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TIGER

  • Wie sicher ist die europäische Gasversorgung heute, und wie sieht der Weg zu einem europäischen Wasserstoffnetz aus?
  • Welche Erdgasinfrastruktur lässt sich für den künftigen Wasserstofftransport weiternutzen, und wo sind Neubauten nötig?
  • Und wie wirken sich Lieferunterbrechungen, veränderte Importrouten oder neue regulatorische Vorgaben auf Versorgungssicherheit und Kosten aus?

Für diese Fragen nutzt das EWI die TIGER-Modellfamilie (Transport Infrastructure for Gas under Enhanced Resolution). Die Modelle berechnen die kostengünstigste Versorgung Europas mit Gas und Wasserstoff und bilden die europäischen Märkte für Erdgas und Wasserstoff sowie deren technische Verknüpfung detailliert ab. Dabei machen sie die Auswirkungen politischer Rahmenbedingungen (etwa Klimaziele oder regulatorische Vorgaben) objektiv messbar und erlauben die Analyse geplanter Infrastrukturprojekte, national wie international.

Abbildung 1: Ergebnisabbildung

TIGER & H2-TIGER für Beratung und Forschung

Die Modellfamilie unterstützt konkrete strategische Entscheidungen für Unternehmen und Investoren: Die wirtschaftlichen Folgen neuer regulatorischer Vorgaben, Krisenereignisse oder veränderter Importrouten lassen sich präzise für das gesamte Portfolio analysieren. Darüber hinaus liefert das Modell datenbasierte Antworten auf die Frage nach dem optimalen Standort für neue Wasserstoff-Speicher oder -Leitungen, und Betreiber können bewerten, welche ihrer heutigen Erdgas-Anlagen im künftigen Wasserstoffmarkt profitabel bleiben.

TIGER & H2-TIGER im Einsatz:

  • Kostengünstigste Gasflüsse: Ermittlung unter Berücksichtigung hochaufgelöster Infrastrukturbeschränkungen
  • Auslastungsanalyse: Untersuchung der Auslastung von Pipelines, Speichern und Importterminals in verschiedenen Markt- und Krisenszenarien
  • Stresstests: Bewertung der Auswirkungen von Lieferunterbrechungen oder Pipelineausfällen sowie deren Einfluss auf die regionale Preisbildung
  • Wasserstoff-Hochlaufszenarien bis 2050: Umwidmung bestehender Infrastruktur, hochaufgelöste Planung neuer Leitungen, Speicher und Importterminals sowie Analyse benötigter Kapazitäten und Transportwege für den internationalen Wasserstoffhandel

TIGER & H2-TIGER im Detail

TIGER und H2-TIGER sind lineare Optimierungsmodelle zur Analyse des europäischen Gas- und Wasserstoffsystems. TIGER bildet den kostenoptimalen Betrieb der bestehenden Erdgasinfrastruktur ab und ermittelt unter Berücksichtigung technischer Netzrestriktionen die resultierenden Gasflüsse, Speichernutzungen und Importe. H2-TIGER erweitert diesen Ansatz um die Modellierung des Wasserstoffsystems und berücksichtigt zusätzlich Investitionsentscheidungen für Leitungen, Speicher und Importterminals. Dadurch bestimmt das Modell sowohl den kostenoptimalen Betrieb bestehender Infrastruktur als auch den bedarfsgerechten Ausbau von Erdgas- und Wasserstoffinfrastruktur.

Der Schwerpunkt liegt auf der detaillierten Abbildung des europäischen Fernleitungsnetzes, einschließlich Pipelines, Speichern und Importterminals für verflüssigtes Erdgas (Liquefied Natural Gas, LNG). Eine Besonderheit von H2-TIGER ist die endogene Entscheidung über die Umwidmung von Infrastruktur: Das Modell berechnet eigenständig, ob eine bestehende Erdgasleitung oder ein Erdgasspeicher technisch und ökonomisch sinnvoll für den Transport beziehungsweise die Speicherung von Wasserstoff umgerüstet werden sollte oder ob ein Neubau effizienter ist.

Schematische Darstellung des Modells

Abbildung 2: schematische Darstellung des Modells

Die räumliche Abdeckung der Modellfamilie umfasst mehr als 40 Länder, darunter sämtliche EU-Mitgliedstaaten sowie wichtige Nachbarregionen wie Nordafrika, die Türkei, Aserbaidschan und Norwegen. Das Modell bildet die europäische Infrastruktur mit über 700 Knotenpunkten, 1.000 Pipelineabschnitten, 200 Erdgasspeichern und 50 bestehenden und potenziellen LNG-Importterminals sehr detailliert ab; die Nachfrage nach Erdgas und Wasserstoff wird auf regionaler Ebene hinterlegt.

Die zeitliche Auflösung ist auf die physikalischen Anforderungen des Gas- und Wasserstoffmarktes zugeschnitten: Der Einsatz aller Anlagen lässt sich auf monatlicher oder täglicher Basis simulieren, was eine genaue Darstellung saisonaler Effekte wie dem erhöhten Heizbedarf im Winter oder der Speicherbefüllung im Sommer ermöglicht. Für die langfristige Analyse von Investitionspfaden bildet das Modell die Entwicklung des Energiesystems in Jahresschritten bis zum Jahr 2050 ab.

Ausgewählte Publikationen

Ausgewählte Working Paper

Kontakt

Dr. Ann-Kathrin Klaas

Dr. Ann-Kathrin Klaas

E-Mail schicken an:ann-kathrin.klaas@ewi.uni-koeln.de
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