Die Klimakrise ist eine der größten Herausforderungen unserer Zeit. Um die globale Erwärmung unter 2°C zu halten, müssen die weltweiten Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) in den nächsten zwei bis drei Jahrzehnten sehr stark reduziert werden. In der EU sind etwa 77% der gesamten THG-Emissionen auf die Nutzung fossiler Brennstoffe zurückzuführen. Grundsätzlich kann eine Reduzierung der THG-Emissionen durch Verhaltensänderungen, Energieeffizienzmaßnahmen oder den Wechsel von fossilen auf erneuerbare Energiequellen erreicht werden. Das derzeitige Regierungsprogramm von Österreich strebt eine vollständige Dekarbonisierung bis 2040 an. Allerdings gibt es bisher keine umfassende Strategie zur Erreichung dieses Ziels. Die vorliegende Dissertation adressiert wie viele andere Publikationen eine nationale Dekarbonisierung, fokussiert sich jedoch auf zwei Aspekte, welche bisher weder national noch international untersucht worden sind. So wird einerseits jener Technologiemix des gesamten österr. Energiesystems ermittelt, welcher die Gesamtexergieeffizienz maximiert. Andererseits wird der nationale Importbedarf erneuerbarer Gase bestimmt. Für die Untersuchung dieser beiden Aspekte wurde das gesamte österr. Energiesystem berücksichtigt, inklusive aller Wirtschaftssektoren, Nutzenergiekategorien sowie der gesamten Energiewandlungskette von Ressourcen bis hin zu Energiedienstleistungen. Zunächst wurde der Status quo des österr. Energiesystems, samt dem derzeitigen Bedarf an Energiedienstleistungen, erhoben. Anschließend wurde ein Optimierungsmodell entwickelt, um den optimalen Technologiemix zur Deckung des gesamten derzeitigen Bedarfs an Energiedienstleistungen zu ermitteln. Im letzten Schritt wurden zwei Szenarios für die Jahre 2030, 2040 und 2050 untersucht, um den Gesamtbedarf an erneuerbaren Gasen sowie das nationale Potential an grünem Wasserstoff inkl. Kostenanalyse zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen, dass in Österreich derzeit etwa 370 TWh/a an Exergie zur Deckung des gesamten Nutzexergiebedarfs (ca. 133 TWh/a) benötigt werden. Der Einsatz des optimalen Technologiemixes für das gesamte Energiesystem könnte die Gesamtexergieeffizienz von derzeit 36% auf 58% erhöhen. Für das zukünftige, vollständig dekarbonisierte Energiesystem werden primär Elektrizität und erneuerbare Gase benötigt werden. Während nahezu der Gesamtbedarf an Elektrizität national gedeckt werden kann, sind zumindest 41% (40 TWh/a) des gesamten erneuerbaren Gasbedarfs im Jahr 2050 zu importieren. Im gleichen Bezugsjahr in einem Business-As-Usual-Szenario wäre der Importanteil beinahe 100% (zwischen 210 und 250 TWh/a). Energieeffizienzmaßnahmen sowie Verhaltensänderungen können den zukünftigen Importbedarf reduzieren. Die Kosten von national produziertem grünem Wasserstoff werden mit jenen von importiertem grünem Wasserstoff vergleichbar sein.