Trade-Offs between Grid Connectivity and Operational Flexibility in Reducing the Cost and Carbon Footprint of Green Ammonia
Notice bibliographique
Résumé
Ammonia is essential for fertilizer production and industrial applications, but conventional synthesis is highly carbon-intensive due to reliance on fossil-based hydrogen. Producing “green ammonia” with renewables-based electrolytic hydrogen offers lower emissions and greater resilience to fossil fuel market volatility, though at a higher cost. To reduce infrastructure overbuilding and associated costs, two main strategies have been proposed: (1) grid connection under emission caps and (2) increased operational flexibility. Yet, their relative benefits remain location-specific and uncertain. Here, we evaluate these strategies across a wide range of European Union (EU) weather patterns using the levelized cost of ammonia (LCOA) and life-cycle greenhouse gas emissions as benchmarks. We find that grid-connected plants achieve greater cost reductions but are more sensitive to regulatory uncertainty, particularly emission caps, while operational flexibility achieves larger emission cuts. On average, grid-connected plants lower LCOA by 42% (1569 EUR/t NH 3; range: 999–2772) and emissions by 25% (0.66 t CO 2 e/t; range: 0.39–1.15), while flexible off-grid plants reduce costs by 39% (1593 EUR/t; range: 1168–2573) and emissions by 45% (0.49 t CO 2 e/t; range: 0.31–0.94) compared to baseline off-grid, nonflexible green ammonia systems. Benefits are most pronounced in regions with limited renewable resources, though plants in those regions may face competitiveness challenges, potentially making relocation more attractive. Combining both strategies yields only modest additional benefits, except in wind-rich regions. These findings provide robust guidance for selecting cost- and emission-effective strategies, supporting targeted deployment and sector decarbonization.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,001 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 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 source (Gemma direct ou Codex distillé), 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 ».