燃料・電池・エネルギー貯蔵素材のエネルギー密度を一覧で比較したいとき、体系的な早見表があると非常に便利です。
ガソリン・水素・リチウムイオン電池・全固体電池など、多様なエネルギー源の性能を正確に理解することは、技術選定・研究開発・設備設計において欠かせない知識です。
本記事ではエネルギー密度の早見表（比較表）を中心に、燃料別・電池別の詳細データ・理論値と実用値の違い・選定のポイントまでわかりやすく解説していきます。
エネルギー密度の早見表では燃料・電池・蓄電素材を一覧で比較できる
それではまず、エネルギー密度の総合早見表の全体像について解説していきます。
エネルギー密度の早見表は質量エネルギー密度（Wh/kg）・体積エネルギー密度（Wh/L）の両軸で整理するのが最も実用的です。
エネルギー密度の大小関係（質量ベース・概算）
水素（気体）＞ガソリン＞軽油＞エタノール＞天然ガス（LNG）＞リチウムイオン電池＞ニッケル水素電池＞鉛蓄電池
化学燃料はリチウムイオン電池の数十倍のエネルギー密度を持ちますが、変換効率・利便性・環境負荷などのトータルコストも考慮する必要があります。
エネルギー密度の数値だけで優劣を判断することはできません。
たとえば水素は質量エネルギー密度がきわめて高い一方、体積エネルギー密度は低く、貯蔵・輸送に特殊な設備が必要です。
用途・コスト・安全性・環境負荷を総合的に評価したうえでエネルギー源を選定することが実務では求められます。
燃料別エネルギー密度データ一覧
続いては、主要燃料のエネルギー密度データを詳しく確認していきます。
燃料のエネルギー密度は低位発熱量（LHV）または高位発熱量（HHV）のどちらで評価するかによって数値が異なります。
液体燃料のエネルギー密度
| 燃料 | 質量エネルギー密度（MJ/kg） | 体積エネルギー密度（MJ/L） | 主な用途 |
|---|---|---|---|
| ガソリン | 約44〜47MJ/kg | 約31〜34MJ/L | 自動車・航空機 |
| 軽油（ディーゼル） | 約43〜45MJ/kg | 約35〜38MJ/L | トラック・船舶 |
| 重油 | 約40〜43MJ/kg | 約39〜42MJ/L | 発電・船舶 |
| エタノール | 約26〜28MJ/kg | 約21〜23MJ/L | バイオ燃料・消毒 |
| メタノール | 約19〜22MJ/kg | 約15〜18MJ/L | 燃料電池・工業用 |
ガソリンと軽油はエネルギー密度がきわめて近く、輸送燃料として優れた特性を持っています。
バイオ燃料のエタノールは再生可能な点で注目されますが、エネルギー密度はガソリンの約60%程度にとどまります。
気体燃料・水素のエネルギー密度
| 燃料 | 質量エネルギー密度 | 体積エネルギー密度（常圧） | 特記事項 |
|---|---|---|---|
| 水素（H₂） | 約120〜142MJ/kg | 約0.012MJ/L | 高圧・液化で体積密度向上 |
| 天然ガス（CH₄） | 約50〜55MJ/kg | 約0.036MJ/L | LNGで22.5MJ/L |
| LPG（プロパン） | 約46〜50MJ/kg | 約25〜26MJ/L（液体） | 家庭・業務用燃料 |
| アンモニア | 約18〜22MJ/kg | 約11〜13MJ/L（液体） | 水素キャリア・燃料 |
水素の質量エネルギー密度はガソリンの約3倍と際立って高い一方、常圧ガス状態での体積エネルギー密度はきわめて低いという弱点があります。
水素を70MPaの高圧タンクに充填した場合の体積エネルギー密度は約5〜6MJ/Lまで向上しますが、それでもガソリンの約1/6程度にとどまります。
電池・蓄電素材別エネルギー密度データ一覧
続いては、電池・蓄電素材のエネルギー密度データを確認していきます。
電池のエネルギー密度は理論値と実用値で大きく異なるため、両者を区別して理解することが重要です。
電池別エネルギー密度の早見表（実用値）
| 電池種類 | 質量エネルギー密度（Wh/kg） | 体積エネルギー密度（Wh/L） | サイクル寿命（目安） |
|---|---|---|---|
| 全固体電池（目標） | 400〜500 | 1000以上 | 1000〜3000回以上 |
| リチウムイオン（NCM） | 200〜300 | 400〜700 | 500〜2000回 |
| リチウムイオン（LFP） | 120〜180 | 250〜450 | 2000〜5000回 |
| ニッケル水素（HEV用） | 60〜120 | 140〜300 | 1000〜2000回 |
| 鉛蓄電池 | 30〜50 | 60〜110 | 300〜500回 |
| ニカド電池 | 40〜60 | 50〜150 | 1000〜2000回 |
| スーパーキャパシタ | 5〜15 | 5〜15 | 100万回以上 |
スーパーキャパシタはエネルギー密度は極めて低いがサイクル寿命が100万回以上と圧倒的に長く、急速充放電が必要な用途に特化した蓄電素材です。
用途別に最適な電池を選定する際は、エネルギー密度だけでなくサイクル寿命・出力密度・コスト・安全性を総合評価することが不可欠です。
エネルギー密度の理論値と実用値の違いと選定指標
続いては、エネルギー密度の理論値と実用値の違い・実際の選定で重視すべき指標を解説していきます。
電池や燃料の技術仕様を読み解くうえで、理論値と実用値の乖離を正しく理解することは非常に重要です。
理論値と実用値が乖離する理由
理論エネルギー密度は電気化学反応の活物質だけを計算した値であり、実際には電解質・セパレータ・集電体・パッケージ材料などの重さ・体積が加算されます。
さらに安全機構（圧力弁・過充電保護回路）の追加、設計上の放電深度の制限（過充放電防止）なども実用値を理論値より低くする要因です。
一般にリチウムイオン電池の実用値は理論値の30〜50%程度にとどまることが多いとされています。
エネルギー源選定のための総合指標
実際のシステム設計・製品選定では、エネルギー密度以外にも以下の指標を組み合わせて評価することが重要です。
出力密度（W/kg）：瞬間的に取り出せる電力の大きさ（急加速・回生充電などに重要）
サイクル寿命（回）：充放電を繰り返せる回数（LFP系は5000回以上）
コスト（円/kWh）：初期コストと長期ランニングコストの両方を評価
安全性：熱暴走・発火リスクの低さ（LFP・全固体電池が優位）
環境負荷：製造・廃棄時のCO₂排出・有害物質含有量
エネルギー密度のみを追求すると安全性・コスト・寿命が犠牲になることがあるため、ユースケースに応じたバランスが求められます。
たとえばEVの長距離走行にはNCM系の高エネルギー密度電池、バスや物流車両には長寿命・安全性重視のLFP系というように、用途に応じた選定が普及しつつあります。
まとめ
本記事では、燃料・電池・蓄電素材のエネルギー密度早見表を中心に、データの読み方・理論値と実用値の違い・選定指標まで幅広く解説しました。
燃料はリチウムイオン電池の数十倍の質量エネルギー密度を持つ一方、電池は変換効率・利便性・安全性に優れており、用途に応じた使い分けが重要です。
全固体電池が実用化されれば電池のエネルギー密度は大きく向上し、EVや電子機器の性能革新が期待されます。
エネルギー密度の早見表を活用し、燃料・電池の選定や技術比較にお役立ていただければ幸いです。
