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Conference presentation of the agent- and activity-based transport demand model ETHOS.MO|DE.activity (short: MO|DE), which is developed at the IEK-3, Forschungszentrum Jülich GmbH.

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Mit dem neuen Bundes-Klimaschutzgesetz [1] (KSG) verpflichtet sich Deutschland bis zum Jahr 2045 hinsichtlich der anthropogenen Emissionen treibhausgasneutral („Netto-Null“) zu werden. Danach sollen negative Treibhausgasemissionen erreicht werden. Im Vergleich zu den vorherigen Regelungen schreibt das neue Gesetz eine Verschärfung des Klimaschutzziels für das Jahr 2030 sowie neuerdings jährliche Minderungsziele bis zum Jahr 2040 rechtsverbindlich vor. Sowohl das Erreichen von Treibhausgasneutralität als auch die Verkürzung des Transformationszeitraums stellen gegenüber bisherigen Regelungen eine besondere Herausforderung dar. Im Vergleich mit den von der EU im Rahmen des GreenDeal verfolgten Treibhausgasminderungsziele sind die neuen gesetzlich festgelegten Ziele Deutschlands sowohl im Hinblick auf die quantitativen Minderungsziele als auch auf dennoch verbleibenden Handlungszeitraum deutlich ambitionierter. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage nach Wegen und Strategien, wie sich diese neuen und deutlich ambitionierteren Ziele erreichen lassen. Darüber hinaus gilt es zu analysieren, ob die bislang verfolgen Strategien nach wie vor Gültigkeit besitzen oder gegebenenfalls angepasst werden müssen. ...

Energies : open-access journal of related scientific research, technology development and studies in policy and management 14(11), 3166 (2021). doi:10.3390/en14113166 special issue: "Hydrogen Energy", Published by MDPI, Basel

Sustainability 13(4), 2225 (2021). doi:10.3390/su13042225 special issue: "Special Issue "Sustainable Freight Transportation System" / Special Issue Editors: Prof. Jozef Gašparík, Guest Editor ; Prof. Davor Dujak, Guest Editor", Published by MDPI, Basel

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 internationale Wasserstoffimporte für eine Wasserstoffversorgung in NRW? [...]

The threats of climate change and the sustainable supply of clean energy are global challenges that require an international approach to the energy supply. Utilizing the wind and solar energy potential of regions where these renewable sources are especially viable to produce hydrogen by means of water electrolysis represents an attractive option to counter the above-mentioned challenges. Within the scope of this techno economic analysis of a worldwide hydrogen supply infrastructure based on renewable energy, selected regions are assessed on the basis of their wind or solar energy potential. In contrast to established analyses of hydrogen infrastructures, this paper introduces a worldwide allocation approach to the supply hydrogen from strong wind and solar regions to different demand regions on the premise of a global supply cost minimum. The allocation results show a significant dependence of hydrogen export volumes and the oversea transport distances of potential trading partners. Hence, the transnational trading flows of hydrogen derived from wind and solar energy are concentrated in continental regions.

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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 [...]

The technological lock-in of the transportation and industrial sector can be largely attributed to the limited availability of alternative fuel infrastructures. Herein, a countrywide supply chain analysis of Germany, spanning until 2050, is applied to investigate promising infrastructure development pathways and associated hydrogen distribution costs for each analyzed hydrogen market. Analyzed supply chain pathways include seasonal storage to balance fluctuating renewable power generation with necessary purification, as well as trailer- and pipeline-based hydrogen delivery. The analysis encompasses green hydrogen feedstock in the chemical industry and fuel cell-based mobility applications, such as local buses, non-electrified regional trains, material handling vehicles, and trucks, as well as passenger cars.Our results indicate that the utilization of low-cost, long-term storage and improved refueling station utilization have the highest impact during the market introduction phase. We find that public transport and captive fleets offer a cost-efficient countrywide renewable hydrogen supply roll-out option. Furthermore, we show that, at comparable effective carbon tax resulting from the current energy tax rates in Germany, hydrogen is cost-competitive in the transportation sector by the year 2025. Furthermore, we show that sector-specific CO2 taxes are required to provide cost-competitive green hydrogen supply in both the transportation and industrial sectors.