が急上昇し、資金繰りが苦しくなっている。

起源

石油の起源についての論争は、生物由来説(有機成因論)と非生物由来説(無機成因論)の大きく2つに分かれる。論争の起源は古く、確認できる範囲ではともにルネッサンス期にまでさかのぼる[7]。今日では生物由来説が広く受け入れられている。非生物由来の石油(炭化水素)もわずかながら存在はしているが、全体からすると極めて少量と推定される[8]

生物由来説(有機成因論)

現在の学説の主流である。百万年以上の長期間にわたって厚い土砂の堆積層に埋没した植物などの生物遺骸は、高温・高圧下で油母 (ケロジェン) という物質に変わり、次いで液体やガスの炭化水素へと変化する[9]。これらは岩盤内の隙間を移動し、貯留層と呼ばれる砂岩や石灰岩など多孔質岩石に捕捉されて油田を形成する。この由来から、石炭とともに化石燃料とも呼ばれる。

有機成因論の根拠の一つとして石油中に含まれるバイオマーカーの存在がある。光合成生物の葉緑体に由来するポルフィリン、真核生物が生産するステロールコレステロールなど)に由来するステラン、同様に細菌が生産するホパノイドに由来するホパン、あるいは酵素の関与しない化学反応では生成が困難な光学活性をもつ有機化合物などがバイオマーカーとして石油に含まれている[9][10]。これらバイオマーカーの組成と石油の熟成度には関連性が見出されている。また、石油中に含まれる炭化水素の炭素同位体比に関して、炭素数の少ない炭化水素ほど質量の軽い炭素同位体を含む割合が多くなるという傾向が、熱分解による炭化水素の生成の傾向と同じであることが知られている[要出典]。この結果は、メタンのような炭素数の少ない炭化水素の重合によって石油が生成したとする無機成因説とは矛盾する。

地球物理学者の石井吉徳は「2.25億年前に超大陸パンゲアが次第に分離、現在の姿になるまでの過程で2億年前の三畳紀(Triassic)以後に存在したテチス海(Tethys)が地球史上の石油生成に極めて特異だった。中生代は二酸化炭素の濃度が今より10倍も高く、気温は10℃も高かった。つまり地球温暖化で、植物の光合成は極めて活発であった。しかもこのテチス海は赤道付近に停滞し、海水は攪拌されず長く酸欠状態が続いた。このため有機物は分解されず、石油熟成に好条件であったことが中東油田の始まりである。石油は探せばまだまだあるという単純な発想は地球史から見て正しくない。」と有限性を強調している[11]

非生物由来説(無機成因論)

石油「無機」由来説は、1940年代にBP(ブリティッシュペトロリアム)の研究所内では、無機生成物であることが主要理論であったが、市場戦略的な理由で機密扱いにしていた[要出典]。1850年代以降ロシア帝国の化学者メンデレーエフなどが提唱して、旧東側諸国では従来から定説とされていた学説である[要出典]。旧西側諸国でも、天文物理学者であるトーマス・ゴールドなどが無機由来説を唱えた[12]

無機成因論の根拠としては「石油の分布が生物の分布と明らかに異なる」「化石燃料では考えられないほどの超深度から原油がみつかる」「石油の組成が多くの地域でおおむね同一である」「ヘリウムウラン水銀ガリウムゲルマニウムなど、生物起源では説明できない成分が含まれている」などが挙げられる[要出典]。また、生物起源論が根拠としている、炭素数の少ない炭化水素ほど質量の軽い炭素同位体を含む割合が多くなるという傾向は、地下から炭化水素が上昇する過程で、分子の熱運動により重い同位体が分離されたと解釈する[要出典]。この無機由来説に基づけば、一度涸れた油井もしばらく放置すると、再び原油産出が可能となる現象を説明することができる[要出典]。また超深度さえ掘削できれば、日本はもちろん世界中どこでも石油を採掘できる可能性があることになる。

石油の大部分が非生物由来であるとする仮説は、多くの地質学的および地球化学的証拠と矛盾しており、今日では認められていない[13]。非生物起源の炭化水素自体は存在するが、その量については商業的に有益な量ではまったくない[8]。米国石油地質学者協会のラリー・ネイションは「論争は、非生物起源の石油埋蔵量が存在するかどうかについてではありません」「論争は、それらが地球の全体的な埋蔵量にどれだけ貢献するか、そして地質学者がそれらを探すためにどれだけの時間と労力を費やすべきかについてです。」と述べている[14]

石油分解菌説

無精製でも内燃機関を動かす事が出来る程、世界的にも稀な軽質油を産出する[要出典]静岡県相良油田では、有機成因論とも無機成因論とも異なる、第三の仮説が唱えられている[要検証]。1993年、当時京都大学大学院の今中忠行により相良油田から採取した石油分解菌「Oleomonas sagaranensis HD-1株」が嫌気性条件下で炭化水素を作り出すことを報告した[15]。この際生成された石油は、相良油田産の軽質油と性質が酷似しており、相良油田が形成された一因として唱えられている[要出典]ほか、今中忠行らはこの石油分解菌が、メタンハイドレートに関係していると指摘した[要出典]

しかし2002年の論文では、この菌株の嫌気性条件での生育はむしろ否定されている[16]。また、相良油田の起源については有機物の熱分解とする結論が2006年に出されている[17]。ちなみに、微生物による炭化水素の合成自体は珍しいことではなく、広く知られている[18][19]


注釈

  1. ^ JXTGエネルギーはベトナムマレーシアパプアニューギニアイギリスで石油開発も行っている。
  2. ^ 旧・東燃ゼネラル石油で使用されていたEsso・Mobil・ゼネラルの3ブランドは2019年度をもって廃止、順次ENEOSに統一される。
  3. ^ コスモ石油はアブダビカタールで石油開発も行っている。

出典

  1. ^  沈括. 『夢渓筆談』巻二十四 雑誌一. - ウィキソース. :鄜・延境内有石油、旧説「高奴県出脂水」、即此也。
  2. ^ 甘利重治・山岡博士著 河村幹夫監修 『石油価格はどう決まるか』 時事通信社 2007年12月20日第一刷発行 ISBN 978-4-7887-0768-9
  3. ^ 米ホワイティングが破産法適用申請、原油安がシェール業者に打撃”. ロイター (2020年4月2日). 2021年2月4日閲覧。
  4. ^ 米国石油生産事業者が経営破たん、原油価格暴落後初めて(米国)”. www.jetro.go.jp. 日本貿易振興機構 (2020年4月3日). 2021年2月4日閲覧。
  5. ^ 米 シェールオイル企業が初の破綻 原油価格の急落で”. NHKニュース. 日本放送協会 (2020年4月2日). 2021年2月4日閲覧。
  6. ^ 米シェール石油・ガス開発の先駆者、チェサピーク・エナジーが経営破たん”. ジェトロ. 日本貿易振興機構 (2018年6月30日). 2021年2月4日閲覧。
  7. ^ Crude oil: evidences for its biological origin”. Encyclopedia of the Environment. 2021年8月19日閲覧。
  8. ^ a b Sherwood Lollar, B.; Westgate, T. D.; Ward, J. A.; Slater, G. F.; Lacrampe-Couloume, G. (2002-04). “Abiogenic formation of alkanes in the Earth's crust as a minor source for global hydrocarbon reservoirs” (英語). Nature 416 (6880): 522–524. doi:10.1038/416522a. ISSN 0028-0836. http://www.nature.com/articles/416522a. 
  9. ^ a b Peters, K. E.; Walters, C. C.; Moldowan, J. M. (2004). The Biomarker Guide: Volume 1: Biomarkers and Isotopes in the Environment and Human History. 1 (2 ed.). Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/cbo9780511524868. ISBN 978-0-521-78697-3. https://www.cambridge.org/core/books/biomarker-guide/38F1AC02B49B61216C2252A9B4D940D0 
  10. ^ Peters, K. E.; Walters, C. C.; Moldowan, J. M. (2004). The Biomarker Guide: Volume 2: Biomarkers and Isotopes in Petroleum Systems and Earth History. 2 (2 ed.). Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/cbo9781107326040. ISBN 978-0-521-03998-7. https://www.cambridge.org/core/books/biomarker-guide/B83B3155C79DE5D4547F557937D15D7C 
  11. ^ 石井吉徳「高く乏しい石油時代が来る」
  12. ^ Gold, T. (1992-07-01). “The deep, hot biosphere.” (英語). Proceedings of the National Academy of Sciences 89 (13): 6045–6049. doi:10.1073/pnas.89.13.6045. ISSN 0027-8424. PMC PMC49434. PMID 1631089. http://www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.89.13.6045. 
  13. ^ Glasby, Geoffrey P (2006). “Abiogenic origin of hydrocarbons: an historical overview”. Resource Geology 56 (1): 85–98. doi:10.1111/j.1751-3928.2006.tb00271.x. http://static.scribd.com/docs/j79lhbgbjbqrb.pdf 2008年1月29日閲覧。. 
  14. ^ “The Mysterious Origin and Supply of Oil”. Live Science. オリジナルのJanuary 27, 2016時点におけるアーカイブ。. https://web.archive.org/web/20160127095201/http://www.livescience.com/9404-mysterious-origin-supply-oil.html. 
  15. ^ https://agris.fao.org/agris-search/search.do?recordID=JP9402002”. Agricultural Science and Technology (AGRIS). 2021年8月19日閲覧。
  16. ^ Kanamori, Takeshi; Rashid, Naeem; Morikawa, Masaaki; Atomi, Haruyuki; Imanaka, Tadayuki (2002-12). “Oleomonas sagaranensis gen. nov., sp. nov., represents a novel genus in the α- Proteobacteria” (英語). FEMS Microbiology Letters 217 (2): 255–261. doi:10.1111/j.1574-6968.2002.tb11484.x. https://academic.oup.com/femsle/article-lookup/doi/10.1111/j.1574-6968.2002.tb11484.x. 
  17. ^ Toki, Tomohiro; Gamo, Toshitaka; Tsunogai, Urumu (2006-08-18). “Origins of hydrocarbons in the Sagara oil field, central Japan: Origins of hydrocarbons in the Sagara oil field” (英語). Island Arc 15 (3): 285–291. doi:10.1111/j.1440-1738.2006.00528.x. https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/j.1440-1738.2006.00528.x. 
  18. ^ Lea-Smith, David J.; Biller, Steven J.; Davey, Matthew P.; Cotton, Charles A. R.; Perez Sepulveda, Blanca M.; Turchyn, Alexandra V.; Scanlan, David J.; Smith, Alison G. et al. (2015-11-03). “Contribution of cyanobacterial alkane production to the ocean hydrocarbon cycle” (英語). Proceedings of the National Academy of Sciences 112 (44): 13591–13596. doi:10.1073/pnas.1507274112. ISSN 0027-8424. PMC PMC4640736. PMID 26438854. http://www.pnas.org/lookup/doi/10.1073/pnas.1507274112. 
  19. ^ Ladygina, N.; Dedyukhina, E.G.; Vainshtein, M.B. (2006-05). “A review on microbial synthesis of hydrocarbons” (英語). Process Biochemistry 41 (5): 1001–1014. doi:10.1016/j.procbio.2005.12.007. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S1359511305004988. 
  20. ^ 化学はじめて物語”. 日本化学工業協会. 2020年2月10日閲覧。
  21. ^ 『歴史学事典13』弘文堂、2006年、372頁
  22. ^ 熱力学とエンジンの話日機連かわら版162号 2020年8月3日
  23. ^ Charles Jabez Rogers, Captain』、メイン州海事博物館。
  24. ^ 石油連盟 今日の石油産業データ集2016 12頁
  25. ^ a b c 資源エネルギー庁 資源・エネルギー統計年報 平成28年 92頁
  26. ^ 独立行政法人 石油天然ガス・金属鉱物資源機構 基礎情報:備蓄データ
  27. ^ a b 藤和彦著 『石油を読む』 日本経済新聞社 日経文庫 2005年2月15日1版1刷 ISBN 4-532-11056-4
  28. ^ 石鉱連資源評価スタディ2007年 (世界の石油・天然ガス等の資源に関する2005年末における評価)2007年11月石油鉱業連盟発行
  29. ^ BP Statistical Review of World Energy 2017 14頁


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