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Die europaische Gasinfrastruktur wird disruptiv in ein zukunftiges dekarbonisiertes Energiesystem verändert; ein Prozess, der angesichts der jüngsten politischen Situation beschleunigt werden muss. Mit einem wachsenden Wasserstoffmarkt wird der pipelinebasierte Transport unter Nutzung der bestehenden Erdgasinfrastruktur wirtschaftlich sinnvoll, trägt zur Erhöhung der öffentlichen Akzeptanz bei und beschleunigt den Umstellungsprozess. In diesem Beitrag wird die maximal technisch machbare Einspeisung von Wasserstoff in das bestehende deutsche Erdgastransportnetz hinsichtlich regulatorischer Grenzwerte der Gasqualität analysiert. Die Analyse erfolgt auf Basis eines transienten Tracking-Modells, das auf dem allgemeinen Pooling-Problem einschließlich Linepack aufbaut. Es zeigt sich, dass das Gasnetz auch bei strengen Grenzwerten gen ̈ugend Kapazität bietet, um für einen großen Teil der bis 2030 geplanten Erzeugungskapazität für grünen Wasserstoff als garantierter Abnehmer zu dienen.
Die europäische Gasinfrastruktur wird disruptiv in ein zukünftiges dekarbonisiertes Energiesystem verändert; ein Prozess, der angesichts der jüngsten politischen Situation beschleunigt werden muss. Mit einem wachsenden Wasserstoffmarkt wird der pipelinebasierte Transport unter Nutzung der bestehenden Erdgasinfrastruktur wirtschaftlich sinnvoll, trägt zur Erhöhung der öffentlichen Akzeptanz bei und beschleunigt den Umstellungsprozess. In diesem Fachbeitrag wird die maximal technisch machbare Einspeisung von Wasserstoff in das bestehende deutsche Erdgastransportnetz hinsichtlich regulatorischer Grenzwerte der Gasqualität analysiert. Die Analyse erfolgt auf Basis eines transienten Tracking-Modells, das auf dem allgemeinen Pooling-Problem
einschließlich Linepack aufbaut. Es zeigt sich, dass das Gasnetz auch bei strengen Grenzwerten genügend Kapazität bietet, um für einen großen Teil der bis 2030 geplanten Erzeugungskapazität für grünen Wasserstoff als garantierter Abnehmer zu dienen.
Most recently, the European energy system has undergone a fundamental transformation to meet decarbonization targets without compromising the security of the energy supply. The transition involves several energy-generating and consuming sectors emphasizing sector coupling. The increase in the share of renewable energy sources has revealed the need for flexibility in supporting the electricity grid to cope with the resulting high degree of uncertainty. The new technologies accompanying the energy system transition and the recent political crisis in Europe threatening the security of the energy supply have invalidated the experience from the past by drastically changing the conventional scenarios. Hence, supporting strategic planning tools with detailed operational energy network models with appropriate mathematical precision has become more important than ever to understand the impacts of these disruptive changes. In this paper, we propose a workflow to investigate optimal energy transition pathways considering sector coupling. This workflow involves an integrated operational analysis of the electricity market, its transmission grid, and the gas grid in high spatio-temporal resolution. Thus, the workflow enables decision-makers to evaluate the reliability of high-level models even in case of disruptive events. We demonstrate the capabilities of the proposed workflow using results from a pan-European case study. The case study, spanning 2020-2050, illustrates that feasible potential pathways to carbon neutrality are heavily influenced by political and technological constraints. Through integrated operational analysis, we identify scenarios where strategic decisions become costly or infeasible given the existing electricity and gas networks.