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)』 (2019/03/06 06:03 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]

現在は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、現代人類文明を代表す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。その割には、特に石炭に対して、熱効率以外の利点は知られていない。さらに、中東の油田があまりにも有名なので見えにくい事実であるが、実は石炭より資源が均等に分布しており補給に都合がよい。

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あまり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年現在では北米地域を中心に開発が進められている。シェールオイル等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などが期待されているが、一方で在来型の石油資源と比べ掘削コストが高く、石油価格の低迷時には油田開発が低迷する傾向がある。詳細は各項目を参照のこと。

起源

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生物遺骸は、高温と高圧によって油母 (en:kerogen) 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。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。

有機成因論の根拠として石油中に含まれるバイオマーカーの存在がある。 葉緑素に由来するポルフィリンや、コレステロールに由来するステラン、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石油に含まれるバイオマーカーとして知られている。

これら石油の大部分は油母(ケロジェン)の熱分解によって生成していると考えられている。 これは、石油中に含まれる炭化水素の炭素同位体比を調べた結果、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ためである。

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ため、多くの学者は有機成因説を支持している。石油とは有機物が熟成したもの、太陽光による二酸化炭素光合成で出来た植物などの有機物が海底に堆積し石油になったものである。堆積盆地とは、地層が堆積する盆のようなところで、ここの岩石が地殻変動で褶曲し、馬の背のような形のように盛り上がった地質構造 (背斜構造) の上部にガス、油、水が軽い順に移動、濃集したものを油田と呼ぶ。

地球物理学者の石井吉徳は、発表している論文[3]のなかで、「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。

無機成因論

石油「無機」由来説は、1940年代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。1870年代、元素の周期律表で知られるロシアの化学者メンデレーエフが唱えたのが始まりで、旧東側諸国では従来から定説とされていた学説である。ただし、旧西側諸国では、定説とされてきた石油「有機」由来説に真っ向から反対するものであったため長く顧みられることがなく、その後トーマス・ゴールドが取り上げたことで、西側諸国でも脚光を浴びることとなった。 天文物理学者であるゴールドの説く石油無機由来説は、「惑星が誕生する際には必ず大量の炭化水素が含まれる」「炭化水素は地球の内核で放射線の作用により発生する」「この炭化水素が惑星内部の高圧・高熱を受けて変質することで石油が生まれる」「炭化水素は岩石よりも軽いので地上を目指して浮上してくる」というものである。

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。 また、生物起源論が根拠としている、石油中に含まれる炭化水素の炭素同位体比を調べた結果、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説明することも可能だという。

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。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り、膨大な量の石油が消費されたとしても、掘削技術の問題さえ解決されれば枯渇する危険性はほぼ皆無であるとされている。

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の世界的にもまれな軽質油を産出する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説が唱えられている。

1993年、京都大学大学院の今中忠行(現在:立命館大学生命科学部)は、研究室内の「無酸素実験装置」において、 相良油田から採取した石油分解菌「Oleomonas sagaranensis HD-1株」が通常状態では石油を分解する能力を持ちながら、 石油も酸素もない環境におかれると、細胞内に逆に原油を作り出すことを発見した。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。

このHD-1株の研究が進めば、将来的には石油醸造プラントでの有機的な石油の生成が可能になるとも言われており、今後の研究が待たれるところである。


  1. ^ Wikisource reference 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. ^ 石井吉徳「高く乏しい石油時代が来る」
  4. ^ 『歴史学事典13』弘文堂、2006年、372頁
  5. ^ Charles Jabez Rogers, Captain』、メイン州海事博物館。
  6. ^ 石油連盟 今日の石油産業データ集2016 12頁
  7. ^ 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
  8. ^ 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。
  9. ^ 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。
  10. ^ 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。
  11. ^ 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
  12. ^ 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
  13. ^ 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
  14. ^ BP Statistical Review of World Energy 2017 14頁




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