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Vorfahrt für Neugierige

Energieforschung

Die Bundesregierung fördert Erfinder und Tüftler, um die Energiewende voranzubringen. Was sind die Schwerpunkte? Wo stehen wir?

Warum muss in die Energieforschung investiert werden?

Der Ausstieg aus der Kernenergie und der Übergang in das Zeitalter der erneuerbaren Energien sind nur mit Hilfe technischer Innovationen möglich. Diese fallen aber nicht vom Himmel, sondern verlangen ein Höchstmaß an Forschung und Entwicklung.

Die Bundesregierung hat deshalb die Ausgaben für die Energieforschung erhöht und setzt diesen Kurs in den kommenden Jahren fort. Alleine in den Jahren 2011 bis 2014 investiert sie 3,5 Milliarden Euro in diesen Forschungszweig (und damit 75 Prozent mehr als in den Vorjahren). Damit sichert sie einerseits exzellente Grundlagenforschung. Andererseits stärkt sie die angewandte Forschung, um so die Entwicklung neuer Energietechnologien zu beschleunigen und schneller an den Markt heranzuführen. Das Herzstück sind dabei die Energiespeicher- und Netztechnologien.

Bei der Förderung von Forschung und Entwicklung neuer Energietechnologien gelten folgende Ziele:

  1. Technologien, die die Energiewende vorantreiben können, sollen kostengünstiger werden und schneller den Markt durchdringen können.
  2. Die führende Position deutscher Unternehmen auf dem Gebiet moderner Energietechnologien soll gesichert/ausgebaut werden. Das soll die internationale Klimapolitik sowie die Wachstums- und Beschäftigungspolitik der Bundesregierung flankieren.
  3. Technologische Optionen sollen gesichert/erweitert werden, um so die Flexibilität der künftigen Energieversorgung zu verbessern. Das ist ein wichtiger Beitrag zu einer gesamtwirtschaftlichen Risikovorsorge.

Auf welche Schwerpunkte setzt die Bundesregierung bei der Forschung zur Energiewende?

Die Bundesregierung beschloss im August 2011 ein neues Energieforschungsprogramm. Sie erklärte damit die Energieforschung zu einem strategischen Instrument der Energiepolitik.

Darüber hinaus ist die Energieforschung Bestandteil der "Technologieoffensive" und Schwerpunkt der Hightech-Strategie 2020. Das neue (6.) Energieforschungsprogramm setzt mit vier zentralen Zukunftsprojekten neue Akzente:

  • strategische Fokussierung der Forschungsmittel auf Technologien, die für die Energiewende wichtig sind,

  • ressortübergreifende Zusammenarbeit auf ausgewählten Feldern unter anderem bei Speicher- und Netztechnologien,

  • internationale Kooperation insbesondere innerhalb der Europäischen Union,

  • Abstimmung und Koordination, um einen möglichst hohen Mehrwert für den "Forschungs-Euro" zu schaffen.

Erneuerbare Energien und Energieeffizienz sind die zwei Säulen der Energieforschung. Besonders wichtige Schlüsselfelder darin sind leistungsfähige Energiespeicher und intelligente Netztechnik. Es gilt, eine breite Palette von Technologien zu entwickeln, um verschiedene Optionen offen zu halten.

Ist die Wissenschaft davon überzeugt, dass die Energiewende machbar ist?

Unter anderem die Nationale Akademie der Wissenschaften Leopoldina hat diese Frage mit einem klaren Ja beantwortet (siehe Stellungnahme der Leopoldina "Energiepolitische und forschungspolitische Empfehlungen nach den Ereignissen in Fukushima" im Sommer 2011).

In der Stellungnahme wird ein Ausstieg aus der Nutzung der Kernenergie aus technisch-wissenschaftlicher Sicht innerhalb von etwa zehn Jahren für möglich gehalten. Dabei fordert sie, dass die Energieforschung langfristig ein breites Themenspektrum bearbeitet und die gesamte Spanne von Grundlagenforschung bis zu stark anwendungsorientierten Untersuchungen umfasst. Das soll der Gesellschaft zusätzliche Optionen erschließen.

Wird in Deutschland ausreichend zum Themenkomplex "Energie" geforscht?

Deutschlands Hochschulen, ihre außeruniversitären Einrichtungen und die Wirtschaft sind in der Energieforschung hervorragend aufgestellt. Unser Land ist Exportweltmeister von Technologien. In internationalen Vergleichsstudien steht es als Innovationsstandort mit an der Spitze. Das betrifft auch deutsche Energie- und Umwelttechnologien.

Auch wenn die Energieforschung in Deutschland und die Rahmenbedingungen gut sind, verstärkt die Bundesregierung ihr Forschungsengagement insbesondere bei erneuerbaren Energien und bei der Energieeffizienz. Denn exzellente, breit angelegte und gut vernetzte – von den Grundlagen bis zur industriellen Anwendung und Demonstration reichende – Forschung und Entwicklung gehört zu den wichtigsten Voraussetzungen für das Gelingen der Energiewende. Durch die Förderung von Spitzenclustern, Allianzen und der Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft werden Synergien genutzt und Forschungsergebnisse schneller in Technologien, Verfahren und Produkte umgesetzt.

Stellen wir ausreichend Geld für die Energieforschung bereit?

Technologische Durchbrüche scheitern in Deutschland nicht am Geld. Alleine in den Jahren 2011 bis 2014 investiert die Bundesregierung rund 3,5 Milliarden Euro in die Energieforschung. Außerdem profitiert die Energiewende auch von den Investitionen in anderen Forschungsgebieten mit spezifischen Energiebezügen – etwa in die Material-, die Verkehrs- und die Umweltforschung.

Die Bundesregierung betrachtet einen breiten Ansatz der Technologieförderung als angemessen und sinnvoll. Gleichwohl konzentriert sich das Energieforschungsprogramm auf Vorgaben und Prioritäten für die Kernbereiche der Technologieentwicklung im Energiebereich.

Geld alleine ist nicht alles. Die Energiewende setzt Technologieoffenheit und Akzeptanz von Innovationen in der Bevölkerung voraus. Die Bundesregierung beteiligt deshalb die Menschen an der Energiewende.

Spitzenforschung braucht ein Klima der Freiheit: Deshalb hat die Bundesregierung ein Wissenschaftsfreiheitsgesetz auf den Weg gebracht und die deutsche Wissenschaft international stärker vernetzt.

Was tut die Bundesregierung, damit die Forschungsergebnisse oder neue Technologien zur Energiegewinnung in Deutschland in der Bevölkerung angenommen werden?

Energie hat eine hohe gesellschaftliche Bedeutung, sie ist aus unserem Alltag kaum wegzudenken. Dem muss jeder Einsatz neuer Techniken und jede Veränderung der Versorgungsstrukturen Rechnung tragen. Deshalb ist die Akzeptanzforschung ein wichtiges Thema in der Energieforschung.

Die Akzeptanz neuer Technologien, Bürgerbeteiligungsverfahren und Forschung zur Umsetzung der Energiewende waren Themen des Bürgerdialogs, den das Bundesforschungsministerium von Juli bis November 2011 unter dem Titel "Energietechnologien für die Zukunft" veranstaltet hat.

Kommen Forschungsergebnisse nicht zu spät für eine Energiewende, die in vierzig Jahren abgeschlossen sein soll?

Technologischer Fortschritt kann nicht verordnet werden. Forschung und Entwicklung sind in erster Linie Aufgabe der Wirtschaft. Der Staat kann "lediglich" die besten Rahmenbedingungen für Innovationen und technologischen Durchbruch schaffen. Außerdem kann er sachgerechte Investitionen in Ausbildung und Grundlagenforschung tätigen.

Zeitliche Prognosen sind vor diesem Hintergrund schwierig. Aber aus der Grundlagen- und Anwendungsforschung entstehen mittel- und langfristig neue Technologie und Produkte. Und verschiedene wissenschaftliche Gutachten kommen zu dem Ergebnis, dass die Energiewende im gesetzten zeitlichen Rahmen möglich ist.

Welchen Beitrag leisten Hochschulen zur Meisterung der Energiewende?

Die Hochschulforschung und -lehre in den MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft und Technik) ist hervorragend aufgestellt. Allein 2011 haben 24 Prozent mehr junge Menschen als noch im Vorjahr ein Ingenieurstudium aufgenommen. Das kommt nicht von ungefähr. Bund und Länder schaffen durch den Hochschulpakt von 2011 bis 2015 rund 327.000 zusätzliche Studienplätze. Dafür investiert der Bund über fünf Milliarden Euro. Bereits in den Jahren 2007 bis 2010 wurden 185.000 neue Studienplätze geschaffen. Mit dem Qualitätspakt für Lehre investiert der Bund auch in bessere Studienbedingungen an den deutschen Hochschulen. Rund 200 Millionen Euro jährlich stehen bis 2020 für zusätzliches Personal und neue Lehrkonzepte bereit.

Genauso wichtig ist die Exzellenz der universitären Forschung. Elf Spitzenuniversitäten besitzen den Status einer Exzellenzuniversität. Bis 2017 fließen weitere 2,7 Milliarden Euro in dieses Flaggschiff der Hochschulpolitik. Mit dem Qualitätspakt für Lehre wird als weitere Säule aber auch die Qualität der Lehre etwa durch zusätzliches Personal verbessert. 200 Millionen Euro gibt der Bund dafür jährlich aus. Von Exzellenz an den Hochschulen und hochqualifiziertem wissenschaftlichen Nachwuchs profitiert nicht zuletzt auch die Energieforschung in Deutschland. Hier werden die klügsten Köpfe gebraucht.

Wie sieht die Bilanz der Energieforschung zwei Jahre nach dem Ausstiegsbeschluss aus der Atomenergie aus?

Zu den Themen erneuerbare Energien und Energieeffizienz wurden binnen eines Jahres mehr als 900 neue Forschungsprojekte mit einem Fördervolumen von rund 550 Millionen Euro auf den Weg gebracht. Weitere 215 Millionen Euro hat die Wirtschaft beigesteuert.

Mit der ressortübergreifenden Forschungsinitiative "Energiespeicher" hat die Bundesregierung eines der Schlüsselthemen der künftigen, überwiegend auf erneuerbarer Energie basierenden Energieversorgung aufgegriffen. Die Resonanz auf das 200 Millionen Euro starke Programm war enorm – mehr als 400 Vorschläge wurden eingereicht. Erste Projekte sind im Sommer 2012 gestartet. Derzeit bereitet die Bundesregierung die nächste Forschungsinitiative vor. Das Thema: "Netztechnologien".

Welche Rolle spielen außeruniversitäre Forschungseinrichtungen in der Energieforschung?

Die außeruniversitären Forschungseinrichtungen sind zentrale Akteure unseres Wissenschaftssystems und nehmen in der Energieforschung eine wichtige Rolle ein. Durch den Pakt für Innovation und Forschung erhalten sie jährlich einen Mittelzuwachs von fünf Prozent und können durch die Wissenschaftsfreiheitsinitiative unbürokratisch forschen.

Die Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren, größte Wissenschaftsorganisation Deutschlands, ist Teil des Energieforschungsprogramms und widmet sich in besonderer Weise den großen Fragen der Wissenschaft, Wirtschaft und Gesellschaft. Durch die Zusammenarbeit von Großforschungszentren wird die kritische Masse für langfristig orientierte Forschungsthemen geschaffen, Synergieeffekte werden genutzt. Das geschieht durch gemeinsame Forschungsprogramme und durch eine längerfristig angelegte institutionelle Förderung.

Forschungspolitische Vorgaben der Bundesregierung dienen als Leitlinien für die Ausarbeitung der Forschungsprogramme. Danach soll sich der Forschungsbereich "Energie" vor allem den Feldern zuwenden, auf denen er ein Alleinstellungsmerkmal besitzt, die größte Kompetenz aufweist und einen besonders wirkungsvollen Beitrag zur Sicherung einer langfristigen Energieversorgung leisten kann.

Am Karlsruher Institut für Technologie, kurz KIT, wurde das KIT-Zentrum Energie gegründet. Es soll sich zu einem führenden europäischen Zentrum in der Energieforschung entwickeln.

Das Forschungszentrum Jülich und die Technische Hochschule Aachen entwickeln eine international wegweisende Forschungspartnerschaft, um neue Energielösungen zu erarbeiten. Schließlich wird die Solarenergieforschung durch ein vom Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie gemeinsam mit der Industrie und der TU Berlin gegründetes Kompetenzzentrum PVcom für Dünnschicht- und Nanotechnologie für Photovoltaik gestärkt.

Das Deutsche Luft- und Raumfahrtzentrum setzt einen Schwerpunkt seiner Gesamtstrategie in der Energieforschung und nutzt dabei Synergien mit der Verkehrsforschung und der Luft- und Raumfahrt. Der Forschungsbereich "Energie" deckt ein breites Themenspektrum ab: vom Energiespeicher, Brennstoffzellen, über Turbomaschinen und dezentrale Kraftwerkssysteme der Solarforschung (insbesondere solarthermische Kraftwerke) bis hin zur Systemanalyse.

Die Fraunhofer-Gesellschaft ist die größte Organisation für anwendungsorientierte Forschung in Europa. Die Fraunhofer-Allianz Energie mit 1.500 Mitarbeitern stellt auch eine der größten Organisationen für Energieforschung dar. Sie bietet aus einer Hand alles, was Industrie und Energiewirtschaft an Forschung und Entwicklung brauchen, um mit innovativen Produkten und Dienstleistungen neue Märkte zu erobern.

Die Deutsche Forschungsgemeinschaft ist die Selbstverwaltungsorganisation der Wissenschaft in Deutschland. Ihre Kernaufgabe besteht darin, die besten Forschungsvorhaben an Hochschulen und Forschungsinstituten auszuwählen und zu finanzieren. Dazu gehören auch Vorhaben der Energieforschung. Etwa 50 bis 60 Millionen Euro fließen in Sonderforschungsbereiche, Schwerpunktprogramme, Forschergruppen und zahlreicher Einzelprojekte pro Jahr. Die geförderten Aktivitäten liegen vorwiegend in den Natur- und Ingenieurwissenschaften und zielen darauf ab, die Effizienz der Energiewandlungsprozesse zu verbessern.

Die derzeit 80 Institute der Max-Planck Gesellschaft stehen für Grundlagenforschung in Deutschland. Die Energieforschung gehört eher im weiteren Sinne zu ihren Forschungsfeldern. Zum Beispiel arbeiten die Wissenschaftler am neuen Max-Planck-Institut für chemische Energiekonversion an Möglichkeiten, Energie in chemischen Verbindungen zu speichern. Am Max-Planck-Institut für Plasmaphysik führen Wissenschaftler seit vielen Jahren Forschungs- und Entwicklungsarbeiten zur Fusion durch.

Innerhalb der Leibniz-Gesellschaft bearbeiten renommierte Institute energie- und klimapolitische Fragestellungen. Aktivitäten sind vor allem auf die Themen Energie- und Ressourceneffizienz und Materialentwicklung konzentriert.

Wie ist sicherzustellen, dass die Wirtschaft gute Erfindungen aufgreift und umsetzt?

Die Bundesregierung fördert im Rahmen ihres Energieforschungsprogramms in sogenannten Verbundprojekten die Zusammenarbeit von Forschern verschiedenster Fachrichtungen und von Anwendern in Universitäten, außeruniversitären Forschungseinrichtungen und Wirtschaft.

Weitere Initiativen wie die "Netzwerke Grundlagenforschung für erneuerbare Energien und rationelle Energieanwendung" unterstützen die Zusammenarbeit von Wissenschaftlern aus Bereichen wie Materialforschung, Biochemie, Mathematik und zahlreichen weiteren Disziplinen. Außerdem führt die Hightech-Strategie 2020 der Bundesregierung die wichtigsten Akteure des Innovationsgeschehens zusammen, setzt Ziele und Prioritäten für unterschiedliche Innovationsfelder. Aus Forschungsergebnissen sollen marktfähige Technologien und Produkte entstehen.

Einen weiteren Akzent setzte 2011 der Spitzencluster-Wettbewerb der Hightech-Strategie. Sein Ziel: Forschung und Wirtschaft stärker zu vernetzen. Dadurch sollen Wachstum und Arbeitsplätze geschaffen und der Innovationsstandort Deutschland attraktiver gemacht werden. Außerdem werden in den Spitzenclustern dringend benötigte Fachkräfte gewonnen und ausgebildet.

Einer der insgesamt 15 ausgezeichneten Cluster ist der BioEconomy Cluster in Leuna. Unter BioÖkonomie wird die nachhaltige Nutzung von biologischen Ressourcen wie Pflanzen verstanden. Damit aus Holz Energie wird.

Im Cluster Elektromobilität Süd-West arbeiten verschiedene Partner an neuen Konzepten zusammen: Fahrzeugtechnik, Energie- und Versorgungstechnik, Informations- und Kommunikationstechnologien, -dienstleistungen und Produktionstechnologie.

Kann Deutschland größtenteils auf deutsches Know-how bei der Umsetzung des Energiekonzepts zurückgreifen, oder sind wir auf Wissen und Material aus dem Ausland angewiesen?

Deutschland nimmt in Forschung und Entwicklung wie auch beim Export von Energietechnik gegenwärtig eine Vorreiterrolle ein. Um diese Stellung zu halten, ist es zwingend erforderlich, innovative und zukunftsfähige Entwicklungen voranzubringen. Außerdem ist die deutsche Wissenschaft durch die Internationalisierungsinitiative der Bundesregierung wie kaum ein anderer Wissenschaftsstandort weltweit vernetzt.

Mehr Informationen:
Hightech-Strategie

Wird die Energieforschung von der Europäischen Union gefördert?

Ja. Das EU-Forschungsrahmenprogramm ist das weltweit größte Förderprogramm für Forschungsprojekte. Im 7. FRP stand für eine Laufzeit von sieben Jahren (2007-2013) ein Budget von mehr als 2,35 Milliarden Euro für die nicht-nukleare Energieforschung zur Verfügung. Ähnlich wie in Deutschland hat die Energieforschung höchste Priorität. Gefördert werden grenzüberschreitende Kooperationsprojekte zwischen Universitäten, Industrie und Forschungszentren. Demgegenüber konzentriert sich der Forschungsrat European Research Council auf die Förderung von Grundlagenforschung. Er wählt die kreativsten Forscherinnen und Forscher aus und fördert sie.

Deutsche Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen setzen sich mit ihren Projektideen hervorragend durch. Aus dem laufenden Programm gehen rund neun Milliarden Euro an deutsche Universitäten, außeruniversitäre Forschungseinrichtungen und die forschende Industrie.

Das neue Rahmenprogramm (2014 bis 2020) für Forschung und Innovation heißt "Horizont 2020" und ist das wichtigste Instrument zur Umsetzung der Innovationsunion. Angesetzt sind 80 Milliarden Euro. Mit dieser Flaggschiff-Initiative der Europa-2020-Strategie soll Europas Wettbewerbsfähigkeit gestärkt werden. Die Bundesregierung wirkt an der inhaltlichen Ausgestaltung des neuen Programms mit und setzt sich für eine Vereinfachung der Förderverfahren ein.

Im Rahmen des europäischen strategischen Energietechnologieplans haben sich Unternehmen in "Europäischen Industrieinitiativen" organisiert. Ziel ist es, die anwendungsnahe Energieforschung in Europa zu stärken. Themen der Grundlagenforschung werden in der Europäischen Energieforschungsallianz bearbeitet, in der die nationalen Forschungszentren der Mitgliedstaaten zusammenarbeiten.

Die Bundesregierung beteiligt sich aktiv an der Umsetzung des SET-Plan und hat mit dem "Berliner Modell" ein unbürokratisches und zielorientiertes Instrument der Kooperation vorgestellt, das von der europäischen Kommission begrüßt wird.

Wer erhält Förderungsgelder zur Entwicklung neuer Energiespeicher? Welche Auswahlkriterien sind ins Auge gefasst?

In einer ressortübergreifenden Förderinitiative unterstützt die Bundesregierung die Entwicklung neuer Speichertechnologien und -konzepte sowie die Verbesserung bestehender Techniken. Damit wird eine wichtige Voraussetzung für den erfolgreichen Ausbau und der Integration der erneuerbaren Energien geschaffen. Es wurden mehr als 400 Projektvorschläge eingereicht. Die Auswahl der geförderten Projekte erfolgt im Einvernehmen der beteiligten Bundesministerien. Erste Vorhaben startete bereits im Sommer 2012. Schwerpunkte der Förderung sind die "Wind-Wasserstoffkopplung" und "Batterien in Verteilnetzen". Über die Koordinierungsplattform "Energieforschungspolitik" wird eine Abstimmung mit anderen Forschungsprogrammen der Bundesregierung, in denen direkt oder indirekt auch Fragen der Energiespeicherentwicklung angesprochen werden, sichergestellt. Es stehen bis 2017 rund 200 Millionen Euro Fördergelder zur Verfügung.

Mehr Informationen:
Förderinitiative Energiespeicher

Klima und Energie sind Themen von weltweiter Bedeutung. Gibt es Zusammenarbeit mit dem europäischen Ausland oder international?

2008 verabschiedete die Bundesregierung die Strategie zur Internationalisierung von Wissenschaft und Forschung. Sie soll dazu beitragen, durch Kooperationen das zunehmende internationale Wissenspotenzial für die deutsche Forschungslandschaft zu nutzen.

Die Zusammenarbeit mit den anderen Staaten Europas hat für Deutschland einen hohen Stellenwert. Sie erfolgt zu einem großen Teil im multilateralen Rahmen. Ein wichtiges Instrument dabei ist der europäische strategische Energietechnologieplan. Darüber hinaus stärkt die bilaterale Zusammenarbeit den Auf- und Ausbau partnerschaftlicher Beziehungen zwischen den Akteuren der Forschungslandschaft und macht Abstimmungsprozesse wie Synergien möglich.

Im Mittelpunkt steht die deutsch-französische Zusammenarbeit in den Forschungsforen. Auf dem vierten Forum 2011 in Berlin erarbeiteten Vertreter aus Wissenschaft und Wirtschaft Vorschläge zu gemeinsamen Interessengebieten. Dazu gehören Klima und Energie, nichtenergetische Rohstoffe, Bioökonomie, Gesundheit und zivile Sicherheit.

Auch Asien wird im Wissenschaftsdialog ein immer wichtiger Partner. Beispielsweise ist wissenschaftlich-technologische Zusammenarbeit mit Japan eine der strategisch wichtigsten Säulen der deutsch-japanischen Beziehungen. Beim letzten Besuch von Bundesforschungsministerin Wanka stand die Rolle von Forschung und Entwicklung beim Umbau unserer Energieversorgung ganz im Vordergrund. Die Netzwerkbildung deutscher Kompetenznetze mit japanischen Clustern wurde initiiert.

Einen Rahmen für Zusammenarbeit in der Forschung bietet auch die Internationale Energie Agentur: Die IEA bietet eine Plattform für internationale Forschungskooperationen an, sogenannte Implementing Agreements. Schwerpunkte sind erneuerbare Energien, fossile Energieträger, Energieeffizienz sowie Kernfusion. Deutschland engagiert sich derzeit in 27 Implementing Agreements.

Deutschland beteiligt sich aber auch an internationalen Forschungen zu speziellen Großforschungsgeräten wie dem europäischen Kernforschungszentrum CERN in Genf oder der Synchrotronstrahlungsquelle PETRA III in Hamburg. Auch an dem internationalen Fusionsexperiment ITER ist Deutschland beteiligt.

Damit die Forscher an den deutschen Forschungseinrichtungen auch in Zukunft zur Weltspitze gehören können, sind neue Großforschungsgeräte wie der europäische Röntgenlaser XFEL, die Beschleunigeranlage FAIR oder die europäische Spallationsquelle ESS im Bau beziehungsweise in Planung. Mit ihnen werden Experimente möglich, die auch zur Entwicklung noch effizienterer Materialien und Verfahren führen.

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