論文・プレプリント

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。

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。

Linares JI, Arenas E, Nárdiz S +1

本論文は、風力と太陽光のハイブリッド発電所で水素と電力を併産するCHyP概念を提案する。電解槽を発電継続時間曲線から最適化し、余剰電力を売電してLCOHのコスト相殺に活用。スペイン全土の500MW設備シミュレーションで最適風力比率27%、LCOHは1.68〜4.40€/kg、一部地点で2€/kg未満を達成した。

Ana Karen Silveira, Pereira Caracas, Ana Verucia Leitão da, Silva Vasconcelos, Constantino, Frate Junior +14

ブラジル・セアラ州を対象に、グリーン水素バリューチェーンに関わる新興技術を専門家の知見と文献・文書調査から分析・優先順位付けした定性研究。技術成熟度、インフラ、産業応用、市場、規制、持続可能性などの基準を統合し、地域のエネルギー・産業・イノベーション条件に適合する技術選定の枠組みを提示する。

Primke, Fabian

過冷却液体水素の充填において、タンク内の気相凝縮（ullage condensation）を考慮した熱力学モデルを提案。流入液体と気相の相互作用を表すパラメータを導入し、大型トラックと航空機の充填シナリオに適用した。入口温度が十分低く相互作用が強ければ、ベント（ガス放出）なしの充填が可能となることを示す。低タンク圧では要件が厳しくなる。

Li, Zhouyan, Liu, Qiance, Guo, Yang

中国の高炉・転炉（BF-BOF）製鉄所を対象に、太陽光・風力・ハイブリッド由来のグリーン水素を用いた水素直接還元鉄（HDRI-EAF）への転換を2025〜2050年でプラント別に最適化した研究。各立地の再生可能エネルギー供給ポテンシャルと水素製造・貯蔵・輸送コストを考慮し、費用対効果の高い転換時期と電源構成を特定。適地ではHDRI-EAFが経済的に成立し、鉄鋼脱炭素の実現可能性を示す。

Quinga M, Socasi D, Flores A +4

エクアドル・ロハ市の都市交通脱炭素化に向け、風力由来グリーン水素の技術経済的実現可能性をHOMER Proで評価。23MWのPEM電解装置を含むハイブリッドシステムをモデル化し、年間55万kgの水素生産、LCOHは6.25USD/kgと算出。50台の燃料電池バス供給が可能で、資本投資と再エネコストが実現性の鍵と結論。

Maiken Borud Omtveit, Lisa Marie Dannappel, Shi You +1

本論文は、デンマーク工科大学のPtX実験室に設置されたEnapter製AEM電解装置の実測運転データから、分極曲線と電流動特性を含むモデルパラメータを同定した。これにより、グリーン水素製造の系統トポロジーや制御戦略をより正確に評価できる。結果は、AEMが風力出力平滑化や周波数調整などの系統サービスに適することを示唆する。

Holdsworth AF, Ireland E, Baidak A +10

使用済核燃料（SNF）からの放射線分解による水素製造を提案。137Cs等の高発熱核種を分離し専用線源とすることで、閉鎖燃料サイクル下でも水素を製造可能とする。世界のSNF備蓄で水素需要の約60%（年間約900億ドル相当）を賄えると試算。廃棄物を資源化し、原子炉運転から水素生産を切り離す点が特徴。

Konuhova M, Bezrukovs V, Bezrukovs V +4

分散型グリーン水素インフラにおける圧縮技術を、機械式・液圧ピストン・電気化学・金属水素化物・ハイブリッドの各方式で横断比較したレビュー。圧力比、比エネルギー消費、熱挙動、純度、動的柔軟性、信頼性、スケーラビリティ、TRLを共通基準で評価。高圧・大流量・商用成熟では機械式が基準、熱管理重視では液圧ピストン、高純度・中流量では電気化学、廃熱利用では金属水素化物が有望と整理。単一最適解はなく、電解槽・バッファ貯蔵・需要を含む運転包絡線全体での…

Fakhreddine J, Joshi S, Cassamassima L +3

TIAM-UCLとMESSAGEixの2つの世界エネルギーシステムモデルを調和シナリオで比較し、パリ協定整合経路での水素貿易の発展を評価した。両モデルは一貫して、現在の集中型化石燃料市場より分散的・地域統合的な水素貿易市場を予測する。2050年までに域内パイプライン貿易は年平均3〜22EJ、国際液体水素貿易は1〜6EJにとどまり、多くの地域は自給可能と示唆される。国家戦略が国際貿易に偏る一方、最小費用経路との系統的ミスマッチを指摘する。