水素

Liliya E. USACHEVA, Svetlana Valerievna Ratner, Valerii V. IOSIFOV

ロシア、EAEU、BRICS、SCOにおける低炭素水素市場の規制・制度条件を比較分析した研究。ロシアは戦略的枠組みは整備されているが、中国・インド・ブラジル・UAEに比べ実装・認証・経済的インセンティブで遅れている。EAEUには統一基準や相互認証、共通タクソノミーが欠如し、BRICSは国内産業需要の構築に注力している。競争力は資源ポテンシャルよりも制度環境の成熟度に依存すると結論づける。

Rizwan SM, Walke S, Al Rashdi SSA

PEM水電解装置の信頼性モデルを10状態から20状態へ拡張し、4種の劣化機構ごとの部分出力状態、スペア待ち（物流遅延）状態、予防保全分岐、破局的故障分岐を競合リスクとして組み込んだ。定常アベイラビリティ0.8804（95%CI: 0.778–0.983）、MTSF約5270時間、収益率383.28ドル/時を導出。予防保全や衝撃故障を無視したモデルはアベイラビリティを過大評価し、水素供給計画とプラント経済性に影響することを示す。

Weber, Andreas, Horst, Juri

本論文は、赤色・緑色水素およびその合成燃料の国際貿易をシミュレートする部分均衡モデルを提示する。一般均衡モデルとは異なり、グローバル企業間の利益最大化競争を前提とし、貿易関係の頑健性やファーストムーバーの市場ポジションを分析する。GECO2022とTYNDP2022のシナリオを用い、電解槽・再エネ・輸送費・関税・国別金利を考慮して輸入国の支払意思額を評価する。

Weber, Andreas, Horst, Juri

本資料はIZESの水素貿易モデル構築に向けた基礎データを提示する。101カ国における再生可能エネルギーと原子力の発電容量・出力の将来シナリオ、国別の電解装置最適化済み再エネ地域、需要動向、貿易ルート、関税、国別リスクプレミアムを含むWACCを網羅する。水素の国際貿易を定量評価するための入力条件を体系的に整理したものである。

David Tomić, Kristina Radinović, Guilherme R. R. Amaral +4

本論文は、太陽光・風力・水力・地熱による水電解と、バイオマス由来の熱化学的・生物的プロセスを含む再生可能水素の生産経路を比較評価した。太陽光・風力ベースの電解が技術成熟度・拡張性・コストのバランスで最も有利で、均等化コストは約3.8〜11.9 USD/kg H2と報告されている。バイオマス系は効率が高いが材料・持続可能性の制約があり、洋上風力電解などの新興技術は長期的潜在力を持つが成熟度が低い。

Hong-Jun Fan, Peggy Shu-Ling Chen, Andrew Harris +2

洋上風力の保守支援船（SOV）を対象に、水素PEMFCとリチウムイオン電池を組み合わせたハイブリッド動力システムを概念設計した。既存機関室の制約内で200kW燃料電池26基と2.6MWh電池が最適構成と判明。圧縮水素・液体水素・液体アンモニア・金属水素化物を比較し、LH2とLNH3が技術的に実現可能で、LNH3はLH2より総保有コストが30%低い。1船あたり年最大17,600トンのCO2削減効果を示す。

Edoardo Rossi, Giorgio Vilardi

直接還元鉄（DRI）シャフト炉を一次元モデルで解析し、還元ガスを合成ガスから水素、さらにアンモニアへ切り替えた際の炉内反応・温度・還元挙動を比較した研究。鉄鋼業の脱炭素経路として注目される水素還元製鉄の実現可能性を、プロセスシミュレーションの観点から定量評価している。

Kaniyamparambil, Sreejoe, Schmidt, Marvin, Kunert, Felix +5

可逆固体酸化物セル（rSOC）は発電と電解を切り替えられる高効率・燃料柔軟なデバイスで、変動する再生可能エネルギーの統合に有望である。本研究はModelicaで実装した動的1次元rSOCスタックモデルを提示し、電気化学・ガス輸送・伝熱・燃料変換を連成してセル毎の温度・燃料利用率・電圧を予測する。燃料利用率0.70〜0.95のシミュレーションで熱的ホットゾーンの移動や燃料枯渇域、局所電圧勾配の増幅を明らかにし、安全かつ効率的な運転包絡線の…

Mai, Andreas, Blennow, Peter, Heiredal-Clausen, Thomas +9

Topsoeが固体酸化物電解（SOE）技術を用いたPower-to-X（PtX）プラントの最新動向を報告。500MW/年のSOE製造施設を建設・試運転中で、12スタックCore（700kW入力、230Nm³H2/h）を8基組み合わせたSectionをPtXプラントの構成単位とする。16,000時間超の長期スタック試験やCO2共電解によるeSAF製造の可能性も示す一方、市場不確実性により商業化戦略を見直している。

Leah, Robert, Bone, Adam, Choolaei, Mehdi +6

Ceresの金属支持型固体酸化物電池（SOC）技術Endura™の商用化動向を報告。データセンター需要増と電化により分散型高効率発電の需要が急増し、韓国Doosan、台湾Delta、中国Weichai、日本DENSOなどとの製造ライセンスを通じて量産体制が進む。グリーン水素は立ち上がりが後ろ倒しになるも、Shellインドでの1MWe電解モジュール実証やThermaxとの加圧SAM開発が進行中。

Wuillemin, Zacharie, Waeber, Florian, Diethelm, Stefan +7

SolydEraは、高自動化プラントで製造するG8スタックを基盤に、産業向けの大型SOFCスタックおよび可逆システムを開発・検証してきた。中核となるrEMX-NG HotModuleは5基のG8Xスタックを統合し、燃料電池モードで最大10kW、水蒸気電解モードで最大30kWを発揮する。水素・天然ガス等多燃料に対応し、共電解による合成ガス生成も可能で、間欠電源や系統サービス、電力貯蔵の課題に対応する。

Seo, Youngkyun, Park, Eunyoung, Choi, Yeonji +1

本研究は、洋上風力を電力源として海上で液化水素を製造する施設の概念設計を提示する。施設要件の分析、要件を満たすシステムの定義、システム解析による最適な施設コンセプトの選定を行った。経済性・所要スペース・運用安定性の比較分析を通じて最適な構成と容量を特定し、主要な想定変数について感度分析も実施した。設計初期段階ゆえの不確実性はあるが、将来の洋上液化水素製造施設の実現に向けた基礎資料を提供する。

Ureña, Violeta, Ruiz, Kandela, Betancur, Yuli +3

固体酸化物電解セル（SOEC）の実験室プロセスを準工業的製造へ移行した研究。テープキャスティングのロール・トゥ・ロール化と焼結条件の最適化により、14m級の欠陥のない大型セルの作製に成功した。微細構造・電気化学評価で品質と性能が維持されることを確認し、製造コストとリードタイムの大幅削減、再現性向上を実証した。

Campanari, Stefano, Fantini, Martina, Crespi, Elena +10

SYRIUSプロジェクトは、4.2MWの固体酸化物電解装置（SOEC）を鉄鋼プラントの工程に統合し、化石燃料使用とCO2排出を削減する実証事業である。約700℃で運転し、鉄鋼プロセスから回収した蒸気を利用、水素製造効率は39kWh/kgH2未満と高い。水素は再加熱炉の天然ガスを代替し、副生酸素も活用する循環設計を採る。5,000時間で100kg/hの水素製造を実証し、年間5,600tのCO2削減を目指す。本論文は初年度の進捗と課題を報告…

Al-Sagheer, Yousif, Steinberger-Wilckens, Robert

EUのNet-Zero Industry Actは水素プロジェクトの許認可手続きを18か月以内とすることを求めるが、加盟国間の規制枠組みの断片化や地方当局の専門知識・経験不足が導入のボトルネックとなっている。PermittHyプロジェクトは、許認可当局・認証機関・技術者・消防等を対象に、多言語の調和された研修プログラムとデジタルツール、国境を越えた協力体制を提供し、水素プロジェクトの許認可を迅速かつ安全に処理できる能力構築を目指す。欧州…

Fontell, Erkko, Hakala, Tuomas, Åström, Kim

Convionは固体酸化物セル（SOC）技術をパイロットから産業規模へ展開する取り組みを提示する。SOFC・SOECの10年以上の運用経験を基に、マルチメガワット級の標準化・モジュール型SOCプラットフォームを開発し、コスト競争力・信頼性・既存インフラ統合を狙う。2024年にHD Hyundai系HD Hydrogenが買収し、技術力と産業規模を組み合わせて水素・Power-to-X用途の商用化を加速する。

Ahmadullah Hridoy, Mohammad Tawfiqur Rahman, Rafid Bin Siddique +2

希土類金属系光触媒を用いた光触媒水素製造の最近の研究進展をまとめたレビュー。太陽光と水からグリーン水素を得る材料設計・効率向上の動向を整理する。水素製造コスト低減や脱炭素技術の実装可能性に関わる基礎的知見を提供する。

Fernandez E.

本発表はスペイン・バスク地方における水素経済の振興を目的としたH2BASQUEプロジェクトのうち、グリーン水素製造技術に焦点を当てる。地域産業基盤と再生可能エネルギーを活用した水素供給の実装可能性を検討する内容とみられる。抄録がなく詳細な手法・成果は不明。

Bennet Nii Tackie-Otoo, Joshua Nsiah Turkson, Mohamed Mahmoud +5

本研究は、石油貯留層からのマイクロ波加熱による低炭素・カーボンゼロ水素製造（HOPEプロセス）を、SMR・ATR・POX・ガス化などの従来法とエネルギー効率・環境影響・経済性の観点で比較評価した。HOPEは水を必要とせず0〜13 kg CO2e/kg H2を排出する一方、SMR・ATRは8.0〜11.0 kgを排出し、CCS統合はコストを35〜135%増加させる。HOPEは既存石油インフラと親和性が高く、従来法を代替せず補完しうるが、触…

Mariam El Jamal, Sayan Das, Mine Güngörmüşler

本研究は、トルコとハンブルク間の国際海運貨物ルートを対象に、水素コリドー導入の実現可能性をAHPとTOPSISによる多基準意思決定分析で評価した。技術・運用・経済・環境の各要因を統合し、エンジン数や給油停止、港湾近接性などの運用要因が経路適合性を最も左右することを示す。政策目標だけでは水素採用は保証されず、運用要件を踏まえた経路計画が不可欠だと結論づける。