← 論文一覧に戻る

セメントキルン予熱器へのハイブリッド二段階太陽熱統合による産業脱炭素化：ヨルダンのケーススタディ

Hybrid Dual-Stage Solar Thermal Integration into the Cement Kiln Pre-Heater for Industrial Decarbonization: A Case Study in Jordan (原題)

Mathhar Bdour, Mustafa Jaradat, Ohoud Aljaloudi

Energies📚 査読済 / ジャーナル2026-09-04#エネルギー転換Origin: JP経営インパクト: コスト削減対象セクター: construction
DOI: 10.3390/en19174199
原典: https://doi.org/10.3390/en19174199

🤖 gxceed AI 要約

日本語

ヨルダンのセメント工場を対象に、パラボラトラフ集光器とリニアフレネル反射鏡を組み合わせた二段階太陽熱システムを予熱塔に統合する初の実プラントデータに基づく技術経済・環境評価。年間太陽熱比率41.4%、燃料削減59,384 GJ/年、CO2削減4,163 t/年を達成。炭素価格50ドル/tでNPVは+111万ドル、損益分岐炭素価格は29ドル/tとなり、グリーンファイナンスと炭素価格の下で商業的実現可能性を確認。

English

First plant-data-backed techno-economic assessment of a hybrid dual-stage solar thermal system integrated into a cement kiln pre-heater in Ma'an, Jordan. A 6000 m2 PTC field (Stage 5) and 8000 m2 LFR field (Stage 6) achieve a combined 41.4% solar fraction, displacing 59,384 GJ/yr and 4,163 t CO2/yr. Under Jordan base-case CAPEX and $50/t CO2 credits, NPV reaches +$1.11M with a breakeven carbon price of $29/t, confirming commercial viability with green finance.

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

📝 gxceed 編集解説 — Why this matters

日本のGX文脈において

日本ではセメント産業が主要排出源であり、太陽熱利用は高温プロセス熱の脱炭素化策として注目される。炭素価格とグリーンファイナンスを前提とした投資回収モデルは、国内のGXリーグや炭素中立への移行戦略に示唆を与える。

In the global GX context

Provides a replicable model for industrial process heat decarbonization in high-DNI regions, relevant to global transition finance and carbon pricing discussions. Complements TCFD/ISSB disclosure by offering quantitative abatement and cost data for hard-to-abate sectors.

👥 読者別の含意

🔬研究者:実プラントデータに基づく太陽熱統合の技術経済評価手法と、炭素価格感度分析の枠組みを提供する。

🏢実務担当者:セメント工場の予熱器への太陽熱導入による燃料費削減と炭素クレジット収益の可能性を評価する際の参考になる。

🏛政策担当者:炭素価格や優遇融資が産業脱炭素投資の実現可能性に与える影響を示し、政策設計の根拠となる。

📄 Abstract（原文）

Cement production generates approximately 7% of global CO2 emissions; Jordan’s kilns run on petroleum coke, coal, and olive residue with no demonstrated solar thermal integration for pre-heating. This paper addresses that gap and presents the first plant-data-backed techno-economic and environmental assessment of a hybrid dual-stage concentrating solar thermal system integrated into the pre-heater tower of a cement plant in Ma’an, Jordan (30.2° N, direct normal irradiance (DNI) = 2749 kWh/m2/yr). The study objectives are to (i) characterize Stage 5 and Stage 6 thermal loads from real plant operating data; (ii) size and simulate a 6000 m2 parabolic trough collector (PTC) field with molten-salt thermal energy storage (TES) targeting Stage 5 (380 °C, 3200 kW) and an 8000 m2 Linear Fresnel Reflector (LFR) field with rock/PCM TES targeting Stage 6 (300 °C, 2200 kW); (iii) quantify the combined solar fraction, fuel savings, and CO2 avoidance; (iv) conduct a Jordan-specific cost analysis benchmarked against NREL 2015 solar heat for industrial process (SHIP) data under three CAPEX scenarios; and (v) evaluate net present value (NPV) at two discount rates with and without carbon credits. The PTC field achieves a Stage 5 solar fraction of 35.5%, and the LFR field achieves 50.0% at Stage 6, yielding a combined annual solar fraction of 41.4% and displacing 59,384 GJ/yr (4163 t CO2/yr). Under Jordan base-case CAPEX of $3.89 M, 6% concessional finance, and a $50/t CO2 carbon credit, NPV reaches +$1.11 M with a breakeven carbon credit of $29/t CO2. These results confirm commercial viability under accessible green finance and carbon pricing, providing a replicable model for cement kiln pre-heater decarbonization in high-DNI Middle East and North Africa (MENA) countries.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

🔔 こうした論文の新着を逃したくない方は キーワードアラート に登録（無料・3キーワードまで）。

gxceed は公開メタデータに基づく研究支援データセットです。要約・翻訳・解説は AI 支援で生成されています。 最終的な解釈・検証は利用者が原典資料に基づいて行うことを前提とします。