A Multi-Objective Optimization and Superstructure-Based Decision-Support Tool for Regional Low-Carbon Hydrogen Roadmaps: Methodology and Application to a region of Spain

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

🔬研究者:This paper provides a replicable optimization framework for designing regional hydrogen systems, useful for energy system modelers and hydrogen roadmap researchers.

🏢実務担当者:Corporate sustainability teams in energy-intensive industries can apply the methodology to assess hydrogen supply options and trade-offs for their regional clusters.

🏛政策担当者:Regional and national policymakers can use the tool to evaluate hydrogen deployment pathways and balance competing objectives like cost, emissions, and employment.

水素集約型産業クラスターの脱炭素化は、欧州連合のネットゼロ目標を達成するために不可欠である。水素は製油所や化学産業において化石燃料由来の原料や燃料を代替できるが、その生産は依然として天然ガスに大きく依存している。したがって、費用対効果が高く低排出の供給経路には、地域の資源、技術、産業需要を統合するシステムレベルのアプローチが必要である。本研究は、多目的最適化フレームワークを適用して、ガリシア州（スペイン北西部）の低炭素水素供給システムを設計し、地域エネルギーシステムモデリングにおける2つのギャップ、すなわち地域間のモデル移転可能性と、技術経済的評価を超えた社会的基準の統合に対処する。モデルは、総システムコストと温室効果ガス排出量の間のトレードオフを定量化し、雇用指標はTOPSISを用いた後処理により統合される。結果は、予測される2030年の需要（105 kt H2/年）の100%を満たす場合、バイオマスガス化（水素生産の69%）が支配的な、実現可能性に制約された単一の解が得られることを示す。需要を60%カバー（63 kt H2/年）に削減した場合、28の非劣化解が得られた。最上位の妥協解は、経済的、環境的、社会的基準を同等に重み付けした場合、風力主体の電力構成に支えられた55%のPEM電気分解と45%のバイオマスガス化を組み合わせたものである。排出量または雇用のいずれかを優先する場合、この妥協解は最上位のままであるが、コスト優先では、PEM（51%）およびアルカリ（3%）電気分解とバイオマスガス化（46%）による水素生産を備えた解に選好が移る。

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。

Decarbonization of hydrogen-intensive industrial clusters is essential to meet the European Union’s net-zero targets. Although hydrogen can replace fossil-based feedstocks and fuels in refineries and chemical industries, its production remains largely dependent on natural gas. Therefore, cost-effective and low-emission supply routes require a system-level approach that integrates regional resources, technologies, and industrial demand. This study applies a multi-objective optimization framework to design a low-carbon hydrogen supply system for Galicia (northwestern Spain), addressing two gaps in regional energy system modeling: model transferability across regions and integration of social criteria beyond techno-economic assessment. The model quantifies trade-offs between total system cost and greenhouse gas emissions, and an employment indicator is integrated via post-processing using TOPSIS. The results show that meeting 100% of the projected 2030 demand (105 kt H2/a) yields a single feasibility-limited solution dominated by biomass gasification (69% of hydrogen production). When the demand was reduced to 60% coverage (63 kt H2/a), 28 non-dominated solutions were obtained. The top-ranked compromise combines 55% PEM electrolysis and 45% biomass gasification, supported by a wind-dominated electricity mix, under equal weighting of economic, environmental, and social criteria. When either emissions or employment is prioritized, this compromise remains top-ranked, while the cost prioritization shifts preference to a solution with hydrogen production from PEM (51%) and alkaline (3%) electrolysis and biomass gasification (46%).

• openalex https://doi.org/10.69997/sct.112184first seen 2026-06-21 05:16:06
• semanticscholar https://doi.org/10.69997/sct.112184first seen 2026-06-30 05:41:20