INNOVATIONEN FÜR DEN KLIMASCHUTZ - SCHWERPUNKTE DER PROJEKTFÖRDERUNG DES BUNDESMINISTERIUM FÜR BILDUNG UND FORSCHUNG
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Juni 2021
INNOVATIONEN FÜR DEN KLIMASCHUTZ
SCHWERPUNKTE DER PROJEKTFÖRDERUNG DES BUNDESMINISTERIUM
FÜR BILDUNG UND FORSCHUNG
ENERGIE
» Grüner Wasserstoff: Schlüsselelement der Energiewende.
Grüner Wasserstoff ist ein Schlüsselbaustein der Energiewende. Mit ihm bringen wir
Klimaschutz auch in die Bereiche, die sich nicht oder nur schwierig direkt auf erneuerbaren
Strom umstellen lassen – etwa energieintensive Industrien wie die Stahl- und die Chemie-
industrie, aber auch der Flug- und Seeverkehr. Der konsequente Einstieg in die nachhaltige
Wasserstoffwirtschaft ist daher von grundlegender Bedeutung für die Zukunftsfähigkeit
Deutschlands. Im Rahmen der Nationalen Wasserstoffstrategie hat das BMBF hierzu
drei Wasserstoff-Leitprojekte initiiert. Über vier Jahre und mit einer Förderung von über
700 Millionen Euro tragen sie dazu bei, Deutschland zum Spitzenreiter bei Grünem Wasser-
stoff zu machen: Das Projekt H2Giga bringt die Wasserelektrolyse als Grundbaustein der
Wasserstoffwirtschaft in die Serienfertigung, H2Mare arbeitet an der Offshore-Wasserstoff-
erzeugung aus Windstrom auf hoher See und TransHyDE testet und entwickelt zukunfts-
weisende Transportlösungen für Wasserstoff. Parallel dazu treibt das BMBF die Entwicklung
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der Technologiegenerationen von morgen und übermorgen in der Wasserstoff-Grundlagen
forschung voran: Bislang wurden hier 16 Projekte mit einer Fördersumme von über
55 Millionen Euro bewilligt; weitere rund 30 Projektskizzen im Umfang von ca. 73 Millionen
Euro folgen und befinden sich aktuell in der Antragsphase.
Weitere Informationen: https://www.wasserstoff-leitprojekte.de/
» Kopernikus-Projekte für die Energiewende.
Die vier Kopernikus-Projekte liefern praktische Lösungen für zentrale Herausforderungen
der Energiewende. Das Projekt ENSURE erforscht das Stromnetz der Zukunft. SynErgie
untersucht, wie die Industrie ihre Stromnachfrage flexibel an das Stromangebot anpassen
kann. Ariadne analysiert, mit welchen Gesetzen sich die Klimaziele erreichen lassen. Und
P2X entwickelt Technologien, mit denen sich Strom in höherwertige Energieträger um
wandeln lässt. In den auf zehn Jahre in drei Phasen angelegten Kopernikus-Projekten
entwickeln aktuell 160 Partner aus Wissenschaft, Wirtschaft und Zivilgesellschaft gemein-
sam klimafreundliche Lösungen für ein nachhaltiges Energiesystem von den Grundlagen
bis hin zur Marktreife. In der laufenden zweiten Förderphase werden die Projekte bis 2022
mit rund 120 Millionen Euro gefördert. Insgesamt stehen für die Kopernikus-Projekte bis
zu 400 Millionen Euro Fördermittel zur Verfügung.
Weitere Informationen: https://www.kopernikus-projekte.de/
MEERE UND OZEANE
» Ozeane als CO2-Speicher.
Die Ozeane enthalten mehr als 50 Mal so viel Kohlenstoff wie die Atmosphäre. Bislang
haben sie wesentlich zur Minderung anthropogen verursachter CO2-Effekte beigetragen,
indem sie etwa ein Viertel dieser CO2-Emissionen aufgenommen und gespeichert haben.
Es wird jedoch erwartet, dass der Anteil der ozeanischen CO2-Speicherung abnimmt, da
Bundesministerium für Bildung und Forschung · 2021durch Erwärmung, Versauerung, Abnahme des Sauerstoffgehalts und andere vom Menschen
verursachte Störungen die physikalischen, chemischen und biologischen Fähigkeiten der
Ozeane zur Aufnahme von CO2 beeinträchtigt werden. Die Förderrichtlinie des BMBF
zur Forschungsmission „Marine Kohlenstoffspeicher als Weg zur Dekarbonisierung“ im
Rahmen der Deutschen Allianz Meeresforschung bildet die Grundlage für Untersuchungen
der Bedeutung und der Potentiale der Ozeane für die Aufnahme und Speicherung von CO2
aus der Atmosphäre. Diese anwendungsbezogene Forschungsmission soll der Politik und
Gesellschaft konkretes Handlungswissen vermitteln und konkrete Umsetzungskonzepte
hervorbringen.
» Klimawandel in der Arktis – MOSAiC.
Der Einfluss des Klimawandels ist in der Arktis am stärksten ausgeprägt. Hier haben in
den letzten Dekaden drastische Veränderungen des Klima- und Ökosystems stattgefunden.
Zum Verständnis dieses neuen Klimazustandes und seiner zukünftigen Entwicklung hat die
Arbeitsgruppe „Atmosphäre“ des International Arctic Science Committees (IASC) 2011 eine
große internationale Messkampagne initiiert mit dem Fokus auf Wechselwirkungsprozesse
Atmosphäre-Eis-Ozean in regionalen Klimamodellen. Der Kern dieser Initiative mit dem
Titel „Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate“ (MOSAiC) war
ein intensives einjähriges Beobachtungs- und Messprogramm (2019 bis 2020). In diesem
Rahmen haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Forschungsinstitutionen
aus 20 Nationen mit dem Forschungseisbrecher POLARSTERN als Driftstation die Arktis
im Jahresverlauf erforscht. Während der Expedition sind umfassende Datensätze generiert
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worden, die dazu beitragen werden, den Einfluss der arktischen Regionen auf unser Klima
besser zu verstehen. Mit der Förderrichtlinie des BMBF zur wissenschaftlichen Datenaus-
wertung der Arktis-Expedition „MOSAiC“ soll konkretes und zeitnahes Handlungswissen
zum Klimawandel generiert werden.
GEBÄUDE
» CO2-Reduktion im Gebäudebereich.
Ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen gehen auf den
Gebäudebestand zurück, davon etwa drei Viertel auf die Wärmeerzeugung. Kommunen
schaffen es kaum aus eigener Kraft, Städte durch Energieeffizienz und erneuerbare Energien
nahezu klimaneutral zu machen. Hier setzt die ressortübergreifende Förderinitiative Solares
Bauen/Energieeffiziente Stadt von BMBF und BMWi an. Seit 2017 fördern beide Ressorts
sechs systemisch angelegte Leuchtturmprojekte in Heide (Holstein), Oldenburg, Zwickau,
Stuttgart, Esslingen und Kaiserslautern mit bis zu 100 Mio. Euro. Diese Projekte besitzen
überregionale Strahlkraft und können so zur erforderlichen CO2-Reduktion im Gebäude
bereich beitragen.
Weitere Informationen: https://www.fona.de/de/massnahmen/foerdermassnahmen/foer-
derinitiative-solares-bauen.php
VERKEHR
» Urbane Mobilität.
Die Emissionen aus dem Verkehr sind seit 1990 kaum zurückgegangen. Nach der aktuellen
Novelle des Klimaschutzgesetzes sollen bis 2030 die Emissionen des Verkehrssektors aber
um 40 % reduziert werden. Ziel des BMBF ist es, dass Technologieentwicklung und soziale
Bundesministerium für Bildung und Forschung · 2021Innovationen für einen modernen Verkehr verknüpft werden. Im Wettbewerb
„MobilitätsWerkStadt 2025“ entwickelten im Jahr 2020 rund 50 Kommunen innovative
Mobilitätskonzepte, die seit 2021 in 14 Kommunen in der konkreten Umsetzung sind. In der
Fördermaßnahme „MobilitätsZukunftsLabor 2050“ entwickeln seit 2020 12 interdisziplinäre
Forschungsprojekte neue systemische Lösungen für die Mobilität der Zukunft. Insgesamt
sind Fördermittel in Höhe von rund 50 Mio. Euro vorgesehen.
» Synthetische Kraftstoffe.
Aktuell ist der Verkehrssektor für etwa ein Fünftel der deutschen CO2-Emissionen
v erantwortlich. Das BMBF lässt technologieoffen alle Alternativen für eine CO2-freie
Mobilität umfassend prüfen. Neben Elektromotoren und Brennstoffzellen zählen dazu
auch synthetische Kraftstoffe, die vor allem im Schwerlastverkehr eine Alternative sein
können, da dieser nur schwer zu elektrifizieren ist. Sie sind nahezu klimaneutral, wenn sie
aus erneuerbaren Energien, Wasser und CO2 hergestellt werden. Das ist beispielsweise
im Kopernikus-Projekt P2X der Fall. Zudem ist 2019 die dreijährige Forschungsinitiative
NAMOSYN gestartet. Sie testet und bewertet synthetische Kraftstoffe auf Einsatzmöglich
keiten, Motorverträglichkeit und Qualität. An NAMOSYN sind mehr als 30 Partner aus
Automobil-, Zulieferer-, Mineralöl- und Chemieindustrie sowie Forschungseinrichtungen
beteiligt. Hierfür werden rund 21 Mio. Euro bereitgestellt.
Weitere Informationen: http://namosyn.de
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INDUSTRIE
» CO2-Reduktion in der Industrie.
Mithilfe Grünen Wasserstoffs lassen sich die CO2-Emissionen der Industrie massiv
reduzieren. In der Stahlindustrie beispielsweise kann Grüner Wasserstoff Kohle als Reduk-
tionsmittel ablösen. Dadurch ließen sich je nach Standort mehrere Millionen Tonnen CO2
jährlich einsparen. Wie das funktionieren könnte, untersucht derzeit die Machbarkeitsstudie
BeWiSe am Beispiel des Stahlwerks in Salzgitter. Auch in der Chemieindustrie lassen sich
viele heute klimaschädliche Verfahren mit Grünem Wasserstoff schon bald klimafreundlich
umgestalten. Wie das funktioniert, untersuchen beispielsweise die Projekte Rheticus und
P2X. Trotzdem gibt es Branchen, in denen auch langfristig CO2-Emissionen anfallen w erden.
Eine Möglichkeit, die CO2-Emissionen trotzdem zu reduzieren, ist die Nutzung von CO2
als Rohstoff. Das macht beispielsweise das Projekt Carbon2Chem in einem Stahlwerk
von thyssenkrupp. In Carbon2Chem arbeiten 16 Partner aus Industrie und Wissenschaft
zusammen, um CO2-haltige Abgase in Vorläufer für Dünger, Kunst- und Kraftstoffe umzu-
wandeln. Auf diese Weise entweicht das CO2 nicht in die Atmosphäre, sondern ersetzt Öl
oder Erdgas als Kohlenstoffquelle der Chemieindustrie. Carbon2Chem soll so 20 Millionen
Tonnen des jährlichen CO2-Ausstoßes der Stahlbranche wirtschaftlich nutzbar machen.
Zudem lässt sich das Konzept potentiell auf mehr als 50 Standorte weltweit übertragen.
Zudem war der Carbon2Chem-Ansatz in einer ersten Phase so erfolgreich, dass er nun auch
in Betrieben der Kalk- und Müllverbrennungs-Industrie getestet werden soll. Das BMBF
fördert Carbon2Chem bisher in zwei Phasen mit mehr als 145 Mio. Euro.
Weitere Informationen zu Carbon2Chem: https://www.fona.de/de/massnahmen/foerder-
massnahmen/carbon2chem.php
Bundesministerium für Bildung und Forschung · 2021» Prozessemissionen in der Industrie.
Der Industriesektor ist mit 20 Prozent Deutschland. Mehr als ein Drittel der Industrie-
emissionen – und damit fast 8 Prozent der gesamten deutschen Treibhausgasemissionen
– sind direkt auf Produktionsprozesse in der Grundstoffindustrie zurückzuführen (Stahlher-
stellung, Kalk- und Zementherstellung, Grundstoffchemie, Aluminium). Das BMBF hat 2019
ein Förderprogramm aufgelegt, mit dem die deutsche Grundstoffindustrie befähigt werden
soll, Prozesse und Verfahrenskombinationen zu entwickeln, die zu der direkten Vermeidung
von Treibhausgasen beitragen. Neben den technologischen Innovationen stehen hier auch
wirtschaftliche Rahmenbedingungen und die Konkurrenzfähigkeit der entwickelten Verfah-
ren im Fokus der Förderrichtlinie. Aktuell sind 7 Projekte mit 11,3 Millionen Euro bewilligt,
weitere 12 Projekte mit 19,5 Millionen Euro Förderbedarf sind auf dem Weg.
Weitere Informationen: https://www.fona.de/de/massnahmen/foerdermassnahmen/
klimpro-industrie.php
» KMU-innovativ: Spitzenforschung und Entwicklung zu Energieeffizienz
und Klimaschutz.
In vielen Bereichen der Spitzenforschung sind kleine und mittlere Unternehmen (KMU)
Vorreiter des technologischen Fortschritts. Mit KMU-innovativ bietet das BMBF ihnen
die Chance, mit neuen Produkten und Prozessen erfolgreich im Markt zu bestehen. Auch
bei Klimaschutz und Energieeffizienz kommen wichtige Impulse aus mittelständischen
Unternehmen. Die Förderinitiative besteht seit 2007 und wird breit über Deutschland 4
verteilt bei KMU genutzt, die Spitzenforschung betreiben wollen. In der Initiative wurden
über alle Bereiche insgesamt 3.600 kleine und mittelständische Unternehmen mit mehr
als 1,6 Milliarden Euro gefördert – über 500 davon im Themenfeld Energieeffizienz und
Klimaschutz (Fördersumme: 130 Mio. Euro). Im Hinblick auf die gestiegene Relevanz des
Themas Klimaschutz wurde in die 2019 neu gefasste Förderrichtlinie ein konkreter Bezug
zum Klimaschutzplan 2050 aufgenommen. Um das FuE-Potenzial zum Klimaschutz voll
auszuschöpfen und zusätzliche KMU für FuE-Aktivitäten zu mobilisieren, ist das Spektrum
der Förderthemen dabei breit gefasst.
LANDWIRTSCHAFT
» Klimaschutz in Landwirtschaft sowie Landnutzung und Forstwirtschaft.
In der Landwirtschaft stagniert die Verringerung der Treibhausgasemissionen. Das
Klimaschutzpotential dieses Handlungsfelds wird nicht ausreichend genutzt. Das BMBF
hat daher eine entsprechende Forschungsmaßnahme in das Klimaschutzprogramm 2030
eingebracht. Die Konkretisierung der Maßnahmen, die in eine Förderrichtlinie münden soll,
steht kurz vor dem Abschluss. Sie soll dazu beitragen, Lösungen zur langfristigen Minderung
von THG-Emissionen in landwirtschaftlichen Produktions- und Versorgungssystemen zu
erarbeiten und anzuwenden. Klimaschutz und Klimaneutralität soll an Piloten in Modell
regionen gezeigt werden. Die Veröffentlichung ist noch für dieses Jahr angestrebt. Sie soll
mit einem Fördervolumen von mindestens 10 Millionen hinterlegt werden.
» Bioökonomie – CO2-Reduktion durch effiziente Nutzung nachwachsender Rohstoffe.
Die Bundesregierung unterstützt den Ausbau der Bioökonomie als nachhaltige Wirt-
schaftsform. Mithilfe nachwachsender Rohstoffe und der Nutzung biologischen Wissens
sollen Ressourcen geschont und effizienter als bisher verwendet werden. Über innovative
Bundesministerium für Bildung und Forschung · 2021Methoden und Verfahren der Biotechnologie können fossile Rohstoffe durch nachwachsende
ersetzt und Treibhausgasemissionen reduziert werden. Die Umsetzung moderner Bio
raffineriekonzepte macht es möglich, Biomasse – vor allem in Form organischer Rest- und
Abfallstoffe – einer vielseitigeren, höherwertigen und mehrfachen Verwertung zuzuführen.
Der Kohlenstoff wird damit der Atmosphäre für eine signifikant verlängerte Nutzungs-
dauer entzogen. Biobasierte Verfahren schaffen Perspektiven zur Reduktion von Treibhaus
gasemissionen, indem sie CO2 verstärkt als Rohstoff für die Produktion höherwertiger
Verbindungen nutzen. Neue Ansätze der Pflanzenzüchtungsforschung könnten ferner die
Entwicklung von Sorten ermöglichen, welche mittels verstärkter verbesserter CO2-Fixierung
im Rahmen der Photosynthese gleichbleibende oder sogar höhere Erträge auch unter
schwierigen Wachstumsbedingungen sicherstellen. Eingebunden in den Kontext künftiger
innovativer und nachhaltiger Agrarsysteme, offeriert die Pflanzen- und Nutzpflanzen
forschung einen wertvollen Beitrag, unsere landwirtschaftliche Produktion für Nahrung und
biogene Rohstoffe effizienter, effektiver und nachhaltiger zu gestalten. Seit dem Jahr 2013
hat das BMBF Forschung mit einem Bezug zum Klimaschutz im Bereich der Bioökonomie
mit einem Fördervolumen von mehr als 170 Mio. Euro gefördert.
Die Anstrengungen des BMBF in der Projektförderung für Nachhaltigkeit, Klima und
Energie gehen weit über die oben genannten Vorhaben hinaus und umfassen u. a. Forschung
zu Biodiversität, sauberen Ozeanen oder Kreislaufwirtschaft.
FINANZWIRTSCHAFT 5
» Finanzwirtschaft und Klimaschutz.
Die Europäische Kommission veröffentlichte im Frühjahr 2018 den Aktionsplan zur
Finanzierung nachhaltigen Wachstums.
Dieser setzt wichtige Impulse für die Umsetzung des im Übereinkommen von Paris
(Art. 2) verankerten Ziels, Finanzmittelflüsse und Klimaschutz stärker in Einklang zu bringen.
Denn Investitionshemmnisse und Finanzierungsfragen zählen häufig zu den expliziten oder
latenten Rahmenbedingungen (und auch Barrieren) der angestrebten Dekarbonisierung.
Die Bundesregierung verabschiedete im Mai dieses Jahres eine Strategie zu Sustainable
Finance mit dem Ziel, Deutschland zu einem führenden Sustainable Finance-Standort
auszubauen. Darin werden Themenfelder benannt, die insbesondere neues Wissen durch
Forschung erfordern. Diese sollen die Bedeutung von Finanzwirtschaft und Finanzmärkten
für den Klimaschutz stärker in den Blick rücken. Wegen der hierzu noch offenen Fragen
nimmt sich das BMBF der forschungspolitischen Aspekte des Themas an. Denn die für
den Klimaschutz erforderlichen Investitionsvolumina sind erheblich. Die EU-Kommission
schätzt z. B., dass pro Jahr ca. 350 Mrd. Euro zusätzlich investiert werden müssten, um das
neue EU-Klimaziel für 2030 einzuhalten (55 %-Reduktion ggü. 1990). OECD; Weltbank
und UN gehen von einem globalen Investitionsbedarf von 6,9 Billionen Dollar jährlich
aus, um die nötige Infrastruktur zur Erreichung der Ziele des Pariser Übereinkommens
zu finanzieren. Durch Klimawandel und Klimaschutz ergeben sich zudem strukturelle
Veränderungen in und für die Realwirtschaft, die spezifische Risiken auf Finanzmärkten und
für einzelne Institute und Investments darstellen. Akteure des Finanzmarkts haben hier
noch bedeutenden Wissensbedarf. Die Forschung kann zum Thema Finanzwirtschaft und
Klimaschutz damit insgesamt wichtige Beiträge leisten und Impulse setzten. Das BMBF hat
deshalb die neue Fördermaßnahme „Klimaschutz und Finanzwirtschaft (KlimFi“) gestartet
(Bekanntmachung vom 25.2.2021, 3 Jahre). Die Fördersumme beträgt ca. 10 Millionen Euro.
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