Innovationen fördern für die Energiewende: Kabinett verabschiedet Bundesbericht Energieforschung 2024

Im Jahr 2023 hat der Bund Innovationen im Rahmen des 7. Energieforschungsprogramms mit rund 1,46 Milliarden Euro unterstützt. Das unterstreicht die zentrale Rolle der Forschung als Wegbereiter der Energiewende. Dabei hat die Bundesregierung 7.570 Forschungs-, Entwicklungs- und Demonstrationsprojekte mit 1,08 Milliarden Euro gefördert und ca. 325 Millionen Euro in die institutionelle Förderung des Forschungsbereichs Energie der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren investiert.

In diesem Bericht sind neben dem BMWK auch die Bundesministerien für Bildung und Forschung (BMBF) im Bereich der Grundlagenforschung, für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) im Bereich der Bioenergie sowie für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) für die Förderung der nuklearen Sicherheitsforschung beteiligt.

Innovative, klimafreundliche und hocheffiziente Energietechnologien sind notwendige Voraussetzung für eine langfristig sichere, wirtschaftliche und klimaverträgliche Energieversorgung. Sie sind für die Transformation des Energiesystems unverzichtbar und ein zentrales Element zukunftsfähiger Perspektiven für den Standort Deutschland. Die Bundesregierung unterstützt diesen Prozess durch Förderung von Forschung, Entwicklung und Demonstration innovativer Energie- und Effizienztechnologien mit ihren aufeinander aufbauenden Energieforschungsprogrammen. Neben Forschungseinrichtungen werden insbesondere Unternehmen gefördert, die in Energieforschung und Innovation investieren.

Die Energieforschungspolitik ist strategisches Element der Energiepolitik. Das Programm deckt den gesamten Innovationszyklus ab, von ersten Grundlagenuntersuchungen bis hin zur Erprobung moderner Energietechnologien kurz vor der Marktreife.

Die Förderung der Energieforschung hat das Ziel, den schnellstmöglichen Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis zu unterstützen. Dabei helfen die Förderformate Reallabore der Energiewende des BMWK und die Wasserstoff-Leitprojekte des BMBF. Ein besonderer Fokus der Forschungsförderung lag 2023 auf der Entwicklung von Lösungen für das klimaneutrale Bereitstellen von Wärme und Kälte. Die zentralen Schwerpunkte der Projektförderung spiegeln sich in den Programmbereichen „Energieerzeugung“ (rund 17 %) und „Systemintegration: Netze, Speicher Sektorkopplung“ (rund 15 %) sowie strategischen Förderformaten (Reallabore der Energiewende und Leitprojekte Wasserstoff) (rund 15 %) wider.

Der Bundesbericht Energieforschung stellt neben der Förderung der Bundesregierung im 7. Energieforschungsprogram auch die Forschungsförderung durch die Länder sowie die europäische und internationale Zusammenarbeit im Energiebereich vor. Der Bericht präsentiert zudem ausgewählte Projekterfolge, die in besonderer Weise zum Fortschritt der Energiewende beitragen.

Ausgewählte Energieforschungs-Projekte des BMWK:

Optimierte Fernwärmenetze dank künstlicher Intelligenz

Im Rahmen der Energiewende speisen vermehrt kleine regenerative Wärmeproduzenten anstelle weniger Großkraftwerke ins Fernwärmenetz ein. Für einen effizienten Betrieb ihrer Anlagen benötigen die Netzbetreiber daher künftig mehr Informationen: Wie verteilt sich die Wärmeleistung im Netz? Wie entwickelt sich der Wärmebedarf? Daran angepasst steuern und betreiben sie dann ihre Netze. Die dafür erforderlichen Auswertungen und Analysen liefern KI-Tools, die die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler im Forschungsvorhaben ML4Heat entwickelt haben. Im Leitungsnetz des Fernheizkraftwerks Neukölln bieten die ML4Heat-Tools bereits erhebliche Mehrwerte. Beim Energieversorger Vattenfall Wärme Berlin ist der Einsatz in Vorbereitung.

Wasserstoff-Recycling in der Photovoltaik- und Halbleiterindustrie

Beim Beschichten von Bauteilen in der Photovoltaik- und Halbleiterindustrie kommt Wasserstoff zum Einsatz. Bisher wird das wasserstoffhaltige Prozessabgas anschließend ungenutzt in die Atmosphäre abgelassen. Um das Verfahren nachhaltig zu gestalten, hat das Team im Forschungsvorhaben EH2C eine Wasserstoff-Recycling-Anlage entwickelt. Das Ziel: den Wasserstoff so aufzubereiten, dass 75 Prozent des bislang ungenutzten Abgases wieder in denselben Produktionsprozess eingebracht werden können. Die Expertinnen und Experten haben im Projekt erstmals eine Anlage in industrierelevantem Maßstab geplant, aufgebaut und anschließend erfolgreich betrieben.

Klimaschutz: wirtschaftlich sinnvoll und sozial verträglich

Wie sollte ein CO?-Preis-System gestaltet werden, das das Klima schützt, gesellschaftlich akzeptiert und wirtschaftlich sinnvoll ist? Und wie lässt sich das komplexe Thema rund um die CO?-Bepreisung für die breite Öffentlichkeit verständlich und nachvollziehbar darstellen? Diese Fragen haben sich Expertinnen und Experten im Forschungsprojekt CO?-Preis gestellt. Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler untersuchten zum einen die kurz- und langfristigen Wirkungen unterschiedlicher Varianten der CO?-Bepreisung auf Haushalte, das Energiesystem und die Volkswirtschaft. Zum anderen haben sich die Forschenden mit Faktoren beschäftigt, die die gesellschaftliche Akzeptanz einer CO?-Bepreisung beeinflussen.

Der Bericht gibt zudem einen Ausblick auf die strategische Weiterentwicklung in der Energieforschungspolitik und stellt die neuen Programme des BMWK (8. Energieforschungsprogramm zur angewandten Energieforschung) und des BMBF (Förderprogram Fusion 2040) vor.

Den Bericht sehen Sie hier.