Transportnetzberechnung zur Feststellung der Erdgasversorgungssicherheit in Deutschland unter regulatorischem Einfluss

Rövekamp, Jessica

Die Energieversorgung in Deutschland hat sich in den letzten Jahrzehnten grundlegend verändert. Insbesondere die Liberalisierung zur Schaffung eines europäischen Binnenmarktes hat die Strom- und Gasversorgung durch den entwickelten Regulierungsrahmen nachhaltig verändert. Zusätzlich birgt die deutsche Energiewende neue Herausforderungen für die zukünftigen Entwicklungen. Diese Umbrüche erfordern auch im Bereich der Gasnetzplanung eine stetige Weiterentwicklung der Methoden zur Kapazitätsberechnung und Gasbilanzierung, der Marktbeobachtung und -interpretation sowie der Ausdehnung untersuchter Netzgebiete. Nicht zuletzt der aktuelle Konflikt zwischen Russland und der Europäischen Union hat auch die europäische Gasversorgungssicherheit wieder stärker in den Fokus gerückt. Als Beitrag zu diesen Entwicklungen werden in der vorliegenden Arbeit szenarienbasiert die unterschiedlichen Liefer- und Versorgungsoptionen des deutschen Gasmarktes untersucht, sowie die Auswirkungen von Ausfällen wichtiger deutscher Gasinfrastrukturen und Gaslieferungen in kalten Wintern analysiert. Dabei handelt es sich um Ausfälle der vier größten Verdichterstationen, des größten Erdgasspeichers und der Lieferungen aus den bedeutendsten Exportländern Russland und Norwegen, die jeweils den deutschen Gasbedarf zu etwa einem Drittel decken. Für die Untersuchungen wird das deutsche H-Gas-Fernleitungsnetz zusammen mit dem Institut für Erdöl- und Erdgastechnik der Technischen Universität Clausthal modelliert und mittels unterschiedlicher Szenarien, die manuell mit dem Simulationsprogramm SIMONE 6.0 der Firma Liwacom ausgesteuert werden, berechnet. Die Modellierung der Gasnetz-Topologie und der Szenarien basiert dabei allein auf öffentlich zugänglichen Daten, die mit Annahmen ergänzt werden. Mit dieser Vorgehensweise wird das derzeit detaillierteste gesamtdeutsche H-Gas-Fernleitungsmodell entwickelt und simuliert. Zukünftig kann das Modell z. B. um das deutsche L-Gas-Netz oder Leitungssysteme europäischer Nachbarstaaten erweitert werden. Zeitabhängige und gasbilanzielle Betrachtungen könnten darüber hinaus weitere interessante Erkenntnisse liefern. Stichworte: Erdgas, hochkalorisches Gas, H-Gas, Transportnetz, Fernleitungsnetz, Simulation, Kapazitätsberechnung, Gasversorgungssicherheit, Spitzenlast, Energiewende

The energy supply in Germany has changed fundamentally in recent decades. In particular, the liberalization process for the creation of a single European market has altered the electricity and gas supply permanently by the developed regulatory framework. In addition, the German energy transition poses new challenges for future developments. Also in the field of gas network planning these radical changes require continuous advancements of methods for capacity calculation and gas balancing, market monitoring and intelligence as well as the expansion of analyzed network areas. Last but not least, the current conflict between Russia and the European Union has once more pushed the European gas security of supply in focus. As a contribution to these developments, in this thesis a scenario-based study on the delivery and supply options of the German gas market as well as on the effects of interruptions of important German gas infrastructures and gas supply in cold winters is conducted. Here failures of the four largest compressor stations and the largest natural gas storage facility as well as the interruption of deliveries from the major exporting countries Russia and Norway, each covering the German gas demand for about one-third, are analyzed. For the study, the German H-gas transmission system is modeled in cooperation with the Institute of Petroleum Engineering of the Clausthal University of Technology and calculated by means of different scenarios, which are steered manually with the simulation program SIMONE 6.0 of the company Liwacom. The modeling of the gas network topology and the scenarios is solely based on publicly available data, which are supplemented by assumptions. By this approach, the currently most detailed complete German H-gas transmission system model is developed and simulated. In the future, the model can be extended by the German L-gas grid or transmission systems of neighboring European countries as an example. Moreover, studies concerning time-dependency and gas-balancing could provide further interesting insights. Key Words: Natural gas, high calorific gas, h-gas, transmission system, network, simulation, capacity calculation, security of gas supply, peak load, energy transition

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Rövekamp, Jessica: Transportnetzberechnung zur Feststellung der Erdgasversorgungssicherheit in Deutschland unter regulatorischem Einfluss. 2015.

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