再生可能エネルギーをベースにしたグリーン水素・アンモニア製造システムの設計と性能分析

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

🔬研究者:The dynamic renewable-hydrogen-ammonia model with capacity sizing offers a replicable framework for future system optimization studies.

🏢実務担当者:The cost estimates and system design can guide feasibility analyses for small-scale green ammonia projects in remote or off-grid locations.

🏛政策担当者:The levelized cost ranges (H2: 3.8-4.5 USD/kg, NH3: 680-820 USD/ton) help calibrate subsidy targets and infrastructure planning.

<title>抄録</title> <p>低炭素エネルギーシステムへの移行は、持続可能なエネルギーキャリアとしてのグリーン水素とアンモニアへの関心を加速させている。本研究は、電気分解による水素製造とその後のアンモニアへの変換のための統合再生可能エネルギーシステムの設計と性能評価を提示する。ハイブリッド太陽光発電と風力発電の構成は、MATLABおよびSimulinkでモデル化され、プロトン交換膜電解槽に電力を供給し、その後、水素貯蔵とハーバー・ボッシュ合成が行われる。目的は、変動する再生可能エネルギー条件下でのシステム性能を評価し、技術的および経済的実現可能性の両方を定量化することである。シミュレーション結果は、定格電解槽容量100 kWにおいて、システムが約48〜52 kg/日の水素を生産し、これが約270〜300 kg/日のアンモニア生産を支え、変換効率は約20〜21パーセントであることを示している。再生可能エネルギー入力からアンモニア出力までの全体のエネルギー変換効率は、28〜34パーセントであることが判明した。推定される水素の均等化コストは3.8〜4.5 USD/kgの範囲であり、アンモニア生産コストは680〜820 USD/トンの範囲で変動する。この研究の新規性は、水素バッファリングと技術経済評価を組み合わせた、再生可能エネルギー変動性の統合動的モデリングにある。提案された枠組みは、システム挙動の現実的な表現を提供し、グリーンアンモニア生産システムの実現可能性を改善するための洞察を提供する。</p>

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。

<title>Abstract</title> <p>The transition toward the low carbon energy systems has accelerated the interest in the green hydrogen and the ammonia as the sustainable energy carriers. This study presents the design and the performance evaluation of the integrated renewable based system for the hydrogen production through electrolysis and the subsequent conversion to the ammonia. The hybrid solar photovoltaic and wind configuration is modeled in MATLAB and Simulink to supply the power to the proton exchange membrane electrolyzer, followed by the hydrogen storage and the Haber–Bosch synthesis. The objective is to assess the system performance under the variable renewable conditions and to quantify both the technical as well as the economic feasibility. The simulation results indicate that the system produces approximately 48–52 kg/day of hydrogen at the rated electrolyzer capacity of 100 kW, where this supports the ammonia production in the range of 270–300 kg/day, with the conversion efficiency of about 20–21 percent. The overall energy conversion efficiency from the renewable input to the ammonia output is found to be 28–34 percent. The estimated levelized cost of hydrogen ranges between 3.8 and 4.5 USD/kg, while the ammonia production costs vary from 680 to 820 USD/ton. The novelty of this work lies in the integrated dynamic modeling of the renewable variability, coupled with the hydrogen buffering and the techno economic assessment. The proposed framework offers the realistic representation of the system behaviour and provides the insights into improving the feasibility of the green ammonia production systems.</p>

• Research Square https://doi.org/10.21203/rs.3.rs-9593284/v1first seen 2026-05-14 21:23:22 · last seen 2026-05-19 04:31:04