Montag, 10. Dezember 2018
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Neues Energieforschungsprogramm: Schwerpunkte und Formate im Überblick


Thomas Bareiß
Bild: Istock/imaginima


Im September hat das Bundeskabinett das 7. Energieforschungsprogramm verabschiedet. Dieses definiert die Leitlinien für die Förderpolitik des Bundes im Energieforschungsbereich in den kommenden Jahren. Die zur Verfügung gestellten Mittel sind um etwa 45 % höher als im Vorgängerprogramm. Die Förderbekanntmachung wurde am 1.10.2018 veröffentlicht, so dass sich nun Antragsteller mit geeigneten Forschungsideen bewerben können.

Insgesamt stellt die Bundesregierung mit dem 7. Energieforschungsprogramm (EFP) „Innovationen für die Energiewende“ bis 2022 rund 6,4 Mrd. € bereit. Diese setzen sich auf Bundesebene aus Mitteln des Bundeshaushalts und des Sondervermögens „Energie- und Klimafonds“ zusammen.

Das Energieforschungsprogramm ist ein strategisches Element der Energiepolitik der Bundesregierung und orientiert sich an den Zielen der Energiewende. Danach soll der Primärenergieverbrauch bis 2050 gegenüber 2008 um die Hälfte sinken und die Treibhausgasemissionen sollen sich um mindestens 80 % reduzieren (im Vergleich zu 1990). Dies ist nur möglich, wenn Energie effizienter genutzt wird und der Anteil der erneuerbaren Energie an der Energieerzeugung weiterwächst. Dazu müssen bestehende Technologien kontinuierlich weiterentwickelt und neue Technologien aus der Forschung in die Praxis transferiert werden.

Mit dem neuen Programm definiert die Bundesregierung, welche Themenfelder sie künftig schwerpunktmäßig im Energieforschungsbereich fördert und formuliert die Leitlinien ihrer Innovationspolitik.

Fünf Themenfelder: Von der Einzeltechnologie bis zum Gesamtsystem

Das Energiesystem als Ganzes, die Erzeugungs- und Verteilstrukturen, aber auch sektorübergreifende Wechselwirkungen werden immer komplexer. Strom-, Wärme-, Verkehrsund Industriesektor sollen effektiv interagieren. Eine erfolgreiche Energiewende erfordert folglich eine ganzheitliche Herangehensweise, bei der das Zusammenwirken der unterschiedlichen Technologien und Akteure essenziell ist. Die alleinige Förderung von Einzeltechnologien ist daher nicht mehr zielführend. Mit dem aktuellen Energieforschungsprogramm greift die Bundesregierung diese Entwicklung auf. Sie strebt zusätzlich zur bewährten Förderung spezifischer Technologien und Projekte eine gesamtgesellschaftlich und systemisch ausgestaltete Energieforschungsförderung an. Dies spiegelt sich auch in der neuen, ressortübergreifenden Struktur des Programms wider. Dieses umfasst fünf wesentliche Themenfelder:
  • Energiewende in den Verbrauchssektoren: Gebäude und Quartiere, Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen sowie Mobilität und Verkehr. Gemäß dem Leitmotiv „Efficiency First“ fokussiert die Projektförderung hier auf die effiziente Nutzung von Energie- und Verbrauchsreduktion.

  • Energieerzeugung: Neben den Hauptthemen Wind- und Solarenergie spielen weitere regenerative Energieerzeugungstechnologien sowie thermische Kraftwerke eine wichtige Rolle.

  • Systemintegration: Hier liegt der Fokus auf Netzen, Speichern und der Sektorkopplung als neuem Forschungsbereich.

  • Systemübergreifende Forschungsthemen: Hierzu zählen die Energiesystemanalyse, energierelevante Aspekte der Digitalisierung, der Ressourceneffizienz, der CO2-Technologien und der Materialforschung sowie gesellschaftliche Aspekte der Energiewende.

  • Die nukleare Sicherheitsforschung findet vor dem Hintergrund des Ausstiegs aus der Nutzung der Kernenergie statt.
Das Energieforschungsprogramm beschreibt die strategischen Ziele der Förderung und benennt den aus Sicht der Bundesregierung relevanten Forschungsbedarf für jedes Themenfeld (vgl. Abbildung). Die darauf bezogene, jetzt im Bundesanzeiger veröffentlichte Förderbekanntmachung stellt die Grundlage für die Projektförderung dar. Ab sofort können Förderanträge zu den darin genannten Themenfeldern eingereicht werden.


Abb Bei der Projektförderung nicht-nuklearer Energieforschung in Deutschland zeigt sich die steigende
Komplexität des Energiesystems: 2007 lag der Schwerpunkt vor allem bei erneuerbaren Energien und Energieeffizienztechnologien. Mittlerweile geht der Trend immer stärker zu systemischen Ansätzen
Grafik: PtJ


Trendthemen Sektorkopplung und Digitalisierung

Der Transformationsprozess in den einzelnen Sektoren läuft aktuell mit unterschiedlicher Geschwindigkeit ab. Während er sich im Stromsektor sehr schnell vollzieht, machen der Wärme- und Verkehrssektor nur langsam Fortschritte. Eine integrierte Betrachtung und eine intelligente Kopplung der Sektoren Wärme, Mobilität und Elektrizität in Verbindung mit Speichertechnologien könnten diesen Trend beschleunigen. Einige erfolgversprechende Forschungsaktivitäten gibt es hier bereits. Experten untersuchen etwa, wie die Batterien von Elektrofahrzeugen auch als mobile Speicher für erneuerbare Energien genutzt werden können. So könnten die Netze in Spitzenzeiten entlastet werden, indem sie überschüssigen Strom in den Batterien zwischenlagern. Auch die Umwandlung von Windund Solarstrom in Wasserstoff und Methan (Power-to-Gas) oder in flüssige oder synthetische Kraftstoffe (Power-to-Liquids/Power-to- Fuel) sowie in Chemikalien (Power-to-Chemicals) ist ein Beispiel für sektorübergreifende Forschung. In einem System, das fluktuierend eingespeisten Strom aus Wind und Sonne speichern und über die verschiedenen Sektoren verteilen kann, lassen sich fossile Energieträger mehr und mehr durch erneuerbare Energien ersetzen. Dies trägt dazu bei, dass das Ziel, 60 % des Bruttoendenergieverbrauchs aus erneuerbaren Energien bereitzustellen, bis zum Jahr 2050 erreicht werden kann.

Das Thema Digitalisierung ist vielschichtig und birgt viele Chancen für technische sowie nichttechnische Innovationen (Geschäftsmodelle, neue Dienstleistungen). In einem stärker vernetzten Energiesystem mit fluktuierender Einspeisung wird es immer wichtiger, die Potenziale der Digitalisierung zu nutzen. Gelingt es beispielsweise, verschiedene Erzeugungsanlagen intelligent miteinander zu vernetzen und das Verbraucherverhalten auf die Erfordernisse der Erzeuger fluktuierender erneuerbarer Energien abzustimmen, führt dies zu einer Verringerung des Stromspei- cherbedarfs. Auch bei der Herstellung neuer Materialien eröffnet die Digitalisierung neue Möglichkeiten durch neue Fertigungsverfahren. Nichttechnische Innovationen erhalten ebenfalls eine wachsende Bedeutung in Form neuer Geschäftsmodelle.

Ein zunehmend digitalisiertes und weitreichend vernetztes System muss auch vor Eingriffen von außen geschützt werden. Wissenschaftler sollen Fragen der Sicherheit und der Resilienz künftig systematischer erforschen. Und: Steigt die Zahl der Akteure, die sich auf der Angebots- und Nachfrageseite am Energiesystem beteiligen, gewinnt auch die sozialwissenschaftliche Forschung an Bedeutung.

Reallabor als neues Förderformat mit hohem Praxisbezug

Die aktuellen Entwicklungen im Energiesystem spiegeln sich in der aktuellen Forschungsförderung wider. Mit den Reallaboren der Energiewende etabliert die Bundesregierung zeitlich und räumlich begrenzte Experimentierräume als neue Förderformate. Hier können Forscherteams, Hersteller und Nutzer innovative Technologien sowie integrale Energiekonzepte unter realen Bedingungen marktnah und im systemischen Zusammenhang erproben. Dazu zählen zunächst Sektorkopplungs-Technologien wie Elektrolyse- Großanlagen, wenn sinnvoll mit Abwärmenutzung, in Netzausbaugebieten, große thermische Speicher zur CO2-freien, nachhaltigen Nutzung bestehender Energieinfrastrukturen, Technologien zur CO2-Nutzung oder die intelligente Vernetzung von Energieinfrastruktur in klimaneutralen Stadtquartieren.

Dabei sollen die Reallabore an die gesellschaftlichen Bedingungen vor Ort angepasst werden. Die Menschen sollen die Querschnittsprojekte verstehen und mittragen, denn ohne gesellschaftliche Akzeptanz ist erfolgreicher Praxistransfer nicht möglich. Partnerschaften von Unternehmen, die Einbindung von lokalen Akteuren sowie innovative Energietechnologien und -konzepte stellen weitere wichtige Pfeiler der Reallabore dar. Wissenschaftliche Institute bereiten den Transfer von Forschungsergebnissen vor und begleiten die Umsetzung dieses Förderformats wissenschaftlich.

Die Reallabore bauen teilweise auf Erfahrungen aus bisherigen Förderinitiativen auf. So erforschen etwa Teams in sechs Leuchtturmprojekten, wie energieeffiziente Stadtquartiere die Energiewende voranbringen können. Diese werden im Rahmen der Förderinitiative „Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt“ vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) und Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) unterstützt.

Forschungsförderung zielt vermehrt auf Startups ab

Startup-Unternehmen forschen häufig in technologieübergreifenden Forschungsfeldern wie der Sektorkopplung oder der Digitalisierung. In vielen Fällen befassen sie sich auch mit sozioökonomischen und nicht-technischen Innovationen. In Verbindung mit ihrer Innovationsfreude und Agilität können sie wichtige, neue Impulse für die Energieforschung und den Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis liefern. Junge, kreative Kleinunternehmen können mit innovativen und teilweise unkonventionellen Produkten, Dienstleistungen und Geschäftsmodellen neue Märkte erschließen. Das neue Format Reallabore ist für Startups besonders interessant, da sie hier ihre Ideen praxisnah erproben können.

Darüber hinaus möchte die Bundesregierung die bisherigen Instrumente der Projektförderung besser auf die Bedürfnisse dieser Zielgruppe anpassen und Hemmnisse abbauen. Dazu zählt etwa, dass das administrative Verfahren vereinfacht sowie das Programm auf die Förderung nicht-technischer Innovationen mit Bezug zu technischen Neuerungen ausgeweitet wird. Das neue Forschungsnetzwerk „Startups“ ermöglicht jungen Unternehmen im Energiesektor, sich zu vernetzen und aktiv in die Weiterentwicklung der Forschungsstrategien einzubringen.

Technologiereifegrad definiert Arbeitsteilung der Ressorts

Die Ressortzuständigkeit für das jeweilige Projekt wird durch den „Technology Readiness Level“ (TRL) bestimmt. Dieser gibt auf einer Skala von 1 bis 9 den wissenschaftlichtechnischen Status einer Technologie an. Projekte, die der anwendungsorientierten Grundlagenforschung zuzuordnen sind (TRL 1 bis 3), werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung betreut. Anwendungsnähere Forschungsarbeiten (TRL 3 bis 7) und Reallabore der Energiewende (TRL 7-9) fördert das BMWi. Für die anwendungsnahe Biomasseforschung (TRL 3-7) ist das Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft zuständig. Die TRL-Systematik ist international anerkannt und wird auch im EU-Rahmenprogramm „Horizon 2020“ eingesetzt.

Energieforschung verstärkt europäisch und international vernetzen

Die Bundesregierung strebt mit dem 7. Energieforschungsprogramm eine engere Vernetzung der Forschung auf europäischer und internationaler Ebene an. Auf europäischer Ebene definiert der Strategische Energie-Technologie-Plan, der sogenannte „SET-Plan“, umfassende Maßnahmen für energietechnische Innovationen – von der Forschung bis zur Markteinführung. Deutschland beteiligt sich u.a. an strategischen Vorhaben zu erneuerbaren Energien, smarten Energiesystemen, Energieeffizienz und nachhaltigem Transport.

Auf globaler Ebene wirkt Deutschland an den Technologiekooperationsprogrammen der Internationalen Energieagentur (IEA) mit, dem zentralen Instrument für internationale Zusammenarbeit in der Energieforschung. Die Kooperation mit weiteren internationalen Organisationen soll ausgebaut werden, etwa mit der International Renewable Energy Agency, kurz IRENA. Zudem fördern eine Reihe bi- und multilateraler Initiativen den wissenschaftlichen Austausch im Energiebereich, beispielsweise die „Mission Innovation“ oder Abkommen für wissenschaftliche und technologische Zusammenarbeit.

Im internationalen Kontext soll auch die Export- und Wettbewerbsfähigkeit Deutschlands auf wichtigen Zukunftsmärkten noch stärker in den Fokus rücken. In diesem Sinne wird die Forschungsförderung auch an Technologien für die Weltmärkte ausgerichtet. Nicht zuletzt kann Deutschland so auch einen wirksamen Beitrag zum internationalen Klimaschutz leisten.

Gelebte Transparenz: Akteure wirkten bei der Vorbereitung des 7. EFP mit

Das 7. Energieforschungsprogramm ist das Ergebnis eines umfangreichen, vorgeschalteten Konsultationsprozesses, an dem sich Akteure aus Verbänden und Unternehmen, Forschungsund Wissenschaftsorganisationen, Mitglieder der Forschungsnetzwerke Energie und Vertreter der Bundesländer sowie der Zivilgesellschaft beteiligten. Unter Leitung des BMWi wurden diese dazu befragt, welche Innovationen aus ihrer Sicht notwendig für den Erfolg der Energiewende sind. Die entsprechenden Positionspapiere und Expertenempfehlungen sowie Ergebnisse einer Onlineumfrage in den Forschungsnetzwerken sind in das neue Energieforschungsprogramm eingeflossen.

Auch zukünftig sollen Partizipation, Transparenz und Vernetzung eine wichtige Rolle in der deutschen Energieforschung spielen. Den Raum dafür bietet die Energiewende-Plattform „Forschung und Innovation“ mit ihren acht themenspezifischen Forschungsnetzwerken.
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T. Bareiß, Parlamentarischer Staatssekretär beim Bundesminister für Wirtschaft und Energie, Berlin
buero-pst-ba@bmwi.bund.de

Informationen zur Forschungsförderung des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie rund um das 7. Energieforschungsprogramm bietet das neue Webportal unter www.energieforschung.de

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