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Ziel der bundesdeutschen Klimapolitik ist es, bis zum Jahr 2050 die Treibhausgasemissionen um mindestens 95% gegenüber 1990 zu reduzieren und somit weitestgehend Treibhausgasneutralität zu erreichen. Für das Erreichen einer treibhausgasneutralen Energieversorgung ist der Einsatz von Wasserstoff ein elementarer Baustein. Auf nationaler Ebene wurde von der Bundesregierung eine Wasserstoffstrategie formuliert, mit der die notwendigen technischen und ökonomischen Entwicklungen vorangetrieben werden. Schon heute verfügt das Land Nordrhein-Westfalen über eine funktionierende Wasserstoffinfrastruktur, mit der die industrielle Wasserstoffnachfrage bedient wird. Darüber hinaus wurden von der Landesregierung in Nordrhein-Westfalen bereits Initiativen und Projekte gestartet, welche die gesamte Wasserstoffversorgungskette in den Blick nehmen. Wie ein zukunftsweisendes Wasserstoffsystem für NRW ausgestaltet und etabliert werden kann sowie welche konkreten Handlungsfelder sich daraus ableiten lassen, sind wichtige Fragen, die es zeitnah zu beantworten gilt. Vor diesem Hintergrund beauftragte das Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen(MWIDE) das Forschungszentrum Jülich mit der Durchführung einer wissenschaftlichen Begleitstudie als eine der Entscheidungsgrundlagen für die Formulierung einer landeseigenen Roadmap Wasserstoff. Folgende Leitfragen standen hierbei im Fokus:$\bullet$ Welche Rolle spielt das Land Nordrhein-Westfalen in einem zukünftigen klimaneutralen Energieversorgungssystem in Deutschland? $\bullet$ Welche Transformationspfade und Handlungsfelder lassen sich für das Land NRW identifizieren, um die gesetzten Treibhausgasreduktionsziele zu erreichen? Welche No-Regret-Maßnahmen lassen sich identifizieren? $\bullet$ Welche Wasserstofferzeugungen und –nachfragen lassen sich für NRW identifizieren und quantifizieren? Wie muss eine adäquate Wasserstoffinfrastruktur ausgestaltet werden? $\bullet$ Welche Bedeutung besitzen innerdeutsche Wasserstofftransporte und ...

The usage of renewable energy sources (RESs) to achieve greenhouse gas (GHG) emission reduction goals requires a holistic transformation across all sectors. Due to the fluctuating nature of RESs, it is necessary to install more wind and photovoltaics (PVs) generation in terms of nominal power than would otherwise be required in order to ensure that the power demand can always be met. In a near fully RES-based energy system, there will be times when there is an inadequate conventional load to meet the overcapacity of RESs, which will lead to demand regularly being exceeded and thereby a surplus. One approach to making productive use of this surplus, which would lead to a holistic transformation of all sectors, is "sector coupling" (SC). This paper describes the general principles behind this concept and develops a working definition intended to be of utility to the international scientific community. Furthermore, a literature review provides an overview of relevant scientific papers on the topic. Due to the challenge of distinguishing between papers with or without SC, the approach adopted here takes the German context as a case study that can be applied to future reviews with an international focus. Finally, to evaluate the potential of SC, an analysis of the linking of the power and transport sectors on a worldwide, EU and German level has been conducted and is outlined here.

Deutschland hat sich zum Ziel gesetzt, die Treibhausgasemissionen bis zum Jahr 2050 um 80 bis 95 % gegenüber dem Emissionsniveau von 1990 zu reduzieren. Die hierfür festgelegten Treibhausgasreduktionspfade werden durch eine Vielzahl von weiteren zum Teil sehr detaillierten Zielsetzungen (z. B. Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung) flankiert, die von der Bundesregierung als notwendig gesehen werden, um die übergeordneten Treibhausgasreduktionsziele zu erreichen. Dieser Zielekanon wurde im Laufe der letzten Dekade sukzessive entwickelt und erweitert. Viele vorliegende Studien, in denen Transformationspfade vorgeschlagen werden, integrieren diesen Zielkanon durch exogene Annahmen und schränken damit das Technikportfolio ein. Dies widerspricht einem Lösungsansatz, der sich vor allem durch Technologieoffenheit auszeichnen sollte. Die Frage, ob es sich bei den vorgeschlagenen Transformationspfaden um kostenoptimale Strategien handelt, bleibt in aller Regel unbeantwortet. Ziel der vorliegenden Studie ist es daher, die kosteneffizientesten CO$_{2}$-Minderungsstrategien zur Erreichung der Klimaschutzziele Deutschlands bis zum Jahr 2050 zu identifizieren [.]