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Das zukünftige Energiesystem wird allgemein als zunehmend integrierend über verschiedene Energieträger erwartet. Strom-, Wasserstoff-, Methan- und Wärmesysteme könnten aufgrund der Kopplung durch Umwandlungs- und Hybridenergietechnologien zunehmend voneinander abhängig werden. Marktakteure, Netzbetreiber, politische Entscheidungsträger und Regulierungsbehörden benötigen Werkzeuge, um die Auswirkungen möglicher techno-ökonomischer und institutioneller Entwicklungen in einem System für den Betrieb anderer zu erfassen. In diesem Artikel bieten wir ein integriertes Modellierungsframework für Strom-, Wasserstoff- und Methansysteme an, das sich auf die Wechselwirkungen zwischen ihnen konzentriert. Das vorgeschlagene integrierte Modell für Strom und (erneuerbares) Gas ist ein Marktgleichgewichtsmodell mit stündlichen Preis- und Mengeninteraktionen, das die Rampenraten konventioneller Einheiten, die Variabilität intermittierender erneuerbarer Energien, Umwandlung, Transport sowie Speicherung von Strom, Wasserstoff und Methan berücksichtigt. Das integrierte Modell wird als lineares Programm unter der Annahme von vollkommener Konkurrenz formuliert. Als Machbarkeitsnachweis wurde das Modell auf einen Testfall angewendet, der aus 34 Stromknoten, 19 Wasserstoffknoten und 22 Methanknoten besteht und das regionale Governance-Szenario der Studie zum niederländischen Infrastrukturausblick 2050 widerspiegelt. Die Fallstudie umfasst auch verschiedene Sensitivitätsanalysen hinsichtlich variabler erneuerbarer Kapazitäten, Energiebedarf und Biomassenpreisen, um die Modellreaktion auf Störungen seiner Haupttreiber zu veranschaulichen. Dieser Artikel zeigt, dass die Verflechtung von Strom-, Wasserstoff- und Methansystemen die erforderliche Flexibilität im zukünftigen Energiesystem bieten kann.
Koirala et al. (Fr,) haben diese Frage untersucht.