訂正：ドイツの海上需要向け将来の水素ベース燃料サプライチェーン経路のエネルギー効率

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

🔬研究者:Provides comparative energy efficiency data for hydrogen, ammonia, and methanol supply chains, useful for techno-economic modeling.

🏢実務担当者:Informs decisions on fuel selection and supply chain infrastructure for maritime decarbonization.

🏛政策担当者:Highlights the role of pipeline infrastructure and import dependencies in achieving maritime emission reduction targets.

海運は世界の貿易総量の80%を占めている（IEA 2023a）。世界貿易を牽引する国際海運は、世界のエネルギー関連二酸化炭素（CO2）排出量の約2%を占めている（IEA 2023b）。さらに、国際海事機関によって確立された2050年までの国際海運における温室効果ガス（GHG）ネットゼロ排出目標を達成するためには、複数の脱炭素化対策の実施が必要である（IMO 2024）。水素ベースの燃料サプライチェーンは、この移行の過程に大きく影響を与えるであろう。移行におけるその他の関連側面としては、船隊の準備状況、燃料の利用可能性、代替海運燃料に関するIMOガイドラインの採用がある。ClarksonのGreen Technology Tracker（Gordon 2024）によると、代替燃料対応船舶の割合は増加傾向にあり、2024年第1四半期に発注されたトン数の41%が代替燃料対応であった。代替二元燃料船は合計310隻が発注され、その内訳はLNG二元燃料船109隻、メタノール49隻、LPG42隻、アンモニア15隻、水素4隻であった。水素およびその誘導体の展開シナリオにおいて、アンモニアとメタノールは、環境および経済的なライフサイクル考察に基づいて提案された2つの代替海運燃料である。一方、水素は、小型、中型、および短距離航路の船舶にとって有望な燃料となり得る（Raucci et al. 2023; Kanchiralla et al. 2024）。 ドイツは2030年までに最大10GWの電解能力という野心的な目標を設定しているが、国内生産のみでは水素需要を満たすのに十分ではなく、相当量を輸入する必要があることを意味する（Dertinger et al. 2022）。これに続き、2030年と2050年におけるドイツのアンモニアおよびメタノールを含む水素誘導体の将来の総需要もまた、輸入要件を示すであろう。多くの研究が、これらの燃料のグローバルサプライチェーンの技術経済的側面に取り組んできた。（Song et al. 2022）は、水素、アンモニア、メタノール、および天然ガスの海上サプライチェーンのエネルギー効率の比較研究を示し、アンモニアは62.31%、メタノールは65.67%、水素は47.78%のエネルギー効率であった。アンモニアとメタノールは、エネルギー損失が低く効率的な長距離輸送が可能なため、LNGを代替する可能性を示した。水素は、競争力を高めるために効率的なBOG処理システムを必要とする。彼らは、これらのエネルギーキャリアが再生可能エネルギーを海を越えて輸送できると結論付けたが、さらなる分析が必要である。ただし、この論文で示された効率は、主にCCSを伴わない天然ガスベースの生産経路に関するものであった。（Noh et al. 2023）は、圧縮水素ガス、液体水素、LOHC、およびアンモニアについて、特に船舶ベースの輸送に焦点を当てて、LCAを通じて環境影響を分析した。注目すべきは、上記のすべての誘導体が圧縮水素ガスに変換され、方法論の境界条件を形成していることである。彼らは、輸送距離100kmのサプライチェーンのエネルギー効率が41〜57%の範囲であると報告した。しかし、輸送距離が10,000kmに増加すると、効率は18〜22%に低下する。水素および誘導体輸送のエネルギー効率に関する以前の調査では、42〜65%の範囲の値が報告されている（水素製造のグリーン、ブルー、グレーの経路を含む）（Ishimoto et al. 2020; Al-Breiki and Bicer 2020b; Song et al. 2022; Noh et al. 2023; Staudt et al. 2024）。しかしながら、これらの燃料の海上輸送および利用、特にアンモニアとメタノールの海運燃料としての直接使用、ならびに関連するバンカリング作業とインフラストラクチャーの理解に関しては、文献にギャップが残っている。本研究は、ノルウェーとドイツ間の既存のパイプラインインフラを活用して、近未来の2030年シナリオと、新規パイプラインの建設が検討される可能性のある2050年シナリオを実証する。（Staudt et al. 2024）は輸入に焦点を当てており、輸送に主眼を置き輸入国の特定の需要や輸出国の供給目標を考慮しない他の研究とは対照的である。この研究は合成アンモニアとメタノールを対象としているが、その分析は水素製造後のサプライチェーンプロセスに限定されている。（Sens et al. 2024）（Rahmat et al. 2023）は、水素の輸送ベクターとしてのアンモニアまたはメタノールの使用と、それらの陸上での利用に焦点を当てた。本論文は、アンモニアとメタノールを代替海運燃料として直接利用する可能性を実証し、これにより前述のギャップを埋めるものである。また、ウィルヘルムスハーフェン特定港のバンカリング作業も考慮している。 経済的実現可能性を考慮する場合、研究は、大型輸送、航空、鉄鋼製造などの部門における水素輸送と利用のコストを評価してきた（Ratnakar et al. 2021; Sens et al. 2024; Ishimoto et al. 2020）。圧縮水素ガスのサプライチェーンは、特に直接水素サプライチェーンへの場合に、全体的な供給コストが最も低いことが見出されている。これは、LNG液体水素キャリアが、そのエネルギーと限られた水素容量のために供給を有するためである（Sens et al. 2024）。しかしながら、海上輸送の場合、アンモニアやメタノールなどの燃料は、メタノールをドイツに輸入する、または水素をドイツに輸入してメタノールにするためのものではない。しかし、サプライチェーンにおけるプロセスのエネルギー効率は、水素製造、水素製造は、2030年までに、さらに2050年までに、そして2024年までに、からのものではない。コストは水素製造に依存する。これは、新規インフラの文脈における輸入のを、が2024年までに、水素およびアンモニア輸送のインフラについて、最大で、kmについては、そして容量を持つものについてである。しかしながら、既存パイプラインのおよび海運に基づく輸送は、海運燃料に焦点を当てて、既存のものから、本論文はこのギャップを2030年と2050年の観点から埋めるものである。らは、メタノール、液体アンモニア、およびの潜在的な国際輸送に関する海運へのコストを分析し、メタノールが最も低い水素輸送コストを有し、アンモニアがそれに続き、さらに、海運はまた、およびに基づいており、およびに依存しており、ら2024年）によって報告されている。アンモニアおよび燃料の潜在的な輸送は、液体水素と比較した場合に、となることが。輸送は、輸入国における全体的なエネルギー供給コストの一部を占める。研究は、からの効率的なエネルギーに焦点を当てており、潜在的な生産とを備えた輸入国から輸入することが、この中にある。このの観点から、提示されたの目的は、燃料供給の輸送とバンカリングを考慮した、海運燃料のサプライチェーン効率を、水素ガス、アンモニア、およびメタノールについて明らかにすることである。アンモニアとメタノールは、輸送およびインフラストラクチャーに関して確立されている。一方、水素ガスは、天然ガス用に設計されたものも、および後に、およびらによって、この水素は、再生可能エネルギーを用いた電気分解によるものであり、水素として、または、およびを用いて水素として（ら2022年）。この水素は、からのガス状であり、アンモニアおよびメタノールを含む水素誘導体は、これらの国々で製造され、ドイツに輸送される。アンモニアとメタノールは、水素に変換することなく海運燃料として使用できる。ノルウェーとドイツ間のパイプラインインフラは、圧縮水素ガスの潜在的な輸送手段として提案されており、2030年と2050年の水素および、およびの需要と、からの供給と輸送を考慮すると、水素需要は、海事および航空部門が、2050年までに合計約の需要に依存することになる。2050年には、輸送における需要は、ドイツにおけるガス状水素の総需要は、2050年までにとの間で増加する可能性がある（ら）。潜在的な水素は、ドイツ全土の海事におけるその需要を、2030年までに、そして約のエネルギー量の平均によって、である。これのためのは、国際的な輸送によって15%、海上輸送によって%（ら）による研究に基づいて、2024年までに、そして、ドイツに輸入される海運燃料のサプライチェーンとして、ノルウェーはその水素を、そして水素製造に、水素は2つの海上輸送およびのために、らノルウェーは、の時点で約の水素を有しており、ノルウェーと間の既存の天然ガスインフラが存在し、水素に、これらのを水素を輸送するために利用する可能性がある。再生可能エネルギーの約は、2の範囲で、のためのを備えており、潜在的なは、特定の容量を持つに限定されている。約ののでは、水素の生産拠点として、2022年に約がに供給される可能性がある。2050年までに水素という目標を掲げ、輸送コストが低いことから、のための機会が、港のおよびの文脈における水素の、およびの需要を満たすためのアンモニア、そして燃料としての海事における、合成アンモニアの、および合成メタノールの、および水素の、アンモニアおよびメタノールの製造のの、それらの水素は、アンモニアの場合、のコストは、将来的に、そしてメタノールの場合、製造コストの一部は、から2030年までにのコスト、2050年までにのコスト、そして水素製造における国際的なものとして機能し得る。約の、2の、および2の。再生可能エネルギーは、%および%に基づく生産に、それらの港へのおよびkmの、水素およびそのための。液体水素の場合、その誘導体は、らによって、水素のためのら2023年）は、ドイツへの水素製造および輸送のコストを、これは、再生可能エネルギーに基づく水素製造とその輸送のためのによって、天然ガスの使用とkmのパイプライン距離を、代替海運燃料、具体的にはメタノールとアンモニアを、そのサプライチェーンに供給することを。分析は、境界と輸入経路のを対象としており、将来に適応される可能性があり、サプライチェーンに関するこのは、需要、輸出国の水素再生可能エネルギー、およびパイプラインおよびを含む輸送に基づいている。分析および水素は、の観点に基づいている。ノルウェーとの場合、2030年の水素の割合は、これらの国々に天然ガスが存在するためである。水素へののは、既存の文献（ら2023年）から得られており、wに関連するものに見られる。

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。

Maritime transport accounts for 80 % of the total volume of global trade (IEA 2023a). International Shipping which drives the global trade, accounts for approximately 2 % of global energy-related carbon dioxide (CO2) emissions (IEA 2023b). Moreover, to achieve the net-zero greenhouse gas (GHG) emissions target for international shipping by 2050, as established by the International Maritime Organization, the implementation of multiple decarbonization measures is necessary (IMO 2024).Hydrogen-based fuel supply chains shall significantly influence the course of this transition. Other relevant aspects in the transition are fleet readiness, fuel availabilty and adoption of IMO guidelines for alternative maritime fuels. According to Clarkson's Green Technology Tracker (Gordon 2024), the proportion of alternative-fuel capable vessels has been folowing an increasing trend, with 41 % of the tonnage ordered in the first quarter of 2024 being alternative fuel capable. Orders were placed for a total of 310 alternative dual-fuel ships, including 109 LNG dual-fuel ships, 49 for methanol, 42 for LPG, 15 for ammonia, and 4 for hydrogen. In the scenario of deployment of hydrogen and its derivatives, ammonia and methanol are the two proposed alternative maritime fuels based on environmental and economic life cycle considerations. Hydrogen, on the other hand, could be a promising fuel for small, medium-size, and short-range ships (Raucci et al. 2023;Kanchiralla et al. 2024).Germany has set an ambitious target of up to 10 GW electrolysis capacity by 2030; however, domestic production alone will not be sufficient to meet its hydrogen demand, meaning substantial amounts will need to be imported (Dertinger et al. 2022). Following this, the total future demand of hydrogen derivatives, including ammonia and methanol, in Germany in 2030 and 2050, will also exhibit import requirements. Many studies have addressed the techno-economic aspects of global supply chains of these fuels. (Song et al. 2022) presented comparative study of energy efficiency of the maritime supply chains for hydrogen, ammonia, methanol, and natural gas with energy efficiency of 62.31 % for ammonia, 65.67 % for methanol and 47.78 % for hydrogen. Ammonia and methanol showed potential to replace LNG due to lower energy losses and efficient long-distance transport. Hydrogen requires efficient BOG handling systems to increase competitiveness. They concluded that these energy carriers could transport renewable energy across seas, but further analyses are needed. Although, the efficiency presented in this paper was for a majorly natural gas-based production pathway without CCS. (Noh et al. 2023) analyzed the environmental impact through LCA for compressed gaseous hydrogen, liquid hydrogen, LOHC and Ammonia, specifically focusing on ship-based transportation. Notably, all the above-mentioned derivatives are converted back to compressed gaseous hydrogen, forming the boundary condition of the methodology. They reported energy efficiency of supply chain for a shipping distance of 100 km ranges to be between 41-57 %. However, as the transport distance increases to 10,000 km efficiency decreases to 18-22 %. Previous investigations of the energy efficiency of hydrogen and derivatives transport, reported value ranging from 42-65% (including green, blue, grey pathways of hydrogen production) (Ishimoto et al. 2020;Al-Breiki and Bicer 2020b;Song et al. 2022;Noh et al. 2023;Staudt et al. 2024). However, there remains a gap in the literature concerning the maritime transport and utilization of these fuels, particularly in understanding the direct use of ammonia and methanol as maritime fuels, as well as the associated bunkering operations and infrastructure. This study leverages the existing pipeline infrastructure between Norway and Germany to demonstrate a near-future 2030 scenario, and also a 2050 scenario, where the construction of new pipeline may be considered. (Staudt et al. 2024) lays focus on import, contrasting with other studies that primary focus on transport without considering the specific demand of importing countries or supply ambitions of exporting countries. The study covers synthetic ammonia and methanol however, their analysis is limited to the supply chain processes after hydrogen production. (Sens et al. 2024) (Rahmat et al. 2023) focused on use of ammonia or methanol as transport vectors of hydrogen and their land based utilization. This paper demonstrates a potential for directly utilizing ammonia and methanol as alternative maritime fuel, thereby bridging the aforementioned gaps. It also accounts for bunkering operations for the specific port of Wilhelmshaven.When considering economic feasibility, studies have assessed the cost of hydrogen transportation and utilization in sectors such as heavy duty transport, aviation and steel manufacturing (Ratnakar et al. 2021;Sens et al. 2024;Ishimoto et al. 2020). It has been found that supply chains of compressed gaseous hydrogen exhibit the lowest overall supply costs, particularly when directly to hydrogen supply chains are due to substantial and energy for could from LNG liquid hydrogen carriers have the supply due to the energy for and their limited hydrogen capacity (Sens et al. 2024). However, in the of maritime transport, is not as fuels such as ammonia and methanol be et al. for importing methanol from to Germany or importing hydrogen to Germany and methanol It was reported that for were in However, not the energy efficiency of the processes in the supply hydrogen production hydrogen production are to from a in to by 2030 and further to by 2050 and 2024). cost is to the hydrogen production This the of import in the of new infrastructure will be et al. 2024) have that for infrastructure of hydrogen and ammonia transport, are for up to are for km and with a capacity of However, a of existing pipeline as well as based shipping with a focus on maritime fuels is from existing this paper to this gap from a 2030 and 2050 et al. analyzed the cost to the shipping on potential international transport of methanol, liquid ammonia, and and concluded that methanol has the lowest hydrogen shipping by ammonia, and Moreover, the also shipping on the and are on the and is reported by et al. 2024) that the potential shipping of ammonia and fuels are to be the when to liquid hydrogen. shipping a of the overall energy supply cost in the importing studies are to the efficient energy from a is to import from a import with potential production and are in this In of this the of the presented is to the supply chain efficiency of maritime fuels gaseous hydrogen, ammonia and methanol, considering the transport and bunkering of the fuel supply Ammonia and methanol established for transport on a shipping and infrastructure. gaseous hydrogen, on the other hand, be which are for natural gas could also be after to and et al. this hydrogen is electrolysis with renewable to as hydrogen, or with and to as hydrogen et al. 2022). This hydrogen is in gaseous from from and hydrogen derivatives, ammonia and methanol, are in these countries and to Germany ammonia and methanol be as maritime fuels without to hydrogen. the pipeline infrastructure in Norway and Germany has been proposed as a potential for compressed gaseous the demand for 2030 and 2050 of hydrogen and and and the supply from and transport hydrogen demand is to be the after the Maritime and aviation sectors will on for with a total of approximately by 2050 in the in 2050, the demand for in transport could the total demand for gaseous hydrogen in Germany could increase to between by 2050 et al. potential hydrogen its demand across maritime in Germany is to by 2030 and by an of approximately of energy is The of this for is by international by shipping 15 % and maritime shipping % et al. on studies by 2024) and are as supply chain for maritime fuels to be imported to Norway its hydrogen to and hydrogen production hydrogen is to for two maritime transport and et al. Norway approximately of hydrogen for as of and is an existing natural gas infrastructure between Norway and and to the Hydrogen there are to of these to transport hydrogen by potential for renewable energy The approximately of with ranging between 2 which the for the In potential is limited to specific with capacity In the of an of approximately of be to as a production for hydrogen 2022). The to with a target of hydrogen by 2050, with lower shipping the an for to the are for the of hydrogen in the of the port and the and the of meet ammonia demand in the and in the maritime as a fuel, is the of synthetic ammonia in the and synthetic methanol in of and hydrogen of of the of production of ammonia and methanol in their hydrogen to be the the of ammonia, a cost of is by in the future to by and by for methanol, of the cost of production as the are from by 2030 a cost of to by 2050 a cost of of and that could as a and international in hydrogen production. The approximately of with of 2 in the and 2 in the The renewable energy has to production based on % and % the of their to the port and km in the for hydrogen and its The to up to in the of liquid hydrogen its derivatives to the by et for the of hydrogen et 2023) the cost of hydrogen production and transport to Germany This to by which for hydrogen production based on renewable energy and for its transport The the use of natural gas and a pipeline distance of km a to supply alternative maritime fuels, specifically methanol and ammonia, to their supply chain The analysis the boundary and the of the import import pathway are and may be to future this on supply chain are based on demand, the exporting hydrogen renewable energy and transportation including pipeline and The analysis and hydrogen based on the of In the of Norway and a proportion of hydrogen in 2030 is as there is a natural gas in these The of to hydrogen are from existing literature et al. 2023) and be found in that are to w

• openalex https://doi.org/10.3389/fenrg.2025.1704363first seen 2026-08-02 17:15:16