10. Nodal Energy Price and Market Clearing in Carbon Emission-Embedded Hydrogen-Integrated Energy Systems

Dieses Kapitel vertieft die Komplexität der Preisgestaltung für Knotenpunkte in wasserstoffintegrierten Energiesystemen und befasst sich mit den Herausforderungen der Wasserstoffmischung. Sie unterstreicht die Notwendigkeit einer neuen Preismethodik, die die Auswirkungen heterogener Gaszusammensetzungen widerspiegelt, die aufgrund verteilter Wasserstoffinjektionen im Bruttokalorienwert und Kohlenstoffgehalt variieren. Das vorgeschlagene gemeinsame Marktabrechnungsmodell enthält detaillierte physikalische Beschränkungen hinsichtlich des Gasflusses, der Kosten für Kohlenstoffemissionen und des Energiepakets, um Fairness und Robustheit bei der Energiepreisgestaltung zu gewährleisten. Der Text führt auch eine nachvollziehbare Lösungsmethode ein, die Taylor-Approximation und aufeinander folgende Kegelprogrammierung zweiter Ordnung verwendet, um die hohen Nichtlinearitäten und Nichtkonvexitäten des Market-Clearing-Problems in Angriff zu nehmen. Fallstudien bestätigen die Effektivität des vorgeschlagenen Knotenpunktsenergiepreissystems und zeigen, dass es in der Lage ist, die Preise für Gas und Kohlenstoffemissionen signifikant zu senken. Darüber hinaus untersucht der Text die Sensibilität der Knotengaspreise für verschiedene Beschränkungen und validiert die Skalierbarkeit der vorgeschlagenen Methode mithilfe eines groß angelegten wasserstoffintegrierten Energiesystems. Das Kapitel schließt mit Einblicken in die potenziellen Energiepreisverteilungen in zukünftigen Energiesystemen mit weit verbreiteter grüner Wasserstoffmischung.