論文・プレプリント

Celso da Silveira Cachola, D. Peyerl

本研究は、ブラジルにおけるグリーン水素クラスターの潜在的可能性をデータ駆動型手法でマッピングし、産業脱炭素化を支援する方法論を提案。再生可能エネルギー源と産業需要を考慮した最適立地を特定し、ブラジルの水素戦略に示唆を与える。

Rubén Aquize Palacios, Juan M. Mauricio Villanueva, Aurelio Morales-Villanueva +5

本論文は、PEM水素製造プラントにデジタルツイン技術を適用し、人工ニューラルネットワークを用いて水素収率と効率を予測するモデルを提案。実験データとの高精度な一致を確認し、適応的な更新が可能であることを示した。

Abdeslam Hassani, Janeth Marentes

本研究は、カナダ・ケベック州のエネルギー転換枠組みにおけるグリーンアンモニアの戦略的位置づけを分析し、水素キャリアとしての貯蔵・輸送・産業脱炭素化における役割を強調。競合インテリジェンス手法を用いて需要と供給のエコシステムをマッピングし、4つの優先需要セクター（再生可能エネルギー貯蔵、農業、海上輸送、オフグリッドコミュニティ）と3つの供給カテゴリーを特定。セクター別インテリジェンスダッシュボードを提案し、政策設計と投資判断を支援する。

A. Ismaila, Sule Magaji, Ibrahim Musa

本論文は、ナイジェリアの産業脱炭素化におけるグリーン水素の可能性と課題を調査。政府関係者への調査から、経済的実現可能性やインフラ整備への懐疑が強い一方、国際連携の必要性には高い合意が得られた。政策枠組みの欠如が障壁であり、国家水素戦略の早期策定を提言。

Lissy Langer, Anders Bjørn, Benjamin F. Hobbs +2

本研究は、EUの再生可能水素定義における電力購入条件（PPAや時間単位マッチングなど）がエネルギーシステム全体に与える影響を、7カ国の系統モデルで分析。追加的な再生可能エネルギー導入やCO2排出量、コストへの波及効果を定量化し、システムベースのアプローチの必要性を示した。

Ruichun Wu, Ling Zheng, Jing Zhang +5

本論文は、炭素取引メカニズムの下で、OCC（酸素燃焼CO2回収）とP2G（電力-to-ガス）および動的水素混合を統合したエネルギーシステムの最適スケジューリングモデルを提案する。システム全体のコストと排出量のトレードオフを最適化し、水素混合率と炭素価格が運用計画に与える影響を分析する。

Hao Wang, Mingjie Huang, Li You +5

本論文は、冷暖房・電力・水素を統合したエネルギーシステムの多時間尺度最適化を提案。不確実性を考慮し、需要応答と炭素取引を組み込むことで、コストと排出削減の両立を図る。中国のケーススタディにより有効性を実証。

Yiming Xian, Mingchao Xia, Jichen Wang +2

本論文は、高速道路のハイブリッド補給ステーション群の協調運用と分散最適化を研究する。水素・カーボン・グリーン証書の取引フレームワークを構築し、非対称ナッシュ交渉とADMMを用いて分散解法を提案。ケーススタディにより、システムコストを21.30%削減し、ステーション間の公平な利益配分を実現することを示した。

Mahmoud Karimi, Halis Simsek

バイオマスとプラスチック廃棄物の共ガス化による水素製造を、CCSの有無で比較。共ガス化によりLCOHは2.18 USD/kgと低減し、CCS導入で30-36%上昇するが、70 USD/tCO2のクレジットで1.74-1.81 USD/kgと競争力を持つ。LCAではCCSによりGWPが正味マイナスになるが、CEDは15%増加。政策支援が鍵と結論。

Eleonora Aneggi, Marilda Scarbolo, D. Zuccaccia

本メタ分析（2024～2025年初頭）は、住宅暖房における水素の役割を消費、コスト、環境影響の観点から評価。直接的な水素暖房は熱力学・経済的に非効率であり、ヒートポンプへの電化が最適解と結論。一方、水素は季節間エネルギー貯蔵や系統調整に戦略的価値を持ち、ハイブリッド構成で系統レジリエンス強化に貢献する。水素の住宅用途はニッチであり、大規模実証が必要。

Pranto Chakrabarty, S. Paul, Andrea Trianni +1

本論文は、オーストラリアの家庭用水素サプライチェーン（HHSC）における配送センター（DC）の混乱が与える影響を定量化する。多期間ネットワーク最適化モデルを用いて、緩和策なしでは需要充足がゼロに低下し、罰金コストが急増する一方、代替ルートや安全在庫等の緩和策により需要充足率95%以上、収益性大幅改善を示す。政策立案者や管理者に実践的知見を提供。

Yi Xie, Muhammad Jalili Zarabadi, A. Kulkarni +3

本レビューは、アンモニアをカーボンフリー燃料および水素キャリアとして評価し、直接アンモニア固体酸化物燃料電池（SOFC）の原理、材料、最近の進歩を包括的に解説する。従来のハーバー・ボッシュ法から電気化学合成までの製造方法、貯蔵・流通、そしてSOFCの電解質や触媒の開発状況を整理。アンモニアベースの燃料電池は、脱炭素社会に向けた重要な技術として、多様なセクターでの応用可能性と経済性が示唆されている。

Amna Al-Ghafri, Murid Hussain, Maa Ghani +4

この包括的レビューでは、熱分解、ガス化、改質などの熱化学的水素製造技術を検討し、それらのネットゼロ移行への可能性を評価しています。持続可能な水素経路の技術的基盤と課題を明らかにします。

Yoo Ri Kim, Jeong-Cheol Lee, Sang Hwan Son +2

本研究は、多段流動層反応器を用いた水素ベース直接還元鉄（DRI）プロセスの技術経済性と環境影響を評価。実験データに対してR2>0.999の高精度で検証されたモデルを使用し、再生可能エネルギーシナリオではCO2排出を従来比98.1%削減できることを示した。初期コストは高いが、炭素価格が1.44 USD/tCO2eで天然ガス方式と同等になり、韓国排出権取引価格（20.66 USD/tCO2e）では経済的優位性を得られる。

Yuchan Ahn

本研究は、プラスチック廃棄物からの水素製造システムにおいて、CO2利用率を変えた場合の環境影響をライフサイクル評価（LCA）により分析。CO2利用率が中程度（40-50%）までは環境負荷が減少するが、それ以上増やすとエネルギー需要増加により負荷が再び増大する非線形関係を発見。経済的最適点（60-70%）と環境的最適点（40-50%）が乖離することを示し、CO2利用率50-60%が両者の妥協点として提案されている。

Saleh Ba-swaimi, Renuga Verayiah, Vigna K. Ramachandaramurthy +2

本レビューは、水素と再生可能エネルギーを統合したシステムの最適計画と性能評価に関する既存研究を体系的に整理。技術的・経済的課題と将来の研究方向性を示唆。

Xiaowei Li, Guoxian Luo, Dandan Li +1

電解水素連携システムの立地・容量・トポロジーを統合的に最適化する計画手法を提案。改良NSGA-IIを用いて経済性・環境性・信頼性を多目的最適化し、8760時間のデータに基づき自己消費率を52%から95%以上に向上。追加投資28%で炭素排出54%削減、信頼性55%向上。炭素価格300元/トンで競争力向上。

Alessia Manfredi, Marzia Traverso, Giampaolo Manfrida +1

本レビューは、エネルギー分野におけるグリーン水素技術への社会的LCA（S-LCA）適用事例を体系的に分析。10事例を抽出し、方法論の弱さ（二次データ依存、境界設定の不透明さ）と強み（上流ホットスポット特定、新技術評価の柔軟性）を特定。企業の持続可能性報告書との比較では、労働安全や多様性はカバーされるが、公正賃金や地域コミュニティ影響などの社会的課題にギャップがあることを示した。

Luca Brunelli, Alberto Maria Gambelli, Laura Carbini +1

本論文は、水素貯蔵におけるクラスレートハイドレートの可能性を計量書誌学的に分析した。ガスハイドレート研究は成熟しているが、水素ハイドレートは未開拓であり、形成速度論や熱力学的安定性、スケーラビリティに課題がある。研究ギャップを特定し、今後の研究方向を示唆する。

Mohamed Abuella, Adib Allahham, Sara Walker

本研究は、英国の2050年ネットゼロ目標達成に向け、水素混焼（0-100%）のシステム全体影響を評価する二段階最適化フレームワークを提案。長期的な協調投資計画と短期的な運用シミュレーションを組み合わせ、シャープレイ値による便益配分を行う。協調計画は従来の集中型計画に対し、100%水素時でCO2 31%減、運用コスト26%減、電力供給8%減を実現。20%混焼までは運用安定性を維持し、低混焼でも事業収益性を確保する。