Bundesbericht Energieforschung 2019 - Forschungsförderung für die Energiewende - BMWi
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Bundesbericht Energieforschung 2019 Forschungsförderung für die Energiewende
Impressum Herausgeber Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Öffentlichkeitsarbeit 11019 Berlin www.bmwi.de Stand April 2019 Druck Druck- und Verlagshaus Zarbock GmbH & Co. KG, 60386 Frankfurt am Main Gestaltung PRpetuum GmbH, 80801 München Bildnachweis Attiko Metro SA / S. 8 Ingo Bartussek / Adobe Stock / S. 40 BELECTRIC / S. 4 Bierther / PtJ / S. 28 Elring Klinger AG / S. 11 Oskar Eyb / Universität Hohenheim / S. 26 rechts FH Südwestfalen, FB Elektrische Energietechnik, Fachgebiet Energie versorgung / S. 33 rechts Franken Filtertechnik KG / S. 15 Fraunhofer HHI / S. 36 links Fraunhofer IEE / S. 32 links Fraunhofer ISE / S. 22 freebird / Adobe Stock / S. 38 unten Jens Gehrcken / Stadt Oldenburg / S. 12 links Ute Grabowsky / FONA, phototek / S. 44 rechts, S. 45 rechts INEOS Styrolution / S. 17 links Infineon Technologies AG / S. 21 rechts InnoLas Solutions GmbH / S. 20 rechts Sven Jachalke / S. 36 rechts Jacobs / Stadt Heide / S. 14 oben Harald Kreibich / Stadtwerke Henningsdorf / S. 14 unten Metamorworks / Adobe Stock / S. 12 rechts Mitsubishi Hitachi Power Systems Europe GmbH / S. 30 NexWafe GmbH / S. 20 links Diese und weitere Broschüren erhalten Sie bei: Rolf Otzipka / S. 44 links Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Maria Parussel / BMWi / S. 49 Referat Öffentlichkeitsarbeit Pattilabelle / Adobe Stock / S. 24 oben E-Mail: publikationen@bundesregierung.de Dan Race / Adobe Stock / S. 33 links www.bmwi.de Hans-Joachim Rickel / BMBF / S. 41 Robert Bosch GmbH, Corporate Research / S. 38 oben Zentraler Bestellservice: Schott AG / S. 45 links Telefon: 030 182722721 Sutco Recycling Technik / S. 17 rechts Bestellfax: 030 18102722721 teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH / S. 21 links Technische Hochschule Ingolstadt, Institut für neue Energie- Diese Publikation wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Systeme / S. 26 links Energie im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit herausgegeben. Die Publi TenneT TSO GmbH / S. 32 rechts kation wird kostenlos abgegeben und ist nicht zum Verkauf bestimmt. Universität Kassel / S. 13 Sie darf weder von Parteien noch von Wahlwerbern oder Wahlhelfern Universität Stuttgart, IKTD / S. 18 während eines Wahlkampfes zum Zwecke der Wahlwerbung verwendet Holger Vonderlind / BMWi / Titel, S. 24 unten, S. 51 werden. Dies gilt für Bundestags-, Landtags- und Kommunalwahlen www.alantum.com / S. 35 sowie für Wahlen zum Europäischen Parlament.
Bundesbericht Energieforschung 2019 Forschungsförderung für die Energiewende
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Inhalt
1. Forschungsförderung für die Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1 Das Energieforschungsprogramm der Bundesregierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.1 Das 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4
1.1.2 Rückblick auf das 6. Energieforschungsprogramm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.3 Mittelentwicklung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1.4 Evaluationen und Erfolgskontrolle . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2 Strukturen der Energieforschungspolitik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.1 Ressortaufgaben . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.2 Koordination der Energieforschungsförderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.3 Nationale Vernetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
1.2.4 Transparenz und Kommunikation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3 Europäische und internationale Vernetzung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.1 Europäische Kooperationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 7
1.3.2 Internationale Kooperation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
2. Projektförderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1 Energiewende in den Verbrauchssektoren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.1 Energie in Gebäuden und Quartieren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
2.1.2 Energieeffizienz in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
2.1.3 Schnittstellen zu Mobilität und Verkehr . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
2.2 Energieerzeugung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.1 Photovoltaik . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
2.2.2 Windenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
2.2.3 Bioenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 25
2.2.4 Geothermie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 28
2.2.5 Wasserkraft und Meeresenergie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.2.6 Thermische Kraftwerke . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.3 Systemintegration . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.1 Stromnetze . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
2.3.2 Stromspeicher . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 34
2.3.3 Sektorkopplung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.4 Systemübergreifende Forschungsthemen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.4.1 Energiesystemanalyse . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39
2.4.2 Digitalisierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.4.3 Ressourceneffizienz im Kontext der Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.4.4 Carbon2Chem und weitere CO2-Technologien . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.4.5 Energiewende und Gesellschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4.6 Materialforschung für die Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 42
2.4.7 Kopernikus-Projekte für die Energiewende . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.5 Nukleare Sicherheitsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.5.1 Reaktorsicherheitsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.5.2 Entsorgungs- und Endlagerforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 47
2.5.3 Strahlenforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
I N H A LT 3
3. Institutionelle Energieforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.1 Forschungsbereich Energie der Helmholtz-Gemeinschaft . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 49
3.2 Fusionsforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
4. Weitere energierelevante Förderaktivitäten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.1 Förderaktivitäten der Länder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 51
4.2 Forschungsrahmenprogramm der EU . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2.1 Ziel und Umfang der EU-Forschungsförderung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 53
4.2.2 Erfolgreiche Beteiligung deutscher Antragsteller im Energiebereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.2.3 Schwerpunkte der Energieforschung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
4.3 Aktivitäten der Bundesregierung außerhalb des Energieforschungsprogramms . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.1 EnEff.Gebäude.2050 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.2 Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.3 SINTEG „Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
4.3.4 Forschungscampus . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
5. Tabellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.1 Fördermittel im 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
5.2 Fördermittel für Energieforschung der Länder . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
4
1. Forschungsförderung für die
Energiewende
1.1 Das Energieforschungsprogramm gesamten Energiekette. Für die anwendungsnahe Biomasse
der Bundesregierung forschung ist das Bundesministerium für Ernährung und
Landwirtschaft (BMEL) zuständig. Zudem fördert das
1.1.1 Das 7. Energieforschungsprogramm BMWi Vorhaben im Bereich der energetischen Nutzung
der Bundesregierung biogener Rest- und Abfallstoffe.
Seit 1977 fördert die Bundesregierung kontinuierlich die Mit dem 7. Energieforschungsprogramm werden über die
Erforschung von nichtnuklearen Energietechnologien. Die technologiespezifischen Förderschwerpunkte hinaus erst-
programmatische Basis dafür sind sieben aufeinanderfol- mals auch übergreifende Querschnittsthemen adressiert,
gende Energieforschungsprogramme. Im September 2018 die eine zentrale Rolle spielen für den tiefgreifenden Umbau
hat das Bundeskabinett das 7. Energieforschungsprogramm des Energiesystems im Zeichen der Energiewende: Digita
„Innovationen für die Energiewende“ verabschiedet. Von lisierung, Sektorkopplung sowie Energiewende und Gesell-
2019 bis 2022 sind in Summe rund fünf Milliarden Euro für schaft. Und: Das neue Förderformat der Reallabore ermög-
die Forschungsförderung im Energiebereich vorgesehen. licht unter realen Bedingungen ganzheitlich angelegte
Das aktuelle Programm wurde im Rahmen eines breit Vorhaben, die den Technologie- und Innovationstransfer
angelegten Konsultationsprozesses unter Federführung des beschleunigen. Zudem sollen Start-ups noch schneller und
Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) besser in die Forschungsförderung gebracht werden und
erarbeitet. Beteiligt daran sind drei Ministerien: Während durch ihre hohe Dynamik und Innovationskraft die Ener-
das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) giewende mit vorantreiben.
Fördermaßnahmen in allen Bereichen der anwendungsori-
entierten Grundlagenforschung umsetzt, fördert das BMWi
anwendungsnahe Forschung und Reallabore entlang der
1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 5
1.1.2 Rückblick auf das 6. Energieforschungsprogramm 1.1.4 Evaluationen und Erfolgskontrolle
Das 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung Wie effizient und wirksam sind die geförderten Maßnah-
wurde am 3. August 2011 vom Bundeskabinett verabschiedet. men? Orientiert sich die Förderpolitik wirklich am Bedarf?
Es orientierte sich am Energiekonzept der Bundesregierung Um das zu überprüfen, nutzt die Bundesregierung wissen-
vom 28. September 2010 und seiner Fortschreibung am schaftlich-technische Evaluationen und flankierende
11. März 2011. Das 6. Energieforschungsprogramm bildete Erfolgskontrollen. Damit tragen die am Energieforschungs-
erstmals die gesamte Energiekette ab, von der Energiebe- programm beteiligten Bundesministerien dazu bei, die
reitstellung und -umwandlung über den Transport und die Energieforschung transparent zu gestalten. Darüber hinaus
Verteilung einschließlich Speicherung bis hin zum Energie- geben die Evaluationen und Erfolgskontrollen wichtige
einsatz in verschiedenen Sektoren. Eine enge Kooperation Hinweise zur weiteren Ausgestaltung der Förderung.
der Akteure aus Wissenschaft und Wirtschaft galt als essen-
ziell, um Versorgungssicherheit, Umweltverträglichkeit und 2018 hat der Projektträger Jülich (PtJ) im Auftrag des BMWi
Bezahlbarkeit der Energieversorgung zu gewährleisten. und BMBF den Zwischenbericht zur begleitenden Erfolgs
kontrolle der gemeinsamen Förderinitiative „Zukunftsfähige
Gefördert wurden vorwiegend Vorhaben der anwendungs Stromnetze“ veröffentlicht. Im Rahmen der Initiative flossen
orientierten industriellen Forschung und der vorwettbe- rund 138 Millionen Euro in die verschiedenen Förderpro-
werblichen Entwicklung sowie Vorhaben mit einem interdis- jekte, darunter 70 Verbundprojekte und elf Einzelvorhaben.
ziplinären Ansatz. Hierbei sollte die technologieübergreifende Gefördert wurden Maßnahmen zu technologischen Verbes-
Kopplung von weitestgehend entwickelten Einzelkompo- serungen in der Betriebsführung und zur Entwicklung
nenten zu technischen Gesamtsystemen im Vordergrund innovativer Komponenten und Betriebsmittel sowie Metho
stehen. Schwerpunkte waren außerdem die Weiterentwick- den zur effizienteren Netzplanung. Die Expertinnen und
lung und Integration von neuen Informations- und Kom- Experten untersuchten zum Beispiel, wie künftig auf kriti-
munikationstechnologien, Fragen der Systemsicherheit sche Situationen wie Netzausfälle, sogenannte Blackouts, in
und Systemzuverlässigkeit sowie der Akzeptanz. Eine Wei- einem veränderten Energiesystem angemessen reagiert
terentwicklung im 6. Energieforschungsprogramm stellten werden kann und wie eine vorausschauende Netzplanung
auch die ressortübergreifenden Förderinitiativen zu Ener- strategisch aufgesetzt werden muss.
giespeichern, zukünftigen Stromnetzen und zum solaren
Bauen dar. Hierdurch konnten diese Themenfelder sehr
breit angelegt beforscht werden, indem Fragestellungen
von den Grundlagen über die anwendungsorientierte For-
schung bis zur Demonstration aufgegriffen wurden.
Abbildung 1: Übersicht der Fördermittel im Energie
forschungsprogramm des Bundes in %
1.1.3 Mittelentwicklung (Daten siehe Tabelle 1)
2018 hat die Bundesregierung im Rahmen des Energiefor- 5
17
schungsprogramms rund 1,06 Milliarden Euro für die For-
schung, Entwicklung und Demonstration moderner Ener-
gie- und Effizienztechnologien und -anwendungen für die
Energiewende aufgewendet. Das Fördervolumen bleibt
damit auf dem hohen Niveau des Vorjahres. Auf der Web- 37
site www.enargus.de werden die Zahlen zur Projektförde-
rung in diesem Bericht transparent und übersichtlich dar- 20
gestellt. EnArgus ist das zentrale Informationssystem
Energieforschung des BMWi mit Informationen zu laufen-
den und abgeschlossenen Projekten.
Mit dem Übergang zum neuen Energieforschungspro-
10
gramm wird aktuell die Energieforschungsstatistik überar- 4
7
beitet. Abbildung 1 zeigt, wie sich die Förderung auf die
Themen des 7. Energieforschungsprogramms verteilt. Die ■ Projektförderung: Energiewende in den Verbrauchssektoren
■ Projektförderung: Energieerzeugung
Tabellen zu einzelnen Forschungsbereichen werden (bis auf ■ Projektförderung: Systemintegration: Netze, Speicher, Sektorkopplung
die Tabellen 1 und 7) in diesem Jahr noch einmal fortge- ■ Projektförderung: Systemübergreifende Forschungsthemen der Energiewende
■ Projektförderung: Nukleare Sicherheitsforschung
schrieben, da das Berichtsjahr 2018 Forschungsförderung ■ Institutionelle Förderung (Helmholtz-Gemeinschaft)
■ Begleitende Maßnahmen (u. a. Projektträger, Internationales, Forschungsnetzwerke,
unter dem 6. Energieforschungsprogramm erfasst. Forschungskommunikation)
6 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
Unter den beteiligten Projektpartnern waren 88 wissen- 1.2.2 Koordination der Energieforschungsförderung
schaftliche Einrichtungen und 112 Unternehmen, zum Bei-
spiel Netzbetreiber, Energieversorger, Hersteller von elekt- Die neue Programmstruktur ermöglicht die Nutzung von
rischen Ausrüstungen, Komponenten und Betriebsmitteln Synergien in themenorientierten Kooperationen. Eine
sowie Firmen der Informations- und Kommunikations- wichtige Rolle spielt hierbei die Zusammenarbeit mit Bun-
technik-Branche. Dass die Förderinitiative insgesamt desressorts wie dem Bundesministerium für Verkehr und
erfolgreich war, zeigt der Blick auf die erreichten Entwick- digitale Infrastruktur (BMVI), das für stark energieabhängige
lungsgrade der Technologien in den Projekten: Durch- Aufgabenbereiche im Verkehr federführend zuständig ist
schnittlich wurden Sprünge von drei Technology Readiness und eigene Programme zur Einführung zukunftsfähiger
Levels (TRL) erzielt. Dies entspricht beispielsweise der Ände- Lösungen in die Praxis fördert. Zudem stärkt die Bundes
rung des Reifegrades einer Technologie von der generellen regierung weiterhin den nationalen Austausch mit den
Nachweisbarkeit der Funktion im Labor hin zu einem Pro- anderen am Energieforschungsprogramm beteiligten Res-
totyp mit systemrelevanten Eigenschaften, der im Betriebs- sorts BMBF und BMEL durch die etablierte „Koordinie-
umfeld getestet wurde. Die wissenschaftlichen und techni- rungsplattform Energieforschungspolitik“. Die Koordinie-
schen Ziele wurden in 95 Prozent der Projekte erreicht. rungsplattform Energieforschungspolitik wird vom BMWi
geleitet. Um die Forschungsaktivitäten zu koordinieren und
einen hohen Praxisbezug sicherzustellen, setzt die Bundes-
1.2 Strukturen der Energieforschungspolitik regierung bei der Entwicklung und Umsetzung von Förder-
strategien auf einen transparenten Dialog mit allen rele-
1.2.1 Ressortaufgaben vanten Akteuren in der Energieforschung. Ein wichtiges
Forum für den Austausch zwischen Wissenschaft, Wirtschaft
Da die Zuständigkeit für die programmatische Ausrichtung und Politik ist die Energiewendeplattform Forschung und
der Energieforschungspolitik der Bundesregierung beim Innovation, kurz FuI-Plattform. Die Mitglieder, Institutio-
BMWi liegt, war es federführend für die Erstellung des nen aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft,
7. Energieforschungsprogramms zuständig. Zudem verant- können sich hier zu übergreifenden Fragen der Förderpolitik
wortet das BMWi die Projektförderung der anwendungs strategisch beraten. Um die Zusammenarbeit mit den Län-
nahen Energieforschung ohne Biomasse. In der institutio- dern in ausgewählten Bereichen zu intensivieren, findet
nellen Förderung ist das BMWi in Abstimmung mit dem zudem einmal im Jahr das „Bund-Länder-Gespräch Energie
BMBF sowie den Vertretern der Länder und Forschungs- forschung“ statt.
zentren für die strategische Ausrichtung des Forschungsbe-
reichs Energie der Helmholtz-Gemeinschaft (HGF) zuständig.
Zudem verantwortet das BMWi die institutionelle Förde- 1.2.3 Nationale Vernetzung
rung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt
(DLR). Darüber hinaus vertritt das BMWi Deutschland in Die Energiewende-Plattform Forschung und Innovation
internationalen und europäischen Gremien der Forschungs (FuI-Plattform) führt hochrangige Akteure aus Politik, Wis-
politik im Energiebereich und fördert projektbezogen mul- senschaft, Wirtschaft und Zivilgesellschaft zusammen. Das
tilaterale Forschungskooperationen. sind Vertreter aus Verbänden und ausgewählten Unterneh-
men, Forschungsinstituten und den betreffenden Ressorts
Das BMBF ist verantwortlich für die Projektförderung im in Bund und Ländern. Das Plenum tagt in regelmäßigen
Bereich der anwendungsorientierten Grundlagenforschung Abständen, diskutiert und bewertet aktuelle Entwicklungen
im gesamten Themenspektrum des Programms. Es ist für sowie Strategien der Energieforschung.
die gesamte institutionelle Förderung der HGF ohne das
DLR zuständig und wirkt an der strategischen Weiterent- Fachliche Grundlage der FuI-Plattform sind die Forschungs
wicklung des Forschungsbereichs Energie der HGF mit. netzwerke Energie. In den offenen Experten-Netzwerken
Zudem fördert das BMBF auf Ebene der EU und mit inter- engagieren sich rund 3.900 Mitglieder, die mit ihrer breit
nationalen Partnern den wissenschaftlichen Nachwuchs gefächerten Expertise Impulse setzen und den Transfer von
sowie den akademischen Austausch und wissenschaftliche Forschungsergebnissen in die Praxis beschleunigen. Die
Kooperationen. Für die Projektförderung der energetischen Arbeit in den Forschungsnetzwerken erfolgt flexibel in
Biomassenutzung ist das BMEL zuständig. selbstorganisierten Arbeitsgruppen beziehungsweise For-
schungsfeldern. So entstehen und festigen sich wichtige
Beziehungen zwischen den Akteuren, die teilweise in
gemeinsame Forschungsvorhaben münden. Aktuell gibt es
acht Forschungsnetzwerke zu den Themen Bioenergie,
Energiewendebauen (Gebäude und Quartiere), erneuerbare
Energien, flexible Energieumwandlung, Industrie und
Gewerbe, Stromnetze, Start-ups und Systemanalyse.
1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 7
Das 2018 gegründete Forschungsnetzwerk Start-ups zeigt, 1.3 Europäische und internationale
dass die Forschungsnetzwerke wichtige Akteure mit Multi- Vernetzung
plikatorfunktion für die Energiewende vernetzen und in
strategische Überlegungen integrieren. Mit dem 7. Energie- Die klimarelevante Erzeugung und Verteilung erneuerbarer
forschungsprogramm gewinnen Querschnittsthemen wie Energien braucht die transnationale Zusammenarbeit von
Digitalisierung, Energiespeicherung und Sektorkopplung Forschungsinstituten und Unternehmen, um die Energie-
an Bedeutung und werden künftig in netzwerkübergreifen- wende im globalen Wettbewerb erfolgreich und effizient
der Zusammenarbeit stärker adressiert. voranzutreiben. Aus diesem Grund schafft die internatio-
nale Forschungsförderung Anreize für gemeinschaftliche
Förderprojekte auf europäischer und internationaler Ebene.
1.2.4 Transparenz und Kommunikation Der Zusammenschluss internationaler Partner ermöglicht
größtmöglichen fachlichen Austausch und die effiziente
Die Forschungskommunikation sorgt für Transparenz bei Nutzung technischer und materieller Ressourcen für die
der Verwendung öffentlicher Fördermittel und spielt eine Erforschung klimafreundlicher Energietechnologien. Die
zentrale Rolle für den Transfer von Forschungsergebnissen Forschungsförderung wird mit dem neuen Energiefor-
in die Praxis. Es werden zielgruppenspezifische Informati- schungsprogramm auch an Technologien für die Welt-
onsangebote sowohl für die Öffentlichkeit als auch für die märkte, insbesondere in Entwicklungs- und Schwellenlän-
Fachcommunity bereitgestellt. dern, ausgerichtet.
Die Website www.energieforschung.de informiert rund um
die durch das BMWi geförderten Vorhaben der angewand- 1.3.1 Europäische Kooperationen
ten Energieforschung im Energieforschungsprogramm der
Bundesregierung. Darüber hinaus bieten Fachportale einen Die Europäische Kommission und Mitgliedstaaten treiben
vertieften Zugang zu maßgeblichen Themen, Ergebnissen im europäischen Forschungsraum (EFR) die Integration
und Veranstaltungen. Dazu zählen die folgenden Websites und Kooperation der wissenschaftlichen und technologi-
zu einzelnen Förderschwerpunkten oder Forschungsinitia- schen Kapazitäten der Mitgliedstaaten immer weiter voran.
tiven des BMWi und zu ressortübergreifenden Förderinitia- Um die Ziele des EFR umzusetzen, führt die Kommission
tiven der Bundesregierung: seit 1984 mehrjährige Rahmenprogramme durch. Das
europäische Forschungs- und Innovationsrahmenpro-
77 www.energiewendebauen.de gramm Horizont 2020 hat ein Gesamtbudget von rund 80
77 www.eneff-industrie.info Milliarden Euro. Ein Schwerpunkt ist die marktnahe Förde-
77 www.strom-forschung.de rung, weshalb neben der klassischen EU-Verbundforschung
77 www.forschung-energiespeicher.info auch KMU und öffentlich-private Partnerschaften berück-
77 www.forschung-stromnetze.info sichtigt werden. Im Bereich der gesellschaftlichen Heraus-
77 www.forschungsnetzwerke-energie.de forderung „Sichere, saubere und effiziente Energie“ sind für
die nichtnuklearen Energietechnologien insgesamt rund
Mit dem Informationssystem EnArgus (www.enargus.de) 5,9 Milliarden Euro eingeplant. Rund 1.000 Forschungs-
stellt das BMWi ein Internetportal bereit, das über laufende und Innovationsprojekte wurden mit Fördermitteln von
und abgeschlossene Forschungsvorhaben, über Energiethe- über 3,2 Milliarden Euro ausgestattet. Dabei sind besonders
men und Technologien informiert. Die Datenbank enthält Themen zur Nutzung erneuerbarer Energien (48 Prozent),
über 25.000 Vorhaben seit 1977 und wird täglich aktuali- zu Energieeffizienz (18 Prozent) sowie zu Energiesystemen
siert. (22 Prozent) berücksichtigt worden. Bis 2020 werden hier
noch rund zwei Milliarden Euro als Fördermittel für exzel-
lente Projektvorschläge vergeben. Dabei wurde 2018 das
Querschnittsthema „Next-Generation Batteries“ mit einem
Fördervolumen von 2,2 Millionen Euro ins Arbeitspro-
gramm mit aufgenommen. Eine besondere Stellung kommt
dem Thema Wasserstoff und Brennstoffzellen zu, dass in
einer öffentlich-privaten Partnerschaft durch das Gemein-
schaftsunternehmen „Fuel Cells and Hydrogen 2 Joint
Undertaking – FCH 2 JU“ verwaltet wird.
Im Juni 2019 werden die Ausschreibungen für das letzte
Jahr 2020 von Horizont 2020 veröffentlicht. Diese bilden
gleichzeitig den Brückenschlag zum neuen EU-Rahmen-
programm „Horizon Europe“. Neben einer verstärkten
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
MetroHESS – Nutzung von Bremsenergie in
U-Bahn-Stationen
Das Beste aus zwei Speichern – Einsatz eines Hybridspeicher-
systems in U-Bahn-Stationen
Die Nutzung von Überschussenergie verschiedener Pro-
zesse steht im Fokus vieler Effizienzmaßnahmen. Soll diese
Energie zu einem späteren Zeitpunkt genutzt werden, ist
der Einsatz von Energiespeichern unumgänglich. Eine große
Herausforderung stellt dabei die Auswahl von technologisch
und ökonomisch geeigneten Speichertechnologien dar, denn
jede Technologie besitzt verschiedene Vor- und Nachteile. Metro-Linie 3, Station Keramikos
Manche Technologien können viel Energie speichern, aber
wenig Leistung bereitstellen. Andere können sehr schnell auf ausgelegt werden, das die Bremsenergie einer U-Bahn in
sich ändernde Leistungsanforderungen reagieren oder besit- kurzer Zeit aufnimmt, um sie dann langsam und kontinuier-
zen eine sehr geringe Selbstentladerate. Aus diesen Gründen lich an die U-Bahn-Station abzugeben.
liegt der Einsatz eines Hybridspeichersystems nahe, also ei-
nes Speichersystems bestehend aus zwei unterschiedlichen Zuwendungsempfänger: Leibniz Universität Hannover
Speichertechnologien. Die Vorteile der jeweiligen Technolo- und drei weitere Verbundpartner
gien können so kombiniert und die Nachteile kompensiert Förderkennzeichen: 03SF0560A-B
werden. Im deutsch-griechischen Kooperationsprojekt Fördermittelansatz: rund 380.000 Euro
MetroHESS soll zur Erprobung ein Hybridspeichersystem Projektlaufzeit: 2018–2020
Berücksichtigung von inhaltlichen Schnittstellen zu Klima- Gemeinsam mit dem französischen Forschungsministerium
und Verkehrsaspekten spielen die Energiethemen auch MESRI startete das BMBF im Oktober 2018 eine Förderini-
weiterhin eine bedeutende Rolle in der europäischen För- tiative zur nachhaltigen Energieversorgung Europas. Ziel ist
derung. Begleitet werden die Fördermaßnahmen der EU es, die deutsch-französische Zusammenarbeit zu stärken
durch den europäischen Strategieplan für Energietechnolo- und Innovationsprozesse in Deutschland und Frankreich
gie, kurz: SET-Plan. Darin werden in Abstimmung von Mit- anzuregen. Die bilateralen Projekte sollen Lösungen auf
gliedstaaten, Stakeholder-Gruppen und der Europäischen den Gebieten „Umwandlung und Speicherung von Energie
Kommission die Energiesektoren in Europa beleuchtet und aus erneuerbaren Quellen“ sowie „Smart Grids auf Übertra-
Potenziale für erweiterten Kooperations- und Forschungs- gungs- und Verteilnetzebene“ liefern. Neben einem sektoren-
bedarf aufgezeigt. Die aktuellsten Strategiepapiere sind übergreifenden Ansatz sind Praxisrelevanz sowie die Berück
sogenannte Implementation Plans (IP), die Kooperations- sichtigung ökonomischer und gesellschaftlicher Aspekte
absichten zwischen einzelnen Mitgliedstaaten beschreiben gefragt. Die Auswahl erfolgte im Frühjahr 2019.
zu Themenbereichen wie erneuerbare Energietechnolo-
gien, Energieeffizienz in Gebäuden, Industrie und Quartie- Das thematisch breit aufgestellte bilaterale deutsch-grie-
ren, alternative Treibstoffe, Speichermöglichkeiten sowie chische Forschungs- und Innovationsprogramm wurde
flexible und intelligente Energiesysteme. 2013 erstmalig aufgelegt und im Dezember 2016 fortgesetzt.
Das BMBF und das griechische Ministerium für Bildung,
In sogenannten „Implementation Working Groups“, beste- Forschung und religiöse Angelegenheiten stellen insgesamt
hend aus Vertretern der EU-Mitgliedstaaten, wird seit 2018 18 Millionen Euro bereit. Die ausgewählten Projekte starte-
für die Umsetzung der Energiestrategien der IPs gesorgt. ten im März 2018 und leisten einen wichtigen Beitrag zur
Die Initiative Mission Innovation verbindet dabei EU-För- Stärkung der Kooperation zwischen Wissenschaft und
derung mit globalen Energiestrategien und ermöglicht Wirtschaft sowie zur Förderung von Nachwuchswissen
weitere internationale Kooperationen. Die Nationale Kon- schaftlerinnen und Nachwuchswissenschaftlern in beiden
taktstelle Energie (NKS) bietet deutschen Antragstellern Ländern. Unter den Themenfeldern Gesundheitsforschung,
kostenfrei und interessensneutral Informationen und Bera- Bioökonomie, Geistes- und Sozialwissenschaften, Kultur
tung im Rahmen der Antragstellung und -einreichung. Die und Tourismus, Materialforschung sowie Schlüsseltechno-
NKS Energie arbeitet im Auftrag des BMWi, das die deut- logien nimmt die Energieforschung mit acht von 24 laufen-
schen Interessen zum Thema Energie auf europäischer den Verbünden eine zentrale Rolle ein. Thematisch decken
Ebene vertritt. die Projekte die Energieerzeugung, wie etwa die Entwick-1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 9
lung fortschrittlicher Kleinwindanlagen, über die Deutschland legt bei Mission Innovation einen strategi-
Systemintegration, zum Beispiel die Erforschung nachhal- schen Fokus auf die Themen Wasserstoff und synthetische
tiger Brennstoffzellen-Anwendungen für Insel-Energie- Kraftstoffe und ist Co-Lead der Innovation Challenges zu
Systeme, bis hin zu gesellschaftlichen Themen ab. Wasserstoff und zur Umwandlung von Sonnenenergie in
chemische Energieträger. Ausgeschriebene Themen im
Arbeitsprogramm 2018–2020 der „Gesellschaftlichen Her-
1.3.2 Internationale Kooperation ausforderung Energie“ unter Horizont 2020 nehmen expli-
zit Bezug zu Mission Innovation.
Eine nachhaltige und zukunftsweisende Energieversorgung
erfordert den fortlaufenden Austausch zwischen Regierun- Bilaterale Initiativen/Europäische Kooperationen
gen, Forschungsinstituten, Universitäten und Industrieun-
ternehmen – sowohl auf europäischer als auch auf globaler Die zweite deutsch-finnische Förderinitiative wurde 2017
Ebene. initiiert und auf die im SET-Plan postulierten Ziele ausge-
richtet. Aus der Vielzahl eingereichter Skizzen konnten
Internationale Energie Agentur (IEA) 2018 schließlich zehn ausgewählte Projekte starten, die von
deutscher Seite mit über sieben Millionen Euro gefördert
Die Internationale Energie Agentur (IEA) hat eine bera- werden.
tende Funktion und unterstützt ihre 30 Mitgliedstaaten
dabei, die Erforschung, Entwicklung und Anwendung von Weiterhin engagiert sich das BMBF im Rahmen der Zentren
nachhaltigen Energietechnologien weltweit voranzutrei- „WASCAL“ (West African Science Service Centre for Climate
ben. Lag früher der Fokus auf der Sicherung der Ölversor- Change and Adaptive Land Management) und „SASSCAL“
gung, sind die Schwerpunkte heutzutage eine gemeinsame (Southern African Science Service Centre for Climate
Klimapolitik, Marktreformen, die Zusammenarbeit bei der Change and Adaptive Land Management) erfolgreich in
Entwicklung neuer Energietechnologien sowie die Aufklä- mehr als 15 Ländern Afrikas. Auf Basis dieser Strukturen
rung und Einbindung aufstrebender Schwellenländer in wird das Engagement im Bereich der erneuerbaren Ener-
energiepolitischen Fragen. Darüber hinaus bietet die IEA gien weiterhin ausgebaut, denn einfacher Zugang zu Energie
mit ihrem Energietechnologienetzwerk (ETN) eine Koope- ist ein Schlüssel für die wirtschaftliche und soziale Ent-
rationsplattform für die Forschung und Entwicklung von wicklung in Afrika. Dies wird zum Abbau des Entwicklungs-
Energietechnologien. Das Lenkungsgremium des ETN ist und Wohlstandsgefälles beitragen und ist daher von hohem
der Ausschuss für Energieforschung und Technologie wirtschafts-, sicherheits- und migrationspolitischem Inter-
(Committee on Energy Research and Technology, CERT), esse. Im Rahmen mehrerer Studien in westafrikanischen
der die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten auf poli- Ländern wurden belastbare Daten erhoben und die Bedarfe
tischer Ebene koordiniert. Die dem CERT und den Working und Potenziale von erneuerbaren Energien ausgewertet
Parties unterstellten Technologiekooperationsprogramme und abgeschätzt. Anschließend werden technische Strate-
(TCP) bilden das gesamte energietechnologische Spektrum gien und Szenarien identifiziert und entwickelt, die auf
ab und legen Arbeitsthemen, Regeln und Ziele der multila- lokale klimatische, ökonomische und gesellschaftliche
teralen Zusammenarbeit vertraglich fest. Deutschland ist Bedingungen abgestimmt sind.
aktuell an 22 der insgesamt 38 laufenden TCP beteiligt.
Das BMBF hat die bestehende Energiepartnerschaft mit
Mission Innovation Australien im Rahmen einer wissenschaftlichen und tech-
nologischen Zusammenarbeit weiter ausgebaut.
„Mission Innovation“ ist eine globale Initiative von inzwi-
schen 23 Staaten und der Europäischen Kommission. Ins
Leben gerufen wurde Mission Innovation bei der „COP21“-
Klimakonferenz, um die Einhaltung des Paris Agreement
durch die Beschleunigung von Innovationen für saubere
Energietechnologien zu unterstützen. Mitgliedstaaten und
Europäische Kommission haben sich dazu verpflichtet, in
Mission Innovation das Budget für Forschungs- und Inno-
vationsförderung im Energiebereich bis 2021 zu verdop-
peln. Wichtiger Beitrag ist hierbei das Forschungsrahmen-
programm „Horizont 2020“ der Europäischen Kommission.
Thematisch hat sich Mission Innovation bei der 22. UN-
Klimakonferenz in Marokko, kurz „COP22“, in sogenannten
„Innovation Challenges“ aufgestellt, zu deren Lösung rund
um den Globus internationale Projekte finanziert werden.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 Internationale Kooperation (Australien) Vergleichende Analyse energiepolitischer Transformationspro- zesse, Potenzialerhebung für Transfer Für eine effiziente Umsetzung der Energiewende in Deutsch delsministeriums. Hier arbeiten im Fokusprojekt START land und ein koordiniertes Vorgehen bei der Umsetzung der führende Forschungsinstitutionen beider Länder zusammen, Pariser Klimaziele ist die internationale Abstimmung mit um die jeweiligen energiepolitischen Herausforderungen wichtigen Partnern unerlässlich. Das BMBF fördert daher gemeinsam zu adressieren. Forschungsprojekte, die die energiepolitischen Transforma- tionsprozesse in unterschiedlichen Ländern analysierend vergleichen und einen intensiven Dialog über Herausforde- Projekt 1: Grundlagen der Energieforschung in rungen und Lösungen pflegen. Das Kooperationsvorhaben internationaler Perspektive „Grundlagen der Energieforschung in internationaler Zuwendungsempfänger: acatech – Deutsche Akademie Perspektive“, an dem neben der Deutschen Akademie der der Technikwissenschaften, Berlin Technikwissenschaften (acatech) auch der Bundesverband Förderkennzeichen: GDEI2016 der Deutschen Industrie (BDI) beteiligt ist, widmet sich Fördermittelansatz: rund 994.520 Euro insbesondere der Vernetzung auf der Praxisebene. Im Projektlaufzeit: 2016–2020 Zentrum stehen sogenannte „Fact Finding Missions“, in denen Ministerien, führende Wissenschaftsinstitutionen, Projekt 2: Strategic Scenario Analysis (START) – Unternehmen oder NGOs etc. bilateral miteinander in einen A first German-Australian focus project intensiven Austausch gebracht werden, unter anderem Zuwendungsempfänger: Potsdam-Institut für Klimafolgen- durch wechselseitige Delegationsbesuche. Ein intensiver forschung e. V. und fünf weitere Verbundpartner fachlicher Austausch ist im sogenannten Energy Transition Förderkennzeichen: 03EK3046A-F Hub organisiert, einer deutsch-australischen Innovations- Fördermittelansatz: rund 2,1 Millionen Euro partnerschaft des BMBF und des australischen Außenhan- Projektlaufzeit: 2017–2019
11
2. Projektförderung
2.1 Energiewende in den Verbrauchssektoren Gegenüber dem Basisjahr 2008 liegt eine Minderung um
6,3 Prozent vor. Beim Wärmeverbrauch gibt es positive
2.1.1 Energie in Gebäuden und Quartieren Tendenzen: Der Anteil erneuerbarer Energien am Wärme-
verbrauch betrug im Jahr 2018 13,9 Prozent. Dies kommt
Die Bundesregierung will bis zum Jahr 2050 einen nahezu dem 2020-Ziel von 14 Prozent bereits sehr nahe. Um den
klimaneutralen Gebäudebestand realisieren. Zu erreichen Endenergieverbrauch und die Treibhausgasemissionen im
ist das in erster Linie durch die Sanierung der Gebäude- geplanten Umfang zu senken, sind energiesparende Gebäude,
hülle, also von Wänden, Dach, Keller und Fenstern, sowie integrative Energiekonzepte sowie innovative und wirt-
durch die Erneuerung der Anlagentechnik mit Umstellung schaftliche Versorgungsstrukturen für Quartiere erforder-
auf erneuerbare Energien wie zum Beispiel Solaranlagen lich. Diese können wesentlich zu einer erfolgreichen Ener-
oder Wärmepumpen. gie- und Wärmewende in Deutschland beitragen. Mit der
Energieeffizienzstrategie Gebäude hat die Bundesregierung
Analysiert man die Zahlen aus dem aktuellsten Monito- die zukünftige Ausrichtung für den Gebäudebereich vorge-
ring-Bericht zur Energiewende „Die Energie der Zukunft“, legt. Hierin integriert ist die Interaktion der Gebäude mit
sind erhebliche weitere Anstrengungen erforderlich, um dem Stromsektor (Sektorkopplung). Damit soll ein klarer
den Endenergieverbrauch wie geplant zu senken. So ist im Handlungsrahmen für die Energiewende im Gebäudebereich
Vergleich zum Vorjahr der Primärenergiebedarf im Gebäu- geschaffen werden.
debereich in 2016 zwar um 3,2 Prozent gesunken und hat
sich gegenüber dem Basisjahr 2008 um 18,3 Prozent redu-
ziert. Allerdings stieg gleichzeitig der Endenergieverbrauch
in Gebäuden im Vergleich zum Jahr 2015 um 4,3 Prozent.12 2. P R OJ E K T F Ö R D E R U N G
ENaQ – Energetisches Nachbarschaftsquartier N5GEH – National 5G Energy Hub
Fliegerhorst Oldenburg Einführung zukunftsträchtiger Kommunika
tionsstandards in der Energietechnik
In Oldenburg planen 21 Projektpartner unter Leitung von
OFFIS e. V. auf dem ehemaligen Fliegerhorst ein Stadtquar- Wie der 5G-Mobilfunkstandard für Anwendungen in Gebäu-
tier, das in seiner Infrastruktur die Sektoren Strom, Wärme, den und Quartieren genutzt werden könnte
Kälte und Elektromobilität koppelt und den Energiehandel
unter Nachbarn möglich macht. Mit dem 5G-Standard bewegen sich riesige Datenmengen
von A nach B. Das sogenannte „Internet der Dinge“ wird
Auf knapp vier Hektar des ehemaligen Fliegerhorsts in sich auch auf die Gebäudetechnik und die vorgelagerten
Oldenburg entsteht bis 2022 ein vernetztes, emissions- elektrischen Verteilsysteme auswirken. Viele Dinge im
armes Stadtquartier mit etwa 110 Wohneinheiten, die Gebäude – wie etwa die Werte von Temperatursensoren,
ihren Energiebedarf zum größten Teil aus lokal erzeugter Drucksensoren oder Zustandserkennung – können hiermit
Energie abdecken sollen. Das energetische Nachbar- erfasst, in einer einheitlichen Weise strukturiert, weiter-
schaftsquartier Fliegerhorst Oldenburg (ENaQ) ist so geleitet und einer Datenverarbeitung zugeführt werden.
konzipiert, dass Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler Ziel des Forschungsvorhabens N5GEH unter Leitung der
das geplante Smart-City-Konzept erproben und direkt im Universität Dresden ist es, den 5G-Standard für Anwen-
System optimieren können. Verschiedene Szenarien zur dungen in der Energietechnik nutzbar zu machen. Hierzu
Energiebereitstellung sollen simuliert und hinsichtlich entwickeln die Forschenden im ersten Schritt eine Open-
unterschiedlicher Bewertungskriterien miteinander vergli- Source-Plattform für Energiesysteme.
chen werden, um dann geeignete Systemlösungen für eine
dezentrale Energieversorgung zu entwickeln. Zuwendungsempfänger: Technische Universität Dresden
und zwei weitere Verbundpartner
Zuwendungsempfänger: OFFIS e. V. und 20 weitere Förderkennzeichen: 03ET1561A-C
Verbundpartner Fördermittelansatz: rund 3,1 Millionen Euro
Förderkennzeichen: 03SBE111A-L, N-V Projektlaufzeit: 2018–2020
Fördermittelansatz: rund 8,5 Millionen Euro (BMWi),
rund 9,8 Millionen Euro (BMBF)
Projektlaufzeit: 2018–2022 planen oder bewirtschaften. Dazu zählt etwa das weiterent-
wickelte, anbindungsfähige Building Information Modeling
(BIM), das unter anderem bei der Berechnung der Energie-
Gebäude sind immer seltener abgeschlossene Systeme. Als effizienz von Objekten eingesetzt werden kann. Auch der
Elemente in einem größeren Netzwerk haben sie energe Mobilfunkstandard 5G könnte in der Gebäudetechnik und
tische Schnittstellen zu Nachbargebäuden, zum Quartier bei den vorgelagerten elektrischen Verteilsystemen zukünf
und zu Strom-, Gas- und Wärmenetzen. Sie spielen als Ver- tig eine größere Rolle spielen. Im Projekt N5GEH analysie-
braucher, Erzeuger, Speicher sowie als Energieverteiler im ren Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler die entspre-
Energiesystem eine zentrale Rolle. Dies setzt eine intelli- chenden Möglichkeiten.
gente Verknüpfung der Strom-, Wärme- und Verkehrssek-
toren voraus. In diesem Zusammenhang ist die Digitalisie- Um Innovationen schneller in den Markt zu bringen, soll
rung von großer Bedeutung. Sie trägt dazu bei, dass Anlagen der Transfer von wissenschaftlichen Ergebnissen in die Praxis
effizient gesteuert und der Einsatz erneuerbarer Energien beschleunigt werden. Eine wichtige Rolle spielen hierbei
besser geplant werden kann. Dazu muss die Kommunikati- Demonstrationsvorhaben. Aus diesem Grund setzt die Bun-
onstechnik immer stärker mit der Energietechnik ver- desregierung unter anderem mit dem neuen Förderformat
knüpft werden. Unternehmen und private Bauherren kön- „Reallabore“ auf zeitlich und räumlich begrenzte Experi-
nen vermehrt digitale Optionen nutzen, wenn sie Gebäude mentierräume. Hier können Forscherteams, Hersteller und2. PROJEKTFÖRDERUNG 13
Nutzer innovative Technologien sowie integrale Energie Flexibilisierung in der netzgebundenen Energieversorgung
konzepte unter realen Bedingungen marktnah und im sys- nötig, da es immer mehr dezentrale Versorgungsstrukturen
temischen Zusammenhang erproben. Auch sollen die Bedürf gibt und die Verknüpfung der Sektoren Strom, Verkehr und
nisse der Nutzerinnen und Nutzer in der Energieforschung Wärme zunimmt.
für Gebäude und Quartiere vermehrt berücksichtigt werden.
So sollen die Forschenden bei der Entwicklung von Tech- Die Bundesregierung bündelt die Förderung von Forschung,
nologien und Konzepten nicht nur die technische Perspek- Entwicklung und Demonstration für energieeffiziente
tive einnehmen, sondern auch die Wünsche der zukünftigen Gebäude und Quartiere in der Forschungsinitiative Ener-
Anwenderinnen und Anwender miteinbeziehen. Themen giewendebauen. Neben aktuellen Förderbekanntmachun-
wie Warmmietenneutralität, erschwingliche Baupreise, gen und Fachportalen umfasst diese auch das Forschungs-
Behaglichkeit oder Nutzerdatenschutz rücken vermehrt in netzwerk Energiewendebauen. Es dient dazu, die Akteure
den Fokus. Zukünftig müssen Gebäude und Quartiere im rund um Energieeffizienz und erneuerbare Energien in
Rahmen der Sektorkopplung stärker mit dem Strom- und Gebäuden und Quartieren zu vernetzen.
dem Verkehrsnetz interagieren. Dazu wird eine enorme
SolarAutomotive – Solare Prozesswärme für
die Automobil- und Zulieferindustrie
Im deutsch-österreichischen Forschungsvorhaben Solar
Automotive haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler
den Einsatz solarer Prozesswärme in der Automobil- und
Zulieferindustrie erforscht.
Das deutsche Forscherteam der Universität Kassel und der
Stiftung für Ressourceneffizienz und Klimaschutz hat an 19
Standorten deutscher Unternehmen untersucht, für welche
Produktionsprozesse sich Solarwärme am besten eignet und
wie sie sich effizient und wirtschaftlich in bestehende Wär-
meversorgungsstrukturen integrieren lässt. Das Spektrum
reichte von betrieblichen Wärmenetzen über beheizte Bäder
und Warmwassererzeugung bis hin zu raumlufttechni- Zuwendungsempfänger: Universität Kassel, Stiftung für
schen Anlagen und Trocknungsprozessen. Die Forschenden Ressourceneffizienz und Klimaschutz
entwickelten Werkzeuge, die Solarfirmen, Ingenieurbüros Förderkennzeichen: 03ET1326A-B
und Energieberater nutzen können, um Anlagen zur Nutzung Fördermittelansatz: rund 800.000 Euro
solarer Prozesswärme vorzuplanen. Projektlaufzeit: 2016–2019
Abbildung 2: F
ördermittel für Energieeffizienz in Gebäuden, Quartieren und Städten und
Niedertemperatur-Solarthermie in Mio. € (Daten siehe Tabelle 3)
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
0 10 20 30 40 50 60 70 80
■ EnOB – Energieoptimiertes Bauen ■ EnEff:Stadt – Versorgungskonzepte ■ EnEff:Stadt – Fernwärme ■ EnEff:Stadt – Kraft-Wärme-Kopplung ■ Niedertemperatur-Solarthermie
■ Solare Kälte ■ Grundlagenforschung ■ Sonstige14 2. P R OJ E K T F Ö R D E R U N G QUARREE100 – Resiliente, integrierte und systemdienliche Energieversorgungssysteme im städtischen Bestandsquartier unter vollstän- diger Integration erneuerbarer Energien Wie mit 100 Prozent regenerativer Energie im schleswig- holsteinischen Heide ein innovatives Stadtquartier entsteht QUARREE100 untersucht, wie erneuerbare Energien in andere Energieformen umgewandelt, gespeichert und verteilt werden müssen, um in Stadtquartieren eine wettbewerbsfähige, zuverlässige und nachhaltige Energie- versorgung zu ermöglichen. Die Verbundpartner von QUARREE100 wollen dieses Kernelement der Energiewende im Heider Stadtquartier Rüsdorfer Kamp erforschen, modellieren und umsetzen. Ziel der Partner ist es, gemein- sam mit und für die Menschen ein ganzheitliches Energie- Zuwendungsempfänger: Entwicklungsagentur Region system zu entwickeln, das sich ganzjährig mit Strom, Wärme Heide und 21 weitere Verbundpartner und Mobilität aus 100 Prozent erneuerbaren Quellen Förderkennzeichen: 03SBE113A-V versorgt. Weiter sollen Batterie- und Wärmespeicher und Fördermittelansatz: rund 20,5 Millionen Euro (BMBF), flexibel einsetzbare Energieformen, wie auf Wasserstoff rund 3,1 Millionen Euro (BMWi) basierende Technologien, zum Einsatz kommen. Projektlaufzeit: 2017–2022 Wärmedrehscheibe II – Erneuerbare Fernwärme 2020 – das multifunktionale Fernwärmenetz als Wärmedrehscheibe Im Forschungsvorhaben Wärmedrehscheibe II soll der Anteil regenerativer Wärme im Fernwärmenetz von Hennigsdorf bei Berlin bis zum Jahr 2022 auf über 80 Prozent ausgebaut werden. Unter Leitung der Kraftwerks- und Projektentwicklungsge- sellschaft Hennigsdorf analysierten die Forschenden in einer ersten Phase das Fernwärmenetz sowie die solarthermischen und die vorhandenen Abwärmepotenziale. In einer zweiten Phase sollen die Abwärme des örtlichen Stahlwerks, Solar wärme großer Solarkollektorfelder sowie Power-to-Heat aus Zuwendungsempfänger: Steinbeis Forschungs- und regenerativem Überschussstrom in das Fernwärmenetz Innovationszentren GmbH und Kraftwerks- und Projekt- integriert werden. Gleichzeitig soll dezentral produzierte entwicklungsgesellschat Hennigsdorf mbH & Co. KG Wärme, zum Beispiel aus Solarthermieanlagen, im Wärme- Förderkennzeichen: 03ETS002A-B netz aufgenommen werden. Ein multifunktionaler Großwär- Fördermittelansatz: rund 3,8 Millionen Euro mespeicher schafft die dafür notwendige Flexibilität. Projektlaufzeit: 2017–2022
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