エネルギー転換における水素：製造経路、インフラ、展開課題に関するシステムレベルのレビュー

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

🔬研究者:Provides a comprehensive, criteria-based comparison of hydrogen production pathways, useful for identifying research gaps in integration and digital optimization.

🏢実務担当者:Offers a decision-support matrix for evaluating hydrogen supply chain options, aiding in project planning and infrastructure investment.

🏛政策担当者:Highlights the need for coordinated policies to address technology maturity, infrastructure, and investment barriers for scaling low-carbon hydrogen.

水素は、世界の脱炭素化経路において戦略的なエネルギーキャリアとしてますます認識されており、特に鉄鋼生産、化学、長距離輸送、季節間エネルギー貯蔵といった削減が困難な部門で重要である。しかし、その気候便益は、生産経路、インフラ開発、システムレベルの統合に強く依存する。この複雑性に対処するため、本レビューは主要な水素生産経路全体に一貫して適用される体系的な定量的比較フレームワークを開発する。各経路は、炭素強度（kg CO2/kg H2）、技術成熟度レベル（TRL、1–10）、プロセス効率（LHV基準での%）、スケールアップ可能性、既存インフラとの互換性という5つの基準を用いて評価される。結果として得られる経路間マトリクスは、技術の純粋な逐次的記述ではなく、トレードオフの証拠に基づく評価を可能にする。4つの広範な生産カテゴリーが考慮される：化石燃料由来水素、炭素緩和を伴う化石燃料由来水素、原子力由来水素、再生可能エネルギー由来水素である。本レビューはさらに、水素貯蔵、輸送、最終用途の統合を検討し、主要なシステム制約とインフラのボトルネックを特定する。デジタル最適化や機械学習を含む新興アプローチも、水素システムの運用と制御を強化するために議論される。分析は、低炭素水素が削減困難な部門の脱炭素化に不可欠である一方、その大規模展開は技術的、インフラ的、投資関連の課題によって制約されたままであることを示している。

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。

Hydrogen is increasingly recognized as a strategic energy carrier in global decarbonization pathways, particularly for hard-to-abate sectors such as steel production, chemicals, long-distance transport, and seasonal energy storage. However, its climate benefits depend strongly on the production pathway, infrastructure development, and system-level integration. To address this complexity, this review develops a systematic quantitative comparison framework that is applied consistently across major hydrogen production pathways. Each pathway is evaluated using five criteria: carbon intensity (kg CO2/kg H2), Technology Readiness Level (TRL, 1–10), process efficiency (% on an LHV basis), scalability potential, and compatibility with existing infrastructure. The resulting cross-pathway matrix enables evidence-based assessment of trade-offs rather than a purely sequential description of technologies. Four broad production categories are considered: fossil-based hydrogen, fossil-based hydrogen with carbon mitigation, nuclear-derived hydrogen, and renewable-based hydrogen. The review further examines the integration of hydrogen storage, transport, and end-use applications to identify key system constraints and infrastructure bottlenecks. Emerging approaches, including digital optimization and machine learning, are also discussed for enhancing the operation and control of hydrogen systems. The analysis indicates that while low-carbon hydrogen is essential for decarbonizing hard-to-abate sectors, its large-scale deployment remains constrained by technological, infrastructural, and investment-related challenges.

• semanticscholar https://www.mdpi.com/1996-1073/19/14/3342/pdf?version=1784110747first seen 2026-07-21 05:26:05 · last seen 2026-07-29 05:44:50