排出ペナルティ厳格化下における船上炭素回収システムのサロゲートモデルを用いた技術経済最適化
Techno-economic optimization of onboard carbon capture systems under escalating emission penalties using surrogate models (原題)
Minsoo Choi, Jinyeong Jeong, Daejun Chang
🤖 gxceed AI 要約
日本語
LNG燃料VLCCに搭載する船上炭素回収システム（OCCS）について、設計と運用を同時最適化する多期間フレームワークを構築。ガウス過程回帰サロゲートが高精度でプロセスシミュレーションを代替し、余剰ユニット取引価格が導入可否と規模を決定づけることを示した。GFI規制の厳格化だけでは回収量は必ずしも増えず、余剰ユニット価格が304USD/トン以上で経済性が成立する。
English
This study develops a hierarchical multi-period framework jointly optimizing onboard carbon capture system (OCCS) design and operation for an LNG-fueled VLCC, using Gaussian-process-regression surrogates to replace rate-based simulations. Results show surplus-unit trading price determines adoption: economical at 304 USD/ton CO2eq and above, but not at 266 USD/ton or below. Tightening GFI trajectories alone does not necessarily increase capture due to parasitic energy effects.
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
海運は日本にとって国際競争力と直結する分野であり、IMOのGFI規制や炭素価格メカニズムは国内造船・海運各社の戦略に直結する。本論文はOCCSの経済性閾値を定量的に示し、日本企業が脱炭素投資判断を行う際の参照点を提供する。
In the global GX context
As IMO tightens GHG fuel-intensity requirements, this paper quantifies the price thresholds at which onboard carbon capture becomes economically viable, informing transition finance and fleet decarbonization strategies globally. It bridges engineering optimization with carbon pricing mechanisms relevant to maritime decarbonization policy.
👥 読者別の含意
🔬研究者:OCCSの設計・運用同時最適化とサロゲートモデル活用の手法論を提供し、炭素価格下での技術選択を分析する枠組みを示す。
🏢実務担当者:余剰ユニット取引価格がOCCS導入の経済性を左右するため、海運・造船企業は炭素価格シナリオに応じた投資判断が可能となる。
🏛政策担当者:GFI規制の厳格化のみでは回収量が増えない可能性があり、余剰ユニット市場設計や炭素価格設定が技術普及に与える影響を考慮すべき。
📄 Abstract（原文）
Onboard carbon capture systems (OCCSs) are emerging as a medium-term response to progressively tightening greenhouse-gas fuel-intensity (GFI) requirements, motivating assessment of appropriate capacity and operation. This study develops a hierarchical multi-period framework that jointly determines one-time OCCS design and annual operation. Gaussian-process-regression surrogates efficiently replace rate-based process simulations, and the framework is applied to a liquefied-natural-gas-fueled very large crude carrier with a 30 wt% monoethanolamine process. On independent test sets, the surrogates achieved coefficients of determination of at least 0.9992 and mean absolute percentage errors of at most 2.01 %. Without surplus-unit trading, the optimum treats 30.0 % of the highest-load main-engine exhaust and matches capture heat demand primarily to recovered waste heat, reducing life cycle cost by 7.9 % relative to compliance without capture. Tightening the GFI trajectory alone does not necessarily increase capture because capture energy also affects attained GFI. When surplus units are traded, their price determines adoption and scale: installation is economical at 304 USD/ton CO2eq and above but not at 266 USD/ton CO2eq and below, while 342 USD/ton CO2eq drives the designs in all three regulatory scenarios to the maximum available main-engine exhaust flow. At 380 USD/ton CO2eq , gross lifetime capture increases from 199 to 634 kton relative to no trading, but net greenhouse gas avoidance increases only from 147 to 325 kton as parasitic emissions rise. Under the assumed immediate-sale surplus-unit market, the prescribed surplus-unit price and net emissions strongly influence OCCS value alongside the target trajectory.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- openalex https://doi.org/10.1016/j.enconman.2026.122271first seen 2026-10-16 04:58:54
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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。