Bundesbericht Energieforschung 2020 - Forschungsförderung für die Energiewende - BMBF
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Bundesbericht
Energieforschung 2020
Forschungsförderung für die Energiewende
bmwi.de
Impressum Herausgeber Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Öffentlichkeitsarbeit 11019 Berlin www.bmwi.de Stand Juni 2020 Gestaltung PRpetuum GmbH, 80801 München Bildnachweis Andrea Böllmann / Universität Regensburg / S. 48 oben Architekten Graf + Graf, Montabaur / S. 21 Bergische Universität Wuppertal / S. 22 Bosch Rexroth AG / S. 18/19, S. 24 links Dietrich Kühne / S. 45 Dirk Mahler / Fraunhofer ISE / S. 4/5, S. 42 DLR / Titel, S. 27 links Eike Köhnen / S. 56 Eisenhans / Adobe Stock / S. 60 FONA / photothek / S. 47 Framatome GmbH / S. 57 Fraunhofer UMSICHT / S. 35 Friedrich-Schiller-Universität Jena / S. 59 Hans-Joachim Rickel / BMBF / S. 52 Hans Wolfgang Jargst / Adobe Stock / S. 36 H_Ko / Adobe Stock / S. 28 Ilse Trautwein / Projektträger Jülich / S. 39 INVITE GmbH / S. 25 Johannes Adler / Universität Bremen, IALB / S. 33 Meike Bierther / Projektträger Jülich / S. 53 Meyer Burger (Germany) GmbH / S. 30 Muehlhan AG, Hamburg / S. 32 Rolf Otzipka / S. 43 Pavel Losevsky / Adobe Stock / S. 50 Physikalisch-Technische Bundesanstalt / S. 66/67 pogonici / Adobe Stock / S. 15 Schott AG / S. 24 rechts Siemens AG / S. 41 Siemens Gamesa Renewable Energy GmbH / S. 44 Stadler Pankow GmbH / S. 27 rechts Technische Universität München / S. 48 unten Tim Lutz / S. 37 Tobias Machhaus / Adobe Stock / S. 54 TU Chemnitz / S. 62/63 ZSW / S. 31 Diese und weitere Broschüren erhalten Sie bei: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Referat Öffentlichkeitsarbeit E-Mail: publikationen@bundesregierung.de www.bmwi.de Zentraler Bestellservice: Telefon: 030 182722721 Bestellfax: 030 18102722721 Diese Publikation wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit herausgegeben. Die Publi kation wird kostenlos abgegeben und ist nicht zum Verkauf bestimmt. Sie darf weder von Parteien noch von Wahlwerbern oder Wahlhelfern während eines Wahlkampfes zum Zwecke der Wahlwerbung verwendet werden. Dies gilt für Bundestags-, Landtags- und Kommunalwahlen sowie für Wahlen zum Europäischen Parlament.
Bundesbericht
Energieforschung 2020
Forschungsförderung für die Energiewende
bmwi.de
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Inhalt
1. Forschungsförderung für die Energiewende................................................................... 5
1.1 Das 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung................................................................6
1.1.1 Ziele und Maßnahmen.....................................................................................................................6
1.1.2 Mittelentwicklung.............................................................................................................................7
1.1.3 Evaluationen und Erfolgskontrolle................................................................................................7
1.2 Strukturen der Energieforschungspolitik............................................................................................. 10
1.2.1 Ressortaufgaben............................................................................................................................. 10
1.2.2 Koordination der Energieforschungsförderung...................................................................... 10
1.2.3 Nationale Vernetzung................................................................................................................... 10
1.2.4 Reallabore der Energiewende..................................................................................................... 12
1.2.5 Transparenz und Kommunikation.............................................................................................. 13
1.3 Europäische und internationale Vernetzung....................................................................................... 13
1.3.1 Europäische Kooperation............................................................................................................. 14
1.3.2 Internationale Kooperation ........................................................................................................ 14
2. Projektförderung.....................................................................................................................19
2.1 Energiewende in den Verbrauchssektoren.......................................................................................... 20
2.1.1 Energie in Gebäuden und Quartieren ....................................................................................... 20
2.1.2 Energieeffizienz in Industrie, Gewerbe, Handel und Dienstleistungen............................ 23
2.1.3 Schnittstellen der Energieforschung zu Mobilität und Verkehr.......................................... 25
2.2 Energieerzeugung...................................................................................................................................... 28
2.2.1 Photovoltaik ................................................................................................................................... 28
2.2.2 Windenergie ................................................................................................................................... 31
2.2.3 Bioenergie ....................................................................................................................................... 34
2.2.4 Geothermie ..................................................................................................................................... 36
2.2.5 Wasserkraft und Meeresenergie ................................................................................................ 38
2.2.6 Thermische Kraftwerke................................................................................................................ 38
2.3 Systemintegration..................................................................................................................................... 40
2.3.1 Stromnetze ..................................................................................................................................... 40
2.3.2 Stromspeicher................................................................................................................................. 43
2.3.3 Sektorkopplung und Wasserstoff............................................................................................... 46
2.4 Systemübergreifende Forschungsthemen........................................................................................... 49
2.4.1 Energiesystemanalyse................................................................................................................... 49
2.4.2 Digitalisierung der Energiewende.............................................................................................. 50
2.4.3 Ressourceneffizienz für die Energiewende.............................................................................. 51
2.4.4 CO2-Technologien......................................................................................................................... 51
2.4.5 Energiewende und Gesellschaft................................................................................................. 53
2.4.6 Materialforschung für die Energiewende................................................................................. 55
2.5 Nukleare Sicherheitsforschung ............................................................................................................. 56
2.5.1 Reaktorsicherheitsforschung ...................................................................................................... 56
2.5.2 Entsorgungs- und Endlagerforschung...................................................................................... 58
2.5.3 Strahlenforschung ......................................................................................................................... 60
I N H A LT 3 3. Institutionelle Energieforschung......................................................................................62 3.1 Forschungsbereich Energie der Helmholtz-Gemeinschaft............................................................. 64 3.2 Fusionsforschung...................................................................................................................................... 65 4. Weitere energierelevante Förderaktivitäten..................................................................67 4.1 Forschungsförderung der Länder ......................................................................................................... 68 4.2 Forschungsrahmenprogramm der EU (Horizon 2020) ..................................................................... 69 4.3 Aktivitäten der Bundesregierung außerhalb des Energieforschungsprogramms....................... 70 5. Tabellen......................................................................................................................................73 5.1 Fördermittel im 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung...................................... 73 5.2 Fördermittel für die Energieforschung der Länder........................................................................... 79
4
5 1. Forschungs- förderung für die Energiewende
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
1.1 Das 7. Energieforschungs Grüner Wasserstoff soll ein wichtiger Bestandteil der
deutschen Dekarbonisierungsstrategie werden. In der
programm der Bundesregierung Dekarbonisierungsstrategie geht es um das Vermei-
den fossiler kohlenstoffhaltiger Brennstoffe. Dafür
1.1.1 Ziele und Maßnahmen muss die gesamte Wertschöpfungskette (Technolo-
gien, Komponenten, Erzeugung, Speicherung, Infra-
Forschung und Entwicklung sind die Basis für die struktur und Logistik) weiterentwickelt werden, um
neuen, kostengünstigen und marktfähigen Energie- grünen Wasserstoff kostengünstiger verfügbar und
und Effizienztechnologien von morgen. Mit der Ener- verwertbar zu machen. Die Wasserstoffstrategie der
giewende hat sich die Bundesregierung zu anspruchs- Bundesregierung soll dazu beitragen, die Vorreiter-
vollen nationalen, europäischen und internationalen rolle deutscher Unternehmen im Bereich der klima
Energie- und Klimazielen verpflichtet. Auch vor dem neutralen Wasserstofftechnologien auszubauen, neue
Ziel, im Jahr 2050 Treibhausgasneutralität zu errei- Wertschöpfungsketten für die deutsche Wirtschaft zu
chen, muss der Anteil erneuerbarer Energien in allen schaffen, die Klimaziele zu erreichen und positive
Verbrauchssektoren weiter steigen. Mit dem Klima- Entwicklungen in Entwicklungs- und Schwellenlän-
schutzprogramm 2030 wurde beschlossen, den Ausbau dern anzustoßen. Forschung als strategisches Element
der erneuerbaren Energien deutlich zu beschleunigen der deutschen Energie- und Industriepolitik spielt für
und bereits im Jahr 2030 einen Anteil von 65 Prozent diese Ziele eine zentrale Rolle. Durch eine langfristig
am Stromverbrauch zu erreichen. Zugleich muss sich angelegte Forschungs- und Innovationsförderung
der Verbrauch durch Effizienzmaßnahmen reduzie- entlang der gesamten Wertschöpfungskette von Was-
ren. Zudem soll die Versorgungsinfrastruktur weiter serstoff – von der Erzeugung über Speicherung, Trans
vernetzt, synchronisiert und ausgebaut werden. Dar- port und Verteilung bis hin zur Anwendung – will die
aus ergeben sich hohe Anforderungen an technische Bundesregierung Fortschritte bei diesen Schlüssel-
Weiterentwicklungen und zukunftweisende Inno technologien der Energiewende erzielen.
vationen, die den tiefgreifenden Umbauprozess des
Energiesystems zu einer Erfolgsgeschichte machen. Als zentrales Instrument zur Förderung der Energie-
Energieforschung ist somit ein strategisches Element forschung in Deutschland haben sich starke Partner-
der Energiepolitik und trägt zur Stärkung des Wirt- schaften aus Unternehmen und Forschungseinrich-
schaftsstandorts Deutschland bei. tungen bewährt. In solchen Verbundprojekten wird
von Anfang an berücksichtigt, welche Forschungs
Mit dem 7. Energieforschungsprogramm hat die Bun fragen für die praktische Umsetzung der Energie-
desregierung die Energieforschungsförderung umfas- wende besonders relevant sind, gleichzeitig ist der
send an den Bedürfnissen der Energiewende ausge- Innovationstransfer durch die Beteiligung der Wirt-
richtet und den beschleunigten Innovationstransfer schaft schon während der Projektlaufzeit angelegt.
in den Fokus gerückt. Die Förderung der Energiefor- Zur weiteren Beschleunigung des Innovationstrans-
schung ist damit eine wichtige Maßnahme zur fers hat das Bundesministerium für Wirtschaft und
Umsetzung der Energiewende und zum Schutz des Energie (BMWi) im vergangenen Jahr die Reallabore
Klimas. Im Klimaschutzprogramm 2030 hat die Bun- der Energiewende auf den Weg gebracht und als neue
desregierung daher festgehalten, dass die Energie Säule der Energieforschung etabliert (siehe Kapitel
forschung gestärkt werden muss. Die langen Vorlauf- 1.2.4). Auch die Forschungsnetzwerke Energie des
zeiten von der Forschung bis in die breite Anwendung BMWi und die Forschungskommunikation dienen
machen es mit Blick auf das Zieldatum 2050 notwen- dem beschleunigten Innovationstransfer (siehe Kapi-
dig, die anwendungsnahe Energieforschung zu stär- tel 1.2.3). Im Förderbereich des Bundesministeriums
ken und eng mit weiteren Maßnahmen (insbesondere für Bildung und Forschung (BMBF) sind die Koperni-
den Reallaboren der Energiewende) zu verzahnen. kus-Projekte ein zentrales Instrument der anwen-
dungsorientierten Grundlagenforschung.
Auch in der Energieeffizienzstrategie 2050 kommt
der Energieforschung eine wichtige Rolle zu. Nicht
umsonst steht im 7. Energieforschungsprogramm die
Energiewende in den Verbrauchssektoren getreu dem
Motto „Efficiency First“ an erster Stelle.
1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 7
1.1.2 Mittelentwicklung Hinweise für die Ausgestaltung künftiger Fördermaß
nahmen, sowohl im Hinblick auf die strategische und
Mit dem 7. Energieforschungsprogramm hat sich die inhaltliche Ausrichtung als auch auf administrative
Bundesregierung ambitionierte Ziele auferlegt, um Vorgänge.
die Energiewende durch Innovationen voranzubringen.
Wenngleich Forschung, Entwicklung und Demons Für das 7. Energieforschungsprogramm befindet
tration von Energie- und Effizienztechnologien vor- sich eine begleitende Evaluation in Bezug auf die
rangig Aufgabe der Wirtschaft sind, zielt die öffent angewandte Energieforschung nach den beihilferecht-
liche Forschungsförderung darauf ab, neben der lichen Vorschriften in Vorbereitung. Konkret sollen
Grundlagenforschung die angewandte Forschung, alle Fördermaßnahmen des BMWi in Bezug auf die
technologische Entwicklungen sowie Innovations angewandte nicht-nukleare Energieforschung inner-
aktivitäten von Unternehmen, von Forschungsein- halb des 7. Energieforschungsprogramms gemäß der
richtungen und von Hochschulen zu unterstützen. Förderbekanntmachung „Angewandte nicht-nukleare
Zudem leistet die Förderung aus öffentlicher Hand Forschungsförderung im 7. Energieforschungspro-
einen wichtigen Beitrag zur gesamtgesellschaftlichen gramm ‚Innovationen für die Energiewende‘ “evalu-
Risikovorsorge und ermöglicht so wissenschaftliche iert werden. Diese begleitende Evaluation soll daher
Arbeiten, die mutigen Innovationsideen folgen. neben der Verifizierung der Wirksamkeit der oben
genannten Fördermaßnahmen vor dem Hintergrund
Die Bundesregierung beabsichtigt, im Rahmen des des 7. Energieforschungsprogramms auch das Errei-
7. Energieforschungsprogramms für den Zeitraum chen der Ziele unter Einbeziehung einer Wirtschaft-
2018 bis 2022 insgesamt rund 6,4 Milliarden Euro lichkeitsbetrachtung überprüfen. Dabei sollen auch
Fördermittel bereitzustellen. Die Energieforschung die Auswirkungen der Förderung auf verschiedene
wird somit im Vergleich zum 6. Energieforschungs- Zielgruppen untersucht werden.
programm weiter gestärkt. Im Jahr 2019 hat die
Bundesregierung 1,15 Milliarden Euro in die Energie-
forschung investiert. Das ist ein Anstieg um rund
neun Prozent im Vergleich zum Vorjahr. Rund 704 Mil-
lionen Euro flossen davon in die Projektförderung, Abbildung 1: Übersicht der Fördermittel 2019
rund 410 Millionen Euro in die institutionelle Förde- im 7. Energieforschungsprogramm in Prozent
rung. Die Bundesregierung betont damit den (Daten siehe Tabelle 1, Seite 73)
unverzichtbaren Beitrag von Forschung und Entwick- 3
lung für die Energiewende und den Klimaschutz. 17
1.1.3 Evaluationen und Erfolgskontrolle
Wenn die Bundesregierung eine Maßnahme, wie bei-
spielsweise das Energieforschungsprogramm, um 36
setzt, kommen Steuergelder zum Einsatz. Nationale 22
Vorschriften sehen dann vor, dass der effiziente Ein-
satz der öffentlichen Finanzmittel überprüft werden
muss. Nach europäischen Regeln müssen die Auswir-
kungen auf den Wettbewerb und den Handel zwischen
den Mitgliedstaaten untersucht werden. 4
7 11
Evaluationen bieten hierfür weitreichende Möglich-
keiten und spielen daher für eine effiziente und ■ Projektförderung: Energiewende in den Verbrauchssektoren
■ Projektförderung: Energieerzeugung
europarechtskonforme Förderpolitik in der Energie- ■ Projektförderung: Systemintegration: Netze, Speicher, Sektorkopplung
■ Projektförderung: Systemübergreifende Forschungsthemen
forschung eine wichtige Rolle. Zudem trägt die Ver der Energiewende
öffentlichung von Evaluationsergebnissen zu mehr ■ Projektförderung: Nukleare Sicherheitsforschung
■ Institutionelle Förderung (Helmholtz-Gemeinschaft)
Transparenz gegenüber den Bürgerinnen und Bür- ■ Begleitende Maßnahmen
gern bei. Gleichzeitig liefern Evaluationen wertvolle
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
Abbildung 2: Übersicht über die laufenden (blau) und neu bewilligten (grün) Projekte
der nicht-nuklearen Energieforschung in Deutschland
Quelle: GeoBasis-DE / BKG 2019 (Daten verändert) / Geodaten des BKG für Adressen der ausführenden
Stellen aus der BMBF profi-Datenbank / Projektträger Jülich1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 9
Abbildung 3: Die Förderung der Energieforschung auf einen Blick
Zuwendungsempfänger
neu bewilligter Vorhaben 2019
1,148 in Prozent 4
24
Mrd. Euro 28
Gesamtfördermittel 2019
im 7. Energieforschungsprogramm
18
2019 hat der Bund
1.622 Projekte 26
■ Forschungseinrichtung ■ Großunternehmen
neu bewilligt ■ Hochschule ■ KMU ■ Sonstige
Mittelabfluss in Mio. €
1.148,42
1.067,28 1.054,75
908,85 934,12
847,39
2014 2015 2016 2017 2018 2019
2019 hat die Bundesregierung
im 7. Energieforschungsprogramm
5.903
Projekte gefördert. 25 Prozent
Fördermittelanstieg im
Vergleich zu 2014 und 9 Prozent
Fördermittelanstieg im Vergleich zu 2018
279,3 Mio. Euro
Eigenanteil von Unternehmen
an neu bewilligten Forschungs-
und Entwicklungsprojekten
im Jahr 2019 (nicht-nukleare
Energieforschung)
97,3 Mio. Euro
Fördermittel für KMU für 2019
neu bewilligte Forschungsprojekte
der nicht-nuklearen Energieforschung
(nach deutscher KMU-Definition)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
1.2 Strukturen der 1.2.2 Koordination der Energieforschungs
förderung
Energieforschungspolitik
Die Bundesregierung unterstützt die Energieforschung
1.2.1 Ressortaufgaben nicht nur über die institutionelle und Projektförde-
rung des Energieforschungsprogramms, sondern
Das 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregie- stärkt diesen strategisch wichtigen Bereich auch über
rung wird von den drei Bundesministerien für Wirt- verschiedene weitere Programme und Maßnahmen.
schaft und Energie (BMWi), Bildung und Forschung Um das reibungslose und erfolgsorientierte Zusam-
(BMBF) sowie Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) menwirken aller Instrumente zu gewährleisten, ist ein
getragen. Es basiert auf einer ressortübergreifenden, intensiver Austausch und die Abstimmung zwischen
themenorientierten Struktur. Das BMWi ist für die den Bundesministerien, mit den Ländern, den Kommu-
programmatische Ausrichtung der Energieforschungs nen, aber auch der Wirtschaft und weiteren Akteuren
politik zuständig und verantwortet somit federführend erforderlich. Durch themenorientierte Kooperationen
das Energieforschungsprogramm. Darüber hinaus und übergreifende Koordination können so wertvolle
vertritt das BMWi die Bundesrepublik in europäi- Synergieeffekte entstehen, welche die Energiewende
schen und internationalen Gremien der Energiefor- und den Umbau des Energieversorgungssystems in
schungspolitik. Deutschland nachhaltig voranbringen. Hierbei ist ins-
besondere eine enge Abstimmung mit dem Bundes-
Die Arbeitsteilung der Projektförderung richtet sich ministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur
am Konzept des technologischen Reifegrads der zu (BMVI) sowie mit dem Bundesministerium des
erforschenden Themen und Technologien aus. Das Innern, für Bau und Heimat (BMI) hervorzuheben, da
Technology Readiness Level (TRL) gibt auf einer Skala das BMVI für die energieabhängigen Themen Mobili-
von 1 bis 9 den wissenschaftlich-technischen Status tät und Verkehr und das BMI für den Baubereich
einer Technik an. Das Bundesministerium für Bildung zuständig ist. Durch seine Zuständigkeit für den
und Forschung unterstützt Projekte der anwendungs- Klimaschutz wird die strategische Ausrichtung der
orientierten Grundlagenforschung. Dies entspricht Energieforschung eng mit dem BMU abgestimmt.
den TRL 1 bis 3. Darüber hinaus fördert das Ministe-
rium den wissenschaftlichen Nachwuchs, akademi- 1.2.3 Nationale Vernetzung
schen Austausch und Wissenschaftskooperationen
auf EU- und internationaler Ebene. Das BMWi ist für Für den Erfolg der Energiewende ist der Dialog
die Förderung der anwendungsnahen Forschung und zwischen Politik, Forschung, Wirtschaft und Zivil-
Entwicklung sowie der Reallabore der Energiewende gesellschaft entscheidend. Hierfür hat das BMWi mit
zuständig (TRL 3 bis 9). Zudem übernimmt es die der Energiewende-Plattform Forschung und Inno-
Projektförderung multilateraler Forschungskoopera- vation (FuI-Plattform) ein Austauschforum für diese
tionen. Das Bundesministerium für Ernährung und Anspruchsgruppen geschaffen. Vertreter aus Bundes-
Landwirtschaft hingegen legt seinen Fokus auf und Landespolitik sowie ausgewählte Akteure aus
anwendungsnahe Forschungsarbeiten zur energe Forschungseinrichtungen, Universitäten, Unterneh-
tischen Biomassenutzung. men, Kommunen und Verbänden diskutieren dort
aktuelle Trends und Entwicklungen und erörtern
Hinzu kommt die institutionelle Förderung durch die Strategieansätze für die Energieforschung. Die FuI-
Bundesregierung. Das BMWi verantwortet zusammen Plattform bildet zudem das Dach für die Forschungs-
mit dem BMBF die strategische Ausrichtung des For- netzwerke Energie des BMWi, bündelt und koordi-
schungsbereichs Energie der Helmholtz-Gemein- niert sie.
schaft (HGF). Die institutionelle Förderung der Helm-
holtz-Zentren erfolgt (mit Ausnahme des DLR) durch Die Forschungsnetzwerke Energie sind offene Exper-
das BMBF. Das BMWi hat die institutionelle Förde- ten-Netzwerke und haben die Aufgabe, den Transfer
rung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt von Forschungsergebnissen in die Praxis zu beschleu-
(DLR) übernommen. nigen und den Austausch zwischen Politik, Forschung
und Praxis für die jeweiligen Förderschwerpunkte
zu ermöglichen. Zudem stellt der Dialog mit den1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 11
Abbildung 4: Strukturen der Energieforschung
Programmatische Ausrichtung der Energieforschungspolitik
BMWi federführend
Koordination mit Koordination mit Wirtschaft, Koordination mit
Bundesressorts Wissenschaft und Gesellschaft Bundesländern
Koordinierungsplattform Energiewende-Plattform Bund-Länder-Gespräch
Energieforschungspolitik Forschung und Innovation Energieforschungspolitik
Internationale Kooperation Transparenz
EU, IEA, Mission Innovation, Informationssystem EnArgus
NKS Energie Bundesbericht Energieforschung
Projektförderung Institutionelle Förderung
BMBF BMWi BMEL BMWI BMBF
TRL 1–3 TRL 3–9 TRL 3–7 Forschungsbereich Energie der HGF
Biomasse DLR HGF (ohne DLR)12 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
Experten die hohe Praxisnähe der Förderstrategien schung zur energiewirtschaftlichen Praxis und unter-
des BMWi sicher und ermöglicht Anregungen für stützen somit das wichtige Ziel des Technologie- und
neue Themen und Schwerpunkte. Die Forschungs- Innovationstransfers aus der Forschung in die Wirt-
netzwerke wurden 2015 ins Leben gerufen und bün- schaft und den Alltag der Bürgerinnen und Bürger.
deln rund 4.000 Mitglieder. Sie waren unter anderem Sie betrachten exemplarisch systemische Heraus-
auch eng in den Konsultationsprozess für das 7. Ener- forderungen in klar umrissenen Großvorhaben und
gieforschungsprogramm eingebunden, um wertvolle bearbeiten Forschungsfragen mit einer Schlüsselrolle
Impulse für die inhaltliche Ausgestaltung zu gewin- bei der Umsetzung der Energiewende.
nen. Die nunmehr acht Netzwerke widmen sich den
Themen Bioenergie, Energiewende Bauen (Gebäude Mit den „Reallaboren der Energiewende“ können inno
und Quartiere), Energiesystemanalyse, erneuerbare vative Technologien in der Anwendung und im
Energien, flexible Energieumwandlung, Industrie Zusammenspiel miteinander erprobt werden – und
und Gewerbe, Stromnetze und Start-ups. das im industriellen Maßstab und unter realen Bedin-
gungen, sei es in einem Quartier, in einer Stadt, meh-
Das Forschungsnetzwerk Start-ups ist das jüngste reren Städten oder unter Einbeziehung mehrerer
Netzwerk und zeigt damit die wichtige Rolle, die Länder. Sie sind damit größer und thematisch breiter
Start-ups für die Energiewende als Impulsgeber und gefasst als Demonstrationsprojekte und können auch
Innovationstreiber spielen können. Durch ihre dyna- Ansätze zum „regulatorischen Lernen“ mitumfassen.
mische Struktur können sie den Transfer von For- Durch die dabei gesammelten Erfahrungswerte kann
schung in die Praxis deutlich voranbringen. Junge der tiefgreifende Umbau des Energiesystems in
Unternehmer unterstützen die Neuausrichtung des Deutschland insgesamt vorangebracht werden. Dazu
Energiesystems mit innovativen Produkten, Dienst- zählen unter anderem Technologien für die Sektor-
leistungen und Geschäftsmodellen und erschließen kopplung, große thermische Speicher zur CO2-freien,
somit neue Potenziale. Sie agieren oftmals in techno- nachhaltigen Nutzung bestehender Energieinfra-
logieübergreifenden Forschungsfeldern, wie der strukturen, Technologien zur CO2-Nutzung oder die
Sektorkopplung oder Digitalisierung, oder befassen intelligente Vernetzung von Energieinfrastruktur in
sich mit sozioökonomischen Fragen. Diese Quer- klimaneutralen Stadtquartieren. Sie sind als großfor-
schnittsthemen sind entscheidend für das Zusammen matige Innovationsprojekte mit einem industriepoliti-
wirken der verschiedenen Technologien und eines schen Anspruch angelegt. Reallabore bereiten die
intelligenten, vernetzten Energieversorgungssystems. Marktreife neuer Technologien und Lösungen vor
Die Bundesregierung hebt die Bedeutung von Start- und haben damit Pioniercharakter.
ups daher auch in ihrem 7. Energieforschungspro-
gramm hervor. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
plant, die Reallabore der Energiewende zwischen
Die Koordination der Forschungspolitik mit den Län- 2019 und 2022 mit Fördermitteln in Höhe von bis zu
dern erfolgt über das jährliche „Bund-Länder-Gespräch 100 Millionen Euro pro Jahr zu unterstützen. Anders
Energieforschung“. So wird sichergestellt, dass die als die klassische Projektförderung des BMWi, deren
erheblichen Mittel, die die Länder für die Förderung Forschungsvorhaben in der Regel auf drei Jahre aus-
der Energieforschung bereitstellen, mit der Bundes- gelegt sind, unterstützt das Ministerium die Realla-
förderung harmonieren. Gleichzeitig ist die Rückmel- bore über die Dauer von bis zu fünf Jahren. Daran
dung aus den Ländern essenziell für die strategische schließt ein ein- bis dreijähriger Testbetrieb und eine
Weiterentwicklung der Forschungsförderung inner- Monitoringphase an. Darüber hinaus ist eine neue
halb des Energieforschungsprogramms der Bundes Förderrichtlinie, die die beihilferechtliche Grundlage
regierung. der Energieforschung für die Reallabore der Energie-
wende erweitert, der Europäischen Kommission im
1.2.4 Reallabore der Energiewende Zuge der Pränotifizierung übermittelt worden. Darin
wird die Möglichkeit geschaffen, Betriebsausgaben in
Mit den „Reallaboren der Energiewende“ hat das größerem Umfang zu fördern und die Projektlauf-
BMWi eine neue Säule der Forschungsförderung im zeiten auf maximal zehn Jahre (zwei je maximal fünf-
7. Energieforschungsprogramm etabliert. Sie stehen jährige Phasen) auszuweiten.
an der Schwelle von anwendungsnaher Energiefor-1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 13
Im Februar 2019 hat das BMWi den ersten Ideenwett- Informationsvermittlung schafft die Grundlage, die
bewerb „Reallabore der Energiewende“ ausgeschrie- Ergebnisse der durch die Steuergelder der Bürgerin-
ben. Der Schwerpunkt dieser Ausschreibungsrunde nen und Bürger unterstützte Forschung und Ent-
waren Konzepte zu „Sektorkopplung und Wasser- wicklung für die Modernisierung der Infrastruktur
stofftechnologien“, „Großskalige Energiespeicher im bestmöglich zu nutzen. Somit erfüllt die Forschungs-
Stromsektor“ und „Energieoptimierte Quartiere“. Im kommunikation eine zentrale Aufgabe innerhalb der
Juli hat Bundeswirtschaftsminister Altmaier die 20 Energieforschungspolitik der Bundesregierung.
Gewinner des Wettbewerbs verkündet. Im Dezember
2019 hat das BMWi mit „SmartQuart“ das erste Real- Mit der Webseite www.energieforschung.de bietet das
labor bewilligt. Das Vorhaben ist im Januar 2020 BMWi ein zentrales Portal mit einem breiten Infor-
gestartet und wird in drei Städten den Strukturwan- mationsangebot mit fundierten Fakten rund um die
del unterstützen. „SmartQuart“ verbindet zentrale Energieforschung für die interessierte Öffentlichkeit,
Akteure eines Quartiers vom Bewohner bis hin zum aber auch für ein Fachpublikum. Die Webseite wird
Energieversorger und zum lokalen Technologieanbie- durch inhaltlich vertiefte Fachportale zu einzelnen
ter. Ziel ist, in den Modellregionen eine klimaneutrale Themenschwerpunkten ergänzt. Diese informieren
Energieversorgung zu erreichen und die Energieinfra die Fachcommunity, von Wissenschaftlerinnen und
struktur intelligent und effizient zu vernetzen. Wissenschaftlern bis hin zu den Anwendern, über
die individuellen Ziele, Herausforderungen und For-
1.2.5 Transparenz und Kommunikation schungsergebnisse in den verschiedenen Förder-
schwerpunkten und ordnen ihre Relevanz für die
Große strukturelle Veränderungsprozesse, wie die Energiewende fachlich vertieft ein. Über das zentrale
Energiewende, benötigen die Unterstützung der Informationssystem EnArgus (www.enargus.de) bietet
Gesellschaft, um erfolgreich zu sein. Für die Akzep- das BMWi zudem umfangreichen Einblick in alle
tanz und die Einbettung technologischer Fortschritte durch die Bundesregierung innerhalb der Energie-
in den Alltag der Bürgerinnen und Bürger, sei es im forschungsprogramme geförderten Projekte. Alle
privaten Umfeld, in Unternehmen oder in die öffent- Kommunikationsmaßnahmen haben das Ziel, durch
liche Infrastruktur, ist Transparenz eine wichtige ein breites Informationsangebot eine Verbindung
Grundlage. Darüber hinaus ist für den Transfer von zwischen den wissenschaftlichen Forschungsarbeiten
Forschungsergebnissen in die Praxis das Einbinden und der Anwendung in der Praxis zu schaffen. So
der Wirtschaft zu öffentlich geförderten Innovatio- sollen wertvolle Impulse entstehen – für den Einsatz
nen notwendig. Daher legt die Bundesregierung ein neu entwickelter Technologien, Dienstleistungen,
großes Augenmerk auf die Kommunikation ihrer För- Systeme und Ansätze in Unternehmen, Stadtwerken
deraktivitäten gegenüber der Öffentlichkeit und der und Kommunen und in der unmittelbaren Lebens-
Fachcommunity durch entsprechende Informations- welt der Bürgerinnen und Bürger.
angebote.
Forschungskommunikation stellt Transparenz bei 1.3 Europäische und internationale
der Verwendung von Fördermitteln her und erläutert Vernetzung
die Ziele und Schwerpunkte der Förderpolitik. Sie
beleuchtet Zukunftstrends und berichtet über öffent- Die Energieversorgungsinfrastruktur in Deutschland
lich geförderte Forschungsinhalte. Sie macht den Weg ist kein in sich geschlossenes System, das an den Lan-
von Innovationen in den Markt sichtbar, die dank der desgrenzen endet. Sie steht im Austausch mit unseren
Projektförderung möglich wurden. Sie baut Wissen Nachbar- und Partnerländern. Aus diesem Austausch
über die Zusammenhänge des Energiesystems und entstehen Wechselwirkungen und großes Innovations
den Einfluss von Innovationen auf. Transparente potenzial durch Kooperationen und gemeinsame
Handlungsstrategien. Auch gerade angesichts der
gewaltigen Herausforderungen durch den Klimawan-
del sind solche gemeinsamen Lösungswege gefragt.
Umso wichtiger ist die Zusammenarbeit in Wissen-
schaft und Forschung in Europa und weltweit. Dabei14 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
ist einerseits die Kooperation zwischen den Staaten Technologien. Der SET-Plan unterstützt die Zusam-
gefragt, aber auch auf internationaler Ebene bergen menarbeit zwischen den einzelnen Mitgliedstaaten,
Partnerschaften zwischen Forschungseinrichtungen, der Industrie und Forschungsinstitutionen. Durch die
Universitäten oder Unternehmen ein großes Potenzial Koordination von Forschungsaktivitäten sollen Syner
für eine effiziente und umweltschonende Energiever- gieeffekte geschaffen und Kosten reduziert werden.
sorgung. Die im SET-Plan vereinbarten zehn Key Actions grei-
fen die Ziele der Energy Union auf und bilden die
1.3.1 Europäische Kooperation Grundlage für den Themenschwerpunkt Energie im
EU-Forschungsrahmenprogramm. Die energiepoliti-
Die Europäische Union ist nicht nur eines der erfolg- schen Ziele aus dem Green Deal der EU fließen in die
reichsten Friedensprojekte unserer Zeit, sie ist auch Weiterentwicklung des SET-Plans ein.
Wachstums- und Fortschrittsmotor für alle ihre Mit-
gliedstaaten und ihre Nachbar- und Partnerländer. Im Jahr 2019 ist der Dialogprozess für das Nachfolge-
Gerade im Energiebereich gilt dies besonders, da die programm von Horizon 2020 gestartet. Ab dem
Strom- und Wärmeversorgung die Grundlage für 1. Januar 2021 soll Horizon Europe die intensive För-
wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Wohlstand derung von Forschung und Entwicklung auf euro-
und Stabilität schafft. päischer Ebene fortsetzen. Die Energieforschung wird
auch in diesem Programm wieder eine wichtige Säule
Für die Förderung von Forschung und Entwicklung sein.
in Europa hat die Europäische Union mit dem Rah-
menprogramm Horizon 2020 ein wirkstarkes Maß- 1.3.2 Internationale Kooperation
nahmenpaket für Innovationen geschaffen (siehe
Kapitel 4.2). Insgesamt umfasst es ein Budget von Die Entwicklung von Innovationen ist zunehmend
rund 80 Milliarden Euro. Davon sind sechs Milliarden „grenzenlos“ und immer öfter das Ergebnis internati-
Euro für die Projektförderung der nicht-nuklearen onaler Zusammenarbeit und gemeinsamer Anstren-
Energieforschung veranschlagt. Deutsche Antrag- gung interdisziplinärer, supra- und internationaler
steller haben bislang rund 393,6 Millionen Euro För- Forschungsteams. Gerade für Deutschland mit seiner
dermittel aus Horizon 2020 für die Energieforschung vielschichtigen und weitverzweigten wissenschaft
erhalten. Das entspricht einem Anteil von rund 13,7 lichen Infrastruktur bietet dies große Chancen. Daher
Prozent. Mit Horizon 2020 stärkt die Europäische hat sich die Bundesregierung im 7. Energieforschungs
Union die internationale Wettbewerbsfähigkeit Euro- programm ein noch intensiveres Vernetzen von For-
pas, sei es durch Innovationen für die Modernisie- schung und Entwicklung auf europäischer und inter-
rung der lokalen Infrastruktur oder durch die daraus nationaler Ebene auf die Fahne geschrieben. Damit
entstehenden Exportpotenziale. trägt sie der globalen Dimension der Energiewende
Rechnung, denn nur mit nationalen Ansätzen allein
Mit der Unterstützung von Horizon 2020 trägt die ist eine klimafreundliche Energieversorgung nicht zu
Bundesregierung maßgeblich dazu bei, die europäische erreichen. Im Fokus steht dabei ein ganzheitliches,
Dimension der Energiewende weiter voranzubringen. anwendungsorientiertes Vorgehen, damit zukunfts
Hierzu zählt unter anderem die Nationale Kontakt- fähige Innovationen rasch in die Praxis überführt
stelle Energie (NKS Energie). Sie informiert For- werden können.
schungseinrichtungen, Universitäten, Unternehmen
und KMU im Auftrag des BMWi über die Inhalte und Internationale Energieagentur (IEA)
Schwerpunkte des Programms in Bezug auf die Ener-
gieforschung und berät bei der Identifikation geeig- Die Internationale Energieagentur (IEA) mit ihren 30
neter Fördermöglichkeiten sowie bei der Antrag Mitgliedstaaten unterstützt weltweit die Forschung,
stellung. Entwicklung und Anwendung klimafreundlicher
Energietechnologien. Die IEA ist eine selbstständige
Der europäische Strategieplan für Energietechnologie Organisation innerhalb der OECD (Organisation für
(SET-Plan) begleitet die Fördermaßnahmen der EU. wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung)
Er setzt die Leitlinien für eine kurzfristige und wett- und verfolgt das Ziel, ihre Mitgliedsländer in Fragen
bewerbsfähige Entwicklung von kohlenstoffarmen der Energieversorgungssicherheit sowie des Aufbaus1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 15
nachhaltiger Energiesysteme zu unterstützen. In die- erbare Energien (Renewable Energy Working Party,
sem Kontext fördert die IEA auch die internationale REWP), die Arbeitsgruppe für Fossile Brennstoffe
Kooperation zu Forschung, Entwicklung und Markt- (Fossil Fuels Working Party, FFWP) und die Arbeits-
einführung neuer Energietechnologien. Über den gruppe für Fusionsenergie (Fusion Power Coordina-
Kreis ihrer Mitglieder hinaus baut die IEA seit einigen ting Committee, FPCC). Sie begleiten die Arbeit der
Jahren auch die Zusammenarbeit mit OECD-Nicht- Technology Collaboration Programmes.
mitgliedsländern, vor allem großen Schwellenländern,
stark aus. So will die IEA weltweit den Einsatz klima Die Technology Collaboration Programmes (TCP)
freundlicher Energietechnologien vorantreiben. sind multilaterale Initiativen und dienen forschungs-
und marktrelevanten Aktivitäten für die Umsetzung
Der Verwaltungsrat (Governing Board) ist oberstes des Energietechnologieprogramms der IEA. Deutsch-
Entscheidungsgremium der IEA. Unterstützt durch land ist an 22 von aktuell 38 laufenden TCPs der IEA
ein weiteres Programmgremium, den CERT (Commit- aktiv beteiligt. Die Federführung für das deutsche
tee on Energy Research and Technology), entwickelt Engagement liegt beim Bundesministerium für Wirt-
es die Forschungs-, Entwicklungs- und Innovations- schaft und Energie (BMWi).
strategien und deren Umsetzung und koordiniert die
verschiedenen Maßnahmen der beteiligten Länder. Mission Innovation
Eine Expertengruppe für F&E-Prioritätensetzung und Mission Innovation wurde 2015 im Rahmen der
Evaluation (Expert's Group on Energy Technology 21. Konferenz der Vertragsstaaten des Klimarahmen-
R&D Priority Setting and Evaluation, EGRD) berät das übereinkommens (COP21) in Paris ins Leben gerufen.
CERT. Die verschiedenen Themenfelder behandeln Ihr gehören 24 Länder, darunter auch die Bundesre-
vier Arbeitsgruppen (Working Parties), die Arbeits- publik Deutschland, sowie die Europäische Union an.
gruppe für Rationelle Energieverwendung (End Use Die an Mission Innovation beteiligten Staaten haben
Working Party, EUWP), die Arbeitsgruppe für Erneu- sich verpflichtet, die öffentlichen Investitionen in16 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
Forschung und Entwicklung für saubere Energien bis rung von Energie aus erneuerbaren Quellen sowie
2021 zu verdoppeln. Gemeinsam wollen sie Innova Smart Grids. Daneben fördert das BMBF im deutsch-
tionen für eine umweltfreundliche, effiziente und französischen Programm „Make Our Planet Great
bezahlbare Energieversorgung weltweit fördern. Again“ Projektgruppen international herausragender
Unter http://mission-innovation.net informiert Wissenschaftler der Energie- und Klimaforschung an
Mission Innovation über Ziele, Fortschritte und Initia deutschen Einrichtungen. Die Auftaktkonferenz im
tiven. Oktober 2019 in Paris fand internationales Echo.
Strukturell ist die Initiative in acht sogenannten Zusammen mit dem griechischen General Secretariat
„Innovation Challenges“ aufgestellt. for Research and Technology (GSRT) des Ministry of
Education, Research and Religious Affairs stärkt das
# Innovation Challenge 1 (IC1): Smart Grids BMBF die deutsch-griechische Zusammenarbeit in
# Innovation Challenge 2 (IC2): Off-Grid Access to der Energieforschung. Die Fördermaßnahme schließt
Electricity an das erfolgreiche erste deutsch-griechische For-
# Innovation Challenge 3 (IC3): Carbon Capture schungsprogramm aus dem Jahr 2013 an und belegt
# Innovation Challenge 4 (IC4): Sustainable Biofuels die Kontinuität der Zusammenarbeit. Acht bilaterale
# Innovation Challenge 5 (IC5): Converting Sunlight Projektverbünde widmen sich seit 2018 verschiede-
# Innovation Challenge 6 (IC6): Clean Energy nen gemeinsamen Herausforderungen im Themen-
Materials bereich Energie und suchen innovative Lösungen für
# Innovation Challenge 7 (IC7): Affordable Heating eine effiziente, bezahlbare und umweltfreundliche
and Cooling of Buildings Energieversorgung für Griechenland, Deutschland
# Innovation Challenge 8 (IC8): Renewable and und Europa. Neben technischen Aspekten sollen
Clean Hydrogen dabei auch ökonomische und gesellschaftliche Her-
ausforderungen der Energiewende in Europa in
Deutschland legt im Rahmen von Mission Innovation einem systemischen Ansatz berücksichtigt werden.
einen Schwerpunkt auf das inhärent globale Thema
Wasserstoff. In diesem Sinne beteiligt sich Deutsch- Neben dem Engagement innerhalb der Europäischen
land auch an Diskussionen, die Mission Innovation in Union, der internationalen Energieagentur oder Mis
einer möglichen zweiten Phase über die 2015 festge- sion Innovation setzt die Bundesregierung bei der
legte Laufzeit von fünf Jahren hinaus zu verlängern. internationalen Zusammenarbeit bei der Förderung
von Forschung und Innovation auch auf bi- und
Im September 2019 haben die europäische Joint Pro- multilaterale Kooperationen mit ausgewählten Part-
gramming Platform ERA-NET Smart Energy Systems nerstaaten.
und Mission Innovation einen ersten gemeinsamen
Förderaufruf MICall19 zur Entwicklung von inte- Innerhalb der Zentren „WASCAL“ (West African
grierten Energiespeichersystemen veröffentlicht. Science Service Centre on Climate Change and Adap-
Zudem beteiligt sich Deutschland am sogenannten ted Land Use) und „SASSCAL“ (Southern African Sci-
MI Champions Programme, welches Personen aus- ence Service Centre for Climate Change and Adaptive
zeichnet, die mit ihren Ideen einen Beitrag zum Land Management) engagiert sich das BMBF dabei
Gelingen der globalen Energiewende leisten. staatenübergreifend in mehr als 15 Ländern Afrikas.
Im Zuge des zu entwickelnden Potenzialatlas Grüner
Bilaterale Initiativen/Europäische Wasserstoff werden darüber hinaus auch die Staaten
Kooperationen der wirtschaftlichen Zusammenschlüsse ECOWAS
(Economic Community of West African States) und
Im Förderbereich des BMBF erfolgen bilaterale Koope SADC (Southern African Development Community)
rationen mit einzelnen europäischen Ländern. So eingebunden. Dadurch erreicht die Initiative 31 Staa-
sind 2019 beispielsweise die Vorhaben der deutsch- ten und somit über die Hälfte der Bevölkerung Afri-
französischen Förderinitiative zur Nachhaltigen Ener kas. Der Potenzialatlas Grüner Wasserstoff wird darle-
gieversorgung Europas gestartet. Grenzüberschrei- gen, wo in Afrika Grüner Wasserstoff eine tragende
tende Verbünde aus Wissenschaft und Wirtschaft Rolle für die Energieversorgung vor Ort und den
bearbeiten Projekte zur Umwandlung und Speiche- Export nach Deutschland spielen kann. Die Erstel-1. FORSCHUNGSFÖRDERUNG FÜR DIE ENERGIEWENDE 17 lung einer interaktiven regionalen Landkarte bildet die Grundlage für zukunftweisende Demonstrations- vorhaben mit Industrie und Wissenschaft in Afrika. Das BMZ ergänzt den Potenzialatlas durch Analysen in weiteren Ländern und durch die Vorbereitung ent- wicklungspolitischer Maßnahmen. Im durch das BMBF geförderten Projekt Waste2Energy entwickeln deutsche Forschungseinrichtungen und Unterneh- men zusammen mit ghanaischen Universitäten und Firmen eine neuartige sogenannte „Hybrid-Photovol- taik-Biogas-Pyrolyse-Anlage“. Diese Anlage wandelt Abfall mit Energie aus der Sonne und verschiedenen Zersetzungsverfahren in grüne Energie um. Im Fokusprojekt „START“ analysieren deutsche For- schungseinrichtungen in enger Kooperation mit aus- tralischen Partnern die Transformation hin zu emissi- onsfreien Energiesystemen in Deutschland und Australien, insbesondere die gemeinsamen Heraus- forderungen und jeweiligen technologischen und politischen Lösungsoptionen. Szenarien des deutsch- australischen Energy Transition Hubs zeigen jetzt, wie Australien seinen derzeitigen erneuerbaren Strom anteil von 20 Prozent auf 200 Prozent ausbauen könnte. Teile hiervon stünden dann zur Erzeugung beispielsweise von exportierbarem Wasserstoff auf Basis erneuerbarer Energien bereit.
18
19 2. Projektförderung
20 2. P R OJ E K T F Ö R D E R U N G
2.1 Energiewende in den detailliert betrachtet. Innovationen zu Baustoffen
Verbrauchssektoren und Materialien und die Weiterentwicklung von bau-
technischen Komponenten und Gebäudetechnik sind
2.1.1 Energie in Gebäuden und Quartieren wichtige Schwerpunkte. Im Quartierskontext können
Gebäude als Energiesenke, Energiequelle oder Ener-
Mit den bisher umgesetzten Maßnahmen konnten im giespeicher im lokalen Energieversorgungssystem
Gebäudebereich bereits deutliche Fortschritte beim dienen. Systemlösungen für mehr Energieeffizienz
Klimaschutz und der Gesamtenergieeffizienz erzielt und zur besseren Integration erneuerbarer Energien
werden. Die Gesamtenergieeffizienz im Gebäudebe- sind wichtige Forschungsthemen, um die Energie-
reich ist zwischen 2008 und 2018 um über 25 Prozent wende im Quartier voranzubringen. Um die Innova-
gestiegen. Die Treibhausgasemissionen im Gebäudebe- tionen zügig in die Praxis zu transferieren und Hemm-
reich wurden zwischen 1990 und 2018 um rund 44 Pro- nisse zu identifizieren und zu überwinden, werden
zent gesenkt. Der Anteil erneuerbarer Energien am vorbildhafte Realisierungen ambitionierter Vorhaben
Endenergieverbrauch für Wärme und Kälte betrug 2018 ermöglicht. Zukünftig sollen Gebäude und Quartiere
über 14 Prozent. Damit wurde das Ziel Deutschlands vermehrt flexibel und bedarfsgesteuert mit den Netzen
von 14 Prozent für 2020 nach dem Erneuerbare-Ener- interagieren und Erzeugungs-, Energiespeicher- sowie
gien-Wärmegesetz, welches der Erneuerbaren-Ener- Verteilungsfunktionen im Energiesystem ausüben kön-
gien-Richtlinie (2009/28/EG) vorgriff, bereits im Jahr nen. Um Nah- und Fernwärme energieeffizient bereit-
2018 erfüllt. Mit der Umsetzung der Maßnahmen des stellen zu können, sind entsprechende Leitungsnetze
Klimaschutzprogramm 2030 sollen auch im Gebäude- und eine Infrastruktur für das Energiemanagement
bereich die Ziele für 2030 erreicht werden. Forschung, erforderlich. Wärmenetze müssen aus- und umgebaut
Entwicklung und Demonstration von innovativen sowie digital vernetzt werden.
Technologien und Konzepten helfen, diese Ziele zu
erreichen und den Weg zur Klimaneutralität zu ebnen. Die Bundesregierung bündelt die Förderung von For-
schung, Entwicklung und Demonstration im Bereich
Förderschwerpunkte und wissenschaftliche Gebäude und Quartiere in der Forschungsinitiative
Fortschritte Energiewendebauen. Neben Förderbekanntmachun-
gen und Fachportalen umfasst diese auch das For-
Bei der Forschung für energieoptimiertes Bauen wer- schungsnetzwerk Energiewendebauen. Dieses bringt
den einzelne Gebäude oder Ensembles sowie Schnitt- Expertinnen und Experten aus Forschung und Wirt-
stellen zu benachbarten Gebäuden und zum Quartier schaft zusammen und stärkt ihren Erfahrungsaus-
Abbildung 5: Fördermittel für Energieeffizienz in Gebäuden, Quartieren und Städten in Mio. Euro
(Daten siehe Tabelle 2, Seite 74)
2019
2018
2017
2016
2015
2014
2013
2012
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
■ Energieoptimierte und klimaneutrale Gebäude ■ Energieoptimierte und klimaneutrale Quartiere ■ Thermische Energiespeicher
■ Versorgung mit Wärme und Kälte2. PROJEKTFÖRDERUNG 21
tausch. Der intensive Austausch ermöglicht den PROJEKTSTECKBRIEF
Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis und
die Weiterentwicklung der Forschungsförderung.
Eine Stärkung des Technologie- und Innovations-
transfers ist auch ein zentrales Anliegen des im Früh-
jahr 2019 ausgerufenen Ideenwettbewerbs „Realla-
bore der Energiewende“ (siehe Kapitel 1.2.4). Hier
sollen Innovationen im realen Umfeld erprobt und so
Blaupausen für den Umbau des Energiesystems ent-
wickelt werden. Mit „SmartQuart“ ging im Dezember Rendering Block B der neuen Weststadt Esslingen
2019 das erste Reallabor an den Start. Mit den Stand-
orten Essen und Bedburg in Nordrhein-Westfalen EnStadt: Es_West_P2G2P – Klimaneutrales
sowie Kaisersesch in Rheinland-Pfalz repräsentiert Stadtquartier Neue Weststadt Esslingen
das Reallabor „SmartQuart“ typische Stadtquartiere in Grüner Wasserstoff für die urbane Energiewende
einem eng verdichteten ländlichen sowie städtischen
Raum. An den Standorten soll eine dezentrale, nach- Auf einem ehemaligen Güterbahnhofsgelände in
haltige und wirtschaftliche Energieversorgung in und Esslingen am Neckar entsteht ein urbanes Stadt-
zwischen Quartieren umgesetzt werden. Dazu werden quartier mit Büro- und Gewerbeflächen, einem
die zentralen lokalen Akteure vom Bewohner bis hin Neubau der Hochschule sowie rund 500 Wohnun-
zum Energieversorger und lokalen Technologiean- gen. Einzelne Bereiche sind schon fertiggestellt,
bieter miteinbezogen. sodass erste Mieter bereits eingezogen sind. Ziel
des Projekts ist es, ein nahezu klimaneutrales Stadt-
Ein weiteres Beispiel großer Quartiersprojekte stellen quartier zu realisieren. Das hierfür entwickelte
die Leuchtturmprojekte in Esslingen, Heide, Kaisers- integrale Energieversorgungskonzept basiert auf
lautern, Oldenburg, Überlingen, Stuttgart und Zwickau der Kopplung der Sektoren Gebäude (Strom,
dar. Sie werden seit 2017 gemeinsam von BMBF und Wärme, Kälte), Mobilität und Industrie. Das Herz-
BMWi in der Förderinitiative „Solares Bauen/Energie- stück ist ein Elektrolyseur, der Stromüberschüsse
effiziente Stadt“ für jeweils fünf Jahre gefördert. Die aus Wind- und Photovoltaikanlagen in grünen
systemisch angelegten Projekte zu energieoptimier Wasserstoff umwandelt. Dieser wird in das lokale
ten Gebäuden und Energieinfrastrukturen beziehen Erdgasnetz eingespeist, von der Industrie genutzt
dabei alle wichtigen Akteure aus Forschung und oder an H2-Tankstellen geliefert. Sollte wieder
Umsetzung mit ein. In den entsprechend breit aufge- Strom benötigt werden, lässt sich der Wasserstoff
stellten Konsortien arbeiten Kommunen, Forschungs- rückverstromen. Die beim Elektrolyseprozess
einrichtungen, Bürgervertreter sowie Unternehmen, anfallende Abwärme wird über ein Nahwärmenetz
wie etwa Energieversorger oder Wohnungsbaugesell- zur Deckung des Wärmebedarfs der Gebäude
schaften, zusammen. Dabei gilt es, den Energiever genutzt. Schon heute sind in Esslingen oberlei-
brauch zu senken, die Kopplung der Sektoren Strom, tungsgebundene Elektrobusse in den öffentlichen
Wärme und Mobilität voranzutreiben und das gesamte Nahverkehr eingebunden. Ende des Jahres wurden
System durch die Integration erneuerbarer Energien zusätzlich Elektrobusse mit Hybridantrieb erwor-
schrittweise zu dekarbonisieren. ben. Die Vernetzung, Regelung und Betriebsopti-
mierung des Gesamt-Energiesystems erfolgt durch
Projektförderung ein intelligentes Energie-Management-System.
Im Schwerpunkt Energie in Gebäuden und Quartie- Zuwendungsempfänger: Stadt Esslingen a. N.
ren haben das BMWi und das BMBF im Jahr 2019 und acht weitere Verbundpartner
911 laufende Vorhaben mit rund 93,51 Millionen Förderkennzeichen: 03SBE115A-I
Euro gefördert. 2019 haben die Ministerien zudem Fördermittelansatz: rund 10,6 Millionen Euro
207 Forschungsprojekte mit einem Fördermittelan- (BMWi), rund 2,5 Millionen Euro (BMBF)
satz von rund 117,23 Millionen Euro neu bewilligt Projektlaufzeit: 2017 – 2022
(vgl. Abb. 5).Sie können auch lesen
