Jens Perner. Die langfristige Erdgasversorgung Europas Analysen und Simulationen mit dem Angebotsmodell EUGAS

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Benedikt Schmitt
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1 Jens Perner Die langfristige Erdgasversorgung Europas Analysen und Simulationen mit dem Angebotsmodell EUGAS Oldenbourg Industrieverlag, München 2002

2 Inhaltsübersicht Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis I II VIII XIII XVI 1 Einführung in das Thema und Gliederung der Arbeit 1 2 Grundlagen der Gaswirtschaft Technische Grundlagen und Funktionen der Erdgaswirtschaft Exploration Gasförderung Gassammlung und Gasaufbereitung Transport Pipelinetransport LNG-Transport Speicherung Verteilung Erdgashandel Die Erdgasversorgung Europas Nachgewiesene Erdgasreserven und Erdgasproduktion im Jahr Westeuropa Mittel- und Südosteuropa Osteuropa einschließlich ehemaliger Sowjetunion Produzentenländer außerhalb Europas Erdgasverbrauch Erdgashandel und-transport Wettbewerb in der Erdgaswirtschaft Liberalisierung der Gasproduktion und des Handels innerhalb der EU 46

3 III Richtlinie über die Erteilung und Nutzung von Genehmigungen zur Prospektion, Exploration und Gewinnung von Kohlenwasserstoffen Binnenmarktrichtlinie Erdgas Wettbewerb bei Gasimporten Wesentliche Produzentenländer außerhalb der EU und das Angebotsoligopol Wettbewerb in der Gasproduktion 51 3 EUGAS - ein Angebotsmodell für den europäischen Gasmarkt Anforderungen an das Modell Modellkonzeption Angebots- und Nachfrageregionen Mathematische Formulierung des Modells Zielfunktion 69 3X2 Erlösgleichungen Kostengleichungen Kapazitätskosten Betriebskosten Kosten der Gasproduktion in den Nebenförderregionen des Modells Kosten von LNG-Tankern Transitentgelte Nebenbedingungen Gleichgewichtsbedingungen Lieferrestriktionen Kapazitätsrestriktionen der Gasproduktion Förderrestriktionen Ressourcenrestriktionen Kapazitätsrestriktionen für Pipelinetransporte Kapazitätsrestriktionen für LNG-Anlagen Input-Output-Bedingungen an den Netzknoten Langfristige Lieferverträge (optional) Liefer- bzw. Bezugsrestriktionen (optional) Physische Gasflüsse versus ökonomische Lieferbeziehungen Opportunitätskosten der Ressourcennutzung 93

4 IV 4 Numerische Annahmen des Modells Erdgasproduktion Ressourcenbasis der Hauptförderregionen Produktionskapazitäten und Förderprofile Förderprofile und Verfügbarkeit installierter Produktionskapazitäten Zu- und Rückbau von Kapazitäten und Erdgasproduktion Technische und politische Förderlimits Kosten der Erdgasproduktion Kostentreiber der Erdgasproduktion Investitionskosten der Erdgasproduktion Betriebskosten der Erdgasproduktion Technischer Fortschritt Erdgasproduktion in den Nebenförderregionen des Modells Erdgastransport 127 4:2.1 Struktur des Transportsystems Erdgastransport über Pipelines Annahmen für die Berechnung der Pipelinekapazitäten Kapazitätszubau und bestehende Pipelinekapazitäten Investitions- und Betriebskosten der Rohrleitungen Investitions- und Betriebskosten der Kompressoren LNG-Transport Kapazitäten von Verflüssigungs- und Verdampfungsanlagen Kosten von Verflüssigungs- und Verdampfungsanlagen sowie von LNG-Tankem Technischer Fortschritt Erdgasverbrauch und -Versorgung Verbrauchsprognosen Innereuropäische Erdgasproduktion Brennwerte der Erdgase Modellsimulationen und Variantenrechnungen Auswahl der Modellvarianten und Darstellung der Simulationsergebnisse Basislauf Erdgasproduktion Überblick über die Simulationsergebnisse 170

5 V Russland Norwegen Großbritannien Niederlande Algerien Nebenförderregionen des Modells Erdgasexporte und-importe Pipelinetransport Transportströme Zubau von Pipelinekapazitäten LNG-Transport Transportströme Zubau von Verflüssigungs- und Verdampfungsanlagen Variantenrechnungen Modellvariante I: Transitentgelte Problemstellung Erdgasproduktion Erdgastransport und -handel Modellvariante II: Bezugsrestriktionen Problemstellung Erdgasproduktion Erdgastransport und -handel Modellvariante III: Förderlimit Problemstellung Erdgasproduktion Erdgastransport und -handel Modellvariante IV: Kombinationsvariante Problemstellung Erdgasproduktion Erdgastransport und -handel Modellvariante V: Krisenszenario Problemstellung Erdgasproduktion und- handel Erdgastransport Schlussfolgerungen für die Versorgungssituation Europas Zusammenfassung und Fazit der Modellsimulationen 250

6 VI 6 EUGAS und EIREM: Iterative Verknüpfung von Strom- und Erdgasmarkt Struktur der Kopplung Das Strommarktmodell EIREM Modellstruktur Zielfunktion und Nebenbedingungen in EIREM Zielfunktion Wesentliche Nebenbedingungen Wesentliche numerische Annahmen in EIREM Kraftwerksparks Stromübertragung Stromnachfrage Verknüpfung von Strom- und Gasmarjctmodell Kalkulation der Erdgaspreise aus EUGAS Konzept der Preisberechnung Erdgaslieferungen von den Gasquellen in die Verbrauchsregionen Kosten des Erdgasangebots in den Verbrauchsregionen Anpassung der Gaspreise innerhalb Westeuropas Weitere Komponenten der Erdgaspreise für Kraftwerke Kalkulation der Erdgasverbrauchsmengen aus EIREM Ergebnisse der Simulationsrechnungen Basislauf Modellannahmen Erdgaspreise Kraftwerkskapazitäten in EIREM Verströmte Erdgasmengen Modellvariante Erdgassteuern Modellannahmen Erdgaspreise Verströmte Gasmengen Kombinationsvariante Modellannahmen Erdgaspreise Verströmte Gasmengen Zusammenfassung und Fazit der Modellsimulationen 303

7 VII 7 Zusammenfassung und Fazit Zielsetzung der Arbeit und Modellstruktur Modellsimulationen Wesentliche Simulationsergebnisse des Basislaufs Schlussfolgerungen aus den Variantenrechnungen Verknüpfung des Gasmarktmodells EUGAS mit dem Strommarktmodell EIREM Schlussfolgerungen aus dem integrierten Strom-Erdgas-Modell Fazit und Ausblick 323 Literaturverzeichnis 325

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