エネルギー可変型水素技術のデータ駆動型技術経済評価

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

🔬研究者:Offers validated methodologies for optimizing hydrogen production costs and system design under variable renewable energy.

🏢実務担当者:Provides decision support for investment in hydrogen plants, including PPA structures and microgrid configurations.

🏛政策担当者:Evaluates alternative regulatory pathways for renewable hydrogen certification and market integration.

環境破壊の加速的な勢いと規模の拡大は、温室効果ガス排出を大幅に削減し、気候変動の悪影響を抑制する必要性を強調している。再生可能水素は、温室効果ガス排出の包括的な削減における極めて重要な構成要素と見なされている。REPowerEUやドイツ国家水素戦略などの多様な戦略にもかかわらず、持続可能な水素経済の構築は、極めて複雑かつ多面的な状況下で情報に基づいた意思決定を行わなければならない関係するエネルギー政策立案者、投資家、事業者にとって、大きな技術経済的課題をもたらしている。変動する再生可能電力の十分な活用のためのエネルギー柔軟な運用の必要性、ますます複雑化・ハイブリッド化する技術スタック、そして規制上の不確実性を考慮すると、水素製造における重大な技術経済的ハードルは十分に対処されていない。ビジネス・情報システム工学の分野に位置づけられる本論文は、持続可能な水素経済を促進する代替的な規制枠組みの探求において情報システムを活用するために、技術経済的評価方法論ならびにエネルギー政策の観点に焦点を当てている。本博士論文は5つの研究論文で構成され、エネルギー政策立案者、エネルギー柔軟な水素技術への投資家、システム運用者の意思決定を支援する方法論的ツールとデータ駆動型評価を集合的に開発する。第一に、変動する電力価格下でのエネルギー柔軟な運用の経済的・生態学的価値を評価する。第二に、バッテリーエネルギー貯蔵システムを備えた電力購入契約を活用した相乗的な電力調達のための技術経済的方法論的枠組みを提示し、水素の均等化コストを低減する。さらに、急速充電とオンサイトでの水素製造・補給サービスを移動用途に同時に提供するマルチエネルギー・マイクログリッドの設計と運用のための最適化アプローチを紹介する。最後に、再生可能電力生成と電気分解の間の地理的相関の構成、ならびに卸売市場統合型の電力調達戦略を検討することにより、再生可能エネルギー指令の代替的な規制経路を探求する。本論文の主な目的は、まだ完全には脱化石燃料化されていないエネルギーシステムに組み込まれたエネルギー柔軟に運用される水素技術に関する理論的・実践的知識を前進させることである。したがって、本論文は、エネルギー柔軟な水素インフラの設計・運用戦略の技術経済的評価を実施するための概念的枠組みを提供し、進化する規制枠組みの下での投資と展開に関する現実世界の意思決定を支援する。これらの課題に対処することにより、本研究は持続可能な水素経済の立ち上げと温室効果ガス排出の削減に貢献し、それによって国際的、欧州的、およびドイツの政策と整合する。

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。

The accelerating momentum and magnitude of negative environmental disruptions emphasize the necessity to significantly reduce greenhouse gas emissions and limit the adverse consequences of climate change. Renewable hydrogen is considered a pivotal component for holistic greenhouse gas emission mitigation. Despite manifold strategies, such as REPowerEU and the German National Hydrogen Strategy, establishing a sustainable hydrogen economy poses considerable techno-economic challenges for involved energy policymakers, investors, and operators who must reach informed decisions in highly complex and multifaceted contexts. Given the need for energy-flexible operation to sufficiently utilize fluctuating renewable electricity, increasingly complex and hybrid technology stacks, and regulatory uncertainties, significant techno-economic hurdles for hydrogen production are not adequately addressed. Embedded in the Business and Information Systems Engineering discipline, this thesis focuses on techno-economic evaluation methodologies, as well as an energy policy perspective, to leverage information systems in the exploration of alternative regulatory frameworks that facilitate a sustainable hydrogen economy. The dissertation comprises five research papers that collectively develop methodological instruments and data-driven assessments to support decision-making among energy policymakers, investors in energy-flexible hydrogen technology, and system operators. First, it assesses the economic and ecological value of energy-flexible operation under volatile electricity prices. Second, it presents a techno-economic methodological framework for synergetic electricity procurement utilizing power purchase agreements with battery energy storage systems to reduce the levelized cost of hydrogen. Further, it introduces an optimization approach for the design and operation of multi-energy microgrids that simultaneously provide fast charging and on-site hydrogen production and refueling services for mobility applications. Finally, it explores alternative regulatory pathways for the Renewable Energy Directive by examining configurations for geographical correlation between renewable electricity generation and electrolysis, as well as wholesale market-integrated electricity procurement strategies. The major objective of this thesis is to advance both theoretical and practical knowledge towards energy-flexible operated hydrogen technologies embedded in not yet fully defossilized energy systems. Thus, this thesis provides a conceptual framework to conduct techno-economic evaluations of design and operational strategies for energy-flexible hydrogen infrastructures, supporting real-world decision-making for investments and deployment under evolving regulatory frameworks. By addressing these challenges, this research contributes to a sustainable hydrogen economy ramp-up and to mitigating greenhouse gas emissions, thereby aligning with international, European, and German policies.

• openalex https://doi.org/10.15495/epub_ubt_00009368first seen 2026-07-28 05:00:30