海洋グリーンアンモニア合成

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Sep 13, 2023

海洋グリーンアンモニア合成

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再生可能エネルギー生産の世界的な潜在力は、世界のエネルギー需要をはるかに上回っています。 しかし、再生可能エネルギーの利用可能性は、既存の土地利用、保護地域を保存する必要性、長距離にわたるエネルギー輸送に関連するコストによって制限されます。 結果として、有限の再生可能エネルギー容量を適切な最終用途に注意深く適合させる必要があります。 この視点では、私たちはこの政策課題に対処するために海洋でグリーンアンモニアを生産することを主張します。高効率で発電するには地元の再生可能エネルギーを使用する必要がありますが、比較的効率の低いアンモニアの形での化学エネルギー貯蔵は地球から遠く離れた場所で行われるべきです。エネルギー消費者であり、比較的低コストで輸送されます。 採用される合成プロセス、この資源配分の技術経済的基盤、およびこのエネルギーシステムの確立を可能にするために必要な技術開発について説明します。

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石油と石油製品の説明 (米国エネルギー情報局、2022); https://www.eia.gov/energyexplained/oil-and-petroleum-products/imports-and-exports.php

Carter, L.、Quicke, A. & Armistead, A. Over a Barrel: Addressing Australia's Liquid Fuel Security (The Australia Institute, 2022); https://australiainstitute.org.au/wp-content/uploads/2022/04/P1036-Over-a-barrel_liquid-fuel-security-WEB.pdf

Devlin, A. & Yang, A. 鉄鋼の脱炭素化のための地域サプライ チェーン: エネルギー効率とグリーン プレミアムの緩和。 エネルギー変換者。 管理。 254、115268 (2022)。

記事 CAS Google Scholar

水素:再生可能エネルギーの視点(国際再生可能エネルギー機関、2019年)。 https://www.irena.org/publications/2019/Sep/Hydrogen-A-renewable-energy-perspective

Cesaro, Z. セクターカップリングと季節電力貯蔵におけるグリーンアンモニアの役割 (オックスフォード大学、2021); https://www.ammoniaenergy.org/wp-content/uploads/2021/11/20211105_ZCesaro_AEAConference_noappendix.pdf

イノベーションの展望: 再生可能アンモニア (国際再生可能エネルギー機関およびアンモニアエネルギー協会、2022)。

再生可能な未来への道を進む: 輸送を脱炭素化するソリューション。 予備調査結果 (国際再生可能エネルギー機関、2019 年); https://www.irena.org/publications/2019/Sep/Navigating-the-way-to-a-renewable-future

Valera-Medina, A.、Xiao, H.、Owen-Jones, M.、David, WIF & Bowen, PJ アンモニアがパワーを獲得。 プログレ。 エネルギー燃焼。 科学。 69、63–102 (2018)。

記事 Google Scholar

オーストラリアの再生可能エネルギーハブ (ブリティッシュ・ペトロリアム、2023); https://www.bp.com/en_au/australia/home/who-we-are/reimagining-energy/decarbonizing-australias-energy-system/renewable-energy-hub-in-australia.html

モリアーティ、P. & オネリー、D. 再生可能エネルギーの世界的な可能性は何ですか。 更新します。 持続する。 エネルギー改訂 16、244–252 (2012)。

記事 Google Scholar

鄧小平ら現実的な世界規模の風力発電と太陽光発電の供給量を定量化します。 グロブ。 環境。 Change 31、239–252 (2015)。

記事 Google Scholar

Windemer, R. 土地利用計画の時間を考慮する: 商業的に管理される陸上風力発電計画の耐用年数終了後の意思決定の評価。 土地利用政策 87、104024 (2019)。

記事 Google Scholar

Katsouris, G. & Marina, A. 浮体式風力発電所のコスト モデリング (ECN、2016)。 https://questfwe.com/wp-content/uploads/2018/02/Cost-Modeling-of-Floating-Wind-Farms-ECN-2016.pdf

フェルドマン、D.ら。 米国の太陽光発電システムとエネルギー貯蔵コストのベンチマーク: 2020 年第 1 四半期 (国立再生可能エネルギー研究所、2021 年)。 https://www.nrel.gov/docs/fy21osti/77324.pdf

Dugger, GL & Francis, EJ 水素を介してアンモニアを生成する海洋熱エネルギー プラント船の設計。 内部。 J.ハイドロッグ. エネルギー 2、231–249 (1977)。

記事 CAS Google Scholar

Wang, H.、Daoutidis, P.、Zhang, Q. 海洋の風力発電を海洋のグリーンアンモニアで利用。 ACSサステイン。 化学。 工学 9、14605–14617 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Salmon, N. & Bañares-Alcántara, R. グリッド接続がグリーンアンモニア生産のコストと場所に与える影響: ケーススタディとしてのオーストラリア。 エネルギー環境。 科学。 14、6655–6671 (2021)。

記事 Google Scholar

Beerbühl, SS、Fröhling, M. & Schultmann, F. 再生可能エネルギーを統合するための、電力ベースのアンモニア生産のスケジュールと容量計画を組み合わせたもの。 ユーロ。 J.Oper. 解像度 241、851–862 (2015)。

記事 Google Scholar

Nayak-Luke, R. & Bañares-Alcántara, R. カーボンフリー エネルギー ベクトルとして、また従来の生産の代替としての島嶼グリーン アンモニアの技術経済的実行可能性。 エネルギー環境。 科学。 13、2957–2966 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

Cheema, II & Krewer, U. アンモニアへの電力供給のためのハーバー・ボッシュプロセス設計の動作範囲。 RSC アドバンス 8、34926–34936 (2018)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Smith, C.、Hill, AK & Torrente-Murciano, L. カーボンフリー エネルギー環境におけるハーバー ボッシュ アンモニアの現在および将来の役割。 エネルギー環境。 科学。 13、331–344 (2020)。

記事 Google Scholar

Humphreys, J.、Lan, R. & Tao, S. ハーバー・ボッシュ法用のアンモニア合成触媒の開発と最近の進歩。 上級エネルギー持続。 解像度 2、2000043 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Smith, C. & Torrente-Murciano, L. 再生可能エネルギーを使用したアンモニア合成のための統合吸収分離によるシングルパス平衡を超え、ハーバー・ボッシュ ループを再定義。 上級エネルギーメーター。 11、2003845 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

マクファーレン、DR 他アンモニア経済へのロードマップ。 ジュール 4、1186–1205 (2020)。

記事 CAS Google Scholar

アルワリア、RK、パパディアス、DD、ペン、J.-K. & Roh、HS 水素貯蔵オプションのシステムレベル分析 (アルゴンヌ国立研究所、2019); https://www.hydrogen.energy.gov/pdfs/review19/st001_ahluwalia_2019_o.pdf

Salmon , N. & Bañares-Alcantara, R. コンピュータ支援化学工学 Vol. 49 (ヤマシタ、Y. & カノ、M. 編) 1903–1908 (エルゼビア、2022)。

Fasihi, M.、Weiss, R.、Savolainen, J. & Breyer, C. ハイブリッド太陽光発電と風力発電所に基づくグリーンアンモニアの世界的な可能性。 応用エネルギー 294、116170 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

James, B.、Houchins, C.、Huya-Kouadio, JM、および DeSantis, DA 最終レポート: 水素貯蔵システムのコスト分析。 OSTI.GOV https://www.osti.gov/servlets/purl/1343975 (2016)。

Bellosta Von Colbe, J. et al. 水素の貯蔵と圧縮における水素化物の応用:成果、見通し、展望。 内部。 J.ハイドロッグ. エネルギー 44、7780–7808 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Salmon, N.、Bañares-Alcántara, R.、Nayak-Luke, R. 大陸間のエネルギー輸送のためのグリーンアンモニア分配システムの最適化。 iScience 24、102903 (2021)。

論文 CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Shatat, M. & Riffat, SB 従来型および再生可能エネルギー源を利用した水の淡水化技術。 内部。 J. 低炭素技術 9、1–19 (2014)。

記事 Google Scholar

Salmon, N. & Bañares-Alcántara, R. 空間エネルギーベクトルとしてのグリーンアンモニア: レビュー。 持続する。 Energy Fuels 5、2814–2839 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Alkaisi, A.、Mossad, R.、Sharifian-Barforoush, A. 再生可能エネルギーと統合された水淡水化システムのレビュー。 エネルギープロセディア 110、268–274 (2017)。

記事 Google Scholar

Curto, D.、Franzitta, V. & Guercio, A. 水の淡水化技術のレビュー。 科学。 11、670 (2021)。

記事 CAS Google Scholar

Do Thi, HT、Pasztor, T.、Fozer, D.、Manenti, F. & Toth, AJ ライフサイクル、PESTLE、および多基準意思決定分析による再生可能エネルギー源を使用した淡水化技術の比較。Water 13、2023 (2021) )。

記事 Google Scholar

Roy, ​​P.、Rao, IN、Martha, TR & Kumar, KV リモートセンシング技術を使用した火力発電所の放水温度評価。 エネルギー地球科学。 3、172–181 (2022)。

記事 Google Scholar

多目的蒸留。 AquaSwiss http://aquaswiss.eu/desalination-solutions/multi-effect-distillation/ (2016)。

多重効用蒸留 (MED)。 ヴェオリア https://www.veoliawatertechnologies.com/asia/en/technologies/multiple-effect-distillation-med (2023)。

Dresp, S. et al. 海水の直接電解分解:活性、選択性、分解、回収を分子触媒構造から電解槽レベルまで研究。 上級エネルギーメーター。 8、1800338 (2018)。

記事 Google Scholar

Dresp, S.、Dionigi, F.、Klingenhof, M. & Strasser, P. 海水の直接電解分解: 機会と課題。 ACSエネルギーレター 4、933–942 (2019)。

記事 CAS Google Scholar

Hauch, A. et al. 電解用固体酸化物電池技術の最近の進歩。Science 370、eaba6118 (2020)。

論文 CAS PubMed Google Scholar

Taibi, E.、Blanco, H.、Miranda, R. & Carmo, M. グリーン水素コスト削減 (国際再生可能エネルギー機関、2020)。

SOEC Topsoe https://www.topsoe.com/our-resources/knowledge/our-products/equipment/soec#:~:text=The%20TOPSOE%E2%84%A2%20SOEC%20electrolyzer,and%20oxygen%20 (O2) (2022)。

R. スミット、J. ホワイトヘッド、S. ワシントン。電気自動車はどこへ向かうのでしょうか? エアクアル。 登る。 変更 52、18 ~ 27 (2018)。

Google スカラー

ババリット、A.ら。 遠洋の水素生成風力エネルギーコンバーターのフリートの技術経済的実現可能性。 内部。 J.ハイドロッグ. エネルギー 43、7266–7289 (2018)。

記事 CAS Google Scholar

Heidari, S. 浮体式洋上風力発電の経済モデリング。 修士論文、マラダーレン大学 (2016年)。

ERA5 (欧州中期天気予報センター、2021 年); https://www.ecmwf.int/en/forecasts/datasets/reanalysis-datasets/era5

Salmon, N. & Bañares-Alcántara, R. 海洋グリーンアンモニア生産に関する世界的かつ空間的に詳細な技術経済分析。 J. クリーン。 製品。 367、133045 (2022)。

記事 CAS Google Scholar

ワイザー、R. et al. 専門家による調査では、2050 年までに風力エネルギーのコストが 37% ~ 49% 低下すると予測されています。 エネルギー 6、555–565 (2021)。

記事 Google Scholar

アンモニア肥料の市場と価格分析 (S&P Global、2022); https://ihsmarkit.com/products/fertilizers-ammonia.html

ガルシア、L. DTN の肥料の見通し。 進歩的な農家 https://www.dtnpf.com/agriculture/web/ag/crops/article/2022/03/15/russia-ukraine-war-drives-world (2022)。

アンモニア市場のボラティリティ:記録的な価格と黒海の供給障害の長期化—これは新しい価格設定メカニズムにとって何を意味しますか? (アーガスメディア、2022); https://view.argusmedia.com/rs/584-BUW-606/images/FER-White%20Paper%20Ammonia%20Market%20Volatility.pdf

Crozier, C. & Baker, K. 国境を越えた相互接続の価値に対する再生可能発電の影響。 応用エネルギー 324、119717 (2022)。

記事 Google Scholar

プロジェクト。 オーシャンズ・オブ・エネルギー https://oceansofenergy.blue/projects/ (2021)。

JS Sunseap のヒルがジョホール海峡の洋上浮体式太陽光発電所を完成。 リニューエコノミー https://reneweconomy.com.au/sunseap-completes-offshore-floating-solar-farm-in-straits-of-johor/ (2021)。

サウスカロライナ州ゴルルードバリと西西部ヴァン・サーク。洋上太陽光発電システムと陸上太陽光発電システムの性能差のシミュレーション。 プログレ。 フォトボルト。 解像度応用 28、873–886 (2020)。

記事 Google Scholar

ゴルルードバリ、SZM et al. ケーブルのプール:洋上風力発電所内に洋上浮体式太陽光発電技術を統合する技術経済的実現可能性研究。 ソル。 エネルギー 219、65–74 (2021)。

記事 Google Scholar

Driscoll, H.、Salmon, N. & Bañares-Alcántara, R. ペントランド湾の潮力と風力エネルギーを利用した海洋グリーンアンモニア生産の技術経済的評価。 アンモニアエネルギーに関するシンポジウムにて(オルレアン大学、2022年)。

ファー、H.、ルッテンバーグ、B.、ウォルター、RK、ワン、Y.-H. & White、C. 深海に浮かぶ洋上風力エネルギー施設の潜在的な環境への影響。 オーシャンコースト。 管理。 207、105611 (2021)。

記事 Google Scholar

リンデブーム、H.ら。 オランダの沿岸地帯における洋上風力発電所の短期的な生態学的影響。 コンピレーション。 環境。 解像度 Lett 1341、35101–35113 (2011)。

記事 Google Scholar

ヴァン・デ・ヴェン、D.-J. 他。 潜在的な土地要件とそれに関連する土地利用により、太陽エネルギーの排出量が変化します。 科学。 議員第 11 号、2907 (2021)。

記事 PubMed PubMed Central Google Scholar

Ottinger, M. & Kuenzer, C. 沿岸陸地アプリケーションにおける地球科学分析のための宇宙搭載 L バンド合成開口レーダー データ: レビュー。 Remote Sens. 12、2228 (2020)。

記事 Google Scholar

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この研究は、Rhodes Trust によって財政的に支援されました。

オックスフォード大学工学部、オックスフォード、英国

ニコラス・サルモン & ルネ・バニャレス=アルカンタラ

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両著者は研究の概念化に貢献しました。 NS は分析を実行し、原稿の執筆を主導しました。 RB-A。 意見を提供し、原稿の執筆を手伝ってくれました。

ルネ・バニャレス=アルカンタラへの通信。

著者らは競合する利害関係を宣言していません。

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転載と許可

Salmon、N.、Bañares-Alcántara、R. オフショアのグリーンアンモニア合成。 ナット。 シンセ (2023)。 https://doi.org/10.1038/s44160-023-00309-3

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受信日: 2022 年 11 月 6 日

受理日: 2023 年 3 月 31 日

公開日: 2023 年 6 月 1 日

DOI: https://doi.org/10.1038/s44160-023-00309-3

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