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Green Hydrogen Production for Decarbonizing the Steel Industry: Energy and Economic Assessment of Electrolysis and Ammonia Cracking Systems

鉄鋼業界の脱炭素化のためのグリーン水素製造: 電解とアンモニアクラッキングシステムのエネルギー・経済評価 (AI 翻訳)

Elvira Spatolisano, Antonio Trinca, D. Flagiello, Giorgio Vilardi

Energies📚 査読済 / ジャーナル2026-01-29#水素Origin: Global
DOI: 10.3390/en19030717
原典: https://doi.org/10.3390/en19030717

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本研究は、鉄鋼業の脱炭素化に向け、アルカリ水電解とアンモニアクラッキングの2つのグリーン水素供給経路を技術経済的に評価。水素直接還元（HyDR）プロセスとの統合を想定し、Aspen Plusを用いたプロセスシミュレーションによりエネルギー消費、水素需要、CO2排出量を定量化。その結果、アンモニアクラッキングが大規模展開において競争力のある移行経路となり得ることを示した。

English

This study presents a techno-economic assessment of green hydrogen supply via alkaline electrolysis and ammonia cracking for steel decarbonization. Using Aspen Plus simulations, it evaluates energy consumption, hydrogen demand, and CO2 emissions for integration into hydrogen-based direct reduction. Results suggest ammonia cracking is a viable transitional pathway for low-carbon steel production.

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

日本は鉄鋼生産量が多く、水素還元技術の実証が進んでいる。本研究成果は、日本のグリーン水素調達戦略や水素基本戦略の策定に示唆を与える。

In the global GX context

As global steel decarbonization accelerates under ISSB and transition finance frameworks, this study provides comparative techno-economic evidence for hydrogen supply options, informing investment and policy decisions.

👥 読者別の含意

🔬研究者:Offers a comparative techno-economic framework for green hydrogen pathways in steel decarbonization.

🏢実務担当者:Helps steel and hydrogen companies evaluate supply chain options for HyDR routes.

🏛政策担当者:Provides evidence on ammonia cracking as a transitional hydrogen carrier, relevant for subsidy and infrastructure planning.

📄 抄録（日本語訳）

低炭素経済への世界的な移行により、産業の脱炭素化を実現する鍵となる要素として、グリーン水素への関心が高まっている。特に、最も炭素集約的な産業の一つである鉄鋼セクターは、H2ベースの技術を通じた排出削減の大きな機会を提供する。本研究は、アルカリ電解とアンモニアクラッキングという代替的なグリーン水素供給経路の技術経済評価を提示し、水素ベース直接還元（HyDR）ルートへのそれらの統合を評価する。プロセスシミュレーションはAspen Plus® V14を用いて実施され、複数の構成とケーススタディにわたるエネルギー消費、水素需要、および関連するCO2排出量を定量化する。包括的な3E（エネルギー、経済、環境）評価フレームワークを適用して、システム性能を比較し、大規模展開に対する各経路の適合性を評価する。結果は、想定された運転条件下において、アンモニアクラッキングが鉄鋼脱炭素化のための技術的に実行可能かつ潜在的に競争力のある水素供給オプションであることを示し、低炭素鉄鋼生産への移行経路としてのその関連性を強調している。

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。

📄 Abstract（原文）

The global transition toward a low-carbon economy has intensified the interest in green hydrogen as a key enabler of industrial decarbonization. In particular, the steel sector, one of the most carbon-intensive industries, offers significant opportunities for emissions reduction through H2-based technologies. This study presents a techno-economic assessment of alternative green hydrogen supply pathways, namely alkaline electrolysis and ammonia cracking, and evaluates their integration into hydrogen-based direct reduction (HyDR) routes. Process simulations are performed using Aspen Plus® V14 to quantify the energy consumption, hydrogen demand, and associated CO2 emissions across multiple configurations and case studies. A comprehensive 3E (energy, economics, and environmental) evaluation framework is applied to compare system performance and assess the suitability of each pathway for large-scale deployment. The results indicate that ammonia cracking represents a technically viable and potentially competitive hydrogen supply option for steel decarbonization under the assumed operating conditions, highlighting its relevance as a transitional pathway toward low-carbon steel production.

🔗 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。