Advantages of Using Co-optimisation Modelling Solutions for Interconnected Energy Markets
Authors: E. Kirillova 
Published: November 2024

The transition to a sustainable energy future requires a thorough understanding of the intricate dynamics within electricity, hydrogen and natural gas energy markets. Integrated models have emerged as essential tools to navigate this complexity, providing comprehensive insights into future energy landscapes and enabling prudent decision making. However, the integration of these energy systems presents unique challenges, requiring strategic capacity planning and co-optimisation to ensure seamless interactions. This paper explores the integration of the electricity, hydrogen and natural gas energy worlds within a co-optimisation framework, addressing practical issues and benefits for strategic planning. The co-optimisation model generates dynamic commodity pricing by linking, for example, the production of hydrogen to the hourly generation of electricity used to produce the same hydrogen through electrolysis. The utilisation of the produced hydrogen is in turn linked to the generation of electricity through combined cycle gas turbines (CCGT). Critical considerations include maintaining consistent units and currency, ensuring technology and price consistency, and addressing cumulative differences. The benefits of co-optimisation models extend to both companies and policy makers, facilitating better decision making by optimising capacity expansions, minimising costs and balancing economic efficiency with environmental impact. These models enable the seamless deployment of clean energy solutions, mitigate the risks associated with energy price volatility, and promote operational resilience. In summary, the integration of co-optimisation models provides a holistic approach to energy decision making, maximising the potential of electricity and hydrogen energy systems in the transition to a sustainable energy future.

Переход к устойчивому энергетическому будущему требует глубокого понимания сложной динамики рынков электроэнергии, водорода и природного газа. Интегрированные модели стали важными инструментами для преодоления этой сложности, обеспечивая всестороннее понимание будущих энергетических ландшафтов, позволяя принимать разумные решения. Однако интеграция этих энергетических систем представляет собой специфические проблемы, требующие стратегического планирования производственных мощностей и согласованного подхода в моделировании для обеспечения точного взаимодействия всех элементов кооптимизиционной модели. В данной статье исследуется интеграция миров электроэнергии, водорода и природного газа в рамках кооптимизации, рассматриваются практические вопросы и преимущества для стратегического планирования. Модель кооптимизации формирует динамическое ценообразование на сырьевые товары, связывая, например, производство водорода с почасовой генерацией электроэнергии, используемой для производства этого же водорода путем электролиза. Использование произведённого водорода, в свою очередь, соединено с генерацией электричества посредством газовых турбин комбинированного цикла (CCGT). Важными факторами являются поддержание единообразия единиц измерения, технологий и валют, что обеспечит последовательность в контексте ценообразования и позволит устранить кумулятивные различия. Преимущества моделей кооптимизации актуальны как для компаний, так и для законодателей, так как данные модели способствуют более эффективному принятию решений за счёт оптимизации расширения мощностей, минимизации затрат и уравновешивания экономической эффективности и воздействия на окружающую среду. Эти модели позволяют беспрепятственно внедрять решения в области экологически чистой энергетики, снижать риски, связанные с волатильностью цен на энергию, и повышать эксплуатационную устойчивость. Таким образом, интеграция моделей кооптимизации представляет собой целостный подход к принятию решений в сфере энергетики, максимизируя потенциал электроэнергетических и водородных энергетических систем при переходе к устойчивому энергетическому будущему.