Comparative Analysis of Direct Ammonia and Hydrogen Utilization: A Holistic Sustainability Perspective for Decarbonizing Transport and Power Sectors
Notice bibliographique
Résumé
Green hydrogen is pivotal for decarbonizing the transport and power sectors, but it faces significant challenges related to long-term storage and distribution. Green ammonia, a promising hydrogen carrier, offers logistical advantages; however, its end-use viability remains largely unexamined. This study compares two pathways: (1) hydrogen produced from ammonia cracking, used at refueling stations for hydrogen fuel cell vehicles and in stationary power plants; and (2) direct use of ammonia at fueling stations for direct ammonia fuel cell (DAFC) vehicles and in DAFC-based power plants. A techno-economic analysis was conducted to evaluate the levelized cost of fuel (LCOF), levelized cost of electricity (LCOE), and carbon abatement cost (CAC) for all scenarios. Results indicate that for transport hydrogen (Case 1) achieves an LCOF of 0.078 $/km, outperforming ammonia at 0.133 $/km, owing to its higher energy density. For power generation, hydrogen’s LCOE (0.49 $/kWh) is lower than ammonia (0.93 $/kWh), though both remain above the conventional pathway owing to lower fuel cell efficiencies and higher capital costs. The CAC analysis indicates that decarbonizing the transport sector is more economical with hydrogen (353 $/tCO 2 ) or ammonia (595 $/tCO 2 ) compared to the power sector, where CAC rises to 1525 $/tCO 2 for hydrogen and 4510 $/tCO 2 for ammonia. Forecast analysis suggests that by 2030, both hydrogen and ammonia with LCOF of 0.064 and 0.055 $/km, respectively, can outperform conventional gasoline (0.07 $/km), with ammonia becoming the most cost-effective option for transportation. This study highlights that hydrogen and ammonia, each offering distinct advantages depending on end-use application and time frame, are mutually enabling solutions for decarbonized energy systems. These findings support the need for policy mechanisms such as carbon tax and targeted technological innovation to bridge cost gaps and address barriers in the energy transition.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,001 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».