Im September 2018 hat das Bundeskabinett das 7. Energieforschungsprogramm verabschiedet. Es setzt die Leitlinien für die Energieforschungsförderung der kommenden Jahre. Notwendig zur Erreichung der energie- und klimapolitischen Ziele ist einerseits ein effizienteres Nutzen von Energie, andererseits der weitere Ausbau des Anteils erneuerbarer Energien in allen Verbrauchssektoren. Die Energieforschung leistet dazu einen entscheidenden Beitrag, da sie die Entwicklung neuer und besserer klimafreundlicher Technologiegenerationen vorantreibt. Forschung und Forschungsförderung legen so den Grundstein für das CO2-neutrale Energiesystem der Zukunft. Das entwickelte Know-how ist nicht nur Motor der Energiewende, sondern stärkt auch die führende Position deutscher Unternehmen auf dem Gebiet der modernen Energietechnologien und sichert Wertschöpfung, Arbeitsplätze und Wohlstand in Deutschland.

Angewandte Energieforschung: Wegbereiter für Klimaneutralität

Wirtschaft und Gesellschaft sind auf eine zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung angewiesen. Dies setzt einerseits die dauerhafte Verfügbarkeit technisch und wirtschaftlich nutzbarer Energieformen voraus. Andererseits ist mit zunehmend schwankender Einspeisung und digitaler Vernetzung die technische Robustheit und Resilienz des Versorgungssystems eine strategisch wichtige Aufgabe mit wirtschafts-, sicherheits- und gesellschaftspolitischer Relevanz.

Um heutigen und zukünftigen Ansprüchen gerecht zu werden, setzt die Energieforschungspolitik an den dafür relevanten Stellschrauben an. Ein wichtiges Ziel ist die Klimaneutralität des Energiesystems. Diese kann nur erreicht werden, wenn der Anteil regenerativer Energieträger weiter steigt: Windenergie und Photovoltaik in der Stromproduktion, Biomasse, Geothermie und Solarenergie in der Wärmebereitstellung sowie Elektromobilität und synthetische Kraftstoffe im Verkehrssektor.

Damit erneuerbare Energien optimal und ressourcenschonend in bestehende Systeme integriert werden können, ist ein übergreifender Ansatz erforderlich. Verschiedene Elemente müssen „zusammen gedacht“ werden. Wesentliche Themen sind hier zum Beispiel: Stromnetze, Digitalisierung, Wasserstofftechnologien und Sektorkopplung. Letztere verknüpft die Bereiche Strom, Wärme, Mobilität und Industrie. So kann zum Beispiel Strom aus erneuerbaren Energieanlagen genutzt werden, um per Elektrolyse Wasserstoff zu erzeugen. Das Gas kann wiederum zur Dekarbonisierung von Industrieprozessen dienen. Doch nicht nur ein höherer Anteil erneuerbarer Energien kann langfristig CO2-Emissionen senken, sondern auch eine Reduktion des Energiebedarfs. Durch Weiterentwicklung und Optimierung trägt die angewandte Energieforschung dazu bei, Infrastruktur, Gebäude, Wohnviertel und industrielle Produktionsprozesse energieeffizienter zu gestalten.

Damit die Umsetzung dieser innovativen Ansätze gelingt, müssen alle Teile der Gesellschaft mitberücksichtigt werden. Denn der Umbau des Energiesystems wirkt sich auf die gesamte Lebens- und Arbeitswelt aus. Ob Bürgerinnen und Bürger, öffentliche Einrichtungen, Kommunen, Energieversorger oder das Handwerk: Nur, wenn sie alle die Energiewende unterstützen oder sogar aktiv mitgestalten, ist Wandel möglich. Forschende entwickeln Lösungsansätze, wie die verschiedenen Ebenen der Gesellschaft eingebunden und ihre Anliegen berücksichtigt werden können.

Innovative Technologien marktreif machen

Das Kernziel der Forschungsförderung des BMWK besteht darin, innovative, ganzheitliche Lösungen für die Herausforderungen der Energiewende zu entwickeln und rasch an den Markt zu führen. Dies soll durch einen breiten Förderansatz entlang der gesamten Wertschöpfungskette und durch den Fokus auf den Ergebnistransfer unterstützt werden. Die Forschungsförderung im Energiebereich leistet wichtige Beiträge zur Modernisierung der deutschen und europäischen Wirtschaft sowie zur Sicherung des Industriestandorts. Dabei geht es darum, die Digitalisierung sinnvoll aufzugreifen, Technologiekompetenzen im Energiebereich zu erhalten und auszubauen sowie Exportchancen für innovative Energietechnologien zu verbessern. Durch den technologieoffenen Programmansatz trägt die angewandte Energieforschung dazu bei, ein breites Spektrum an Lösungen für den Transformationsprozess im Energiebereich für den Markt zu entwickeln, um damit die Klimaschutzziele zu erreichen.

Im September 2018 hat das Bundeskabinett das 7. Energieforschungsprogramm „Innovationen für die Energiewende“ verabschiedet. Es legt die aktuellen Grundlinien und Schwerpunkte der Förderpolitik im Bereich innovativer Energietechnologien fest. Die Bundesregierung stellt innerhalb des 7. Energieforschungsprogramms jährlich rund 1,3 Milliarden Euro für die Forschung, Entwicklung, Demonstration und Erprobung zukunftsfähiger Technologien und Konzepte zur Verfügung. Das Programm wird von den drei Bundesministerien für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK), Bildung und Forschung (BMBF) sowie Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) getragen und steht unter der Federführung des BMWK. Thematische Schwerpunkte und Akzente erfolgen entlang folgender Strategielinien:

• Fokus auf Technologie- und Innovationstransfer, insbesondere durch die Reallabore der Energiewende als neue Fördersäule zur Marktvorbereitung innovativer Lösungen im industriellen Maßstab. Gleichzeitig sollen Start-ups als wichtige Impulsgeber für die Energiewende stärker unterstützt werden. Die Forschungsnetzwerke Energie und die Forschungskommunikation sind ebenfalls wichtige Elemente für den Wissenstransfer in Industrie und Energiewirtschaft.
• Die verstärkte Ausrichtung auf sektor- und systemübergreifende Fragestellungen der Energiewende wie Digitalisierung, Sektorkopplung und gesellschaftsbezogene Forschung. Das trägt dazu bei, den ganzheitlichen Förderansatz sicherzustellen.
• Ein enges Vernetzen der Forschung auf europäischer und internationaler Ebene. Die Kooperation mit internationalen Organisationen wird stetig ausgebaut und der wissenschaftliche Austausch gefördert. Zudem soll die Export- und Wettbewerbsfähigkeit gestärkt werden.
• Erstmalig verfolgt das Energieforschungsprogramm eine ressortübergreifende, themenorientierte Struktur der Projektförderung. Die bewährte Arbeitsteilung der Ressorts bleibt bestehen und richtet sich am Konzept des technologischen Reifegrads der zu erforschenden Themen und Technologien aus.

Dem 7. Energieforschungsprogramm ist ab Dezember 2016 ein breiter Konsultationsprozess mit Akteurinnen und Akteuren aus Industrie, Wissenschaft, Zivilgesellschaft und den Bundesländern vorausgegangen. Wissenschaftlich begleitet wurde dieser durch das vom BMWK geförderte strategische Leitprojekt „Trends und Perspektiven der Energieforschung“. Im Februar 2018 konnte sich zunächst die Öffentlichkeit über die Ergebnisse informieren, bevor der finale Ergebnisbericht „Technologien für die Energiewende“ am 25. Juli 2018 an Thomas Bareiß, den damaligen Parlamentarischen Staatssekretär im Bundesminister für Wirtschaft und Energie (BMWi), übergeben wurde.

Die Bundesregierung fördert auch außerhalb ihres Energieforschungsprogramms Forschung und Entwicklung von zukunftsweisenden Energietechnologien. Dabei geht es um Programme, in denen die energiepolitischen Aspekte nicht im Vordergrund stehen. Dazu gehören unter anderem die Luftfahrtforschung sowie die Technologieförderung für den Mittelstand.

Von der Grundlagenforschung bis zur Marktreife

Das Technology Readiness Level (TRL) gibt auf einer Skala von 1 bis 9 den wissenschaftlich-technischen Status einer Technologie an. Projekte, die als Entwicklungsziel die TRL 1 bis 3 anstreben und damit der anwendungsorientierten Grundlagenforschung zuzuordnen sind, werden vom BMBF gefördert. Das BMWK ist für die anwendungsnäheren Forschungsarbeiten ab TRL 3 zuständig. Das BMEL fördert themenspezifische, anwendungsnahe Forschungsarbeiten ab TRL 3 zur energetischen Biomassennutzung. Dem Instrument der Reallabore der Energiewende, mit dem marktnahe Entwicklungen gefördert werden, liegen die TRLs von 7 bis 9 zugrunde.

Darüber hinaus setzt die Bundesregierung auch im 7. Energieforschungsprogramm auf thematisch übergreifende und systemorientierte Forschungsansätze zum Beispiel durch ressort- und programmübergreifende Forschungsinitiativen.

Innovationen für den Wirtschaftsstandort Deutschland

Die Bundesregierung unterstützt deutsche Unternehmen mit dem 7. Energieforschungsprogramm dabei, ihre führende Position auf dem Gebiet moderner Energietechnologien auszubauen. Klimaschutz und CO2-Emissionen enden nicht an Staatsgrenzen. Neue Energietechnologien werden nicht nur in Deutschland eingesetzt, sondern auch weltweit genutzt. Wer hier innovative und wirtschaftliche Lösungen anbieten kann – und die deutschen Unternehmen und Forschungseinrichtungen besetzen auch Dank kontinuierlicher Forschungsförderung in vielen Energietechnologien eine sehr gute Ausgangsposition – hat einen Wettbewerbsvorteil auf den internationalen Märkten. Damit werden Wachstum und Beschäftigung in Deutschland gesichert. Zugleich leistet Deutschland so einen wichtigen Beitrag zum internationalen Klimaschutz.

Forschungsvorhaben sind zeitlich befristet sowie inhaltlich klar definiert. Die Projekte werden in Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Hochschulen durchgeführt. Durch die begrenzten Projektlaufzeiten ist es möglich, die Schwerpunktsetzung regelmäßig an neue Erkenntnisse anzupassen. Wichtig für den Erfolg der Energieforschung und somit der anwendungsnahen Projektförderung des BMWK ist zudem der Transfer der Forschungsergebnisse in marktfähige Anwendungen.

Förderberatung

Mit der Förderberatung „Forschung und Innovation“ bietet der Bund eine erste Anlaufstelle für alle Fragen zur Forschungs- und Innovationsförderung. Sie informiert potenzielle Antragstellerinnen und Antragsteller über aktuelle Förderprogramme und -initiativen sowie zu zuständigen Ansprechpersonen. Zu ihrem Serviceangebot gehört auch ein Lotsendienst für Unternehmen. Dieser richtet sich insbesondere an kleine und mittlere Betriebe.

Informationen zur Antragstellung im 7. Energieforschungsprogramm finden sich unter www.energieforschung.de.

Die Bundesregierung hat im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms das marktnahe Format Reallabore der Energiewende als Säule der Forschungsförderung etabliert. Die Reallabore der Energiewende haben Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems und widmen sich Forschungsfragestellungen, die eine Schlüsselrolle bei der Umsetzung der Energiewende innehaben. Konsortien aus Wirtschaft und Wissenschaft erproben unter realen Bedingungen technische sowie nicht-technische Innovationen im industriellen Maßstab in den Bereichen „Sektorkopplung und Wasserstofftechnologien“, „energieoptimierte Quartiere“ sowie „großskalige Energiespeicher im Stromsektor“. Die Reallabore der Energiewende tragen auf diese Weise mit dazu bei, innovative Entwicklungen im Energiebereich schneller am Markt zu etablieren. Durch die enge Zusammenarbeit von Praxis, Forschung und lokalen Akteuren werden Energietechnologien und Konzepte, die wirksam zum Klimaschutz beitragen, identifiziert und auf reale Bedürfnisse zugeschnitten.

Die Reallabore der Energiewende umfassen einzelne Viertel oder Industrieareale, ganze Städte oder befinden sich in mehreren Bundesländern. Einige der laufenden Vorhaben liegen in Strukturwandelregionen, die vom Kohleausstieg betroffen sind. Die Reallabore der Energiewende können hier zur Etablierung neuer Technologien und neuer Wertschöpfung vor Ort beitragen. Folgende Fragestellungen werden dabei adressiert: Wie kann grüner Wasserstoff im industriellen Maßstab wirtschaftlich eingesetzt werden? Wie verknüpft man optimalerweise das Energiesystem einer Stadt oder auch unterschiedlicher Städte miteinander? Was ist notwendig, damit die Kopplung der Sektoren Strom, Verkehr, Wärme und Industrie gelingen kann?

Mit Wissen den Transfer in Wissenschaft, Industrie und Gesellschaft unterstützen

Im April 2021 ist die vom BMWK initiierte Transferforschung zu den Reallaboren der Energiewende mit dem Schwerpunkt Wasserstofftechnologien gestartet. Das Projekt Trans4ReaL unter der Leitung der FfE München verfolgt dabei das Ziel, die Ergebnisse und Erkenntnisse der Reallabore der Energiewende in allgemeingültiges Wissen zu transferieren und somit für eine breitere Gruppe zugänglich zu machen. Die Ansätze der Reallabore der Energiewende werden reflektiert sowie Lernerfahrungen und Handlungsoptionen abgeleitet. Dabei setzt Trans4ReaL einerseits auf einen vertrauensvollen und intensiven Austausch mit den geförderten Projekten. Andererseits gilt es auch die Reallabore der Energiewende untereinander zu vernetzen, um gegenseitige Lerneffekte zu erzielen. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Projekts Trans4Real werden somit eine Grundlage dafür darlegen, wie eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft in Deutschland aufgebaut und Wasserstoff in das Energiesystem der Zukunft integriert werden kann.

Hinweis:
Unter dem Begriff des „Reallabors“ werden im BMWK zwei unterschiedliche Konzepte verfolgt:

• Die Reallabore der Energiewende sind ein Förderformat im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms der Bundesregierung. Ihre Umsetzung ist im allgemeinen Rechtsrahmen möglich, regulatorische Experimentierklauseln sind derzeit nicht vorgesehen.
• Reallabore als Testräume für Innovation und Regulierung machen es möglich – zumeist auf Basis von Experimentierklauseln –, digitale Technologien und Geschäftsmodelle unter realen Bedingungen zu erproben, die im allgemeinen Rechtsrahmen noch an Grenzen stoßen.

Forschungsnetzwerke Energie

Die Forschungsnetzwerke Energie wurden vom BMWK seit 2014 in wichtigen Themenbereichen der Energieforschung initiiert. Neben der Förderung von Partizipation und Transparenz soll der Ergebnistransfer beschleunigt und die Qualität der Forschungsergebnisse gesichert werden. Die Ergebnisse der Netzwerkarbeit gehen in die strategischen Überlegungen des BMWK zur Weiterentwicklung der Energieforschungspolitik ein.

In den offenen Expertennetzwerken beteiligen sich mehr als 4.000 Fachleute (Stand Oktober 2021). Durch ihren Austausch tragen sie dazu bei, Ergebnisse der Energieforschung direkt zu den Akteuren der Energiewende zu transferieren und praxisnahe Förderstrategien themenorientiert zu diskutieren sowie neue Maßnahmen anzuregen. Transparenz und Effizienz werden so in den Fokus der Energieforschung gerückt.

Energiewende-Plattform Forschung und Innovation

Die langfristig angelegten Forschungsnetzwerke Energie des BMWK dienen als fachliche Basis für die Energiewende-Plattform Forschung und Innovation.

Die Energiewende-Plattform Forschung und Innovation bringt als strategisches Beratungsgremium des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) hochrangige Akteure aus Politik, Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft zusammen. An der Energiewende-Plattform Forschung und Innovation beteiligen sich alle in der Energieforschung engagierten Ressorts auf Bundes- und Landesebene. Gemeinsam diskutieren und bewerten sie aktuelle Entwicklungen und Forschungsstrategien.
So integriert die Energiewende-Plattform Forschung und Innovation alle drei Säulen der Energieforschung – von der Grundlagenforschung über die angewandte Forschung bis hin zu marktnahen Reallaboren der Energiewende.

EnArgus ist das zentrale Informationssystem des BMWK zur Energieforschung. Es informiert über aktuelle und abgeschlossene Forschungsvorhaben rund um das Thema Energieforschung. Über die Suchfunktion können einzelne Projekte recherchiert und gefiltert werden. Zudem finden Interessierte hier Daten und Fakten zu den bereitgestellten Fördermitteln in den jeweiligen Forschungsschwerpunkten. Ein Wiki bietet darüber hinaus Erklärungen zu Fachbegriffen.

Alle Abschlussberichte der BMWK-Forschungsvorhaben werden in der Technischen Informationsbibliothek Hannover (TIB) gesammelt. Die Online-Version steht kostenlos zum Download bereit.

Die Website www.energieforschung.de bietet Informationen rund um die Projektförderung des BMWK in der angewandten Energieforschung. Sie stellt Hinweise zur Antragstellung, aktuelle Förderaufrufe sowie übergreifende Informationen zur Förderstrategie des BMWK im 7. Energieforschungsprogramm vor. Die Website erläutert das 7. Energieforschungsprogramm und die einzelnen Förderschwerpunkte und erklärt die Hintergründe zur Entstehung und den Konsultationsprozess für das Programm. Förderinteressierte finden in der Rubrik „Für Antragssteller“ nützliche Tipps und können sich über das Antragsverfahren informieren. Die Rubrik „Reallabore der Energiewende“ stellt das marktnahe Förderformat vor.

News, Interviews und Porträts zu aktuellen Forschungsprojekten aus der BMWK-Förderung sind auf Fachportalen zu den jeweiligen Forschungsschwerpunkten zu finden:

• Energieoptimierte Gebäude und Quartiere: energiewendebauen.de
• Energiewende in der Industrie: industrie-energieforschung.de
• Netze, Speicher, Sektorkopplung und systemübergreifende Themen: energiesystem-forschung.de
• Zukunftsfähige Stromerzeugungstechnologien: strom-forschung.de
• Newsletter zur angewandten Energieforschung: newsletter-energieforschung.de

Um die Öffentlichkeit über die vielfältigen Forschungsaktivitäten im Bereich innovativer Energietechnologien im 7. Energieforschungsprogramm zu informieren, gibt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) jährlich den Bundesbericht Energieforschung heraus. Der Bericht gibt einen ausführlichen und transparenten Überblick über die Förderpolitik der Bundesregierung in der Energieforschung. Er stellt Fortschritte, aktuelle Entwicklungen und Schwerpunkte in der Forschungsförderung transparent dar und präsentiert ausgewählte Highlight-Projekte. Der Bundesbericht Energieforschung schreibt zudem auch die Zahlen zum europäischen Forschungsrahmenprogramm Horizont Europa (bis 2020: Horizont 2020) und zur Energieforschung der Länder fort.

Die Zahlen zur Projektförderung aus dem Bundesbericht Energieforschung lassen sich zudem über EnArgus, dem zentralen Informationssystem des BMWK zur Energieforschung, transparent nachvollziehen.

2020 hat die Bundesregierung rund 1,22 Milliarden Euro für die Forschung, Entwicklung und Demonstration moderner Energietechnologien aufgewendet. Damit ist das Fördervolumen im Vergleich zum Vorjahr um sechs Prozent gestiegen (2019: 1,15 Milliarden Euro). Dies untermauert die zentrale Rolle der Energieforschung als Wegbereiter der Energiewende und als Impulsgeber für die Energiewirtschaft.

Internationale Forschungskooperationen gewinnen zunehmend an Bedeutung. Deutschland ist eng in die internationale Energieforschung eingebunden. Die Forschungskooperationen des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) basieren auf drei Säulen:

• Energieforschung in der Europäischen Union (EU),
• Energieforschung in der Internationalen Energieagentur sowie
• multilaterale Initiativen zur Energieforschung.

Energieforschung in der EU

Der SET-Plan (Strategic Energy Technology Plan) setzt als europäische Strategie seit 2008 die Leitplanken für die Energieforschungsförderung der EU. Er wird immer wieder angepasst an bedeutende Entwicklungen und Herausforderungen sowie an die Energie- und Klimaziele der EU. Mittels eines gesamtheitlichen Ansatzes unter Einbindung aller relevanten Interessenvertreter wird eine so genannte integrierte Roadmap erstellt, die die Prioritäten für Forschung, Entwicklung und Innovation festlegt.

Die EU fördert Forschung, Entwicklung und Innovation auf Basis mehrjähriger Rahmenprogramme. Ziel ist es, die wissenschaftlichen und technologischen Grundlagen der Industrie zu stärken, die Entwicklung ihrer internationalen Wettbewerbsfähigkeit zu fördern und den europäischen Forschungsraum (ERA) auszubauen. Im Programm Horizont Europa ist die Förderung von Forschungs- und Innovationsarbeiten im Bereich nicht-nuklearer Energien im Cluster 5 Klima, Energie und Mobilität (KEM) gebündelt. Hierfür sind während der Laufzeit des Programmes von 2021 bis 2027 rund 15 Milliarden Euro vorgesehen.

An einer Antragstellung Interessierte können sich an die Nationale Kontaktstelle (NKS) KEM – Klima, Energie, Mobilität wenden. Für das Thema Energie ist fachlich die Nationale Kontaktstelle Energie zuständig. Sie berät im Auftrag des BMWK kostenlos deutsche Unternehmen, Hochschulen und Forschungseinrichtungen.

Um Synergien zwischen nationaler und europäischer Förderpolitik zu realisieren, begleitet das BMWK im Rahmen von Horizont Europa so genannte Europäische Partnerschaften, die wiederum eigene Förderaufrufe veröffentlichen. Im Energiebereich sind fünf Partnerschaften vorgesehen: Clean Hydrogen, Clean Energy Transition Partnership (CETP), Driving urban transitions to a sustainable future (DUT), Built4People sowie eine Partnerschaft im Bereich Batterien.

Energieforschung in der Internationalen Energieagentur

Die Internationale Energieagentur (IEA) bietet ihren 30 Mitgliedstaaten ein breites Forum zur gemeinsamen Abstimmung wichtiger Energiefragen. Darüber hinaus stellt sie eine Plattform für internationale Forschungskooperationen, die so genannten "Technology Collaboration Programmes (TCP)", bereit. Schwerpunkte sind erneuerbare Energien, fossile Energieträger, Energieeffizienz sowie Kernfusion. Deutschland engagiert sich derzeit in 22 von insgesamt 38 laufenden TCPs. Alle Projekte und Aktivitäten im Bereich der Energieforschung werden durch das so genannte "CERT" (Committee on Energy Research and Technology) koordiniert, in dem das BMWK die Bundesregierung vertritt.

Mission Innovation

Das BMWK engagiert sich auch in der Mission Innovation, einer multilateralen Initiative, die am Rande der Klimakonferenz in Paris 2015 gegründet worden war und an der 22 Staaten und die EU beteiligt sind. Anfang Juni 2021 startete die zweite Phase, bei der ein beschleunigter Innovationstransfer, Demonstrationsprojekte und eine großskalige Umsetzung im Mittelpunkt stehen. Deutschland ist im Rahmen des Energieforschungsprogramms vor allem in der Initiative zu Wasserstoff (Clean Hydrogen Mission) aktiv und beteiligt sich auch an der Initiative zu regenerativen Stromversorgungssystemen (Green Powered Future Mission). Insgesamt soll die zweite Phase der Mission Innovation sieben Missionen umfassen.