Techno‐Economic‐Environmental Assessment of Pyrolysis‐Based Power Production From Methane
メタンからの熱分解ベース発電の技術・経済・環境評価 (AI 翻訳)
Muhammad Jalili Zarabadi, S. Karuturi
🤖 gxceed AI 要約
日本語
メタン熱分解を用いた低炭素発電システムを評価。従来の天然ガス複合サイクルと比較し、CO2排出量を約54%削減可能だが、発電コストが上昇する。炭素税や固体炭素の価格設定によりコスト競争力が向上する可能性を示した。
English
This study assesses a pyrolysis-based combined cycle for low-carbon power generation from methane. Compared to conventional natural gas combined cycle, it achieves ~54% CO2 reduction but at higher electricity cost. Carbon pricing or valorization of solid carbon byproducts could achieve cost parity.
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
日本のガス火力発電の脱炭素化オプションとして、メタン熱分解の可能性を示す。水素製造と固体炭素の活用が鍵となるが、現状の炭素価格ではコスト課題が大きく、政策支援が必要。
In the global GX context
This paper provides a systems-level assessment of methane pyrolysis for power generation, relevant for global gas-fired fleets seeking deep decarbonization. It highlights trade-offs between efficiency and emissions reduction, and the role of carbon pricing in enabling this technology.
👥 読者別の含意
🔬研究者:Provides a detailed techno-economic model of a pyrolysis-based combined cycle and benchmarks against conventional systems, useful for energy system modeling.
🏢実務担当者:Offers insights on cost and performance parameters for evaluating pyrolysis as a decarbonization option for gas power plants.
🏛政策担当者:Demonstrates the carbon price level needed to make pyrolysis-based power competitive, informing carbon pricing and clean energy policy design.
📄 抄録（日本語訳）
メタン熱分解は、天然ガスを水素と固体炭素に変換し、二酸化炭素を直接生成しないことにより、低炭素発電を可能にする。本研究は、統合型熱分解ベース複合サイクル（Tサイクル）の包括的な技術・経済・環境評価を提示し、その性能を従来の天然ガス複合サイクル（Cサイクル）とベンチマーク比較する。熱力学モデリングによると、熱分解温度を500°Cから1500°Cに上昇させると、メタン転換率（8%から97%）と燃料LHV（51.73から115.3 MJ/kg）は向上するが、正味出力（38.54から13.35 MW）は低下する。基準条件では、TサイクルはCサイクルと比較して比CO2排出量を約54%削減する一方、電力販売価格は$0.13/kWhから$0.35/kWhに上昇する。パラメトリック解析により、反応器圧力は正味出力を向上させるがメタン転換率を抑制し、効率と脱炭素化の間のトレードオフが浮き彫りになることが明らかになった。経済的結果は、中程度の炭素価格設定または固体炭素副産物の価値化を通じて両システム間の電力価格の同等性が達成可能であり、炭素税がない場合に必要な固体炭素価格は約1023 $/トンであることを示す。全体として、これらの結果は、ガス火力発電における戦略的脱炭素化経路としてのメタン熱分解のシステムレベルでの可能性を実証している。
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）
Methane pyrolysis enables low‐carbon power generation by converting natural gas into hydrogen and solid carbon without direct carbon dioxide formation. This study presents a comprehensive techno‐economic‐environmental assessment of an integrated pyrolysis‐based combined cycle (T‐cycle) and benchmarks its performance against a conventional natural gas combined cycle (C‐cycle). Thermodynamic modelling indicates that increasing pyrolysis temperature from 500°C to 1500°C enhances methane conversion (8% to 97%) and fuel LHV (51.73 to 115.3 MJ/kg) but reduces net power output (38.54 to 13.35 MW). At baseline conditions, the T‐cycle achieves an ≈54% reduction in specific CO2 emissions compared with the C‐cycle, while the electricity selling price increases from $0.13/kWh to $0.35/kWh. Parametric analyses reveal that reactor pressure improves net power but suppresses methane conversion, highlighting a trade‐off between efficiency and decarbonisation. Economic results indicate that electricity price parity between the two systems can be achieved under moderate carbon pricing or through valorisation of solid carbon byproducts, with a required solid carbon price of ≈1023 $/tonne in the absence of a carbon tax. Overall, the results demonstrate the system‐level potential of methane pyrolysis as a strategic decarbonisation pathway for gas‐fired power generation.
🔗 Provenance — このレコードを発見したソース
- semanticscholar https://doi.org/10.1002/aesr.202500405first seen 2026-05-15 17:32:33 · last seen 2026-08-15 05:21:00
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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。