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Towards Sustainable Green Methane: A Review of Catalysis, Process Engineering, and Artificial Intelligence Applications

持続可能なグリーンメタンへの展望：触媒、プロセス工学、人工知能応用のレビュー (AI 翻訳)

Zekun Liu, Jiaze Ma, Yufei Wang

Processes📚 査読済 / ジャーナル2026-05-02#CCUSOrigin: Global
DOI: 10.3390/pr14091477
原典: https://doi.org/10.3390/pr14091477

🤖 gxceed AI 要約

日本語

Power-to-Gas技術によるグリーンメタン合成の触媒、反応器工学、AI応用、経済・環境評価を総括。再生可能電力と非化石炭素源の利用が持続可能性の鍵であり、過渡運転下での触媒安定性向上とデジタルツインによる制御が商業化の課題。

English

This review synthesizes recent advances in catalysts, reactor engineering, AI, and techno-economic/environmental assessments for green methane production via Power-to-Gas. Sustainability hinges on renewable electricity and non-fossil carbon sources; commercial deployment requires improved catalyst stability under transient conditions and digital twin implementation.

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

日本はGX政策でカーボンリサイクルとe-fuel推進を掲げており、本レビューはグリーンメタンの研究開発と実装戦略に示唆を与える。特に再生可能エネルギー変動下でのプロセス制御や触媒開発は、日本の技術優位性と直結する。

In the global GX context

As global efforts toward energy de-fossilization accelerate, this review provides a comprehensive baseline for Power-to-Gas technology, highlighting key levers for sustainability. The emphasis on AI and digital twins aligns with trends in smart grid and industrial decarbonization, offering insights for ISSB-aligned climate transition planning.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Identifies key research gaps in catalyst stability and digital twin integration for green methane systems.

🏢実務担当者:Provides techno-economic benchmarks and operational considerations for green methane pilot and commercial projects.

🏛政策担当者:Summarizes conditions under which green methane supports national decarbonization targets, informing subsidy and grid integration policies.

📄 抄録（日本語訳）

世界のエネルギー脱化石燃料化には、長期エネルギー貯蔵と産業排出削減のための拡張可能なソリューションが必要である。Power-to-Gas技術によるグリーンメタン合成は、回収した二酸化炭素を利用しながら再生可能電力を貯蔵する実行可能な経路を提供する。本レビューは、触媒メカニズム、リアクター工学、人工知能応用、ならびにグリーンメタン生産システムの技術経済性およびライフサイクル評価における最近の進展を評価する。分析によれば、高度なリアクター構成はSabatier反応の発熱を効果的に管理する。さらに、機械学習アルゴリズムの統合は触媒発見を加速し、変動する再生可能エネルギー負荷下での動的プロセス制御を可能にする。経済的および環境的評価は、グリーンメタンの持続可能性が再生可能電力の利用と非化石炭素源の調達に厳密に依存することを示している。商業展開は、過渡運転中の触媒安定性の向上とデジタルツインの実装に焦点を当て、化学産業の持続可能な炭素基盤としてグリーンメタンを確立する必要がある。

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。

📄 Abstract（原文）

Global energy de-fossilization requires scalable solutions for extended energy storage and industrial emission reduction. Synthesizing green methane via Power-to-Gas technology offers a viable pathway to store renewable electricity while utilizing captured carbon dioxide. This review evaluates recent advancements in catalytic mechanisms, reactor engineering, artificial intelligence applications, and techno-economic and life cycle assessments of green methane production systems. Analysis shows that advanced reactor configurations effectively manage the exothermic heat of the Sabatier reaction. Furthermore, integrating machine learning algorithms accelerates catalyst discovery and enables dynamic process control under fluctuating renewable energy loads. Economic and environmental assessments indicate that the sustainability of green methane depends strictly on utilizing renewable electricity and sourcing non-fossil carbon. Commercial deployment must focus on improving catalyst stability during transient operations and implementing digital twins to establish green methane as a sustainable carbon backbone for chemical industries.

🔗 Provenance — このレコードを発見したソース

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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。