Forschung aktuell

Neue Energietechnologien im Einsatz

Vollkommen neue Technologien können unser Leben verändern. Sie können unseren Alltag vereinfachen, unsere Gesundheit verbessern, unser Leben verlängern, uns schneller reisen und direkter miteinander kommunizieren lassen.

Zwei Mitarbeiter im Labor

Forschung und Entwicklung für die Energiewende

Foto: Burkhard Peter

Auch für eine sichere und umweltfreundliche Energieversorgung ist es wichtig, ungewöhnliche Wege zu gehen und alle Möglichkeiten zu untersuchen. Es reicht nicht, nur das Thema erneuerbare Energien allein zu betrachten. Deshalb wurden 2013 unter anderem Forschungsvorhaben in den Themenbereichen Einsatzpotential von Elektrofahrzeugen, europäische Integration von Regelenergiemärkten, Wirtschaftlichkeitsanalysen für verschiedene Stromspeichertechniken sowie Interdependenzen zwischen Strom-, Wärme- und Gasversorgungssystemen gefördert.

Hier einige Beispiele: 

Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie

Als erste Fördermaßnahme der neuen "Nationalen Forschungsstrategie BioÖkonomie 2030" startete im April 2011 die "Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie". Strategische Allianzen unter Führung der Wirtschaft sollen das Potenzial der industriellen Biotechnologie für den Klima- und Ressourcenschutz heben. Durch Substitution petrochemischer Produkte durch biotechnologische Verfahren kann der Energieeinsatz verringert werden und auf nachwachsende Rohstoffe umgestellt werden.

Die "Innovationsinitiative industrielle Biotechnologie" setzt die vorangegangene Fördermaßnahme "BioIndustrie2021" bundesweit fort. Die industrielle Biotechnologie bietet als eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts die Chance, durch ressourcenschonende, energiesparende und abfallvermeidende Produktionsprozesse und neuartige Produkte diese Herausforderung zu bewältigen.

Forschungsinitiative Energiewendebauen (früher: EnEff:Stadt)

Mit dieser Forschungsinitiative "Energiewendebauen - Forschung für energieoptimierte Gebäude und Quartiere" sollen bisherige Forschungsaktivitäten aus den Bereichen energetische Gebäudesanierung, energieeffiziente Versorgungskonzepte und neue Energietechnologien integriert und Synergien genutzt werden.

  • Der Schlüssel zur Steigerung der Energieeffizienz in Städten und Kommunen liegt in der Integration und Vernetzung neuer Energietechnologien im Bereich der Versorgungs- und Gebäudetechnik. Beispiele dafür sind:
  • Dezentrale Kraft-Wärme-Kopplung,
  • Niedrigenergienutzung (LowEx-Ansätze in der TGA1),
  • neuartige technische Ansätze in der TGA, etwa in der Regelungstechnik, der Lichttechnik
  • Abwärmenutzung (flexibel),
  • innovative Wärmedämmsysteme.

Außerdem gehören die Einbindung erneuerbarer Energien, Nahwärmenetze, intelligente Regelungs- und Messtechnik zu den technologischen Schwerpunkten. Die Forschungsinitiative Energiewendebauen unterstützt Pilotprojekte, in denen beispielhaft gezeigt wird, wie durch den intelligenten Einsatz und die Vernetzung innovativer Technologien und Vorgehensweisen ein Maximum an Energieeffizienzsteigerung und damit CO2-Minimierung erreicht werden kann.

Förderinitiative "Umwelt- und gesellschaftsverträgliche Transformation des Energiesystems"

Die Gestaltung der Energiewende gelingt nur, wenn sie die Bedürfnisse und Erwartungen der Bevölkerung, von Industrie, Handel und Kommunen – auch hinsichtlich der Fragen von Beteiligung und Gerechtigkeit – angemessen reflektiert sowie marktwirtschaftliche Erfordernisse berücksichtigt. Mit der Förderinitiative "Umwelt- und gesellschaftsverträgliche Transformation des Energiesystems" wird dieses aktuelle gesellschaftliche Problemfeld aufgegriffen.

Dementsprechend stehen folgende Fragen im Focus der einzelnen Projekte:

  • Wie ist dieser gesamtgesellschaftliche Transformationsprozess der Energiewende praktisch und ganz individuell für jedermann nachvollziehbar anzugehen?
  • Welche Schnittstellen brauchen wir von der politischen Absichtserklärung, der technologischen, ökonomischen, ökologischen Machbarkeitsstudie zu den Bürgern?
  • Wie müssen Technologien gestaltet sein, damit sie akzeptiert werden und Möglichkeiten zur Partizipation bieten?
  • Wo können und müssen Bürger selbst aktiv werden und in diesem Transformationsprozess ganz konkret ihren eigenen Beitrag leisten?

Alle Projekte erarbeiten Handlungsempfehlungen für Politik, Wirtschaft und Bürger. Im Sinne einer transdisziplinären Forschung arbeiten die Wissenschaftler dabei von Beginn an mit Praxisakteuren zusammen, zum Beispiel Kommunalverwaltungen, Stadtwerke oder Unternehmen.

CO2: Vom Klimakiller zum Rohstoff

Kohlenstoffdioxid (CO2) - ein klimaschädliches Abgas aus Kohlekraft-, Zement- oder Stahlwerken, aber auch aus Biogasanlagen und Fahrzeugen soll weitestgehend vermieden werden. Doch es kann auch ein Rohstoff, der gewinnbringend genutzt werden kann. 

Um zu erforschen, wie das möglich ist, startete das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) 2009/2010 seine Förderinitiative "Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von CO2".

Die insgesamt rund 100 Millionen Euro Fördermittel aus dem BMBF werden durch weitere knapp 50 Millionen Euro aus der Industrie ergänzt. In mehr als 30 Verbundprojekten arbeiten Wissenschaft und Wirtschaft gemeinsam an neuen Verfahren, mit denen das CO2 aus Abgasen getrennt und zu neuen Stoffen verarbeitet werden kann, zum Beispiel zu Kunststoffschäumen oder Bauteilen aus Hartplastik.

Brennstoffzellen für jedermann

Für den Einsatz der Brennstoffzelle im Vergleich zu anderen Technologien spricht deren hoher elektrischer Wirkungsgrad und die hohe Stromkennziffer.

Die Brennstoffzelle wird sowohl für die dezentrale Strom- und Wärmeerzeugung als auch als Antriebsaggregat für Kraftfahrzeuge bei mobilen Anwendungen seit vielen Jahren in Deutschland entwickelt.

Zukunftsvision: Fusionskraftwerke

Die Kernfusion bildet das Grundprinzip der Energieerzeugung der Sonne nach. Zwei leichte Wasserstoffisotope, Deuterium und Tritium, verschmelzen miteinander und setzen Energie und als Nebenprodukt das Edelgas Helium frei. 

Die Kernfusion ist eine Option für die langfristige Energieversorgung unserer Welt, die über die Zeiträume des Energiekonzeptes hinausreichen.

Die Fusionsforschung ist nicht Bestandteil des Energiekonzeptes der Bundesregierung, weil ihre Erforschung über den Zeitraum des Jahres 2050 hinausreichen wird. 

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