Mitigating Renewable-Induced Risks for Green and Conventional Ammonia Producers through Coordinated Production and Futures Trading

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

🔬研究者:Novel integration of financial hedging with production scheduling for renewable hydrogen-derived products; game-theoretic coordination under uncertainty.

🏢実務担当者:Ammonia producers and energy traders can use the futures framework to mitigate revenue risks from renewable variability.

🏛政策担当者:Commodity market regulators may consider green ammonia futures to support the transition; the model demonstrates feasibility.

再生可能電力由来の水素を原料とする再生可能電力由来アンモニア（ReP2A）は、エネルギー、輸送、化学部門の脱炭素化に向けた有望な経路である。しかしながら、再生可能エネルギー発電の変動性は水素供給とアンモニア生産の変動を引き起こし、ReP2A生産者と従来の化石燃料由来のグレーアンモニア（GA）生産者の両方にとって市場における収益の不安定化をもたらす。既存の研究は主に生産スケジューリングなどの工学的対策に依存してこのリスクを管理しているが、その有効性は物理的なシステムの限界によって制約される。この課題に対処するため、本論文は\emph{再生可能アンモニア先物}と称する金融商品を提案し、それを生産決定と統合してアンモニア産出リスクをヘッジする。ReP2A生産者とGA生産者の両方について生産および取引モデルが開発され、不確実性下でのリスク選好を表すために条件付き値-at-リスク（CVaR）が用いられる。両生産者が連結されたアンモニアスポット市場と先物市場で相互作用するゲーム理論的枠組みが構築され、ナッシュ交渉メカニズムが彼らの生産および取引戦略を調整する。実世界のシステムに基づくケーススタディは、再生可能アンモニア先物の導入がReP2AおよびGA生産者のCVaR効用をそれぞれ5.103%および10.14%増加させ、再生可能エネルギーの不確実性下での利益安定性を改善することを示す。感度分析はさらに、異なる再生可能エネルギー変動レベルと容量構成の下でのメカニズムの有効性を確認する。

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。

Renewable power-to-ammonia (ReP2A), which uses hydrogen produced from renewable electricity as feedstock, is a promising pathway for decarbonizing the energy, transportation, and chemical sectors. However, variability in renewable generation causes fluctuations in hydrogen supply and ammonia production, leading to revenue instability for both ReP2A producers and conventional fossil-based gray ammonia (GA) producers in the market. Existing studies mainly rely on engineering measures, such as production scheduling, to manage this risk, but their effectiveness is constrained by physical system limits. To address this challenge, this paper proposes a financial instrument termed \emph{renewable ammonia futures} and integrates it with production decisions to hedge ammonia output risk. Production and trading models are developed for both ReP2A and GA producers, with conditional value-at-risk (CVaR) used to represent risk preferences under uncertainty. A game-theoretic framework is established in which the two producers interact in coupled ammonia spot and futures markets, and a Nash bargaining mechanism coordinates their production and trading strategies. Case studies based on a real-world system show that introducing renewable ammonia futures increases the CVaR utilities of ReP2A and GA producers by 5.103% and 10.14%, respectively, improving profit stability under renewable uncertainty. Sensitivity analysis further confirms the effectiveness of the mechanism under different levels of renewable variability and capacity configurations.

• semanticscholar https://doi.org/10.48550/arxiv.2603.15360first seen 2026-05-15 19:51:11 · last seen 2026-08-11 05:02:52