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Información del Working Paper

Hydrogen Blending in Iberian Gas-Electricity Networks using Mixed Integer Linear Programming

J. Laguna Domínguez, F.A. Campos

Resumen:

This paper develops an hourly optimization model coupling hydrogen (H2) and natural-gas (NG) transport with electricity dispatch through combined-cycle gas turbines (CCGT). Mixed gas nonlinearities are approximated using McCormick relaxations and a tangent-based pressure-flow approximation. An iterative concentration reconstruction and bound-refinement procedure reduces the mixing inconsistencies, while fixed flow directions and relaxed thermal commitments make the weekly management tractable. A 2030 Iberian case study compares hydrogen mass-fraction limits from zero to 2.8% during a representative week. H2 utilization ranges from nearly 0% to 85.7%, showing that H2 injection potential strongly depends on project location, downstream gas demand, available NG dilution and network flow and pressure constraints. Increasing the maximum H2 mass fraction from 0.7% to 2.8% raises avoided direct CO2 emissions from 4.08 to 17.88 kt. The impact on CCGT generation is comparatively small, while gas composition, flows and pressures are more significantly affected.


Resumen divulgativo:

Modelo horario de optimización entera que acopla redes de H2 y GN con el despacho eléctrico mediante CCGT. El caso ibérico 2030 muestra que el potencial de inyección de H2 depende de la ubicación, demanda, dilución disponible y restricciones de flujo y presión, con reducción de CO2.


Palabras clave: H2 blending, gas-electricity coupling, integer programming, McCormick relaxation, Iberian energy system


Fecha de Registro: 29-sep-2026

Cita:
J. Laguna Domínguez, F.A. Campos, "Hydrogen Blending in Iberian Gas-Electricity Networks using Mixed Integer Linear Programming", Septiembre 2026. IIT-26-295WP.

    Líneas de investigación:
  • Producción, transporte y utilización de hidrógeno
  • Modelos de mercados de electricidad, gas natural y gases renovables
  • Evaluación técnico-económica de tecnologías para la descarbonización
    Grupos de investigación:
  • Instituto de Investigación Tecnológica (IIT)
    ODS:
  • Objetivo 7: Energía asequible y no contaminante
  • Objetivo 9: Industria, innovación e infraestructuras
  • Objetivo 13: Acción por el clima
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