Bundesbericht Energieforschung 2022 - Forschungsförderung für die Energiewende
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Bundesbericht
Energieforschung 2022
Forschungsförderung für die Energiewende
bmwk.de
Titelbild: Im Forschungsprojekt Feuerdrache hat ein Wissenschaftsteam neue Kontaktfeuerprozesse für hocheffiziente Silizium-Solarzellen entwi- ckelt. Diese Prozesse basieren unter anderem auf innovativen Strahlquellen und einer Inline-Qualitätskontrolle. Das Titelbild zeigt einen industriellen Solarwafer, der in einen Feuerofen einfährt. Impressum Herausgeber Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) Öffentlichkeitsarbeit 11019 Berlin www.bmwk.de Stand April 2022 Diese Publikation wird ausschließlich als Download angeboten. Gestaltung PRpetuum GmbH, 80801 München Bildnachweis AdobeStock agrarmotive / S. 35 Claudio / S. 70 constantincornel / S. 52 DOC RABE Media / S. 38 Duncan Andison / S. 7 Fokussiert / S. 60 kruwt / S. 83 melita / S. 54 Michael Zöphel / S. 60 profit_image / S. 24 Scanrail / S. 66 Shutter2U / S. 14 sunabesyou / S. 47 Syda Productions / S. 75 Alexandros Cruz / HZB / S. 74 Becker Technologies GmbH / S. 64 Dominik Butzmann / S. 6 Doppelacker GmbH / TU Dresden, Agrarsystemtechnik / S. 40 DLR / S. 43 Forschungszentrum Jülich / R. Limbach / S. 74 Förderprojekt FLEX-G, Fraunhofer ISC / S. 17 Förderprojekt SOFC Units, Robert Bosch GmbH / S. 30 Fraunhofer ISE / Dirk Mahler / Titel GMH Gruppe / S. 50 Helmholtz-Zentrum Berlin / Amran Al-Ashouri / S. 33 Max-Planck-Institut für Festkörperforschung / Friedemann Bayer / S. 62 Nikolaus Heiss und PTW, TU Darmstadt / S. 20 Offis e. V. / S. 25 Projektträger Jülich im Auftrag des BMBF / S. 21, 22 PTB / S. 36 Robert Bosch GmbH / S. 30 SMA / S. 33 TRILUX / S. 56 Zentraler Bestellservice für Publikationen TU Clausthal, Projekt TRANSENS / S. 68 der Bundesregierung: Universität Stuttgart / S. 58 E-Mail: publikationen@bundesregierung.de unsplash Telefon: 030 182722721 Andrey Metelev / S. 45 Bestellfax: 030 18102722721 Nicholas Doherty / S. 19 WASCAL / Abdellah-Nii COMMEY / S. 49 Diese Publikation wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klima- WissKommEnergiewende / S. 61 schutz im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit herausgegeben. Die Publikation WZR ceramic solutions GmbH / S. 27 wird kostenlos abgegeben und ist nicht zum Verkauf bestimmt. Sie darf nicht 2020 Johnson Controls Industriekälte Deutschland / S. 28 zur Wahlwerbung politischer Parteien oder Gruppen eingesetzt werden.
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Inhalt
Grußwort. . ......................................................................................................................................................................................................................................... 6
1. Forschungsförderung für die Energiewende ................................................................................................................ 7
1.1 Das Energieforschungsprogramm der Bundesregierung................................................................................. 8
1.1.1 Das 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung......................................................... 8
1.1.2 Mittelentwicklung........................................................................................................................................................................... 8
1.1.3 Evaluationen und Erfolgskontrolle............................................................................................................................. 9
1.2 Strukturen der Energieforschungspolitik......................................................................................................................... 12
1.2.1 Koordination der Energieforschungsförderung und Ressortaufgaben..................... 12
1.2.2 Nationale Vernetzung............................................................................................................................................................. 14
1.2.3 Forschung für die Innovationssprünge von morgen........................................................................ 15
1.2.4 Von der Forschung in die Praxis ............................................................................................................................... 16
1.2.5 Transparenz und Kommunikation........................................................................................................................... 16
2. Projektförderung .................................................................................................................................................................................................. 17
2.1 Strategische Förderformate.............................................................................................................................................................. 18
2.1.1 Reallabore der Energiewende....................................................................................................................................... 18
2.1.2 Wasserstoff-Leitprojekte – Technologien für Wasserstofflösungen
im industriellen Maßstab.................................................................................................................................................... 20
2.2 Energiewende in den Verbrauchssektoren..................................................................................................................... 23
2.2.1 Energie in Gebäuden und Quartieren.................................................................................................................. 23
2.2.2 Energieeffizienz in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen.................... 25
2.2.3 Schnittstellen der Energieforschung zu Mobilität und Verkehr......................................... 28
2.3 Energieerzeugung.......................................................................................................................................................................................... 31
2.3.1 Photovoltaik........................................................................................................................................................................................ 31
2.3.2 Windenergie........................................................................................................................................................................................ 34
2.3.3 Bioenergie.............................................................................................................................................................................................. 36
2.3.4 Geothermie.......................................................................................................................................................................................... 39
2.3.5 Wasserkraft und Meeresenergie................................................................................................................................ 41
2.3.6 Thermische Kraftwerke........................................................................................................................................................ 42
2.4 Systemintegration......................................................................................................................................................................................... 44
2.4.1 Stromnetze........................................................................................................................................................................................... 44
2.4.2 Stromspeicher................................................................................................................................................................................... 46
2.4.3 Sektorkopplung und Wasserstoff............................................................................................................................. 48
2.5 Systemübergreifende Forschungsthemen...................................................................................................................... 51
2.5.1 Energiesystemanalyse............................................................................................................................................................ 51
2.5.2 Digitalisierung der Energiewende............................................................................................................................ 53
2.5.3 Ressourceneffizienz im Kontext der Energiewende.......................................................................... 55
2.5.4 CO2-Technologien....................................................................................................................................................................... 56
2.5.5 Energiewende und Gesellschaft................................................................................................................................. 59
2.5.6 Materialforschung für die Energiewende....................................................................................................... 61
I N H A LT 5
2.6 Nukleare Sicherheitsforschung ................................................................................................................................................... 63
2.6.1 Reaktorsicherheitsforschung......................................................................................................................................... 63
2.6.2 Forschung zu verlängerter Zwischenlagerung und Behandlung
hochradioaktiver Abfälle..................................................................................................................................................... 65
2.6.3 Forschung zu Endlagerung............................................................................................................................................... 67
2.6.4 Strahlenforschung....................................................................................................................................................................... 68
3. Institutionelle Energieforschung ................................................................................................................................................ 70
4. Europäische und internationale Zusammenarbeit ......................................................................................... 75
4.1 Europäische Vernetzung in der Energieforschung................................................................................................ 76
4.2 Forschungsrahmenprogramm der EU (Horizon Europe).............................................................................. 77
4.3 Internationale Zusammenarbeit................................................................................................................................................. 80
4.4 Internationale Forschungsinitiativen ................................................................................................................................... 81
5. Weitere energierelevante Förderaktivitäten ............................................................................................................. 83
5.1 Innovationsförderung der Bundesregierung außerhalb des
Energieforschungsprogramms...................................................................................................................................................... 84
5.2 Forschungsförderung der Länder............................................................................................................................................... 86
6. Tabellen ............................................................................................................................................................................................................................... 90
6.1 Fördermittel im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung................................... 90
6.2 Fördermittel für Energieforschung der Länder......................................................................................................... 98
6 Grußwort Sehr geehrte Leserinnen und Leser, Innovationen und technischer Fortschritt sind unverzichtbare Stützpfeiler der Energiewende und tragen damit auch entscheidend zur Unabhängigkeit von fossilen Energieträgern bei. Die Forschung von heute sichert nachhaltige, zuverlässige und bezahlbare Handlungsoptionen für die klimaneutrale Energiever- sorgung von morgen. Energieforschung ist deshalb immer auch ein strategisches Instrument der Energie- und Klimapolitik. Hinter der in diesem Bericht vorgestellten Vielfalt an Projekten stehen engagierte Forscherinnen und Forscher, die mit ihrer Kreativität und ihrer Innovationsfreude täglich neue Elemente einer klimaneut- ralen Zukunft hervorbringen. Jedes einzelne Projekt ist Ausdruck des Willens und der Bereitschaft, eine ganz konkrete Idee, eine ganz konkrete Vision der Energiewende umzusetzen und sie im Wettbewerb mit anderen zu erproben. So funktioniert Forschung; so funktioniert Fortschritt. Unsere Projektförderung schafft die Voraussetzungen, um die vielversprechendsten Ideen und Innova- tionen für eine erfolgreiche Energiewende rasch voranzubringen. Gerade in Anbetracht immer enger werdender Handlungszeiträume und sich verkürzender Brücken für eine Energieversorgung ohne fossile Energieträger ist ein solches, nachhaltiges Innovationsumfeld von zentraler Bedeutung. Um dies weiter zu gewährleisten, unterstützt die Bundesregierung eine große Bandbreite an Forschungs- projekten und -kooperationen. Noch nicht ausgereifte Ideen werden in Laboren zur Anwendungsnähe und anwendungsnahe Energieinnovationen zur Marktreife gebracht und in Reallaboren erprobt. Klar ist, dass der Angriffskrieg Russlands gegen die Ukraine kurzfristig eine besondere Priorisierung der Versorgungssicherheit erzwingt. Mittelfristig sind mehr Unabhängigkeit in der Energiepolitik und eine klimaneutrale Energieversorgung aber zwei Seiten derselben Medaille. Je stärker sich Deutschland auf eigene, erneuerbare Energiequellen stützen kann, desto souveräner können wir unsere Zukunft gestalten. Die Energieforschung bereitet Handlungsoptionen für genau diese Transformation vor. Mit dem vorliegenden Bericht gibt die Bundesregierung einen Überblick über die Umsetzung des 7. Energieforschungsprogramms im Jahr 2021. Ich wünsche Ihnen eine erkenntnisreiche Lektüre! Dr. Robert Habeck Bundesminister für Wirtschaft und Klimaschutz für den Bundesbericht Energieforschung 2022
7 1. Forschungs- förderung für die Energiewende
8 1. F O R S C H U N G S F Ö R D E R U N G F Ü R D I E E N E R G I E W E N D E
1.1 Das Energieforschungsprogramm aller Fortschritte muss der Prozess weiter beschleu-
der Bundesregierung nigt werden, um die ehrgeizigen Klimaschutzziele
zu erreichen, die sich die Bundesregierung gesetzt
1.1.1 Das 7. Energieforschungsprogramm der hat. Daneben ist der Ausstieg aus geostrategischen
Bundesregierung Abhängigkeiten in Bezug auf fossile Energieimporte
ein wichtiges Ziel, zu dem die Energieforschung
Durch eine konsequente Transformation des Ener- beiträgt. Während vergangene Innovationsleistun-
giesystems kann eine klimafreundliche, verlässliche gen die Grundlage aktueller Transformationspro-
und bezahlbare Energieversorgung gelingen. Die zesse bilden, bereitet die aktuelle Forschung und
Verbindung von Ökologie und Ökonomie legt die Entwicklung die mittel- und langfristigen Erfolge
Grundlage für den wirtschaftlichen Fortschritt und von morgen vor. Das 7. Energieforschungsprogramm
den Wohlstand unserer Gesellschaft. Neue und wei- ist mit seinem systemorientierten Ansatz ein wert-
terentwickelte Technologien und Konzepte für ein voller Baustein für den weiteren Umbau der Ener-
klug austariertes Gesamtsystem werden gebraucht, gieversorgung.
damit von der Erzeugung bis zum Verbraucher
möglichst klimaneutral gewirtschaftet werden Für den Klimaschutz ist es wichtig, dass neue Tech-
kann. Einen Beitrag kann hier zum Beispiel grüner nologien den Weg aus den Laboren in die Wirt-
Wasserstoff (H2) leisten, der mithilfe von Strom aus schaft und Gesellschaft finden. Mit dem 7. Energie-
erneuerbaren Energien hergestellt wird. Daher för- forschungsprogramm hat die Bundesregierung
dert die Bundesregierung mit ihrem 7. Energiefor- daher auch einen Schwerpunkt auf den beschleu-
schungsprogramm technische und nicht-techni- nigten Transfer von Innovationen in die energie-
sche Innovationen und Forschung für die Energie- wirtschaftliche Praxis und die Gesellschaft gelegt
wende entlang der gesamten Wertschöpfungskette. und neue Formate geschaffen, die diesen Weg
unterstützen. Hierzu zählen beispielsweise die
Auch die Energieforschung in Deutschland war im Reallabore der Energiewende des Bundesministeri-
vergangenen Jahr von den großen Herausforderun- ums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) und
gen der Covid-19-Pandemie beeinflusst. Gleichwohl die Wasserstoff-Leitprojekte des Bundesministeri-
ist es jedoch wie schon 2020 gelungen, Forschung ums für Bildung und Forschung (BMBF).
und Entwicklung im Energiebereich erfolgreich
weiterzuführen – oftmals mit enormen Kraftan- 1.1.2 Mittelentwicklung
strengungen auf Seiten der Akteure aus Wirtschaft
und Wissenschaft. Die Forschungsförderung konnte Durch finanzielle Förderung unterstützt die Bun-
dank der hohen Flexibilität des Instruments der desregierung die Forschungsaktivitäten von Unter-
Projektförderung reibungslos und ohne adminis nehmen, Forschungseinrichtungen, Hochschulen
trative Verzögerungen diese Arbeit unterstützen. und weiteren Organisationen mit Bezug zu neuen
Aufgrund dieser Resilienz des Energieforschungs- Technologien und Anwendungen für die Energie-
systems konnten pandemiebedingte Beeinträchti- wende.
gungen in den Forschungsvorhaben weitgehend
abgefangen werden. Hinzu kommt die hohe Ver- Im Jahr 2021 hat die Bundesregierung im Rahmen
lässlichkeit für Forschende im Rahmen der institu- des 7. Energieforschungsprogramms 1,311 Milliar-
tionellen Förderung. den Euro in die Energieforschung investiert. Damit
hat der Bund die Fördermittel im Vergleich zum
Die Energiewende ist ein gewaltiges Transforma Vorjahr von 1,216 Milliarden Euro um 8 Prozent
tionsprojekt. Folgerichtig ist, trotz Pandemie, die erhöht. Die Bundesregierung hat somit auch im
Zahl der Forschungsprojekte und das Förderbudget Jahr 2021 den positiven Trend der vergangenen
für die Energieforschung gestiegen. Ungeachtet Jahre fortgeführt, die staatlichen Investitionen in
1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 9
die Energieforschung stetig zu intensivieren. Seit 1.1.3 Evaluationen und Erfolgskontrolle
2014 beträgt der Anstieg sogar 55 Prozent. Beson-
ders die Förderung der Forschung zu Wasserstoff- Um den effizienten und wirksamen Einsatz von
technologien hat dabei im Zuge der Nationalen Steuergeldern für Fördermaßnahmen zu über-
Wasserstoffstrategie (NWS) der Bundesregierung prüfen, sind Evaluationen und Erfolgskontrollen
einen deutlichen Anstieg erfahren. Die Förderung wertvolle Instrumente. Sie ermöglichen es, Rück-
erfolgt dabei übergreifend innerhalb verschiedener schlüsse zu ziehen und diese für das finanzielle,
Forschungsbereiche. administrative, strategische oder inhaltliche Gestal-
ten künftiger Maßnahmen zu nutzen. Nach der
Mit 878,24 Millionen Euro wurden konkrete For- Bundeshaushaltsordnung (§7 BHO) ist die Bundes-
schungs-, Entwicklungs- und Demonstrationspro- regierung verpflichtet, Erfolgskontrollen zu allen
jekte unterstützt, die strategische Bedeutung für umgesetzten Maßnahmen durchzuführen. Evalua-
den langfristigen Erfolg der Energiewende in tionen unterstützen die Erfolgskontrollen und wer-
Deutschland haben. Dabei hat die Bundesregierung den durch unabhängige Dritte durchgeführt.
im Jahr 2021 6.995 laufende Forschungsvorhaben
gefördert (2020: 5.980 Vorhaben). 2.016 Projekte Für die Förderung der angewandten Energiefor-
wurden neu bewilligt (2020: 1.590 Projekte). Weitere schung im 7. Energieforschungsprogramm wurde
314,42 Millionen Euro wurden in die institutionelle 2020 eine begleitende Evaluation nach den beihilfe-
Förderung des Forschungsbereichs Energie der rechtlichen Vorschriften vorbereitet. Diese ist 2021
Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungs- gestartet. Sie betrachtet die Fördermaßnahmen des
zentren investiert. Bundesministeriums für Wirtschaft und Klima-
schutz (BMWK) gemäß der Förderbekanntmachung
Der Hauptteil an Forschung, Entwicklung und „Angewandte nicht-nukleare Forschungsförderung
Demonstration von Energie- und Effizienztechno- im 7. Energieforschungsprogramm ‚Innovationen
logien findet durch Unternehmen statt. Allein im für die Energiewende‘“. Die Evaluation analysiert
Bereich der Projektförderung bringen sie eigene die Wirksamkeit der Förderformate in Bezug auf
Mittel von insgesamt 744 Millionen Euro ein. die Ziele des 7. Energieforschungsprogramms und
betrachtet die Wirtschaftlichkeit sowie die Effekte
der Förderung auf die verschiedenen Zielgruppen.
Abbildung 1: Übersicht der Fördermittel 2021 im 7. Energieforschungsprogramm in Prozent
(Daten siehe Tabelle 1, Seite 90)
3,91 5,10
16,24
23,98
■ Projektförderung: Strategische Förderformate
■ Projektförderung: Energiewende in den Verbrauchssektoren
■ Projektförderung: Energieerzeugung
■ Projektförderung: Systemintegration: Netze, Speicher, Sektorkopplung
3,95 ■ Projektförderung: Systemübergreifende Forschungsthemen der Energiewende
■ Projektförderung: Nukleare Sicherheitsforschung
21,99 ■ Institutionelle Förderung (Helmholtz-Gemeinschaft)
■ Begleitende Maßnahmen
9,41
15,38
10 1. F O R S C H U N G S F Ö R D E R U N G F Ü R D I E E N E R G I E W E N D E
Abbildung 2: Übersicht über die laufenden (blau) und neu bewilligten (grün) Projekte
der nicht-nuklearen Energieforschung in Deutschland
Quelle: GeoBasis-DE/BKG 2021 (Daten verändert)/Geodaten des BKG für Adressen der ausführenden
Stellen aus der BMBF profi-Datenbank/Projektträger Jülich1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 11
Abbildung 3: Die Förderung der Energieforschung auf einen Blick
Aufteilung Fördermittel nach
Empfängergruppen in Prozent:
1,311 4
22
Mrd. Euro 29
Gesamtfördermittel 2021
im 7. Energieforschungsprogramm
(Vorjahr: 1,216 Mrd. Euro)
20
2021 hat der Bund
25
2.016 Projekte Forschungseinrichtung
Hochschule KMU
Großunternehmen
Sonstige
neu bewilligt
(Vorjahr: 1.590)
55 Prozent
Fördermittelanstieg im
Vergleich zu 2014 und 8 Prozent
Fördermittelanstieg im Vergleich zu 2020
2021 hat die Bundesregierung
im 7. Energieforschungsprogramm
6.995 Projekte gefördert
(Vorjahr: 5.980)
277 Mio. Euro
744,4 Mio. Euro
Fördermittel für KMU für 2021
neu bewilligte Forschungsprojekte
Eigenanteil von Unternehmen der nicht-nuklearen Energieforschung*
an neu bewilligten Forschungs-
und Entwicklungsprojekten
im Jahr 2021
473 laufende
Projekte im Rahmen
strategischer Förderformate innerhalb
des 7. Energieforschungsprogramms
(siehe Kapitel 2.1)
* nach deutscher KMU-Definition12 1. F O R S C H U N G S F Ö R D E R U N G F Ü R D I E E N E R G I E W E N D E
1.2 Strukturen der Energieforschungs- aus multilaterale Forschungskooperationen. Spezi-
politik ell im Bereich der energetischen Biomassenutzung
(siehe Kapitel 2 Projektförderung, Seite 17) ergänzt
1.2.1 Koordination der Energieforschungs- das BMEL die Förderung anwendungsnaher For-
förderung und Ressortaufgaben schungsarbeiten. Auf Basis des Organisationserlasses
des Bundeskanzlers vom 8. Dezember 2021 ist die
Das 7. Energieforschungsprogramm der Bundes- Zuständigkeit für die Projektförderung der nuklea-
regierung ist ein gemeinsames Programm der ren Sicherheits- und Entsorgungsforschung aus
Bundesministerien für Wirtschaft und Klimaschutz dem Geschäftsbereich des BMWK auf das BMUV
(BMWK), Bildung und Forschung (BMBF), Ernäh- übergegangen.
rung und Landwirtschaft (BMEL) sowie seit der Ver-
eidigung der derzeitigen Bundesregierung im Seit Anfang 2021 findet das aktualisierte Projektför-
Dezember 2021 auch des Bundesministeriums für derprogramm „Forschungsförderung zur nuklearen
Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Ver- Sicherheit“ Anwendung. Es berücksichtigt die neu-
braucherschutz (BMUV). Die Federführung und die esten Entwicklungen im nationalen und internatio-
grundsätzliche programmatische Ausrichtung der nalen Rahmen und adressiert die sich für die For-
Energieforschungspolitik liegt dabei in der Verant- schungsförderung in Deutschland ergebenden
wortung des BMWK. In der Ausgestaltung setzt die zentralen Fragestellungen. Eine der wesentlichen
Bundesregierung bei Fördermaßnahmen auf einen Herausforderungen ist die Kompetenz- und Nach-
ressortübergreifenden, themenorientierten Ansatz wuchsentwicklung für die nukleare Sicherheit (siehe
und auf Synergien in der Zusammenarbeit. Kapitel 2.6 Nukleare Sicherheitsforschung, Seite 63).
Das Energieforschungsprogramm deckt den Das BMBF und das BMWK sind im Bereich der ins-
gesamten Innovationszyklus ab – von der Grund titutionellen Förderung gemeinsam für die strategi-
lagenforschung bis hin zur Erprobung neuer oder sche Ausrichtung des Forschungsbereichs Energie
weiterentwickelter Technologien kurz vor der der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF) verantwortlich.
Markteinführung. Es orientiert sich im Bereich der Darüber hinaus hat das BMWK die Zuständigkeit
Projektförderung an der Systematik des sogenann- für die institutionelle Förderung des Deutschen
ten Technology Readiness Level (TRL). Die Techno- Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das
logien werden dabei nach dem im jeweiligen Pro- BMBF die institutionelle Förderung der Helmholtz-
jekt angestrebten wissenschaftlich-technischen Zentren (mit Ausnahme des DLR) (siehe Kapitel 3
Reifegrad auf einer Skala von 1 bis 9 betrachtet. Institutionelle Energieforschung, Seite 70).
Das BMBF fördert schwerpunktmäßig Projekte der Für die gesamtgesellschaftliche Aufgabe der Trans-
anwendungsorientierten Grundlagenforschung mit formation des Energieversorgungssystems im
einem angestrebten TRL von 1 bis 3, die die Basis Zuge der Energiewende ist das Zusammenwir-
für zukünftige Innovationen legen, und unterstützt ken aller Maßnahmen und Instrumente entschei-
den wissenschaftlichen Nachwuchs, den akademi- dend. Daher setzt die Bundesregierung auf eine
schen Austausch und Wissenschaftskooperationen enge Zusammenarbeit aller direkt am Energiefor-
auf EU- und internationaler Ebene. Das BMWK schungsprogramm beteiligten Bundesressorts, aber
schließt daran an, mit der Förderung der anwen- auch auf die Einbindung aller weiteren Ministe-
dungsnahen Forschung und Entwicklung (TRL 3 bis rien und Behörden mit energiebezogenen Aufga-
7) sowie mit den Reallaboren der Energiewende, die ben und Verantwortungsbereichen. Hierzu zählen
bis zu TRL 9 reichen, und unterstützt darüber hin- nicht zuletzt die Bundesministerien für Digitales1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 13
und Verkehr (BMDV) mit den dort angesiedelten gieerzeugnisse einschließlich nachhaltiger
Themen Mobilität und Verkehr, für Umwelt, Natur- erneuerbarer Kraftstoffe, sowie für Wohnen,
schutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB)
(BMUV) mit der Zuständigkeit für Flottengrenz- zu Themen des Gebäudesektors.
werte, Brenn- und Kraftstoffe, erneuerbare Ener-
Abbildung 4: Strukturen der Energieforschung
Programmatische Ausrichtung der Energieforschungspolitik
BMWK federführend
Koordination mit Koordination mit Wirtschaft, Koordination mit
Bundesressorts Wissenschaft und Gesellschaft Bundesländern
Koordinierungsplattform Energiewende-Plattform Bund-Länder-Gespräch
Energieforschungspolitik Forschung und Innovation Energieforschungspolitik
Internationale Kooperation Transparenz
EU, IEA, Mission Innovation, Informationssystem EnArgus
NKS KEM Bundesbericht Energieforschung
Projektförderung Institutionelle Förderung
BMBF BMWK BMEL BMUV BMWK BMBF
TRL 1–3 TRL 3–9 TRL 3–7 TRL 3–9 Forschungsbereich Energie der HGF
Biomasse Nukleare DLR HGF (ohne DLR)
Sicherheitsforschung14
Für eine erfolgreiche Forschungsförderung setzt Energiewende-Plattform Forschung und
die Bundesregierung auf die Stärke des Mehr- Innovation (FuI-Plattform)
ebenensystems. Im Gefüge der politischen Ent-
scheidungsstrukturen erfolgt die Förderung und Die Energiewende-Plattform Forschung und Inno-
Abstimmung der Energieforschung in Deutsch- vation des BMWK ist ein Forum für den Dialog
land somit sowohl auf Landes- und Bundesebene rund um die Energieforschung zwischen Bun-
als auch in der europäischen und internationa- des- und Landespolitik, Wissenschaft, Wirtschaft,
len Zusammenarbeit. Hierfür ist ein enger Aus- Verbänden und Zivilgesellschaft. Sie dient der
tausch mit allen beteiligten politischen Institutio- Kommunikation aktueller Entwicklungen, dem
nen unverzichtbar. Dabei wird die Bundesrepublik Austausch zu neuen Ansätzen für Zukunftsstrate-
Deutschland in europäischen und internationalen gien und dem Zusammenführen von Forschung
Gremien zu diesem Politikfeld durch das BMWK und energiewirtschaftlicher Praxis. Die FuI-Platt-
vertreten (siehe Kapitel 4 Europäische und interna- form bildet damit ein Dach für die Forschungs-
tionale Zusammenarbeit, Seite 75). netzwerke Energie des BMWK und bündelt und
koordiniert diese. Die jährliche Sitzung der Platt-
1.2.2 Nationale Vernetzung form fand 2021 am 20. April statt. Im Fokus des
digitalen Treffens standen die Umsetzung der Nati-
Für die Transformation von Wirtschaft und Gesell- onalen Wasserstoffstrategie der Bundesregierung
schaft ist die Akzeptanz der einzelnen Bausteine sowie die Förderstrategien zu den Reallaboren der
der Energiewende sowie das Zusammenwirken Energiewende des BMWK und den Kopernikus-
aller beteiligten Akteure zentral. Dialog und Ver- Projekten des BMBF.
netzung sind daher wichtige Elemente der Ener-
gieforschung. Das gilt innerhalb der Wissenschafts- Als federführendes Ressort für die Energiewende
community, aber auch für den Austausch mit der ist das BMWK in regelmäßigem Austausch mit
Energiewirtschaft, gesellschaftlichen Institutio- den 16 Landesregierungen zu Fragen der Energie
nen und der Politik. Nur so gelingt es, die vielen forschung. Das zehnte Bund-Länder-Gespräch
Elemente der Energieforschung für das Gelingen Energieforschung 2021 hat am 22. April stattgefun-
der Energiewende zusammenzuführen. den.1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 15
Forschungsnetzwerke Energie Bioenergie hat im Juni 2021 eine Stellungnahme
zu Wasserstoff aus und mit Biomasse veröffent-
Die neun Forschungsnetzwerke Energie licht. Im Forschungsnetzwerk Energiewendebauen
(www.forschungsnetzwerke-energie.de) stehen wurde 2021 eine Arbeitsgruppe Geothermie ein-
allen Interessierten offen und repräsentieren das gerichtet. Insgesamt werden damit zentrale For-
breite Spektrum der Community. Sie decken die schungs- und Anwendungsbereiche der Energie-
Themen Bioenergie, Energiewendebauen, Ener- wende in aktiven Strukturen abgebildet.
giesystemanalyse, erneuerbare Energien, flexible
Energieumwandlung, Industrie und Gewerbe, Akademienprojekt Energiesysteme der Zukunft
Stromnetze, Start-ups und Wasserstoff ab.
Das Akademienprojekt Energiesysteme der
Die Netzwerke unterstützen den interdisziplinä- Zukunft bündelt die Expertise der Akademien der
ren Dialog zwischen allen Akteuren. Das BMWK Wissenschaften. Die vom BMBF geförderte Ini-
fördert die Plattformen daher als wichtige Mitt- tiative von acatech, Leopoldina und Akademien-
ler zwischen den fachlichen, wirtschaftlichen union setzt Impulse für die Debatte über Heraus-
und gesellschaftlichen Schnittstellen. Die Mit- forderungen und Chancen der Energiewende in
glieder arbeiten selbstorganisiert in Arbeitsgrup- Deutschland. Im Projekt ESYS entwickeln mehr
pen zusammen. Eine wesentliche Aufgabe ist es, als 120 Fachleute Handlungsoptionen zur Umset-
Ansätze für den Transfer von Forschung in die Pra- zung einer sicheren, bezahlbaren und nachhalti-
xis zu entwickeln. Darüber hinaus geben die Mit- gen Energieversorgung. 2021 wurden so Vorschläge
glieder Einschätzungen und Empfehlungen zur und Stellungnahmen für einen klimagerechten
strategischen Weiterentwicklung der Energiefor- Ausbau der Photovoltaik und Windenergie sowie
schung und zu spezifischen Forschungsagenden. zur Resilienz digitalisierter Energiesysteme erarbei-
tet und zur Diskussion gestellt.
Viele Aktivitäten beinhalten den branchen- und
technologieübergreifenden Dialog als zentralen 1.2.3 Forschung für die Innovationssprünge
Bestandteil einer vernetzten Energieforschungsge- von morgen
meinschaft. So haben die Forschungsnetzwerke
beispielsweise übergreifende Webinare zu Akzep- Die Energiewende ist auch eine langfristige Auf-
tanzforschung und eine Workshop-Reihe zu Wis- gabe. Genauso wichtig wie die Unterstützung des
senschaftskommunikation veranstaltet. Zudem Innovationstransfers, der Marktvorbereitung und
wurde gemeinsam mit der Stiftung Jugend forscht Anwendung von Technologien mit einem hohen
e. V. im März 2021 der PerspektivTag „Karriere im Reifegrad ist deshalb die Grundlagenforschung.
Energiesektor“ für ehemalige Teilnehmerinnen Sie ist die Basis für die Innovationen von mor-
und Teilnehmer der Jugend-forscht-Wettbewerbe gen und übermorgen. Die Förderung des BMBF ist
umgesetzt. Insgesamt haben die Forschungsnetz- daher konsequent darauf ausgerichtet, die Grund-
werke Energie 2021 44 Veranstaltungen durchge- lagenforschung mit den Anforderungen der Indus-
führt. trie zu verknüpfen und so den Prozess von der
Forschungsidee hin zur marktreifen Innovation
Das Forschungsnetzwerk Wasserstoff ist eine Maß- zu beschleunigen. Exemplarisch hierfür stehen
nahme der Nationalen Wasserstoffstrategie der die Kopernikus-Projekte für die Energiewende.
Bundesregierung. 2021 haben die mehr als 1.500 Die Projekte sind langfristig auf bis zu zehn Jahre
aktiven Mitglieder Expertenempfehlungen zum angelegt. Über drei Förderphasen werden von der
Forschungsbedarf für den Aufbau einer Wasser- Theorie und Konzeptentwicklung über die Validie-
stoffwirtschaft erarbeitet und im September 2021 rung bis zur Großdemonstration Innovationen in
an das BMWK übergeben. Das Forschungsnetzwerk Schlüsselbereichen der Energiewende vorbereitet.16 1. F O R S C H U N G S F Ö R D E R U N G F Ü R D I E E N E R G I E W E N D E
Ein weiteres Beispiel für diesen Ansatz ist das Projekt den Export hierzulande mithilfe der Förderung aus
„Wasserstoff weitergedacht: Dünnschichtkatalysa- Steuergeldern entwickelter Technologien und
toren für eine nachhaltige Chemie mit erneuerbaren Lösungen.
Energien“ (CatLab). Hier wird eine einzigartige For-
schungsplattform aufgebaut, die Katalyseforschung 1.2.5 Transparenz und Kommunikation
und Dünnschichttechnologien mit Messmethoden
während des Betriebs (Operando-Analytik) vereint. Eine transparente Kommunikation der Energiefor-
Das Ziel ist die Entwicklung neuartiger Dünn- schungspolitik gegenüber allen Gruppen, allen
schichtkatalysatoren für die Erzeugung und den voran den Bürgerinnen und Bürgern, ist ein wichti-
Transport von wasserstoffbasierten chemischen ges Element des 7. Energieforschungsprogramms.
Energieträgern. Das Projekt schlägt dabei eine Denn nur gemeinsam gelingt es, Innovationen aus
Brücke zwischen Grundlagenforschung und Indus- der Forschung in das Energiesystem zu überneh-
trie – Unternehmen der Chemieindustrie sind von men.
Anfang an beteiligt.
Daher informiert die Bundesregierung über viel
1.2.4 Von der Forschung in die Praxis fältige Kanäle sowohl die Wirtschaft und Wissen-
schaftscommunity als auch die Öffentlichkeit über
Das Kernziel der Forschungsförderung ist es, Wis- aktuelle Fortschritte, Entwicklungstrends, noch
senschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Ent- offene Forschungsfragen sowie über Erfolge und
wickeln, Erforschen und Erproben innovativer Herausforderungen auf dem Weg zu einem klima
Technologien und Anwendungen in Bereichen zu freundlichen Umbau der Energieinfrastruktur.
unterstützen, in denen Marktkräfte alleine nicht
ausreichen. Dies geschieht durch eine breite Förde- Auf der zentralen Website des BMWK zur Energie-
rung entlang der gesamten Wertschöpfungskette forschung (www.energieforschung.de) finden Inter-
des Energiesystems und entlang sämtlicher Ent- essierte umfangreiche Informationen rund um die
wicklungsstufen. Dabei sollen vielfältige Lösungen Ziele, Strukturen und Kernthemen der Energiefor-
für die Herausforderungen der Energiewende ent- schungspolitik sowie aktuelle Förderangebote. Vier
stehen, damit die Klimaschutzziele effizient erreicht Fachportale zu spezifischen Themen der Energie-
werden. forschung bieten einen vertieften Einblick in die
Projektförderung und Forschungsvorhaben. Die
Ein Erfolgskriterium ist dabei, dass Innovationen Portale bieten Inhalte zu den Förderschwerpunkten
zur Transformation des Energiesystems aus den Energieoptimierte Gebäude und Quartiere, Strom-
Forschungslaboren und Teststationen heraus erzeugung, Energiewende in der Industrie und
schnell auf den Markt gelangen. Das 7. Energiefor- Energiesystemforschung.
schungsprogramm der Bundesregierung ist daher
konsequent darauf ausgerichtet, Forschungsergeb- Das zentrale Informationssystem der Energiefor-
nisse zügig in die energiewirtschaftliche Praxis und schungsförderung EnArgus (www.enargus.de) gibt
in marktfähige Anwendungen zu bringen. Damit einen Überblick über die durch den Bund öffent-
leistet die Forschungsförderung im Energiebereich lich geförderten Forschungsprojekte im Energie
einen wichtigen Beitrag, die Energieversorgung zu bereich. Außerdem lassen sich die Zahlen zur
modernisieren, die deutsche und europäische Wirt- Projektförderung aus dem Bundesbericht Energie-
schaft zu stärken und den Industriestandort sowie forschung über EnArgus transparent nachvollzie-
Arbeitsplätze und Wertschöpfung zu sichern. hen. Zusätzlich informiert die Seite über Techno
Gleichzeitig unterstützt Deutschland damit den logien und Fachbegriffe der Energietechnik.
internationalen Klimaschutz, nicht zuletzt durch17 2. Projektförderung
18 2. P R OJ E K T F Ö R D E R U N G
2.1 Strategische Förderformate Im Ideenwettbewerb für eine wissenschaftliche
Transferforschung der Reallabore Wasserstoff hat
2.1.1 Reallabore der Energiewende sich das Projekt Trans4Real durchgesetzt. Das Kon-
sortium unter Leitung der Forschungsstelle für
Mit den Reallaboren der Energiewende hat das Energiewirtschaft (FfE) in München hat im April
Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz 2021 seine Arbeit aufgenommen. Die Fachleute
im 7. Energieforschungsprogramm eine Maßnah- werden neben einer übergreifenden Ergebnissyn-
me verankert, die gezielt Projekte unterstützt, die these die Reallabore untereinander vernetzen und
Innovationen und Forschungsergebnisse im rea- Lernerfahrungen und Handlungsoptionen ablei-
len Umfeld und im industriellen Maßstab syste- ten. Mit den wissenschaftlichen Erkenntnissen aus
misch erproben. Sie ermöglichen das Beschleunigen den Reallaboren unterstützt Trans4Real den Auf-
des Technologie- und Innovationstransfers, indem bau einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft in
sie die Lücke zwischen Forschung und energie- Deutschland und die Integration des Gases in das
wirtschaftlicher Praxis schließen: die Generalprobe Energiesystem der Zukunft.
vor der Markteinführung. Damit tragen die Real-
labore zum Gelingen der Energiewende bei, indem Die Reallabore zu den energieoptimierten Quartie-
sie Wegbereiter für neue Technologien und neue ren werden von der Begleitforschung „Energiewen-
Wertschöpfung sind. debauen“ unterstützt und profitieren insbeson-
dere von Modul III „Quartier“ der Begleitforschung
Mittlerweile haben insgesamt zehn Reallabore ihre unter der Leitung des Fraunhofer-Instituts für
Arbeit aufgenommen, sechs von ihnen sind 2021 Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT.
gestartet. Die Projekte sind aus dem ersten Ideen-
wettbewerb des BMWK im Jahr 2019 hervorgegan- Aus den Erfahrungen der ersten Umsetzungs-
gen. phase hat das BMWK das Förderformat der Real-
labore der Energiewende weiterentwickelt und als
Reallabore der Energiewende im Bereich wichtige Säule der Energieforschung verstetigt.
„Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien“: Das neue Förderkonzept wurde im Juli 2021 ver-
# H -Wyhlen öffentlicht. Es adressiert themenoffen alle Berei-
2
# Norddeutsches Reallabor che der angewandten Energieforschung aus dem
# Energiepark Bad Lauchstädt 7. Energieforschungsprogramm. Kernziel der sys-
# H Stahl temisch angelegten Projekte müssen Fortschritte
2
# WESTKÜSTE100 bei der Energiewende und ein Beitrag zur Klima-
neutralität sein. Zudem müssen die Reallabore der
Reallabore der Energiewende im Bereich Energiewende eine direkte Emissionsminderung
„Energieoptimierte Quartiere“: von Treibhausgasen nachweisen können. Mit dem
# Großwärmepumpen in Fernwärmenetzen Konzept betont das BMWK den hohen Praxisbezug
(GWP) des Förderformats. Das BMWK will künftige Real-
# Darmstädter Energie-Labor für Technologien labore der Energiewende maßstabgerecht mit bis
in der Anwendung (DELTA) zu 15 Millionen Euro Fördermittel pro Partner und
# Integrierte WärmeWende Wilhelmsburg IW3 in der Regel 25 Millionen Euro Fördervolumen für
# TransUrban.NRW das Gesamtvorhaben unterstützen.
# SmartQuart – Smarte Energiequartiere2. PROJEKTFÖRDERUNG 19
Projektförderung hat das Ministerium in diesem Zeitraum
87 Forschungsprojekte mit einem Förder-
Im Schwerpunkt Reallabore der Energiewende hat mittelansatz von rund 216,23 Millionen Euro
das BMWK im Jahr 2021 147 laufende Vorhaben neu bewilligt (vgl. Abb. 5).
mit rund 18,29 Millionen Euro gefördert. Zudem
Abbildung 5: Fördermittel für Reallabore der Energiewende in Mio. Euro
(Daten siehe Tabelle 2, Seite 90)
2021
2020
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
■ Gebäude und Quartiere ■ Energiewende in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen
■ Energetische Nutzung biogener Rest- und Abfallstoffe ■ Geothermie ■ Thermische Kraftwerke
■ Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien ■ Digitalisierung der Energiewende
P R O J E K T P O R T R ÄT
Norddeutsches Reallabor – Energiewende-Allianz
für Innovationen und wirksamen Klimaschutz
Die Projektpartner arbeiten an neuen Wegen zur
Klimaneutralität. Damit wollen sie wirtschaftliche
Impulse am Industriestandort Norddeutschland aus-
lösen. Ziel des Verbundvorhabens ist es, zu erproben,
wie CO2-Emissionen in der Region bis 2035 um
75 Prozent gesenkt werden können. Mit den im Pro-
jektzeitraum geplanten Arbeiten sollen 350.000 bis In der Modellregion des Norddeutschen Reallabors soll Wasser-
stoff als nachhaltiger Treibstoff für Fahrzeuge eingesetzt werden.
500.000 Tonnen pro Jahr eingespart werden. Dazu
werden Produktions- und Lebensbereiche mit hohem
Energieverbrauch dekarbonisiert – insbesondere in großskalige Ansatz verleiht dem Projekt einen über-
der Industrie, aber auch in der Wärmeversorgung regionalen Modellcharakter für wasserstoffbasierte
und dem Mobilitätssektor. Einen Beitrag hierzu sol- Sektorkopplung in Deutschland und Europa.
len acht Elektrolyseure mit einer Wasserstoff-Erzeu-
gungskapazität von 42 Megawatt leisten. Sie sollen Zuwendungsempfänger: Hochschule für
dazu dienen, fossile Energieträger in industriellen Angewandte Wissenschaften Hamburg und 17
Prozessen durch Wasserstoff und seine Derivate zu weitere Verbundpartner
ersetzen. Außerdem sollen drei Projekte umgesetzt Förderkennzeichen: 03EWR007A-V
werden, die eine Abwärmenutzung in einem Umfang Fördermittelansatz: 52,3 Millionen Euro
von 700 Gigawattstunden pro Jahr ermöglichen. Im Projektlaufzeit: 2021 – 2026
Mobilitätssektor sollen mehrere Wasserstoff-Tank- Projektbeschreibung auf EnArgus:
stellen und mehr als 200 Fahrzeuge in unterschied
lichen Nutzungsszenarien erprobt werden. Der20 2. P R OJ E K T F Ö R D E R U N G
P R O J E K T P O R T R ÄT
DELTA – Darmstädter Energie-Labor für
Technologien in der Anwendung
Das Reallabor der Energiewende DELTA will zeigen,
wie sich eine typische mittelgroße Stadt auf dem
Weg zur Klimaneutralität zuverlässig und kosten-
günstig mit Energie versorgen lässt. Und zwar mit
mehr Effizienz, Nutzung von lokal verfügbaren Ener- DELTA erprobt die urbane Energiewende durch interagierende
energieoptimierte Quartiere.
gieressourcen und vernetzten Energieströmen. Die
Fachleute untersuchen die interne Effizienz einzel-
ner Wohn- und Industriequartiere und deren ener- nen CO2 jährlich einsparen. Bei der Transformation
getische Wechselwirkungen auch mit der städti- zur Klimaneutralität sind auch die Menschen in
schen Infrastruktur, etwa dem Gleichstromnetz der Darmstadt eingebunden. Sie profitieren von neuen
Straßenbahn. Zentrale Bausteine sind das Nutzen Sharing-Möglichkeiten zur gemeinsamen Nutzung
von industrieller Abwärme und die Elektrolyse von energieintensiv herzustellender Güter (zum Beispiel
Wasserstoff im Wohngebiet. Zudem werden für E-Roller) sowie umweltfreundlicher öffentlicher und
Wohngebäude außerhalb der Nutzungsdauer auch individueller Mobilität.
der CO2-Fußabdruck von Aufbau, Ertüchtigung und
Dekonstruktion betrachtet. Durch das Verknüpfen Zuwendungsempfänger: Technische Universität
urbaner Energiequellen und -senken in Netzen und Darmstadt und elf weitere Verbundpartner
Speichern für Wärme, Strom, Gas und Wasserstoff Förderkennzeichen: 03EWR002A-P
im Rahmen der Sektorkopplung können konventio- Fördermittelansatz: 40,1 Millionen Euro
nelle Energieträger eingespart werden. Dieser Ansatz Projektbeschreibung auf EnArgus:
soll den Energiebedarf senken, fossile Energieträger
verdrängen und dauerhaft mindestens 14.000 Ton-
2.1.2 Wasserstoff-Leitprojekte – Technologien Projektförderung
für Wasserstofflösungen im industriellen
Maßstab Im Schwerpunkt Wasserstoff-Leitprojekte hat das
BMBF im Jahr 2021 326 laufende Vorhaben mit
Im Frühjahr 2021 sind die Wasserstoff-Leitpro- rund 48,64 Millionen Euro gefördert. Zudem hat
jekte des BMBF gestartet. Die Wasserstoff-Leitpro- das Ministerium in diesem Zeitraum 328 Forschungs
jekte bilden eine der größten Forschungsinitiativen projekte mit einem Fördermittelansatz von rund
des BMBF zum Thema Energiewende. Sie sind ein 688,48 Millionen Euro neu bewilligt (vgl. Abb. 6).
Ergebnis des Ideenwettbewerbs „Wasserstoffrepu
blik Deutschland“. Die industriegeführten Leit-
projekte forschen mit mehr als 200 Partnern aus
Wissenschaft und Wirtschaft praxisnah zu drei
zentralen Wasserstoff-Innovationsfeldern. H2Giga
widmet sich der Serienfertigung und Hochskalie-
rung von Elektrolyseuren, H2Mare erforscht die
Offshore-Wasserstofferzeugung und TransHyDE
arbeitet an Wasserstoff-Transportlösungen.2. PROJEKTFÖRDERUNG 21
P R O J E K T P O R T R ÄT
H2Mare – Offshore-Produktion von
grünem Wasserstoff
H2Mare erforscht, wie ohne Netzanschluss und mit-
hilfe von Offshore-Anlagen grüner Wasserstoff auf
hoher See erzeugt werden kann. Zudem testet es die
Offshore-Herstellung von Wasserstoff-Folgeproduk-
ten via Power-to-X-Prozessen. Die Produktion von
grünem Wasserstoff auf See ohne Anschluss an das Die Partner im Leitprojekt H2Mare wollen Wasserstoff direkt auf
hoher See produzieren.
örtliche Stromnetz hat den Vorteil, dass Windräder
offshore mehr und regelmäßiger Strom erzeugen als
onshore. Zudem kann die direkte Kopplung von auf Fragen zu Sicherheit und möglichen Umweltaus-
Windrad und Elektrolyseur Wasserstoff-Produktions wirkungen erarbeitet werden, ebenso Lebenszyklus-
kosten sparen und das lokale Stromnetz entlasten. analysen und Technologiebewertungen.
Neben der Offshore-Wasserstoff-Erzeugung will Zuwendungsempfänger: 32 Partner in vier Verbün-
H2Mare zudem die Offshore-Herstellung der Power- den mit 45 Vorhaben
to-X-Produkte Methan, Methanol, Ammoniak und Förderkennzeichen: 03HY300A-03HY303P
synthetischer Kraftstoffe (eFuels) erforschen. Dazu Fördermittelansatz: 104,5 Millionen Euro
treibt H2Mare auch die Forschung zur Meerwasser Projektlaufzeit: 2021 – 2025
elektrolyse, zur Hochtemperaturelektrolyse sowie Projektbeschreibung auf EnArgus:
zur Gewinnung von CO2 und Stickstoff aus der Luft
und dem Meer voran. Zusätzlich sollen Antworten
Abbildung 6: Fördermittel für Wasserstoff-Leitprojekte in Mio. Euro
(Daten siehe Tabelle 2, Seite 90)
2021
0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50
■ Speicher und Transport / TransHyDE ■ Wasserstofferzeugung / H2Giga und H2Mare22 2. P R OJ E K T F Ö R D E R U N G P R O J E K T P O R T R ÄT P R O J E K T P O R T R ÄT Das Leitprojekt H2Giga will Elektrolyseure zur Wasserstoff- Das Leitprojekt TransHyDE will eine Wasserstoff-Transport- Herstellung in die Serienfertigung bringen. Infrastruktur entwickeln. H2Giga – Serienfertigung und Hochskalierung von TransHyDE – Entwicklung von Transport Elektrolyseuren technologien für grünen Wasserstoff H2Giga will Technologien für die serielle Produktion TransHyDE bewertet und testet Wasserstoff-Trans- von Elektrolyseuren bereitstellen. Denn um Deutsch- portlösungen. Denn ohne eine geeignete Trans- lands Bedarf an grünem Wasserstoff decken zu kön- port-Infrastruktur kann die Wasserstoffwirtschaft nen, sind große Kapazitäten an effizienten, robus- nicht funktionieren. Bisher ist allerdings noch un- ten und kostengünstigen Elektrolyseuren notwendig. klar, welche Lösung am besten wo und in welchem Zwar sind heute bereits leistungsfähige Elektroly- Umfang eingesetzt werden sollte. Technologieoffen seure am Markt – allerdings erfolgt ihre Herstellung treibt das Leitprojekt daher verschiedene Trans- noch immer größtenteils in Handarbeit. Das ist zeit- portmöglichkeiten weiter voran: den Transport in aufwändig und kostenintensiv. Daher machen in den Hochdruckbehältern, den Flüssig-Transport, den H2Giga-Projekten etablierte Elektrolyseurherstel- Transport in bestehenden und neuen Gasleitungen ler, Zulieferer und Forschungseinrichtungen drei be- sowie den Transport von in Ammoniak oder dem stehende Elektrolyse-Technologien bereit fürs Fließ- Trägermedium LOHC (Liquid Organic Hydrogen band und die Hochskalierung: die PEM-Elektrolyse Carriers) gebundenem Wasserstoff. (PEM = Proton Exchange Membrane = protonenlei- Damit all diese Technologien möglichst schnell Teil tende Membran), die alkalische Elektrolyse (AEL) und des Gesamtenergiesystems werden, stößt das Leit- die Hochtemperatur-Elektrolyse (HTEL). Forschungs- projekt einen eigenen Roadmap-Prozess an. Zu- seitig soll zudem auch die edelmetallfreie und hoch- sammen mit der Erarbeitung möglicher Standards effiziente Elektrolyse mit anionenleitender Membran und Normen sowie Sicherheitsmerkmalen von (AEM) weiterentwickelt werden. Wasserstoff-Transport-Technologien (Materialien, Zuwendungsempfänger: bisher 115 Partner in Werkstoffe und Sensorik) betrachtet TransHyDE 27 Verbünden mit 178 Vorhaben zusätzlich den systemischen Rahmen für eine künf- Förderkennzeichen: 03HY101A-03HY127B tige Wasserstoff-Infrastruktur. Fördermittelansatz: Bisher festgelegt: Zuwendungsempfänger: 84 Partner in zehn 449,2 Millionen Euro, weitere Projekte sind noch in Verbünden und 105 Vorhaben der Antragsphase. Bis zu 500 Millionen Euro stehen Förderkennzeichen: 03HY200A-03HY209Z insgesamt zur Verfügung. Fördermittelansatz: 134,8 Millionen Euro Projektlaufzeit: 2021 – 2025 Projektlaufzeit: 2021 – 2025 Projektbeschreibung auf EnArgus: Projektbeschreibung auf EnArgus:
2. PROJEKTFÖRDERUNG 23
2.2 Energiewende in den len zu können, entwickeln sie Lösungen für ein
Verbrauchssektoren intelligentes Energiemanagement und setzen auf
moderne Leitungsnetze.
2.2.1 Energie in Gebäuden und Quartieren
Mit DELTA (siehe Projektsteckbrief, Seite 20) sowie
In Deutschland entfallen etwa 35 Prozent des End- GWP sind zwei weitere Reallabore der Energie-
energieverbrauchs auf den Gebäudebereich. Zwei wende im Bereich Gebäude und Quartiere gestar-
Drittel davon werden in Wohngebäuden und ein tet. Ziel von GWP ist es, über Großwärmepumpen
Drittel in Nichtwohngebäuden verbraucht, dabei Abwärme, natürliche Wärmequellen und erneuer-
entfällt der größte Anteil auf die Raumwärme. Das bare Energien in Fernwärmesysteme einzubinden.
zeigt, dass die Dekarbonisierung des Gebäudesek- Das BMBF fördert Städte und Kommunen bei der
tors entscheidend für das Erreichen der Klima- Erforschung innovativer Energiesysteme und auf
ziele ist. Mit der Novelle des Klimaschutzgesetzes dem Weg zu einer nachhaltigen Entwicklung. Mit
im Jahr 2021 wurde der Zielwert für die zulässigen dem Verbundvorhaben Wärmewende Nordwest
Restemissionen des Gebäudesektors im Jahr 2030 sollen unterschiedliche Facetten der Digitalisierung
gesenkt und liegt nun bei 67 Millionen Tonnen der Wärmewende in Gebäuden und Quartieren in
CO2-Äquivalent. Die Bundesregierung strebt eine der Region um Oldenburg und Bremen praktisch
erhebliche Erhöhung des Anteils erneuerbarer erforscht und im Zusammenspiel demonstriert
Wärme an. Dies kann im Gebäude- und Quartiers- werden. Das Vorhaben entwickelt dabei auch eine
bereich nur erreicht werden, wenn die Sanierungs- digitale Wärmewende-Plattform und stellt Ausbil-
rate deutlich erhöht und die Wärme- und Kältever- dungs- und Qualifizierungsmaßnahmen für Fach-
sorgung dekarbonisiert werden. kräfte bereit (siehe Projektsteckbrief, Seite 25).
Förderschwerpunkte und wissenschaftliche Gemeinsam fördern das BMWK und das BMBF
Fortschritte innerhalb der Initiative „Solares Bauen – Energie
effiziente Stadt“ mehrere Leuchtturmprojekte im
Leitmotiv der Förderung sind energieoptimierte urbanen Raum. Enthalten sind beispielsweise Kon-
und klimaneutrale Gebäude und Quartiere der zepte für die Transformation von Bestandsquartie-
Zukunft. Dies betrifft sowohl Herstellung und ren hin zu einer klimaneutralen Energieversorgung
Betrieb als auch Modernisierung und Rückbau von oder Projekte mit dem Fokus auf der Nutzung lokal
Gebäuden. Neben digitalen Konzepten spielen auch hergestellten grünen Wasserstoffs als Energiespei-
innovative Materialien, etwa aus nachwachsenden cher vor Ort. Auch Aspekte nachhaltiger Mobilität
Rohstoffen, eine wichtige Rolle. Forschende arbei- im urbanen Raum finden in der BMBF-Förderung
ten an Sanierungskonzepten, bei denen der Gebäu- Beachtung. So wurde im Jahr 2021 ein Projekt zur
debestand digital erfasst, energetisch optimiert und praktischen Umsetzung eines Tools zur Steuerung
durch Vorfertigung mit wenig Aufwand auf der urbaner Logistik initiiert.
Baustelle saniert wird.
Projektförderung
Eine erneuerbare, netzgebundene, dezentrale
Wärme- und Kälteversorgung sowie Speicher in Im Schwerpunkt Energie in Gebäuden und Quar-
Gebäuden und Quartieren bilden einen weiteren tieren haben das BMWK und das BMBF im Jahr
Forschungsschwerpunkt. Beim Um- und Ausbau 2020 1.043 laufende Vorhaben mit rund 98,57 Mil-
der Versorgungsnetze entwickeln die Wissen- lionen Euro gefördert. 2020 haben die Ministerien
schaftsteams smarte, digitale Lösungen, um den zudem 235 Forschungsprojekte mit einem Förder-
Anteil erneuerbarer Energien zu erhöhen. Um mittelansatz von rund 117,27 Millionen Euro neu
Nah- und Fernwärme energieeffizient bereitstel- bewilligt (vgl. Abb. 7).Sie können auch lesen
