Bundesbericht Energieforschung 2016 - Forschungsförderung für die Energiewende
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Bundesbericht Energieforschung 2016 Forschungsförderung für die Energiewende
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Projektträger Jülich
Gestaltung und Produktion
PRpetuum GmbH, München
Stand
April 2016
Druck
BMWi
Bildnachweis
SolarWorld AG: Verbundvorhaben HELENE - Hocheffiziente
und kostengünstige PERx-Solarzellen als Wegbereiter für eine
wirtschaftliche Umsetzung speicherunterstützter PV-Systeme.
Gefördert durch das BMWi, Förderkennzeichen 0325777A.
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Aufkleben von Informationen oder Werbemitteln. Bestellfax: 030 18102722721Inhalt
1. Forschungsförderung für die Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2
1.1 Systemorientierte Forschungsansätze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.2 Europäische und internationale Vernetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.3 Nationale Vernetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
2.Projektförderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1 Energieumwandlung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.1 Photovoltaik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2.1.2 Windenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2.1.3 Bioenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.4 Tiefe Geothermie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
2.1.5 Kraftwerkstechnologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
2.1.6 Brennstoffzellen und Wasserstoff . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.7 Solarthermische Kraftwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1.8 Wasserkraft und Meeresenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.2 Energieverteilung und Energienutzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.1 Speicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2.2 Netze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.3 Energieeffizienz in Gebäuden, Quartieren und Städten und Niedertemperatur-Solarthermie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21
2.2.4 Energieeffizienz in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
2.3 Systemorientierte Energieforschung und Querschnittsthemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .25
2.3.1 Systemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.3.2 Gesellschaftsverträgliche Transformation des Energiesystems . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
2.3.3 Materialforschung für die Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3.4 Begleitforschung und Evaluation der Projektförderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
2.3.5 Informationsverbreitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.4 Fusionsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.5 Nukleare Sicherheitsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
2.5.1 Reaktorsicherheitsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.5.2 Endlager- und Entsorgungsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
2.5.3 Strahlenforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
3. Institutionelle Energieforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
4.Weitere Förderaktivitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.1 Forschungsförderung der Bundesländer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
4.2 Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Union . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2.1 Horizon 2020 – Rahmenprogramm für Forschung und Innovation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
4.2.2 Arbeitsprogramm 2014 in Horizon 2020 – Energie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
5. Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.1 Fördermittel für Energieforschung der Bundesregierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
5.2 Fördermittel für Energieforschung der Bundesländer . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 452
1. Forschungsförderung für die Energiewende
Forschung und Technologieentwicklung bilden einen ergänzt durch die fachspezifischen Forschungsnetzwerke
wichtigen Grundstein für die Weiterentwicklung der Energie (BMWi) als themenorientierte Instrumente für das
Gesellschaft. Dies gilt in besonderem Maß für die Energie- Fördern von Transparenz und Austausch zu ausgewählten
wende in Deutschland, die sich der gesamtgesellschaftli- Förderlinien.
chen Herausforderung der Neuausrichtung des Energie
systems hin zu einer umweltverträglichen, zuverlässigen
und bezahlbaren Energieversorgung stellt. Das Entwickeln Struktur und beteiligte Ressorts
neuer Energietechnologien, die gleichermaßen wettbe-
werbsfähig, effizient und umweltfreundlich sind, ist einer Die Koordination, die programmatische Ausrichtung und
der Schlüssel, um die ehrgeizigen Ziele zu erreichen. die Weiterentwicklung des Energieforschungsprogramms
fallen in den Zuständigkeitsbereich des Bundesministeri-
Bis 2050 soll ein ökonomisch und ökologisch nachhaltiges ums für Wirtschaft und Energie (BMWi). Für die Umset-
und verlässliches Energiesystem entstehen. Hierfür soll zung des 6. Energieforschungsprogramms sind das BMWi,
durch mehr Energieeffizienz der Primärenergieverbrauch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF)
halbiert werden und der Anteil erneuerbarer Energie am und das Bundesministerium für Ernährung und Landwirt-
Bruttoendenergieverbrauch auf 60 Prozent steigen. Um das schaft (BMEL) verantwortlich.
Erreichen dieser Zielvorgabe verbunden mit einer bezahl-
baren und zuverlässigen Versorgung zu gewährleisten, sind Die Forschungsförderung innerhalb des Energieforschungs
sowohl innovative Einzeltechnologien als auch neue sys- programms gliedert sich in die energietechnologische
temübergreifende Ansätze und Konzepte erforderlich. Die Grundlagenforschung einschließlich gesellschaftlicher
Förderung der Energieforschung ist damit ein strategisches Aspekte und in die anwendungsorientierte Forschung und
Element der Energiepolitik der Bundesregierung. Für die Entwicklung. Die beteiligten Bundesressorts decken damit
Unterstützung von Forschung und Entwicklung in Unter- die gesamte förderpolitische Innovationskette ab, um
nehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen enga- grundlegende Ansätze durch Forschungsförderung in wett-
gieren sich neben den am Energieforschungsprogramm bewerbsfähige, bezahlbare, umweltschonende und zuver-
beteiligten Bundesministerien auch die Bundesländer, die lässige Lösungen für die Energiewende zu transformieren.
eine tragende Rolle in der gesamtstaatlichen Forschungs- Das BMBF ist innerhalb der Bundesregierung alleinig
förderung zur Energiewende einnehmen. zuständig für die projektorientierte Forschung zur Klärung
von Grundlagenfragen in den Bereichen Energieeffizienz,
erneuerbare Energien, nukleare Sicherheit, Entsorgung,
Das 6. Energieforschungsprogramm Strahlenforschung und Fusion. Das BMWi verantwortet die
Projektförderung der anwendungsorientierten Forschung,
Die Ziele für die Förderung von Forschung und Entwicklung der Entwicklung und der Demonstration im gesamten
für eine zuverlässige und wettbewerbsfähige Energiever- Themenspektrum der Energieeffizienz und erneuerbaren
sorgung schreibt die Bundesregierung in ihrem Energiefor- Energien, insbesondere zu Netzen, Speichern und zur Inte-
schungsprogramm fest. Das aktuelle 6. Energieforschungs- gration erneuerbarer Energien ins Energiesystem, sowie
programm ist konsequent auf die Ziele der Energiewende die Nukleare Sicherheits- und Entsorgungsforschung. Eine
ausgerichtet. Im Rahmen der langfristig angelegten Ausnahme davon bildet die Bioenergieforschung, die beim
Förderpolitik des Bundes gewährleistet die gewählte Pro- BMEL angesiedelt ist.
grammstruktur die notwendige Dynamik und Flexibilität
zur Feinjustierung und damit die Grundlagen erfolgreicher Die institutionelle Förderung der Zentren der Helmholtz-
Forschungsförderung. Zu den detaillierten Steuerungsmaß- Gemeinschaft deutscher Forschungszentren (HGF) mit Aus-
nahmen zählen Förderbekanntmachungen und -aufrufe nahme des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt
für strategisch wichtige Bereiche. In Beratungsgremien zu (DLR) sowie die Förderung der Fraunhofer Gesellschaft, der
übergreifenden Fragen der Energieforschungspolitik, wie Max-Planck-Gesellschaft und der Leibniz-Gemeinschaft
der Energiewende-Plattform Forschung und Innovation fallen in den Zuständigkeitsbereich des BMBF. Das BMWi
(BMWi) und dem Forschungsforum Energiewende (BMBF), ist für die institutionelle Förderung des DLR verantwort-
werden intensive Dialogprozesse zwischen Akteuren ent- lich.
lang der gesamten Innovationskette geführt. Sie werden1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 3
Evaluation der Projektförderung im geleistet, zum Beispiel im Rahmen der Initiativen Batterie
6. Energieforschungsprogramm 2020 oder NanoMatFutur. Darüber hinausgehend bestehen
technologieoffene Initiativen mit Fokus auf der interna-
Die Wirksamkeit der Projektförderung bemisst sich durch tionalen Zusammenarbeit oder auf der Förderung kleiner
den mittelfristigen Transfer der erzielten Forschungs- und mittlerer Unternehmen (z. B. KMU-innovativ) sowie
ergebnisse in die energiewirtschaftliche Praxis und in weitere Förderformate, wie beispielsweise der Spitzen
marktfähige Anwendungen. Darüber hinaus helfen wissen- cluster-Wettbewerb, die Forschungscampus-Modelle für
schaftlich-technische Evaluationen umfassender Förder öffentlich-private Partnerschaft für Innovationen oder das
initiativen dabei, den Erfolg der getroffenen Maßnahmen Zwanzig20-Programm.
zu bewerten und künftige FuE-Aktivitäten zu planen.
Daher untersuchen die Fördermittelgeber regelmäßig die Im Förderprogramm „Schaufenster intelligente Energie –
Wirksamkeit der von ihnen initiierten Fördermaßnahmen Digitale Agenda für die Energiewende“ (SINTEG) des BMWi
durch Evaluationen und Erfolgskontrollen. Derzeit läuft werden in großflächigen Modellregionen massentaugliche
unter anderem eine vergleichende Erfolgskontrolle zur Musterlösungen für eine klimafreundliche, sichere und
Forschungsinitiative Energiespeicher der Bundesregierung, effiziente Energieversorgung bei hohen Anteilen schwan-
weitere Maßnahmen in anderen Themenbereichen sind in kender Stromerzeugung aus Wind- und Sonnenenergie
Vorbereitung. entwickelt und demonstriert. Im Zentrum stehen dabei das
intelligente Vernetzen von Erzeugung und Verbrauch sowie
der Einsatz innovativer Netztechnologien und -betriebs-
Aktivitäten der Bundesregierung außerhalb des konzepte. Im Rahmen des Förderprogramms werden fünf
Energieforschungsprogramms großflächige „Schaufenster“ aufgebaut, um Wissen, Erfah-
rungen und Aktivitäten systemübergreifend zu bündeln.
Das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infra- Das BMWi wird die Schaufensterregionen, an denen sich
struktur (BMVI) fördert innerhalb des Nationalen Innova- über 200 Unternehmen und weitere Akteure beteiligen, mit
tionsprogramms Wasserstoff- und Brennstoffzellentech- insgesamt bis zu 230 Millionen Euro fördern.
nologie (NIP) marktvorbereitende Aktivitäten in Form von
Demonstrationsprojekten, Feldtests und Infrastrukturmaß- Im Zentralen Innovationsprogramm Mittelstand (ZIM)
nahmen mit durchschnittlich ca. 50 Millionen Euro jähr- – einem technologie- und branchenoffenen Förderpro-
lich. Diese Förderung durch das BMVI steht komplementär gramm für mittelständische Unternehmen und für wirt-
zu den vorwettbewerblichen Fördermaßnahmen des BMWi schaftsnahe Forschungseinrichtungen, die mit diesen
in diesem Bereich. zusammenarbeiten – gewährt das BMWi Zuschüsse für
anspruchsvolle technologische Forschungs- und Entwick-
Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau lungsprojekte. Aus dem ZIM gehen zahlreiche neue Pro-
und Reaktorsicherheit (BMUB) ergänzt die Energiefor- dukte, Verfahren oder technische Dienstleistungen auch im
schung der Bundesregierung durch Förderprogramme zu Energiebereich hervor.
Forschung und Entwicklung im Bereich des Klima- und
Naturschutzes, der Quartiers- und Stadtentwicklung, der
Bauforschung sowie des Strahlenschutzes, der Reaktor Mittelentwicklung
sicherheit und der nuklearen Ver- und Entsorgung.
Das Engagement der Bundesregierung in der Förderung
Im Rahmen des Programms „Forschung für nachhaltige der Energieforschung ist für das Berichtsjahr 2015 durch
Entwicklungen“ ergänzt das BMBF seine Forschungs- die beteiligten Bundesministerien erneut verstärkt worden
förderung im Energiebereich in verschiedenen Themen. und setzt damit die positive Entwicklung der vergangenen
Neben den Leitinitiativen zur Green Economy und zur Jahre fort. Die dafür eingesetzten Mittel lagen 2015 bei
Zukunftsstadt sind hier Fördermaßnahmen zum Beispiel 863 Millionen Euro gegenüber 819 Millionen Euro im
in den Bereichen energieeffiziente Wasserwirtschaft, wirt- Vorjahr (vgl. Übersicht in Abbildung 1). Thematischer
schaftsstrategische Rohstoffe, innovative Technologien für Schwerpunkt war die Förderung von Forschung und Ent-
Rohstoffeffizienz und stoffliche Nutzung von CO2 hervor- wicklung zur Energieeffizienz und zu den erneuerbaren
zuheben. Im BMBF-Programm „Vom Material zur Inno- Energien. Rund drei Viertel der Mittel sind in diese strategi-
vation“ werden ebenfalls Beiträge zur Energieforschung schen Bereiche geflossen.4 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 1: Übersicht der Themen im Energieforschungsprogramm des Bundes
(Daten siehe Tabelle 1)
Millionen Euro
900
800
700
600
500
400
300
200
100
0
2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014 2015
Fusion Nukleare Sicherheit und Entsorgung Erneuerbare Energien Energieeffizienz
Der Hauptanteil der Fördermittel wurde für die Projektför- Im Mai 2015 hat sich die „Energiewende-Plattform For-
derung aufgewandt. Diese hatte einen Anteil von 65 Prozent schung und Innovation“ des BMWi konstituiert. Sie ist
(560 Millionen Euro) gegenüber noch 57 Prozent im Jahr Bestandteil der 10-Punkte-Energie-Agenda des Minis-
2011. Bei der staatlichen Unterstützung privatwirtschaftli- teriums, die die zentralen Vorhaben zur Umsetzung der
cher Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten durch die Energiewende in dieser Legislaturperiode benennt. Sie
Bundesregierung ist die Projektförderung ein wirkungsvol- bildet ein Dach für die themenspezifischen Forschungs-
les und flexibles Instrument, welches hohe Entwicklungs- netzwerke und dient als beratendes Gremium, in dem ein
risiken abfedern und so wichtige Entwicklungen auslösen Dialog zu zentralen Fragen der Energieforschung mit wich-
oder beschleunigen kann. tigen Akteuren aus Wirtschaft, Wissenschaft, Politik und
Gesellschaft geführt wird. Die Plattform soll die vielfältigen
Die Zahlen zur Projektförderung in diesem Bericht können Aktivitäten in Forschung und Entwicklung stärker vernet-
auch über EnArgus (www.enargus.de), das Informations zen und wirkungsvoller gestalten, um so neue Forschungs-
system Energieforschung des BMWi, transparent nachvoll- felder schneller zu identifizieren und die Markteinführung
zogen werden. neuer Energietechnologien und innovativer Verfahren zu
beschleunigen.
1.1 Systemorientierte Forschungsansätze Bereits seit März 2013 arbeitet die Dialogplattform For-
schungsforum Energiewende des BMBF im Zusammenspiel
Um einen hohen Praxisbezug bei der Förderung von mit dem Projekt „Energiesysteme der Zukunft“ der Deut-
Forschung und Entwicklung zu sichern, setzt die Bundes schen Akademie der Technikwissenschaften (acatech), der
regierung bei ihren förderpolitischen Maßnahmen ver- Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und
stärkt auf systemorientierte Forschungsansätze. Diese sind der Union der deutschen Akademien der Wissenschaften.
ein zentrales Element im 6. Energieforschungsprogramm. Daneben vereint der Koordinierungskreis Forschung die
Durch systemorientierte Denkweisen können die verschie- großen Wissenschaftsorganisationen und Vertreter der
denen Handlungsfelder der Energiewende bereits auf For- Hochschulen. Im Dialog aller Akteure aus Wirtschaft, Wis-
schungsebene eng miteinander verzahnt werden. Darüber senschaft und Zivilgesellschaft wird das relevante Wissen
hinaus stellt eine solche Herangehensweise sicher, dass die zu Energiethemen zusammengeführt und die Akteure
entwickelten Innovationen und Konzepte sich harmonisch identifizieren gemeinsam neue Forschungsthemen.
in das Gesamtgefüge des Energiesystems einfügen und
eine dynamische, effiziente und zuverlässige Versorgung
ermöglichen.1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 5
Ressortübergreifende Forschungsinitiativen Forschungsnetzwerks Expertenempfehlungen für künftige
Förderstrategien vorgelegt.
Zu den systemorientierten Maßnahmen der Bundesre-
gierung gehören die ressortübergreifenden Forschungs- Im März 2015 rief das BMWi zudem das Forschungsnetz-
initiativen Energiespeicher (siehe auch Kapitel Speicher, werk Energiesystemanalyse ins Leben, um auch in diesem
Seite 18) und „Zukunftsfähige Stromnetze“ (siehe auch Thema den Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis
Kapitel Netze, Seite 19). Beide Initiativen wurden gemein- zu intensivieren. Das Netzwerk soll durch einen projekt-
sam durch die am Energieforschungsprogramm betei- und disziplinübergreifenden Dialog zu einem verbesserten
ligten Bundesministerien ins Leben gerufen: das BMWi, Qualitätsmanagement im Sinne der Transparenzerhöhung,
das BMBF und bis 2013 auch das BMU, welches bis zur Validierung und methodischen Weiterentwicklung bei-
Bundestagswahl 2013 für die anwendungsorientierte For- tragen. Insgesamt engagieren sich rund 170 Mitglieder in
schungsförderung im Bereich der erneuerbaren Energien diesem Austausch zur Systemanalyse.
zuständig war. Im März 2016 haben das BMWi und das
BMBF mit einer gemeinsamen Förderbekanntmachung die Das Forschungsnetzwerk Stromnetze fungiert seit Mai 2015
Initiative „Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt“ gestartet. als Schnittstelle für die Akteure aus Wissenschaft, Politik
Sie ist ein Teil der Förderbekanntmachung „Zukunftsstadt“. und Praxis zu diesem Forschungsgebiet. Die Arbeitsschwer-
Die Förderthemen basieren auf den „Expertenempfehlun- punkte der rund 130 Mitglieder verteilen sich auf die The-
gen des Forschungsnetzwerks Energie in Gebäuden und men Netzstrukturen und Analyse, intelligente Netze sowie
Quartieren“ und der „Forschungs- und Innovationsagenda neue Technologien und Materialien.
(FINA)“ der „Nationalen Plattform Zukunftsstadt“.
Im Frühjahr 2016 ist der Startschuss für einen weiteren
Die Forschungsinitiativen ermöglichen die Förderung der Zusammenschluss gefallen: das Forschungsnetzwerk
gesamten Entwicklungskette, von der grundlagenorien- Erneuerbare Energien, das zunächst insbesondere die The-
tierten Betrachtung bis hin zur anwendungsorientierten men Photovoltaik und Windenergie adressiert.
Weiterentwicklung technologischer Ansätze und system
analytischer Konzepte für die spätere Integration in das Hinzu kommt der Beirat der COORETEC-Initiative des
Energiesystem. Die Bundesregierung erhofft sich aus den BMWi. Die Initiative, die für „CO2-Reduktions-Techno-
Forschungsinitiativen zu diesen beiden strategisch wichti- logien“ steht, widmet sich dem Fördern von Forschung
gen Themenbereichen für die Energiewende wertvolle Sy und Entwicklung zukunftsfähiger Kraftwerke mit fossilen
nergieeffekte auf wissenschaftlicher Ebene und auf der för- Brennstoffen. COORETEC besteht seit 2004 und unterstützt
derpolitischen Ebene durch das Bündeln von Ressourcen. in vier Arbeitsgruppen die Weiterentwicklung hocheffizi-
enter, flexibler und CO2-emissionsarmer Kraftwerkstech-
nologien einschließlich der Entwicklung moderner Turbo-
Forschungsnetzwerke Energie maschinen.
Forschungsförderung ist ein wichtiges politisches Instru- Die „Energiewende-Plattform Forschung und Innovation“
ment zur Umsetzung der Energiewende in Deutschland. des BMWi bildet das Dach für die Forschungsnetzwerke zu
Ein schneller Transfer der Ergebnisse aus Forschung ausgewählten förderpolitischen Schwerpunkten und bettet
und Entwicklung in die Praxis ist dabei unverzichtbar. sie in eine übergeordnete Struktur ein.
Durch das Gründen der Forschungsnetzwerke Energie hat
das BMWi thematische Plattformen für den Austausch Der Projektträger Jülich koordiniert die Forschungsnetz-
zwischen allen beteiligten Akteuren in den jeweiligen werke im Auftrag des BMWi. Die Netzwerke sind über die
Themenfeldern geschaffen und damit die Forderung des Webseite www.forschungsnetzwerk-energie.de zentral
6. Energieforschungsprogramms nach mehr Transparenz erreichbar, diese stellt zudem die netzwerkinterne Kommu-
umgesetzt. Die Dialog- und Partizipationsnetzwerke nikation sicher.
unterstützten die Systemorientierung und einen schnellen
Transfer in die energiewirtschaftliche Anwendung.
Forschungsforum Energiewende
Bereits im Oktober 2014 wurde auf Einladung des BMWi
das Forschungsnetzwerk Energie in Gebäuden und Das BMBF hat im Jahr 2013 einen umfassenden gesell-
Quartieren gegründet. Es bündelt strukturell die Förder schaftlichen Dialogprozess im Rahmen des Forschungs-
initiativen Energieeffiziente Stadt (EnEff:Stadt), Energie forums Energiewende gestartet. Stakeholder der Energie-
optimiertes Bauen (EnOB), Thermische Speicher und wende aus Wissenschaft, Wirtschaft, Zivilgesellschaft und
Niedertemperatur-Solarthermie und hat mittlerweile Politik identifizieren gemeinsam Forschungsthemen und
rund 560 Mitglieder. 2015 haben die Arbeitsgruppen des -bedarfe sowie Schlüsselfragen der Energiewende, deren6 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
Bearbeitung für die mittel- und langfristige Transformation Den strategischen Rahmen für die Förderung von Forschung
des Energiesystems entscheidend ist. Im Ergebnis hat das und Entwicklung im Bereich Energie auf europäischer
BMBF 2015 eine Förderbekanntmachung veröffentlicht. Ebene schreibt der Europäische Strategieplan für Energie-
Unter Berücksichtigung gesellschaftlicher Aspekte sollen technologie (Strategic Energy Technology, SET-Plan) der
von der Grundlagenforschung ausgehend neue systemische Europäischen Union fest. Der SET-Plan soll den Übergang
Konzepte für die Energiewende entwickelt werden mit zu einer wettbewerbsfähigen, CO2-armen und sicheren
der Perspektive, diese mittelfristig in die großtechnische Energieversorgung in Europa unterstützen. Er schafft die
Anwendung überführen zu können. Mit den Kopernikus- Basis für eine intensive Zusammenarbeit zwischen den
Projekten sollen die Weichen gestellt werden, dass mit Hilfe Mitgliedsstaaten, Unternehmen, Forschungseinrichtungen
der Forschung die Basis für ein technologisch exzellentes und der EU selbst. Der SET-Plan setzt auf einen integrierten
und wirtschaftlich wettbewerbsfähiges Energiesystem Ansatz, definiert die inhaltlichen Prioritäten für die Förde-
geschaffen werden kann – das zugleich die größtmögliche rung und ist die Grundlage der Projektförderung innerhalb
Akzeptanz in der Gesellschaft findet. Der Zeithorizont der von Horizon 2020, dem nunmehr achten Forschungs
Projekte von bis zu zehn Jahren und die geplante Förder- rahmenprogramm der EU (siehe Kapitel Forschungs
summe von bis zu 400 Millionen Euro werden der Heraus- rahmenprogramm der Europäischen Union, Seite 37).
forderung der Energiewende gerecht und eröffnen völlig
neue Formen der Kooperation zwischen Wirtschaft, Wis- Grenzüberschreitende Forschung und Innovation ver-
senschaft und Zivilgesellschaft. bessern den Zusammenhalt in Europa und geben neue
Impulse für Wohlstand und Wachstum. Ein Beispiel hier-
Die Projekte werden sich vier zentralen Themen der für ist die Umsetzung des SET-Plans durch das Berliner
Energiewende widmen: Modell. Dabei handelt es sich um ein Verfahren, mit dem
gemeinsame bi- und multinationale Forschungsprojekte
1. Der Entwicklung von Stromnetzen, die an einen hohen von Antragsstellern aus mehreren europäischen Ländern
Anteil erneuerbarer Energien angepasst sind, im Rahmen nationaler Förderinstrumente gefördert wer-
den können. Die beteiligten Wissenschaftler werden von
2. der Speicherung überschüssiger erneuerbarer Energie der jeweiligen Institution in ihrem eigenen Land gefördert.
durch Umwandlung in andere Energieträger wie z. B.
Wasserstoff, Unter dem Berliner Modell unterhält das BMWi zum
Thema Gebäude eine trilaterale D-A-CH-Kooperation.
3. der Neuausrichtung von Industrieprozessen auf eine Auch im Themenbereich Brennstoffzelle werden Verbund-
fluktuierende Energieversorgung und projekte gemeinsam mit Unternehmen und Forschungs-
einrichtungen aus Österreich und der Schweiz aufgelegt.
4. der Optimierung des Zusammenspiels verschiedener Aus einer Ausschreibung zu einer deutsch-finnischen
Sektoren des Energiesystems (Strom, Wärme, Mobili- Kooperation sind sechs Projekte hervorgegangen, die sich
tät), um Versorgungssicherheit, Wirtschaftlichkeit und mit Forschungsthemen zur Energieeffizienz in der Indust-
Klimaverträglichkeit sowie Sozialverträglichkeit unter rie sowie der Brennstoffzellentechnologie befassen.
Realbedingungen zu gewährleisten.
Das BMBF hat 2014 in der Initiative „Förderung der
Intensivierung der Zusammenarbeit mit Griechenland:
1.2 Europäische und internationale Förderung deutsch-griechischer Forschungsprojekte“ 20
Vernetzung bilaterale Forschungsprojekte gestartet, die 2015 endeten.
Die Energieforschung stand mit acht von 20 Projekten im
Internationale Zusammenarbeit und ein länderüber- besonderen Fokus dieser deutsch-griechischen Koopera-
greifender wissenschaftlicher Austausch gewinnen für tion. In den bilateralen Vorhaben wurden die Themen Pho-
Forschung und Entwicklung stetig an Bedeutung. Dement- tovoltaik, Erzeugung solarer Brennstoffe, Kraftwerkstech-
sprechend ist das europäische und weltweite Vernetzen ein nik, Speichertechnologien, biobasierte Energieträger und
wichtiger Baustein für eine erfolgreiche (nationale) Förde- die europäische Integration nationaler Energieversor-
rung der Energieforschung. Mit dem Ermutigen multinati- gungsnetze untersucht. Es wurden Fördermittel in Höhe
onaler Projekte und dem Unterstützen von Vorhaben mit von 2,1 Millionen Euro eingesetzt, davon 1,1 Millionen
einer transnationalen Perspektive kommt die Bundesregie- Euro im Jahr 2015. Im Jahr 2016 ist eine zweite Runde für
rung diesem Anspruch nach. Dabei engagieren sich die am die deutsch-griechische Forschungskooperation geplant.
Energieforschungsprogramm beteiligten Ministerien auf Im Mittelpunkt steht die Energieforschung.
vielfältigsten Ebenen für die internationale Zusammenar-
beit, sei es innerhalb der Europäischen Union, im Kontext Das BMBF fördert im bilateralen Verbund „German-
der Internationalen Energieagentur oder in Form von mul- Canadian Co-operation on Kinetics and mass transport
tilateralen Initiativen. Optimization in PEM fuel cells“ (GECKO) die Optimierung1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 7
von Komponenten in Niedertemperatur-PEM-Brennstoff- Verdopplung staatlicher Investitionen für Forschung, Ent-
zellen für mobile Anwendungen (siehe Kapitel Brennstoff- wicklung und Innovation innerhalb von fünf Jahren und
zellen und Wasserstoff, Seite 15). einen jährlichen Informationsaustausch, um Transparenz,
Kollaboration und Verbreitung von Ergebnissen im Bereich
Die im Oktober 2015 veröffentlichte China-Strategie des sauberer Energien zu fördern. Einige teilnehmende Länder
BMBF geht auf den im Jahr zuvor von der deutschen ordnen auch Kohletechnologien in Verbindung mit der
und chinesischen Regierung gemeinsam beschlossenen CO2-Abscheidung und -speicherung und Nuklearenergie
Aktionsplan „Innovation gemeinsam gestalten!“ zurück, sauberen Energietechnologien zu. Die Teilnehmerstaaten
mit dem die strategische Partnerschaft beider Länder im entscheiden jedoch auf freiwilliger Basis, in welchen Tech-
Bereich Forschung und Innovation durch das BMBF auf nologiebereichen sie mit anderen Mitgliedern der Initiative
die gemeinsame politische Agenda gehoben wurde. Die kooperieren. Bundeskanzlerin Merkel hat die gemein-
Aktionsfelder der Strategie umfassen insbesondere den same Erklärung zu Mission Innovation für Deutschland
Bereich der Energieforschung. unterzeichnet. Das BMBF treibt aktiv die Verstetigung der
G7-Beschlüsse innerhalb der Mission Innovation voran. Die
Deutschland nimmt auch durch die Zusammenarbeit mit Diskussionen und Beschlüsse im Rahmen des G7-Wissen-
Schwellen- und Entwicklungsländern bei Forschung und schaftsministertreffens sind dabei Wegbereiter für mehr
Entwicklung seine internationale Verantwortung bei der Transparenz und Kooperation in der internationalen Ener-
Bewältigung globaler Herausforderungen wahr. Im Fokus gieforschung.
der 2015 veröffentlichten BMBF-Fördermaßnahme
„CLIENT II – Internationale Partnerschaften für nachhaltige
Innovationen“ steht daher die Förderung nachfrageorien- Internationale Energieagentur
tierter FuE-Kooperationen mit Partnern in ausgewählten
Schwellen- und Entwicklungsländern. Prioritäre Themen- Die Internationale Energieagentur (IEA) ist eine selbständige
bereiche sind dabei unter anderem Klimaschutz/Energie Organisation innerhalb der OECD mit aktuell 29 Mitglieds-
effizienz und nachhaltige Energiesysteme. ländern. Die IEA widmet sich wichtigen Fragestellungen
einer sicheren, umweltverträglichen und wirtschaftlichen
Während der deutschen G7-Präsidentschaft fand in Berlin Energieversorgung auf globaler Ebene.
am 8. und 9. Oktober 2015 das dritte G7-Wissenschafts-
ministertreffen auf Einladung des BMBF statt. Das Thema Die Aktivitäten im Bereich Forschung und Entwicklung
saubere Energien war eines der zentralen Themen, das die von Energietechnologien werden durch das „Committee
Wissenschaftsminister/-innen diskutierten. Der Forschung on Energy Research and Technology“ (CERT) koordiniert
kommt in diesem Bereich eine große Bedeutung zu, denn und begleitet, in welchem die Bundesregierung durch das
nur durch sie kann die Grundlage für neue Technologien BMWi vertreten ist.
für eine saubere Energieversorgung gelegt werden. Die
G7-Wissenschaftsminister beschlossen, ihre Anstrengungen, Die Technology Collaboration Programmes (TCP) – in der
ihre Zusammenarbeit und die Transparenz im Bereich der Vergangenheit als Implementing Agreements bezeichnet
Energieforschung zu stärken, um den dringend erforder- – sind als multilaterale Technologieinitiativen das Haupt
lichen technischen Fortschritt auf dem Weg zu einer sau- instrument der IEA zur Umsetzung des Technologiepro-
beren Energieversorgung zu beschleunigen. Insbesondere gramms und decken das gesamte energietechnologische
sollen Fragen der Einbindung der Zivilgesellschaft und der Spektrum ab. Deutschland ist aktuell an 24 von insgesamt
gesellschaftlichen Akzeptanz Berücksichtigung finden, um 39 laufenden TCPs aktiv beteiligt (siehe unten) und verleiht
möglichst bald neue und gesellschaftlich akzeptierte Tech- damit den thematischen Schwerpunkten seiner förderpoli-
nologien für saubere Energien im internationalen Kontext tischen Maßnahmen eine internationale Komponente.
bereitstellen zu können.
Das BMWi unterstützt Wissenschaftler von deutschen
Das Thema saubere Energien stand 2015 im Vorfeld der Forschungseinrichtungen, Hochschulen und Unterneh-
Klimakonferenz COP21 in Paris im Fokus internationaler men bei einer aktiven Mitarbeit in den TCPs zu ihren
Absprachen. Am 30. November 2015 wurde die Initiative Themengebieten, um so neue Synergien und Impulse für die
Mission Innovation zur Eröffnung von COP21 verkündet. Energiewende in Deutschland zu gewinnen und gemeinsame
Mission Innovation ist eine groß angelegte internationale Herausforderungen und Lösungsansätze zu identifizieren.
Initiative mit dem Ziel, die Entwicklung sauberer Ener- Ein Beispiel für ein Technology Collaboration Programme
gien zu beschleunigen und der Gesellschaft verfügbar mit deutscher Beteiligung ist das „Solar Heating and Cooling
zu machen. Dieser Initiative sind 20 Länder beigetreten, Programme“, an dem Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts
darunter die USA, China, Indien, Brasilien, UK, Japan und für Solare Energiesysteme zum Thema „Sustainable Retrofit of
Frankreich. Die beigetretenen Länder beabsichtigen eine Non-residential Buildings“ beteiligt sind.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
Als so genannte Contracting Party ist Deutschland aktuell Neben dem Bund und der EU-Kommission gibt es auch in
an folgenden 24 Technology Collaboration Programmes den Bundesländern eine öffentliche Förderung der Energie
der IEA beteiligt: TCP on Advanced Fuel Cells (AFC TCP), forschung. Mit einem Gesamtmittelansatz von 256 Milli-
TCP on Advanced Motor Fuels (AMF TCP), TCP on Advan- onen Euro im Jahr 2014 leisten die 16 Landesregierungen
ced Materials for Transportation (AMT TCP), Bioenergy damit einen signifikanten Beitrag für Innovationen und
TCP, TCP on Clean Coal Centre (CCC TCP), TCP on Emissi- die Weiterentwicklung des Energiesystems in Deutschland
ons Reduction in Combustion (Combustion TCP), TCP on (siehe Kapitel Forschungsförderung der Bundesländer,
Climate Technology Initiative (CTI TCP), TCP on District Seite 36). Die Abstimmung über aktuelle Trends und Schwer-
Heating and Cooling (DHC TCP), TCP on Buildings and punkte erfolgt über das jährliche Bund-Länder-Gespräch
Communities (EBC TCP), TCP on Energy Storage (ECES Energieforschungspolitik, das vom BMWi organisiert und
TCP), TCP on Energy Technology Systems Analysis (ETSAP durchgeführt wird.
TCP), TCP on Geothermal Energy (Geothermal TCP), TCP
on Hybrid Electric Vehicles (HEV TCP), TCP on Heat Pum- Mit der Förderinitiative „Forschungscampus – öffent-
ping Technologies (HPT TCP), TCP on High-Temperature lich-private Partnerschaft für Innovationen“ fördert das
Superconductivity (HTS TCP), Hydrogen TCP, TCP on BMBF gezielt die standortgebundene Zusammenarbeit
Industrial Technologies and Systems (IETS TCP), TCP on von Wissenschaft und Wirtschaft zu einem speziellen
Smart Grids (ISGAN TCP), TCP on Ocean Energy Systems Forschungsthema im Rahmen einer langfristigen ver-
(OES TCP), TCP on Photovoltaic Power Systems (PPS TCP), bindlichen Partnerschaft. Die beteiligten Unternehmen
TCP on Renewable Energy Technology Deployment (RETD erhalten Zugang zum aktuellen Forschungsstand und zu
TCP), TCP on Solar Heating and Cooling (SHC TCP), TCP on den neuesten Technologien des jeweiligen Themengebietes.
Concentrated Solar Power (SolarPACES TCP) sowie TCP on Die Hochschulen und Forschungseinrichtungen werden
Wind Energy (Wind TCP). für Studenten und Unternehmen attraktiver. Im Energie-
bereich werden zwei Forschungscampus-Modelle für bis
zu 15 Jahre gefördert: FEN – Elektrische Netze der Zukunft,
1.3 Nationale Vernetzung Aachen, und Mobility2Grid, Berlin.
An der Energiewende als gesellschaftliche und politische
Herausforderung wirkt eine Vielzahl an Akteuren auf den
unterschiedlichsten Ebenen mit. Dies gilt auch für das
breite Feld der Energieforschung, das eine enge Abstim-
mung der Bundesförderung und die Zusammenarbeit aller
am 6. Energieforschungsprogramm beteiligten Ressorts
erfordert. Dazu hat die Bundesregierung die Koordinie-
rungsplattform Energieforschungspolitik eingerichtet, die
unter der Leitung des BMWi den ressortübergreifenden
Informationsaustausch zum Energieforschungsprogramm
sicherstellt. Darüber hinaus erfolgt eine Abstimmung und
Koordinierung mit anderen Förderprogrammen, die enge
Bezüge zur Energieforschung aufweisen. In diese Abstim-
mungen können auch weitere Bundesressorts eingebunden
sein, wie beispielsweise das BMUB (z. B. Baubereich) oder
das BMVI (z. B. Verkehrsbereich).9
2. Projektförderung
2.1 Energieumwandlung giewende leisten. Verbundvorhaben zwischen Forschungs-
einrichtungen und Industrie unter Führung der Unterneh-
2.1.1 Photovoltaik men werden daher favorisiert.
Die Photovoltaik soll zukünftig zusammen mit der Wind Um im Bereich Photovoltaik insbesondere Standortvor-
energie die Hauptlast der deutschen Stromversorgung teile aus Forschung und Entwicklung voll auszuschöpfen,
übernehmen. Die Kosten hierfür müssen weiterhin redu- wurde 2014 von BMWi und BMBF die Initiative „Forschung
ziert werden, um den Ausbau wirtschaftlich zu ermögli- und Entwicklung für Photovoltaik“ umgesetzt. Im Februar
chen. Um das zu erreichen, werden kostengünstige Module 2016 hat hierzu ein Statusseminar stattgefunden, auf dem
mit hohem Wirkungsgrad und langer Lebensdauer benö- die bisher erreichten Erfolge vorgestellt wurden. Zusam-
tigt. Das bedeutet, sie müssen so viel Strom wie möglich mengefasst bilden produktionsnahe Innovationen in der
aus dem vorhandenen Sonnenlicht umwandeln. Grund- Modultechnik und dem Anlagenbau sowie komplexe sys-
sätzlich gibt es im Bereich der Photovoltaik unterschied- temtechnische Ansätze den inhaltlichen Schwerpunkt der
liche Technologien von Solarzellen. Hierbei werden zum Initiative. Hierdurch sollen Geschäftsmodelle mit Wert-
Teil auch verschiedene Halbleitermaterialien eingesetzt. schöpfungsketten am Standort Deutschland im Verbund
Standard am Markt sind nach wie vor Photovoltaikmodule von Industrie und industrienahen Dienstleistungen unter-
auf Basis des kristallinen Siliziums. Auf dieser Basis ist nun stützt werden. Das BMWi stellte innerhalb der Initiative
eine neue, effiziente Technologie entwickelt worden, die so für neun industriegeführte Verbundvorhaben zusammen
genannte PERC-Technologie. Unternehmen weltweit stel- 43 Millionen Euro zur Verfügung. Das BMBF stellt für vier
len ihre Produktion darauf um – ein klarer Erfolg von For- Verbundvorhaben insgesamt 8 Millionen Euro bereit.
schung und Entwicklung insbesondere auch in Deutsch-
land. Bei PERC-Zellen (Passivated Emitter and Rear Cell) Im Förderschwerpunkt Photovoltaik sind im Jahr 2015
sind sowohl die Vorder- als auch die Rückseite sehr gut rund 71,26 Millionen Euro in laufende Vorhaben geflossen,
passiviert. Sie löst den bisherigen Standard ab, die Al-BSF- was eine deutliche Steigerung gegenüber dem Vorjahr dar-
Zelle (Aluminium-Back-Surface-Field). Die Zellrückseite stellt (2014: 58,34 Millionen Euro). Waren es 2014 104 neue
der Al-BSF-Zelle wird durch eine ganzflächige Aluminium- Projekte mit einem Fördermittelansatz von 73,24 Millionen
schicht kontaktiert, die schlechtere Eigenschaften hat als Euro, konnten 2015 99 neue Forschungsprojekte mit einem
die der PERC-Zellen. Weil PERC-Zellen mit fast den glei- Fördermittelansatz von 78,45 Millionen Euro bewilligt wer-
chen Maschinen wie Al-BSF-Zellen hergestellt werden, las- den (vgl. Abbildung 2).
sen sich ohne umfangreiche Neuinvestitionen geringere
Herstellkosten erreichen. Eine weitere etablierte Photo- Wesentliche Erfolge der Projektförderung des BMWi im
voltaik-Technologie ist die CIGS-Technologie im Bereich Jahr 2015 sind zwei Weltrekorde. Hierunter fällt der Wir-
der Dünnschicht-Photovoltaik. Diese besitzt ebenfalls ein kungsgradrekord von 25,1 Prozent, der dem Fraunhofer-
hohes Potenzial für die kostengünstige Produktion von Institut für Solare Energiesysteme (ISE) innerhalb des Pro-
Strom aus Sonnenlicht. Bei CIGS-Zellen besteht der Halb- jekts ForTeS gelungen ist. Die Solarzelle mit der neu ent-
leiter aus den Elementen Kupfer, Indium, Gallium und wickelten so genannten TOPCon-Beschichtung wandelt
Selen statt aus Silizium. Im Vergleich zu einer Zelle aus mehr als ein Viertel des einfallenden Sonnenlichts in Strom
kristallinem Silizium sind diese Halbleiterschichten knapp um – und das bei geringen Herstellungskosten. Während
hundert Mal dünner. dieser Rekord für eine Laborzelle erreicht wurde, wurde
eine weitere Spitzenleistung bei einer industriell herge-
Aufgrund der oben ausgeführten Entwicklungspotenziale stellten Zelle innerhalb eines weiteren Projekts erreicht: In
für die deutsche Industrie legt das BMWi den Schwer- HELENE, koordiniert durch die SolarWorld Innovations
punkt seiner Projektförderung auf Technologien zum kris- GmbH, erreichten die Wissenschaftler mit der darin weiter
tallinen Silizium, zur CIGS-Dünnschichttechnologie und entwickelten PERC-Zelle einen Rekordwirkungsgrad von
zur Systemtechnik. Dies schließt auch die Beteiligung am zunächst 21,7 Prozent innerhalb von 2015, dann sogar
europäischen Solar ERA-Net (European Research Area) ein. 22,04 Prozent zu Beginn des Jahres 2016.
Die deutsche Photovoltaikindustrie, der Anlagenbau und
die Zulieferfirmen sollen bei der Entwicklung innovati- Die „Innovationsallianz Photovoltaik“ wurde im Jahr 2010
ver, konkurrenzfähiger Lösungen unterstützt werden und von BMBF und BMWi (bzw. seinerzeit BMU) mit einem
damit einen wesentlichen Beitrag zum Gelingen der Ener- Fördervolumen von 100 Millionen Euro aufgesetzt. Ziel10 2. P R OJ E K T F Ö R D E R U N G
Abbildung 2: Fördermittel für Photovoltaik
(Daten siehe Tabelle 2)
Millionen Euro
2015
2014
2013
2012
0 10 20 30 40 50 60 70 80
Dünnschichttechnologien Grundlagenforschung Kristallines Silizium Sonstige
der Initiative war die Stärkung der Wertschöpfungskette unterstützt Forschungseinrichtungen und Unternehmen in
der Photovoltaik mit Fokus auf eine spätere industrielle Deutschland dabei, der organischen Elektronik den Weg zu
Umsetzung. Dazu haben sich führende Unternehmen erfolgreichen Anwendungen zu ebnen. Organische Solar-
und Forschungseinrichtungen der Solarbranche zusam- zellen lassen sich vor allem als so genannte flexible Dünn-
mengeschlossen. Durch intensive Forschungs- und Ent- schichtsolarzellen realisieren. Mit dem Projekt EXPOPV
wicklungsarbeit konnten sie den Innovationsvorsprung wurde das erste große internationale Architekturprojekt mit
der deutschen Solarindustrie ausbauen. Im Bereich der der Integration der Solar Trees (Solarbäume) in die Gestal-
Grundlagenforschung ist ein Highlight das Projekt SISSY tung des Deutschen Pavillons bei der EXPO 2015 in Mailand
zur Nutzung von Synchrotron-Strahlung für die Weiter- realisiert. Durch ihre Flexibilität lassen sich organische Solar-
entwicklung von Dünnschichtsolarzellen. Hier fördert das zellen in Gebäudehüllen integrieren und unterscheiden sich
BMBF ein weltweit einzigartiges Labor an der Berliner dadurch deutlich von herkömmlichen Solarmodulen. Darü-
Synchrotronquelle BESSY II am Helmholtz-Zentrum Berlin ber hinaus konnte das Projekt LOTsE vor allem in der Ferti-
für Materialien und Energie. Weitere Erfolge konnten im gung und bei neuen Material- und Zellkonzepten vielverspre-
Projekt Q-Wafer erzielt werden. Es gelang erstmals, chende Resultate erzielen. Unter anderem wurde im Zuge des
Silizium-Wafer bereits vor dem Produktionsprozess im LOTsE-Projektes der Weltrekord für organische Solarzellen
Hinblick auf die zu erwartende Solarzellenqualität zu klas- mit einem Wirkungsgrad von 13,2 Prozent aufgestellt.
sifizieren, um so erhebliche Kosten einsparen zu können.
Innerhalb des MWT-plus Projektes wurde die Kombination
einer hocheffizienten Silizium-Heterokontaktsolarzelle mit 2.1.2 Windenergie
der MWT-Metallisierungsstrategie demonstriert. Mit die-
sem Konzept können die Abschattungsverluste um bis zu Mit Windkraft kann derzeit insbesondere an Land (onshore)
30 Prozent reduziert und die Effizienz der Solarzelle weiter der kostengünstigste Strom aus erneuerbaren Energien
gesteigert werden. erzeugt werden. 2015 war sie Deutschlands erneuerbare
Energiequelle Nummer eins – mit weiterem Ausbaupoten-
In der BMBF-Förderbekanntmachung „Materialforschung zial. Die Onshore-Windenergie ist bereits vergleichsweise
für die Energiewende“ wurde mit vier Projekten ein neuer weit entwickelt. Die neuen, leistungsfähigeren Anlagen
Schwerpunkt gelegt, der auf die Entwicklung von Perowskit- erzeugen trotz höherer Produktionskosten auf die gesamte
Solarzellen ausgerichtet ist. Mit Perowskiten konnten in Lebensdauer umgerechnet kostengünstigeren Strom. Um
jüngster Zeit Laborsolarzellen mit Wirkungsgraden bis zu die Kosten weiter zu reduzieren, stehen größere Rotor-
20 Prozent demonstriert werden. In Zukunft sollte es mög- durchmesser weiter im Fokus. Diese können eine höhere
lich sein, ganze Module auf der Basis von Perowskiten mit Zahl an Volllaststunden ermöglichen, wodurch die Strom-
kostengünstigen Verfahren herzustellen. produktion planbarer wird. Ein weiterer Entwicklungs-
trend ist die Modularisierung der Windenergieanlagen,
um den Transport an den Einsatzort zu erleichtern bezie-
Maßnahmen außerhalb des Energieforschungsprogramms hungsweise Sondertransporte mit hohem logistischen Auf-
wand zu umgehen. Im Offshore-Bereich wurden geeignete
Mit der Förderinitiative „Organische Elektronik, insbeson- Schallschutzmaßnahmen entwickelt, die bei der Installa-
dere Organische Leuchtdioden und Organische Photovol- tion der Fundamente in bis zu 40 Metern Wassertiefe ein-
taik“ setzt das BMBF seine Forschungsstrategie fort und gesetzt werden können. Aktuell in der Entwicklung sind die2. PROJEKTFÖRDERUNG 11
Abbildung 3: Fördermittel für Windenergie
(Daten siehe Tabelle 2)
Millionen Euro
2015
2014
2013
2012
0 10 20 30 40 50 60
Onshore Umweltaspekte der Windenergie und Ökologische Begleitforschung Windphysik und Meteorologie
Logistik, Anlageninstallation, Instandhaltung und Betriebsführung Offshore Anlagenentwicklung Sonstige
so genannten Suction Buckets, diese werden auch Saug mic Nacelle Testing Laboratory, kurz DyNaLab.
eimergründungen genannt. Diese neuartigen Gründungen
werden schallarm am Boden festgesaugt, nicht eingerammt. Das BMBF stärkt die Grundlagenforschung im Bereich der
Windenergie durch eine Reihe von Initiativen, in deren
Die Forschungsförderung des BMWi im Bereich Wind Rahmen eine strategische Vernetzung von Infrastruk-
energie fokussiert vor allem darauf, den Strom kostengüns- turmaßnahmen, institutioneller Förderung und Projekt-
tiger zu produzieren. Hierfür sollen die Anlagen effizienter förderung vorangetrieben wird. Hervorzuheben ist die
und zuverlässiger arbeiten. Der Trend in der Branche geht Förderinitiative „Materialforschung für die Energiewende“.
zu größeren und damit leistungsstärkeren Windenergiean- Eine Herausforderung besteht unter anderem darin, die
lagen. So lassen sich die hohen Installationskosten verrin- Lebensdauer von Windenergieanlagen zu erhöhen. In
gern und Ressourcen schonen – statt vieler kleiner Anla- dem Verbundvorhaben LENAH unter Leitung der Leibniz
gen genügen wenige große für die gleiche Leistung. Um die Universität Hannover werden daher die Eigenschaften
optimale Auslegung von Windenergieanlagen auf dem Land von Rotorblättern durch den Einsatz von Nanomaterialien
zu ermitteln, werden zudem Onshore-Testfelder geplant. In verbessert. An der RWTH Aachen ist 2015 mit maßgebli-
der „Deutschen Forschungsplattform Wind“ soll auch unter cher Unterstützung des BMBF das Center for Wind Power
ungünstigen Windbedingungen getestet werden. Die Inte- Drives in Betrieb genommen worden.
gration des erzeugten Stroms in die öffentlichen Versor-
gungsnetze ist ein weiteres Forschungsthema. Außerdem ist
es für den Ausbau der Windenergie relevant, die Kenntnisse 2.1.3 Bioenergie
über die Ressource Wind zu vertiefen, um so die Stromer-
zeugung besser vorhersagen zu können und zu verstetigen. Ein Beitrag des BMEL zur Projektförderung erneuerbarer
Energien besteht in Fördermaßnahmen im Rahmen des
Das BMWi hat 2015 im Bereich Windenergie laufende Förderprogramms „Nachwachsende Rohstoffe“. Die Maß-
Projekte mit 53,04 Millionen Euro unterstützt. Insgesamt nahmen dieses Förderprogramms umfassen nicht nur For-
erhöhte sich die Zahl der neu bewilligten Projekte deutlich: schungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsvorhaben zur
Von 63 Projekten im Jahr 2014 mit einem Fördermittel energetischen Nutzung nachwachsender Rohstoffe, son-
ansatz von etwa 38,51 Millionen Euro auf 103 neu bewilligte dern auch Maßnahmen zu Anbau und Züchtung, zur stoff-
Projekte im Jahr 2015 mit einem Fördermittelansatz von lichen Nutzung, zur internationalen Zusammenarbeit und
über 85,39 Millionen Euro (vgl. Abbildung 3). zum gesellschaftlichen Dialog.
Ein wesentlicher Erfolg der Projektförderung ist der im Der Teil der Projektförderung, der der Energieforschung
Herbst 2015 in Betrieb genommene Gondelprüfstand am zuzurechnen ist, umfasst daher nur ein Element der För-
Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystem- dermaßnahmen aus dem genannten Programm. Seit dem
technik (IWES) in Bremerhaven. Hier ist eine weltweit ein- Jahr 2000 berücksichtigt das Förderprogramm „Nachwach-
zigartige Prüfeinrichtung entstanden. Komplette Gondeln sende Rohstoffe“ die energetische Nutzung von nachwach-
mit einer Leistung von bis zu acht Megawatt können darin senden Rohstoffen und von Rest- und Koppelprodukten
realitätsnah unter Laborbedingungen getestet werden. Der der land- und forstwirtschaftlichen Erzeugung. Die heute
Gondelprüfstand ist das Herzstück eines neu errichteten gültige Fassung des Förderprogramms wurde am 7. Mai
Prüfzentrums für Gondeln (engl. „nacelle“) namens Dyna- 2015 durch das BMEL veröffentlicht.Sie können auch lesen
