液化とカルシウムルーピングによる二重CO2回収を活用したメタン・アンモニア・炭素貯蔵によるエネルギー安全保障の強化

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

🔬研究者:Provides a detailed 4E analysis of an integrated wind-biomass system with dual CO2 capture, offering a benchmark for future optimization studies.

🏢実務担当者:Offers insights into the techno-economic performance of CCUS-integrated polygeneration, useful for feasibility assessments in renewable energy projects.

🏛政策担当者:Highlights the potential of integrated renewable and CCUS systems for enhancing energy security and meeting climate targets, informing policy support for such technologies.

風力エネルギーと嫌気性消化からのポテンシャルを活用した統合システムを、電力、メタン、アンモニア、二酸化炭素の同時生産のために開発する。液化とカルシウムルーピングに基づく二重CO 2回収戦略により、貯蔵可能かつ利用可能な形態の両方で効率的な炭素回収が可能となる。主な新規性は、これらの相補的な回収経路を単一の風力–バイオマス枠組み内で相乗的に統合し、炭素回収、利用、貯蔵を可能にすることである。システムはさらに、定常状態の仮定を超えた風力間欠性の影響を評価するために、NASA MERRA-2の時間別風力データの8784時間を用いて評価される。包括的な4E分析（エネルギー、エクセルギー、経済、環境）が実施される。基準条件下では、システムはエクセルギー効率37.47%、正味出力4358 kW、比製品コスト38.37 $/GJを達成し、回避CO 2ベースの環境指標は0.5654 kg CO 2 /kWhである。生産速度には、液体CO 2 0.09296 kg/s、ガス状CO 2 0.7223 kg/s、メタン0.01323 kg/s、アンモニア0.00907 kg/sが含まれる。風力タービンが最も高いエクセルギー破壊を示す一方、カルシウムルーピングがシステムコストを支配する。回収期間は6.47年と推定される。シナリオ固有の選択された最適解にわたって、最適化によりエクセルギー効率は最大47%まで、正味出力は最大4744 kWまで、回避CO 2ベースの環境指標は最大0.5998 kg CO 2 /kWhまで、液体CO 2（最大0.1301 kg/s）、ガス状CO 2（最大0.7249 kg/s）、アンモニア生産（最大0.0262 kg/s）まで増加し、総比製品コストは35.96 $/GJまで低減する。

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。

An integrated system utilizing potential from wind energy and anaerobic digestion is developed for the simultaneous production of electricity, methane, ammonia, and carbon dioxide. A dual CO 2 capture strategy based on liquefaction and calcium looping enables efficient carbon recovery in both storable and utilizable forms. The main novelty is the synergistic integration of these complementary capture pathways within one wind–biomass framework, enabling carbon recovery, utilization, and storage. The system is further assessed using 8784 h of NASA MERRA-2 hourly wind data to evaluate wind-intermittency effects beyond a steady-state assumption. A comprehensive 4E analysis (energy, exergy, economic, and environmental) is conducted. Under baseline conditions, the system achieves an exergy efficiency of 37.47%, net power output of 4358 kW, and a specific product cost of 38.37 $/GJ, with an avoided CO 2 -based environmental index of 0.5654 kg CO 2 /kWh. Production rates include 0.09296 kg/s liquid CO 2 , 0.7223 kg/s gaseous CO 2 , 0.01323 kg/s methane, and 0.00907 kg/s ammonia. The wind turbine shows the highest exergy destruction, while calcium looping dominates system cost. The payback period is estimated at 6.47 years. Across the scenario-specific selected optima, optimization increases exergy efficiency up to 47% and net power output up to 4744 kW, the avoided CO 2 -based environmental index up to 0.5998 kg CO 2 /kWh, liquid CO 2 (up to 0.1301 kg/s), gaseous CO 2 (up to 0.7249 kg/s), and ammonia production (up to 0.0262 kg/s), while reducing total specific product cost down to 35.96 $/GJ.

• openalex https://doi.org/10.1016/j.energy.2026.142064first seen 2026-07-28 05:06:44