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鉄鋼製造の再生可能エネルギー統合による脱炭素化:モバラケ鉄鋼会社の技術的、経済的、環境的評価

Decarbonizing Steel Manufacturing Through Renewable Energy Integration: Technical, Economic and Environmental Assessment of Mobarakeh Steel Company (原題)

Farid Salehi‐Moorkani, I. Sadeghkhani

IET Renewable Power Generation📚 査読済 / ジャーナル2026-01-01#エネルギー転換経営インパクト: コスト削減対象セクター: manufacturing
DOI: 10.1049/rpg2.70294
原典: https://doi.org/10.1049/rpg2.70294

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究はイランのモバラケ鉄鋼会社を事例に、再生可能エネルギー(太陽光・風力)と蓄電池、ディーゼル発電機、系統電力を組み合わせたハイブリッドシステムをHOMER Proでシミュレーションした。コスト最適構成では87.4%の再生可能エネルギー比率を達成し、LCOEがマイナスとなる。環境最適構成では年間排出量を32万トンに削減可能だが、蓄電池導入は経済性を低下させる。鉄鋼業の脱炭素化における経済性と環境性のトレードオフを示す実証研究である。

English

This paper presents a techno-economic and environmental case study of integrating renewable energy (PV, wind, battery) into the power supply of Mobarakeh Steel Company in Iran using HOMER Pro. The cost-optimal configuration achieves 87.4% renewable penetration with negative LCOE, while the environmentally optimal scenario reduces annual emissions to 321,997 tons. Results highlight the trade-off between economic and environmental objectives in industrial decarbonization.

Unofficial AI-generated summary based on the public title and abstract. Not an official translation.

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本の鉄鋼業界(日本製鉄など)はSSBJ開示やカーボンニュートラル目標の下で再生可能エネルギー導入を進めており、本論文の実証分析はコストと排出削減のトレードオフを定量的に示す点で参考になる。特に、自家発電と系統電力の最適組み合わせを検討する際のモデリング手法は実務上有用である。

In the global GX context

This case study provides empirical evidence on decarbonizing steel manufacturing through renewable energy integration, a key challenge for global steelmakers under ISSB/CSRD climate disclosure. The trade-off analysis between cost and emissions offers insights for industrial energy transition strategies and policy design.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Demonstrates a HOMER Pro-based modeling framework for renewable integration in steel manufacturing, with sensitivity analysis that can be replicated for other industrial contexts.

🏢実務担当者:Provides quantitative insights on cost and emission trade-offs for steel companies considering on-site renewable energy systems, including the impact of battery storage on economics.

🏛政策担当者:Highlights the potential for significant emission reductions in the steel sector through renewables, but also the need to address economic barriers such as storage costs.

📄 抄録(日本語訳)

鉄鋼業界は世界の排出量の約7.2%を占めており、その脱炭素化はネットゼロ目標の達成における重要な課題である。本研究は、イランのMobarakeh Steel Companyの電力供給システムに再生可能エネルギー源(RES)を統合する実世界の技術経済的・環境的ケーススタディを提示する。太陽光発電(PV)パネル、風力タービン、バッテリー貯蔵、ディーゼル発電機、系統接続からなるハイブリッドエネルギーシステムをHOMER Proを用いてモデル化する。正味現在価値(NPC)、均等化発電原価(LCOE)、再生可能エネルギー普及率、排出量に基づいて、12の異なるエネルギーシナリオを評価する。さらに、負荷変動がシステム性能に与える影響を調査するため、感度分析を実施する。結果は、コスト最適構成がNPC $‐5629MとLCOE −0.0034 $/kWhを達成し、需要の87.4%を再生可能源から供給することを示す。対照的に、環境最適シナリオは年間排出量を321,997トンに削減し、従来の供給システムと比較して大幅な削減を表す。しかし、バッテリー貯蔵を組み込むと、経済的性能を犠牲にしてシステム信頼性が向上する。これらの知見は、産業用エネルギーシステムにおける経済的目標と環境的目標の間の重要なトレードオフを浮き彫りにし、慎重に設計されたRESベースのハイブリッドシステムが大規模鉄鋼生産における持続可能性とエネルギー自立を大幅に向上させ得ることを実証する。

AI 翻訳(deepseek-v4-flash)。 正確を期す場合は下の原文を参照してください。

📄 Abstract(原文)

Decarbonizing the steel industry, which accounts for approximately 7.2% of global emissions, is a critical challenge in achieving net‐zero targets. This study presents a real‐world techno‐economic and environmental case study of integrating renewable energy sources (RESs) into the power supply system of the Mobarakeh Steel Company in Iran. A hybrid energy system consisting of photovoltaic (PV) panels, wind turbines, battery storage, diesel generators and grid connection is modelled using HOMER Pro. Twelve different energy scenarios are evaluated based on net present cost (NPC), levelized cost of energy (LCOE), renewable energy penetration and emissions. In addition, a sensitivity analysis is conducted to investigate the impact of load variations on system performance. The results indicate that the cost‐optimal configuration achieves an NPC of $‐5629M and an LCOE of −0.0034 $/kWh, while supplying 87.4% of the demand from renewable sources. In contrast, the environmentally optimal scenario reduces annual emissions to 321,997 tons, representing a significant reduction compared to conventional supply systems. However, incorporating battery storage increases system reliability at the expense of economic performance. The findings highlight a critical trade‐off between economic and environmental objectives in industrial energy systems and demonstrate that carefully designed RES‐based hybrid systems can significantly enhance sustainability and energy independence in large‐scale steel production.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。