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ディーゼル燃料は、ディーゼル油、重油（歴史的には）、または単にディーゼルとも呼ばれ、吸入空気の圧縮と燃料の噴射により火花なしで燃料の点火が行われる内燃機関の一種であるディーゼルエンジンで使用するために特別に設計された液体燃料です。したがって、ディーゼル燃料には優れた圧縮着火特性が必要です。
最も一般的なタイプのディーゼル燃料は、石油燃料油の特定の分留物ですが、バイオディーゼル、バイオマス液体化（BTL）ディーゼル、ガス液体化（GTL）ディーゼルなど、石油由来ではない代替品がますます開発され、採用されています。これらのタイプを区別するために、一部の学術界では石油由来のディーゼルをペトロディーゼルと呼ぶことがあります。 [1]ペトロディーゼルは、原油精製所で生産される大量の収益性の高い製品です。[2]
多くの国では、ディーゼル燃料は標準化されています。たとえば、欧州連合では、ディーゼル燃料の規格はEN 590です。超低硫黄ディーゼル(ULSD) は、硫黄含有量が大幅に低減されたディーゼル燃料です。2016 年現在、英国、欧州本土、北米で入手可能な石油ベースのディーゼル燃料のほぼすべてが ULSD タイプです。ディーゼル燃料が標準化される前は、ディーゼルエンジンの大部分は通常、安価な燃料油で動いていました。これらの燃料油は、船舶のディーゼルエンジンで今でも使用されています。ディーゼル燃料はディーゼルエンジン用に特別に設計されていますが、アクロイドエンジン、スターリングエンジン、蒸気エンジン用ボイラーなど、いくつかの非ディーゼルエンジンの燃料としても使用できます。ディーゼルは大型トラックでよく使用されますが、特に古いエンジンからのディーゼル排気ガスは健康被害を引き起こす可能性があります。[3] [4]
名前
ディーゼル燃料には多くの俗称があるが、最も一般的には単にdieselと呼ばれる。英国では、道路で使用するディーゼル燃料は一般にdieselと呼ばれ、識別用の着色染料を含む減税対象の農業専用製品（ red diesel ）と区別する必要がある場合は white dieselと呼ばれることもある。white diesel の正式名称はDERVで、 diesel-engine road automobileの略である。[5]オーストラリアでは、ディーゼル燃料はdistillate [6] （別の自動車燃料を指す古い意味での「distillate」と混同しないように注意）としても知られており、インドネシア（およびイスラエル）では、同国の国営石油会社Pertaminaの商標名であるSolarとして知られている。軽油（フランス語：gazole ）という用語は、ディーゼル燃料を指すために使用されることもある。
歴史
起源
ディーゼル燃料は、ドイツの科学者で発明家のルドルフ・ディーゼルが1892年頃に発明した圧縮点火エンジンのために行った実験から生まれました。当初、ディーゼルは特定の種類の燃料を使用することは考えていませんでした。代わりに、彼は、彼の合理的な熱モーターの動作原理は、どのような物質の状態でもあらゆる種類の燃料で機能すると主張しました。[7]最初のディーゼルエンジンのプロトタイプと最初の機能的なディーゼルエンジンは、液体燃料専用に設計されました。[8]
ディーゼルは最初、ペッヘルブロン産の原油をテストしたが、原油は粘度が高すぎることが判明したため、すぐにガソリンと灯油に置き換えた。 [9]ディーゼルエンジンの主なテスト燃料は灯油（パラフィン）だった。 [10]ディーゼルは、様々なソースからのランプオイルの種類、ガソリンの種類、リグロインを試したが、これらはすべてディーゼルエンジンの燃料としてうまく機能した。後にディーゼルは、コールタールクレオソート、[11]パラフィンオイル、原油、ガソリン、燃料油をテストし、最終的には同様に機能した。[12]スコットランドとフランスでは、他の燃料が高価すぎたため、1898年に最初に生産されたディーゼルエンジンの燃料としてシェールオイルが使用された。[13] 1900年にフランスのオットー協会は原油を使用するディーゼルエンジンを開発し、1900年のパリ博覧会[14]と1911年のパリ万国博覧会[15]で展示した。このエンジンは実際には原油ではなくピーナッツ油で動いており、ピーナッツ油で動作させるために改造する必要はありませんでした。[14]
ディーゼルは最初のディーゼルエンジンのテストで、燃料として照明用ガスも使用し、パイロット噴射の有無にかかわらず機能的な設計を構築することに成功した。[16]ディーゼルによると、1890年代後半には石炭粉塵を生産する産業は存在せず、また良質の石炭粉塵は商業的に入手できなかった。これが、ディーゼルエンジンが石炭粉塵エンジンとして設計または計画されなかった理由である。[17]ディーゼルが石炭粉塵のプロトタイプをテストしたのは、1899年12月になってからで、これは外部混合形成と液体燃料パイロット噴射を使用したものであった。 [ 18]このエンジンは機能することが証明されたが、石炭粉塵の堆積により数分後にピストンリングが破損した。[19]
20世紀以降
ディーゼル燃料が標準化される前、ディーゼルエンジンは通常、安価な燃料油で動いていました。米国では石油から蒸留された燃料油が使用され、ヨーロッパではコールタールクレオソート油が使用されていました。一部のディーゼルエンジンは、ガソリン、灯油、菜種油、潤滑油などの混合燃料で稼働していましたが、当時は課税されていなかったため、これらの燃料は安価でした。[20] 1930年代にメルセデスベンツOM 138などの自動車用ディーゼルエンジンが導入されたことで、適切な着火特性を備えたより高品質の燃料が必要になりました。当初、自動車用ディーゼル燃料の品質は改善されませんでした。第二次世界大戦後、最初の近代的な高品質ディーゼル燃料が標準化されました。これらの規格には、たとえば、DIN 51601、VTL 9140–001、NATO F 54規格などがあります。[21] 1993年、DIN 51601は新しいEN 590規格によって廃止され、それ以来欧州連合ではこの規格が使用されている。1970年代後半にはエネルギー危機による燃料費の高騰によりディーゼル推進が普及した外航船舶では、従来の自動車用ディーゼル燃料の代わりに安価な重質燃料油が今でも使用されている。これらの重質燃料油（バンカーCと呼ばれることが多い）は、ディーゼル船や蒸気船で使用できる。[22]
種類
ディーゼル燃料はさまざまな資源から生産されますが、最も一般的なのは石油です。その他の資源としては、バイオマス、動物性脂肪、バイオガス、天然ガス、石炭液化などがあります。
石油ディーゼル
石油ディーゼルは、ペトロディーゼル[23] 、化石ディーゼル、鉱物ディーゼルとも呼ばれ、最も一般的なタイプのディーゼル燃料です。大気圧下で200〜350°C（392〜662°F）の間で原油を分留して生成され、通常、分子あたり9〜25個の炭素原子を含む炭素鎖の混合物になります。[24]
合成ディーゼル
合成ディーゼルは、バイオマス、バイオガス、天然ガス、石炭など、あらゆる炭素質材料から生産できます。原料はガス化されて合成ガスとなり、精製後にフィッシャー・トロプシュ法で合成ディーゼルに変換されます。[25]
このプロセスは、使用される原材料に応じて、 通常、バイオマス液化（BTL）、ガス液化（GTL）、または石炭液化（CTL）と呼ばれます。
パラフィン系合成ディーゼルは、一般的に硫黄含有量がほぼゼロで芳香族含有量も非常に低いため、有毒炭化水素、亜酸化窒素[要説明]、粒子状物質（PM）の規制されていない排出[要説明]が削減されます。[26]
バイオディーゼル
バイオディーゼルは、主に脂肪酸メチルエステル（FAME）である植物油または動物性脂肪（バイオ脂質）から得られ、メタノールでエステル交換されます。バイオディーゼルは多くの種類の油から生成できますが、最も一般的なのはヨーロッパの菜種油（菜種メチルエステル、RME）、米国の大豆油（大豆メチルエステル、SME）です。エステル交換プロセスでは、メタノールをエタノールに置き換えることもできます。その結果、エチルエステルが生成されます。エステル交換プロセスでは、水酸化ナトリウムまたは水酸化カリウムなどの触媒を使用して、植物油とメタノールをバイオディーゼルに変換し、不要な副産物であるグリセリンと水を生成します。これらの副産物は、メタノールの痕跡とともに燃料から除去する必要があります。バイオディーゼルは、製造元が承認している場合はエンジンで純粋（B100）で使用できますが、ディーゼルとの混合物（BXX、XXはバイオディーゼルの含有量）として使用されることが多いです。[27] [28]
燃料として使用されるFAMEは、DIN EN 14214 [29]およびASTM D6751規格で規定されています。[30]
燃料噴射装置（FIE）メーカーはバイオディーゼルに関していくつかの懸念を提起しており、FAMEが以下の問題の原因であると特定している：燃料噴射部品の腐食、低圧燃料システムの詰まり、エンジンサンプオイルの希釈と重合の増加、低温での燃料粘度の高さによるポンプの焼き付き、噴射圧力の上昇、エラストマーシールの故障、燃料噴射スプレーの詰まり。[31]純粋なバイオディーゼルのエネルギー含有量は石油ディーゼルよりも約5〜10％低い。[32]純粋なバイオディーゼルを使用した場合のパワー損失は5〜7％です。[28]
不飽和脂肪酸は酸化安定性を低下させる原因です。不飽和脂肪酸は酸素と反応して過酸化物を形成し、劣化副産物を生成し、燃料システムにスラッジやラッカーを発生させる可能性があります。[33]
バイオディーゼルは硫黄含有量が低いため、酸性雨の主成分である硫黄酸化物と硫酸塩の排出量は少ない。バイオディーゼルを使用すると、未燃焼炭化水素、一酸化炭素(CO)、粒子状物質も削減される。バイオディーゼルを使用すると、CO 排出量は大幅に削減され、ほとんどの石油ディーゼル燃料と比較して約 50% 削減される。バイオディーゼルからの粒子状物質の排気排出量は、石油ディーゼルからの粒子状物質の総排出量よりも 30% 低いことがわかっている。総炭化水素の排気排出量 (スモッグとオゾンの局所的形成の一因) は、バイオディーゼルではディーゼル燃料よりも最大 93% 低い。[引用が必要]
バイオディーゼルは、石油由来のディーゼルに関連する健康リスクも軽減する可能性があります。バイオディーゼルの排出物では、潜在的な発がん性物質として特定されている多環芳香族炭化水素（PAH）とニトロ化PAH化合物のレベルが低下しました。最近のテストでは、PAH化合物は75～85％減少しましたが、ベンズ（a）アントラセンは約50％減少しました。標的のnPAH化合物もバイオディーゼル燃料で劇的に減少し、2-ニトロフルオレンと1-ニトロピレンは90％減少し、残りのnPAH化合物は微量レベルにまで減少しました。[34]
水素添加油脂
このカテゴリーのディーゼル燃料は、植物油と動物性脂肪に含まれるトリグリセリドを精製と水素化によってアルカンに変換するもので、 Neste Renewable DieselやH-Bioなどがこれにあたります。生産される燃料は合成ディーゼルに似た特性を多く備えており、FAME の多くの欠点がありません。
DMME の
ジメチルエーテル（DME）は合成ガスディーゼル燃料であり、煤がほとんど出ずNOx排出量も少ないクリーンな燃焼を実現します。[ 27]
ストレージ
米国では、ディーゼルは、通常青い容器に保管される灯油や、通常赤い容器に保管されるガソリンと区別するために、黄色の容器に保管することが推奨されている。 [35]英国では、ディーゼルは通常、緑色と赤色の容器に保管される無鉛ガソリンや有鉛ガソリンと区別するために、黒色の容器に保管される。[36]
標準
ディーゼルエンジンは多燃料エンジンであり、多種多様な燃料で作動します。しかし、1930年代に自動車やトラック用の高性能で高速のディーゼルエンジンが開発されたことで、そのようなエンジン用に特別に設計された適切な燃料、つまりディーゼル燃料が必要になりました。一貫した品質を確保するために、ディーゼル燃料は標準化されており、最初の規格は第二次世界大戦後に導入されました。[21]通常、規格では、セタン価、密度、引火点、硫黄含有量、バイオディーゼル含有量など、燃料の特定の特性を定義します。ディーゼル燃料の規格には次のものがあります。
ディーゼル燃料
- EN 590 (欧州連合)
- ASTM D975 (米国)
- GOST R 52368 (ロシア、EN 590 に相当)
- NATO F 54 (NATO; EN 590 に相当)
- DIN 51601 (西ドイツ; 廃止)
バイオディーゼル燃料
- EN 14214 (欧州連合)
- ASTM D6751 (米国)
- CAN/CGSB-3.524 (カナダ)
測定と価格
セタン価
ディーゼル燃料の品質を測る主な基準はセタン価です。セタン価はディーゼル燃料の着火の遅れの尺度です。[37]セタン価が高いほど、燃料は高温の圧縮空気に噴霧されたときに容易に着火します。[37]欧州（EN 590規格）の道路用ディーゼル燃料の最低セタン価は51です。より高いセタン価の燃料、通常は追加の洗浄剤といくらかの合成成分を含む「プレミアム」ディーゼル燃料は、一部の市場で入手可能です。
燃料の価値と価格
ディーゼル燃料の質量の約 86.1% は炭素で、燃焼すると、ガソリンの 43.2 MJ/kg に対して 43.1 MJ/kg の正味発熱量が得られます。密度が高いため、ディーゼル燃料は体積エネルギー密度が高くなります。EN 590 ディーゼル燃料の密度は、15 °C (59 °F) で 0.820 ～ 0.845 kg/L (6.84 ～ 7.05 lb/US gal) と定義されています。これは、15 °C での EN 228 ガソリン (ペトロール) の 0.720～0.775 kg/L (6.01～6.47 lb/US gal) よりも約 9.0～13.9% 高く、体積燃料価格を比較する際にはこれを考慮する必要があります。ディーゼルからのCO2排出量は73.25 g/MJで、ガソリンの73.38 g/MJよりわずかに低い。[38]
ディーゼル燃料は一般にガソリンよりも石油から精製しやすく、沸点が180～360℃（356～680℉）の炭化水素を含んでいます。硫黄を除去するために追加の精製が必要であり、これがコスト上昇の原因となる場合があります。米国の多くの地域、英国およびオーストラリア全土では、[39]ディーゼル燃料の価格はガロンまたはリットルあたりガソリンよりも高い場合があります。[40] [41]ディーゼル価格が高い理由としては、メキシコ湾の一部製油所の閉鎖、大量精製能力のガソリン生産への転用、およびインフラの複雑化を引き起こす最近の超低硫黄ディーゼル（ULSD）への移行が挙げられます。 [42]スウェーデンでは、MK-1（クラス1環境ディーゼル）として指定されたディーゼル燃料も販売されています。[43]この燃料は通常のULSDよりも生産コストが若干高くなります。ドイツでは、ディーゼル燃料に対する燃料税はガソリン燃料税よりも約28%低くなっています。
課税
ディーゼル燃料は、セントラルヒーティングで使用される暖房用オイルに似ています。ヨーロッパ、米国、カナダでは、燃料税のためディーゼル燃料に対する税金は暖房用オイルよりも高く、これらの地域では、脱税を防止および検出するために、暖房用オイルに燃料染料と微量化学物質が付けられています。一部の国では、「非課税」ディーゼル（赤い染料のため「オフロードディーゼル」または「赤ディーゼル」と呼ばれることもあります）が、主に農業用途での使用を目的として販売されています。たとえば、トラクター、レクリエーション用車両、多目的車両、または公道を使用しないその他の非商用車両の燃料などです。この燃料には、一部の国（米国など）の道路使用の制限を超える硫黄レベルが含まれている場合があります。
この非課税のディーゼル燃料は識別のため赤く染められており[44]、この非課税のディーゼル燃料を通常課税される目的（運転など）で使用すると、使用者は罰金（米国では10,000米ドルなど）を科せられる。英国、ベルギー、オランダでは、赤ディーゼル（またはガスオイル）として知られており、農業用車両、家庭用暖房タンク、食品や医薬品などの生鮮品を積んだバンやトラックの冷蔵ユニット、船舶にも使用されている。ディーゼル燃料、またはマーク付きガスオイルは、アイルランド共和国とノルウェーでは緑色に染められている。「ディーゼルエンジン道路車両」（DERV）という用語は、英国ではマークなし道路ディーゼル燃料の同義語として使用されている。インドでは、穀物やその他の必需品の輸送の大部分がディーゼルで行われているため、ディーゼル燃料に対する税金はガソリンよりも低い。
米国におけるバイオディーゼルへの課税は州によって異なります。一部の州（テキサス州など）ではバイオディーゼルには課税されておらず、バイオディーゼルの混合燃料には混合燃料に含まれるバイオディーゼルの量に相当する減税が課せられており、B20燃料は純粋な石油ディーゼルよりも20％低い税率となっています。[45]ノースカロライナ州などの他の州では、バイオディーゼル（混合燃料）に石油ディーゼルと同じ税率を課していますが、すべてのバイオ燃料の生産者と使用者に対して新しいインセンティブを導入しています。[46]
用途
ディーゼル燃料は主に高速ディーゼルエンジン、特に自動車（車、トラックなど）のディーゼルエンジンで使用されますが、すべてのディーゼルエンジンがディーゼル燃料で動くわけではありません。たとえば、大型の2ストローク船舶エンジンでは、通常、ディーゼル燃料の代わりに重油が使用されます。 [22]また、MAN M-Systemエンジンなどの特定のタイプのディーゼルエンジンは、最大86RONのノック耐性を備えたガソリンで動作するように設計されています。[47]一方、ガスタービンやその他のタイプの内燃機関、および外燃機関も、ディーゼル燃料を使用するように設計できます。
ディーゼル燃料の粘度要件は通常40℃に指定されています。[37]寒冷気候におけるディーゼル燃料の欠点は、温度が下がると粘度が上昇し、燃料システム内を流れないゲル状に変化することです（圧縮着火-ゲル化を参照）。特殊な低温ディーゼルには、低温でも液体を保つための添加剤が含まれています。
道路車両
1920年代から1950年代にかけてはオットーエンジンを搭載することが多かったトラックやバスは、現在ではほぼ独占的にディーゼルエンジンを搭載している。そのため、これらの車両では着火特性上、ディーゼル燃料が広く使用されている。ディーゼル燃料はオットーエンジンには適していないため、オットーまたはオットー派生エンジンを搭載することが多い乗用車は、通常、ディーゼル燃料ではなくガソリンで走行する。しかし、特にヨーロッパやインドでは、エンジン効率が良いため、[48]多くの乗用車がディーゼルエンジンを搭載しており、通常のディーゼル燃料で走行している。
鉄道
ディーゼルは20世紀後半に蒸気動力車両用の石炭と燃料油に取って代わり、現在では自走式鉄道車両（機関車と貨車）の燃焼エンジンにほぼ独占的に使用されています。[49] [50]
航空機
一般に、ディーゼルエンジンは飛行機やヘリコプターにはあまり適していません。これは、ディーゼルエンジンの比較的低い出力対質量比によるもので、ディーゼルエンジンは一般にかなり重く、航空機には不利です。したがって、航空機でディーゼル燃料を使用する必要性はほとんどなく、ディーゼル燃料は航空燃料として商業的に使用されていません。代わりに、ガソリン ( Avgas ) とジェット燃料(例: Jet A-1) が使用されます。ただし、特に 1920 年代と 1930 年代には、燃料油で稼働する航空機用ディーゼルエンジンが多数量産されました。これは、燃料消費量が少なく、信頼性が高く、発火しにくく、メンテナンスが最小限で済むなど、いくつかの利点があったためです。1930 年代にガソリン直接噴射が導入されたことでこれらの利点が上回り、航空機用ディーゼルエンジンは急速に使用されなくなりました。[51]ディーゼルエンジンのパワー対質量比の向上により、21世紀初頭からいくつかのオンロードディーゼルエンジンが航空機用に改造され、認証されている。これらのエンジンは通常、ジェットA-1航空機燃料で稼働する（ディーゼル燃料でも稼働可能）。ジェットA-1はディーゼル燃料に似た点火特性を持っているため、特定の（ただしすべての）ディーゼルエンジンに適しているわけではない。[52]
軍用車両
第二次世界大戦までは、多くの軍用車両、特に高いエンジン性能が求められるもの（装甲戦闘車両、例えばM26パーシングやパンサー戦車）は、従来のオットーエンジンを使用し、ガソリンで動いていた。第二次世界大戦以降、ディーゼル燃料で走行できるディーゼルエンジンを搭載した軍用車両がいくつか作られている。これは、ディーゼルエンジンの方が燃費が良く、ディーゼル燃料は引火しにくいためである。[53]これらのディーゼル車両の中には（レオパルド1やMAN 630など）まだガソリンで走行するものもあり、また一部の軍用車両はディーゼル燃料で走行できないオットーエンジン（ウラル375やユニモグ404など）でまだ製造されていた。
トラクターと重機
今日のトラクターや重機は、ほとんどがディーゼルエンジンです。トラクターの中では、小型クラスにのみガソリン燃料エンジンも搭載されています。トラクターや重機のディーゼル化は、第二次世界大戦前のドイツで始まりましたが、米国では大戦後まで珍しいものでした。1950 年代から 1960 年代にかけて、米国でもディーゼル化が進みました。石油やガスの採掘装置ではディーゼル燃料が一般的に使用されていますが、電気や天然ガスで動く装置を使用する地域もあります。
1920年代から1940年代にかけてのトラクターや重機は、火花点火式低圧縮エンジン、アクロードエンジン、ディーゼルエンジンのいずれかを使用する多燃料車が多かった。そのため、当時の多くの農業用トラクターは、ガソリン、アルコール、灯油、暖房用燃料油やトラクター用気化油などの軽質燃料油を、その時点でその地域で最も手頃な価格のものに応じて燃焼させることができた。この時代の米国の農場では、「留出油」という名称は、前述の軽質燃料油のいずれかを指すことが多かった。火花点火エンジンは留出油では始動が悪かったため、通常は冷間始動用に小型の補助ガソリンタンクを使用し、暖機運転後数分後に燃料バルブを調整して留出油に切り替えた。気化器やラジエーター シュラウドなどのエンジン付属品も使用されましたが、どちらも熱を捕らえることが目的でした。なぜなら、このようなエンジンを留出油で作動させる場合、エンジンと吸入する空気の両方が周囲温度よりも温かい方が、エンジンの性能が向上するからです。専用のディーゼル エンジン (機械式燃料噴射と圧縮点火による高圧縮) によるディーゼル化がこのようなシステムに取って代わり、燃焼するディーゼル燃料を より効率的に使用できるようになりました。
その他の用途
低品質のディーゼル燃料は、硝酸混合物からパラジウムを液液抽出するための抽出剤として使用されている。 [54]このような使用は、使用済み核燃料から得られるPUREXラフィネートから核分裂生成物パラジウムを分離する手段として提案されている。[54]この溶媒抽出システムでは、ディーゼルの炭化水素が希釈剤として機能し、ジアルキル硫化物が抽出剤として機能します。[54]この抽出は溶媒和メカニズムによって機能します。 [ 54]これまでのところ、核燃料の使用によって生成された核廃棄物からパラジウム、ロジウム、ルテニウムを回収するためのパイロットプラントもフルスケールプラントも建設されていません。[55]
ディーゼル燃料は、油性泥掘削流体の主成分としてよく使用されます。[56]ディーゼルを使用する利点は、コストが低く、頁岩、塩、石膏層を含むさまざまな困難な地層を掘削できることです。[56]ディーゼル油泥は通常、最大40％の塩水と混合されます。[57]健康、安全、環境への懸念から、ディーゼル油泥は植物性、鉱物性、または合成食品グレードの油性掘削流体に置き換えられることがよくありますが、ディーゼル油泥は特定の地域では依然として広く使用されています。[58]
第二次世界大戦中のドイツでのロケットエンジンの開発では、 J-2ディーゼル燃料がBMW 109-718を含むいくつかのエンジンの燃料成分として使用されました。[59] J-2ディーゼル燃料はガスタービンエンジンの燃料としても使用されました。[59]
化学分析
化学組成
アメリカ合衆国では、石油由来の軽油は約75%の飽和炭化水素（主にn、iso、シクロパラフィンを含むパラフィン）と25%の芳香族炭化水素（ナフタレンとアルキルベンゼンを含む）で構成されています。[60]一般的な軽油の平均的な化学式はC 12 H 23で、およそC 10 H 20からC 15 H 28の範囲です。[61]
化学的性質
ほとんどのディーゼル燃料は冬の一般的な気温で凍結しますが、気温は大きく異なります。[62]石油ディーゼルは通常、-8.1 °C (17.4 °F) 前後で凍結しますが、バイオディーゼルは 2 ~ 15 °C (36 ~ 59 °F) の間で凍結します。[62]ディーゼルの粘度は温度が下がるにつれて著しく増加し、-19 ~ -15 °C (-2 ~ 5 °F) の温度ではゲルに変化し、燃料システム内を流れることができなくなります。従来のディーゼル燃料は、149 °C ~ 371 °C の温度で気化します。[37]
従来のディーゼル燃料の引火点は52～96℃で、ガソリンよりも安全ですが、火花点火エンジンには適していません。[63]ガソリンとは異なり、ディーゼル燃料の引火点はエンジン内での性能や自動着火性とは関係ありません。[37]
二酸化炭素の生成
ディーゼルの化学式はCである。
んH
2nディーゼルはさまざまな分子の混合物です。炭素のモル質量は 12 g/mol、水素のモル質量は約 1 g/mol なので、EN 590 ディーゼル燃料中の炭素の重量分率はおよそ 12/14 です。
ディーゼル燃焼の反応は次のように表されます。
2世紀
んH
2n+ 3nO ...
2⇌ 2n CO
2+ 2nH
2お
二酸化炭素は、酸素原子 2 個 (16 g/mol) と炭素原子 1 個 (12 g/mol) で構成されているため、モル質量は 44 g/mol です。したがって、12 g の炭素から 44 g の二酸化炭素が生成されます。
ディーゼルの密度は1リットルあたり0.838kgです。
すべてをまとめると、1 リットルのディーゼル燃料を燃焼することによって生成される二酸化炭素の質量は次のように計算できます。
この推定で得られた数値は、文献に記載されている値に近いものです。
ガソリンの密度は0.75kg/L、炭素原子と水素原子の比率は約6対14で、1リットルのガソリンを燃焼させた場合の炭素排出量の推定値は次のようになる。[64]
危険
硫黄の環境への危険性
かつて、ディーゼル燃料には硫黄が多く含まれていた。欧州の排出基準と優遇税制により、石油精製所はディーゼル燃料の硫黄含有量を大幅に削減せざるを得なくなった。欧州連合では、過去20年間に硫黄含有量が劇的に減少した。自動車用ディーゼル燃料は、欧州連合では規格EN 590でカバーされている。1990年代の規格では、硫黄含有量が最大2000 ppmまで許容されていたが、21世紀初頭のユーロ3規格の導入により、350 ppmまで制限が引き下げられた。2006年のユーロ4の導入により、制限は50 ppm（ULSD、超低硫黄ディーゼル）まで引き下げられた。2009年現在、欧州で施行されているディーゼル燃料の規格はユーロ5で、最大含有量は10 ppmである。[65]
米国では、 2006 年にULSDへの移行が開始され、2010 年 6 月 1 日から義務化されるなど、より厳しい排出基準が採用されています (ディーゼル排気ガスも参照)。
藻類、微生物、水質汚染
ディーゼル燃料中の藻類については多くの議論と誤解がなされてきました。藻類は生存と成長に光を必要とします。密閉された燃料タンクには日光が当たらないため、藻類は生存できませんが、一部の微生物は生存し、ディーゼル燃料を餌とすることができます。[66]
これらの微生物は、燃料と水の界面に生息するコロニーを形成します。暖かい気温では急速に増殖します。燃料タンクヒーターが設置されている場合は、寒い天候でも増殖する可能性があります。コロニーの一部が剥がれて、燃料ラインや燃料フィルターを詰まらせる可能性があります。[67]
燃料に水が含まれていると、燃料噴射ポンプが損傷する可能性があります。ディーゼル燃料フィルターの中には、水を捕らえるものもあります。ディーゼル燃料に水が混入すると、燃料タンク内で凍結する可能性があります。燃料を飽和させた凍結水は、燃料噴射ポンプを詰まらせることがあります。[68]燃料タンク内の水が凍結し始めると、ゲル化が起こりやすくなります。燃料がゲル化すると、温度が上昇して燃料が液体状態に戻るまで効果がありません。
道路の危険
ディーゼルはガソリンよりも燃えにくい。しかし、ゆっくりと蒸発するため、道路上にこぼれると車両が滑る危険がある。[69]軽い成分が蒸発すると、油っぽい膜が道路に残り、タイヤのグリップとトラクションが低下し、車両が横滑りする原因となる。トラクションの低下はブラックアイスバーンで発生するのと似ており、ラウンドアバウトではオートバイや自転車などの二輪車にとって特に危険な状況となる。
参照
参考文献
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燃料または灯油は、ディーゼル燃料または灯油に次のものが含まれている場合にのみ、このパラグラフ (b) の着色要件を満たします。(1) ディーゼル燃料または灯油 1,000 バレルあたり少なくとも 3.9 ポンドの固体染料標準ソルベント レッド 26 とスペクトル的に同等の濃度の染料ソルベント レッド 164 (他の染料は含まれません)。または (2) 長官が承認した種類および濃度の染料。
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外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ディーゼルに関連するメディアがあります。
- 米国労働省労働安全衛生局: 安全と健康に関するトピック: ディーゼル排気ガス