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Production of Synthetic Fuels as a Form of Utilizing Renewable Energy Surpluses—Spain and Poland Case Study

再生可能エネルギー余剰を利用した合成燃料の生産—スペインとポーランドのケーススタディ (AI 翻訳)

P. Olczak, Michał Kopacz, D. Kryzia, D. Matuszewska, L. Montuori

Applied Sciences📚 査読済 / ジャーナル2026-02-16#水素Origin: EU
DOI: 10.3390/app16041968
原典: https://doi.org/10.3390/app16041968

🤖 gxceed AI 要約

日本語

本論文は、スペインとポーランドを対象に、再生可能エネルギーの余剰電力を利用したグリーン水素および合成燃料の技術的・経済的ポテンシャルを評価した。電力システムの時間別データに基づく独自手法により、利用可能な余剰エネルギー量を定量化し、Power-to-X設備の容量係数を算出。その結果、年余剰エネルギーはポーランド886GWh、スペイン2329GWhとなり、水素製造コストはそれぞれ4.1EUR/kg、2.18EUR/kgと推定された。余剰ベースのPower-to-Xは高再エネ比率の系統で有効だが、余剰の時間的連続性やシステム特性に制約される。

English

This study assesses the technical and economic potential of using surplus renewable electricity for green hydrogen and synthetic fuel production in Poland and Spain. Using hourly power system data, the authors quantify usable surplus energy and capacity factors for Power-to-X installations. Annual usable surplus is 886 GWh in Poland and 2329 GWh in Spain, with levelized hydrogen costs of 4.1 EUR/kg and 2.18 EUR/kg, respectively. Surplus-based Power-to-X can support high renewable integration but is constrained by surplus availability and temporal continuity.

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

日本でも太陽光発電の余剰が課題となっており、本論文の手法は日本の電力系統へのPower-to-X導入可能性評価に応用できる。ただし、日本固有の系統特性や制度を考慮した追加分析が必要。

In the global GX context

This paper provides a replicable methodology for quantifying surplus renewable electricity and assessing Power-to-X feasibility, relevant for countries with increasing renewable penetration. It offers insights for global energy transition strategies, particularly for integrating high shares of variable renewables.

👥 読者別の含意

🔬研究者:The hourly data-based methodology for quantifying usable surplus energy and capacity factors can be applied or extended to other power systems.

🏢実務担当者:The cost estimates for hydrogen and methanol production from surplus electricity inform investment decisions for Power-to-X projects.

🏛政策担当者:The findings highlight the system-specific constraints of surplus-based PtX, guiding grid planning and renewable energy support policies.

📄 抄録（日本語訳）

電力系統における変動性再生可能エネルギー源（RES）の割合の増加は、系統バランス調整および周期的な電力余剰の管理に関連する課題の拡大につながる。これらの余剰を活用する一つの有望な経路は、Power-to-X技術を介した合成燃料への変換である。本研究は、低いRES導入率と高いRES導入率をそれぞれ代表する電力系統のケーススタディとしてポーランドとスペインを用いて、余剰再生可能電力のグリーン水素および合成燃料生産への利用に関する技術的・経済的ポテンシャルを分析する。時間単位の電力系統データに基づく独自の方法論を開発し、再生可能および従来型発電の変化、最低再生可能エネルギー割合の閾値、および最低2時間の連続運転要件を考慮して、技術的に実現可能な余剰電力量を特定した。分析は、年間ベースでの瞬時余剰エネルギーと利用可能余剰エネルギーの両方を定量化し、その結果得られるPower-to-X設備の設備利用率を評価する。結果は、年間の利用可能余剰エネルギーがポーランドで約886 GWh、スペインで2329 GWhに達し、それぞれ約27%および50%の最大設備利用率に対応することを示す。これらの余剰に基づき、余剰期間中の低コスト電力（10 EUR/MWh）を仮定すると、グリーン水素の均等化発電原価はポーランドで4.1 EUR/kg、スペインで2.18 EUR/kgと推定された。回避されたCO2排出量を考慮した後のグリーンメタノールの生産コストは、ポーランドで約739 EUR/Mg、スペインで378 EUR/Mgに達する。調査結果は、余剰ベースのPower-to-Xシステムが、特に高いかつ安定したRES導入率を有する電力系統において、高比率の再生可能エネルギーの統合に有意義な役割を果たし得ることを示す。しかしながら、その貢献は、余剰の利用可能性、時間的連続性、および系統固有の特性によって強く制約される。

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 increasing share of variable renewable energy sources (RES) in power systems leads to growing challenges related to grid balancing and the management of periodic electricity surpluses. One potential pathway for utilizing these surpluses is their conversion into synthetic fuels via Power-to-X technologies. This study analyzes the technical and economic potential of surplus renewable electricity utilization for the production of green hydrogen and synthetic fuels, using Poland and Spain as representative case studies of power systems with low and high RES penetration, respectively. An original methodology based on hourly power system data was developed to identify technically feasible surplus electricity volumes, accounting for changes in renewable and conventional generation, minimum renewable energy share thresholds, and a minimum two-hour continuous operation requirement. The analysis quantifies both instantaneous and usable surplus energy on an annual basis and evaluates the resulting capacity factors of Power-to-X installations. The results show that the annual usable surplus energy amounts to approximately 886 GWh in Poland and 2329 GWh in Spain, corresponding to maximum capacity factors of about 27% and 50%, respectively. Based on these surpluses and assuming low-cost electricity during surplus periods (10 EUR/MWh), the levelized cost of green hydrogen was estimated at 4.1 EUR/kg in Poland and 2.18 EUR/kg in Spain. The resulting production costs of green methanol reach approximately 739 EUR/Mg for Poland and 378 EUR/Mg for Spain after accounting for avoided CO2 emissions. The findings indicate that surplus-based Power-to-X systems can play a meaningful role in integrating high shares of renewable energy, particularly in power systems with high and stable RES penetration. However, their contribution remains strongly constrained by surplus availability, temporal continuity, and system-specific characteristics.

🔗 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。