AHP-TOPSISフレームワークを用いた水素製造経路の技術・環境・経済的比較分析
Techno-Enviro-Economic-Based Comparative Analysis of Hydrogen Production Pathways Using AHP-TOPSIS Framework
本研究では、17種類の水素製造方法について、技術、環境、経済の観点から包括的な評価を実施した。評価には、エネルギー効率、技術成熟度レベル(TRL)、生産率、CO2排出量、水消費量、設備投資(CAPEX)、運転費用(OPEX)、水素の均等化コスト(LCOH)の8つの基準を用いた。AHP(階層分析法)により算出された基準の重みは、エネルギー効率34%、TRL 18%、生産率10%、CO2排出量4%、水消費量8%、LCOH 4%、CAPEX 13%、OPEX 8%であった。TOPSIS(理想解との類似性による優先順位決定法)によるランキングの結果、最も実行可能な経路はスチームメタン改質(SMR、Ci=0.77)であり、次いで固体酸化物形電解セル(SOEC、Ci=0.76)、プロトン交換膜(PEM、Ci=0.71)であった。TRLと経済性の低さから、光分解および生物学的経路は最も低い評価となった。本フレームワークは、政策立案者や産業界が水素戦略を策定するための、再現可能な意思決定支援ツールを提供するものである。
- 17種類の水素製造方法について、AHP-TOPSISフレームワークによる技術・環境・経済的評価が実施された
- ランキング上位はスチームメタン改質(SMR、Ci=0.77)、固体酸化物形電解セル(SOEC、Ci=0.76)、プロトン交換膜(PEM、Ci=0.71)であり、光分解および生物学的経路が最下位となった
- 評価基準の重み付けはエネルギー効率34%、TRL 18%、生産率10%、CO2排出量4%、水消費量8%、LCOH 4%、CAPEX 13%、OPEX 8%と設定された
水素製造経路の技術・環境・経済的包括比較は、水素戦略に関わる投資判断の基礎データを提供する。SMRが最も実現可能な経路として評価されつつも、SOECやPEMなど電解技術が僅差で追随している点は、クリーン水素分野への投資配分を検討する上で示唆に富む。AHP-TOPSISによる定量評価フレームワークは、各技術の成熟度と経済性のトレードオフを可視化しており、政策支援や企業の設備投資判断の裏付けとして活用可能である。