Im Oktober 2023 hat das BMWK das aktuelle Energieforschungsprogramm veröffentlicht. Es setzt die Leitlinien für die Forschungsförderung in der angewandten Energieforschung. Notwendig für das Erreichen der energie- und klimapolitischen Ziele ist einerseits ein effizienteres Nutzen von Energie, andererseits der weitere Ausbau der erneuerbaren Energien in den Verbrauchssektoren. Die Energieforschung leistet dazu einen entscheidenden Beitrag, da sie die Entwicklung neuer und effizienterer Ansätze vorantreibt. Forschung und Forschungsförderung legen so den Grundstein für das CO2-neutrale und resiliente Energiesystem der Zukunft. Das entwickelte Know-how ist nicht nur Motor der Energiewende, sondern unterstützt die Standorterneuerung und stärkt die Position deutscher Unternehmen auf dem Gebiet der modernen Energietechnologien.

Angewandte Energieforschung: Wegbereiter der Vollendung der Energiewende

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 in allen Sektoren des Versorgungssystems rasch weiter steigt.

Um erneuerbare Energien optimal und ressourcenschonend in bestehende Systeme zu integrieren, ist ein übergreifender Ansatz erforderlich. Verschiedene Elemente müssen „zusammen gedacht“ werden. Wesentliche Themen sind hier zum Beispiel: Netze- und Speicher, Digitalisierung 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 „grüne“ 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 mitmachen. Denn der Umbau des Energiesystems wirkt sich auf die gesamte Lebens- und Arbeitswelt aus. Ob Bevölkerung, öffentliche Einrichtungen, Kommunen, Energieversorger oder das Handwerk: Nur, wenn sie alle die Energiewende unterstützen oder sogar aktiv mitgestalten, ist Wandel möglich. Fachleute entwickeln Lösungsansätze, wie die verschiedenen Ebenen der Gesellschaft eingebunden und ihre Anliegen berücksichtigt werden können.

Innovative Technologien schneller und kostengünstiger verfügbar machen

Das Kernziel der Forschungsförderung des BMWK besteht darin, innovative, ganzheitliche Lösungen für die Herausforderungen der Energiewende zu entwickeln, zu validieren 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 Erneuerung 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 einen breiten technologischen Programmansatz trägt die angewandte Energieforschung dazu bei, ein großes Spektrum an Lösungen für den Transformationsprozess im Energiebereich für den Markt so vorzubereiten, dass die Klimaschutzziele schneller und effizienter erreicht werden.

Mit seinem Energieforschungsprogramm legt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz die aktuellen Grundlinien und Schwerpunkte der Förderpolitik im Bereich innovativer Energietechnologien fest. Mit dem neuen Programm verfolgt das BMWK erstmals eine missionsorientierte Innovationspolitik für die Energiewende. Dahinter verbirgt sich eine sektor- und fachthemenübergreifende Forschungsförderung, die an konkreten, ambitionierten Zielen für jede Mission ausgerichtet ist. Immer mit dem Fokus, Forschungsergebnisse, die zum Aufbau einer klimaneutralen, sicheren Energieversorgung beitragen, schnell in die Praxis zu bringen. Die Schwerpunkte des neuen Energieforschungsprogramms sind:

• die Forschung für ein resilientes und effizientes Energiesystem (Mission Energiesystem)
• die Forschung für eine klimaneutrale Wärme- und Kälteversorgung (Mission Wärmewende),
• die Forschung für die Umstellung der Stromversorgung auf erneuerbare Energien (Mission Stromwende),
• die Forschung für eine nachhaltige Wasserstoffwirtschaft (Mission Wasserstoff),
• die schneller Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis (Mission Transfer)

Da es sich bei der Energiewende um einen dynamischen Prozess handelt, der von äußeren, geopolitischen Entwicklungen ebenso geprägt ist, wie von allen Akteuren die Energie bereitstellen oder nutzen, hat das BMWK das neue EFP ganz bewusst als lernendes Programm gestaltet. Das heißt, die verschiedenen Förderformate und Programmziele der einzelnen Missionen können an neue Erfordernisse angepasst werden. So stellt die Politik sicher, dass die Förderpolitik zum Innovationsbedarf der Energiewende passt. Hierzu sieht das Programm auch ein Monitoring vor, das frühzeitig anzeigt, wenn Ziele oder Maßnahmen angepasst werden müssen.

Der Fortschreibung des Energieforschungsprogramms ging ein breiter Konsultationsprozess mit Akteurinnen und Akteuren aus Wirtschaft und Industrie, Wissenschaft, Gesellschaft und den Ländern voraus. Dieser wurde wissenschaftlich durch das Förderprojekt „Missionsorientiertes Politiklernen für ein agiles Energieforschungsprogramm (M-EFP)“ begleitet und durch den Projektträger Jülich im Auftrag des BMWK koordiniert.

Es gibt auch andere Forschungsprogramme, die Aspekte von zukunftsweisenden Energietechnologien enthalten. Dabei geht es vor allem um Programme, in denen die energiepolitischen Aspekte nicht im Vordergrund stehen. Dazu gehören unter anderem die Luftfahrtforschung sowie die Technologieförderung für den Mittelstand des BMWK.

Forschungsförderung bis zur Marktreife

Das Technology Readiness Level (TRL) gibt auf einer Skala von 1 bis 9 den wissenschaftlich-technischen Status einer Technologie an (Technologiereifegrad). Das BMWK fördert anwendungsnahe Forschungsarbeiten ab TRL 3. Dem Instrument der Reallabore der Energiewende, mit dem marktnahe Entwicklungen gefördert werden, liegen die TRLs von 7 bis 9 zugrunde.

Mikroprojekte: Innovatives Format für schnellere Umsetzung

Ein besonderes Format im Energieforschungsprogramm sind die sogenannten Mikroprojekte. Mikroprojekte grenzen sich von den bestehenden Formaten durch den Fokus auf eine schnelle Verwertung der Projektergebnisse und kurze Projektlaufzeiten ab. Schnellere Antragsprozesse, kleinformatige, kurzlaufende Projekte und eine intensivere, zielgerichtete Evaluation laufender Projekte sollen Lernschleifen beschleunigen. So sollen vor allem drängende Forschungsfragen und Förderbedarfe fokussiert in einem „Trial & Error“-Ansatz geklärt werden. Mit dem Energieforschungsprogramm des BMWK wird das Förderformat der Mikroprojekte auf alle Forschungsthemen ausgeweitet und gestärkt.

Innovationen für die Standorterneuerung in Deutschland und den Technologieexport

Energieinnovationen haben einen bedeutenden Anteil an der Sicherung von Wertschöpfung, Arbeitsplätze und Wohlstand in Deutschland. Auch die Beiträge zur Technologiesouveränität und Diversifizierung stärken den Wirtschaftsstandort.

Durch die Forschungsförderung werden zudem deutsche Unternehmen dabei unterstützt, ihre Position auf dem Gebiet klimafreundlicher Energietechnologien auszubauen. Klimaschutz und CO-Emissionen enden nicht an Staatsgrenzen. Neue Energietechnologien werden nicht nur in Deutschland eingesetzt, sondern auch weltweit genutzt. Wer 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. Das sichert Wachstum und Beschäftigung in Deutschland. Zugleich leistet Deutschland so einen wichtigen Beitrag zum internationalen Klimaschutz.

Forschungsvorhaben sind zeitlich befristet und inhaltlich klar definiert. Die Projekte werden von Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Hochschulen umgesetzt. Durch die begrenzten Projektlaufzeiten ist es möglich, Förderschwerpunkte- und -prioritäten zielgerichtet weiterzuentwickeln und an neue Erkenntnisse bzw. Rahmenbedingungen anzupassen. Das erhöht die Effizienz des Fördereuros. Wichtig für den Erfolg der Energieforschung 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 8. Energieforschungsprogramm finden sich unter www.energieforschung.de.

Im Rahmen des Energieforschungsprogramms hat das BMWK das marktnahe Format Reallabore der Energiewende als Säule der Forschungsförderung etabliert. Die Reallabore der Energiewende haben Pioniercharakter für die Transformation des Energiesystems. Sie 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. 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, Industrieareale, ganze Städte oder können sich über mehrere Bundesländer erstrecken. 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. Die derzeit laufenden Projekte adressieren dabei unter anderem folgende Fragestellungen: Wie kann grüner Wasserstoff im industriellen Maßstab wirtschaftlich eingesetzt werden? Wie verknüpft man das Energiesystem einer Stadt oder auch unterschiedlicher Städte optimal miteinander? Was ist notwendig, damit die Kopplung der Sektoren Strom, Verkehr, Wärme und Industrie gelingen kann?

Mit Wissen den Transfer in Industrie, Wissenschaft 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 Energieforschungsprogramms. Ihre Umsetzung ist im allgemeinen Rechtsrahmen möglich, regulatorische Experimentierklauseln sind derzeit nicht vorgesehen.
• Reallabore als Testräume für Innovation und Regulierung ermöglichen es – 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 3.700 Fachleute (Stand August 2023). 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.

Koordinierungsplattform Energieforschung

Die Koordinierung der Forschungs- und Innovationsmaßnahmen mit Energieschwerpunkt verschiedener Bundesressorts erfolgt in der Koordinierungsplattform Energieforschung unter Federführung des BMWK. Dadurch können geplante Maßnahmen aufeinander abgestimmt und Synergien durch Kooperationen erschlossen werden.

EnArgus ist das zentrale Informationssystem des BMWK zur Energieforschung. Es informiert über aktuelle und abgeschlossene Förderprojekte rund um das Thema Energieforschung. Über die Suchfunktion können einzelne Vorhaben 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 der Berichte 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 Energieforschungsprogramm vor. Die Website erläutert das das Programm und die einzelnen Förderschwerpunkte und erklärt die Hintergründe zur Entstehung und den Konsultationsprozess für die Fortschreibung des Programms. 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
• Wasserstoff, 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 8. Energieforschungsprogramm zu informieren, gibt das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) jährlich den Bundesbericht Energieforschung heraus. Der Bericht gibt einen ausführlichen 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 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.

2022 hat die Bundesregierung rund 1,49 Milliarden Euro für die Forschung, Entwicklung und Demonstration moderner Energietechnologien aufgewendet. Damit ist das Fördervolumen im Vergleich zum Vorjahr um 13 Prozent gestiegen. Das BMWK hat dabei alleine 5.330 laufende Projekte mit rund 566 Millionen Euro gefördert. Weitere rund 320 Millionen Euro sind in die institutionelle Förderung geflossen. 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 vier Säulen:

• Energieforschung in der Europäischen Union (EU),
• Energieforschung in der Internationalen Energieagentur
• Energieforschung im Rahmen von Mission Innovation 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.