Neues Standardwerk zu Energietechnologien in Deutschland

Technologieberichte bilden Grundlage für 7. Energieforschungsprogramm

Energiewende: PV und Windenergie
  • Pressemitteilungen 25.07.2018
TF_Energiewende: Übergabe der Technologieberichte
Quelle: Susanne Eriksson/BMWi

Im Herbst wird das neue 7. Energieforschungsprogramm (EFP) der Bundesregierung verabschiedet. Das Leitprojekt "Trends und Perspektiven der Energieforschung", Teilvorhaben: "Technologien für die Energiewende" – kurz TF_Energiewende – liefert eine wesentliche wissenschaftliche Basis für die Entwicklung des Programms. Das Projekt führte das Wuppertal Institut federführend mit 12 weiteren renommierten Forschungseinrichtungen durch. Nun liegen die Ergebnisse öffentlich zugänglich vor: Sie geben einen umfassenden Überblick zum Innovations- und Marktpotenzial der einzelnen Energietechnologien, bewerten Chancen und Risiken sowie den möglichen Beitrag zur Umsetzung der Energiewende und zeigen den Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Zwei umfangreiche Bände mit 31 einzelnen Technologieberichten, ein zusammenfassender Bericht sowie ein Methodikband wurden jetzt offiziell an den parlamentarischen Staatssekretär Thomas Bareiß des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) überreicht.

Technologische Innovationen sind ein Schlüssel für den Erfolg der Energiewende. Nachhaltige Energietechnologien zu erforschen und zur Marktreife zu entwickeln ist das Ziel der Energieforschung. Nur durch beständige Forschung und Entwicklung neuer Technologien ist es möglich, kontinuierlich eine höhere Energieeffizienz im Energiesystem zu erreichen, erneuerbare Energien noch stärker nutzen zu können, die Systemstabilität aufrechtzuerhalten und zugleich die Kosten zu senken. Energieforschung kann zudem einen wichtigen Beitrag dafür leisten, die Marktposition der deutschen Wirtschaft auf dem Weltmarkt zu festigen. Das Energieforschungsprogramm der Bundesregierung, das gerade überarbeitet wird, bildet hierfür den zentralen Rahmen.

Das Wuppertal Institut liefert federführend mit dem Leitprojekt "Trends und Perspektiven der Energieforschung", Teilvorhaben: "Technologien für die Energiewende" – kurz TF_Energiewende – eine zentrale und umfassende wissenschaftliche Grundlage für diesen Prozess. Zu den Verbundpartnern gehören das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI und das Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme (IZES); zehn weitere renommierte wissenschaftliche Institute unterstützten das Großprojekt. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) förderte das Projekt von August 2016 bis April 2018 mit rund 1,3 Millionen Euro.

Detaillierte Bewertung von Energietechnologien

Ein zentrales Ergebnis des Projekts sind 31 Technologieberichte, die auf insgesamt über 1.700 Seiten den aktuellen Wissensstand zusammenfassen. Jeder einzelne Bericht gibt einen Überblick über zentrale Technologien, die nach heutigem Stand für die Energiewende derzeit und künftig einen relevanten Beitrag leisten können. Innerhalb von "TF_Energiewende" führte das Konsortium eine umfassende multikriterielle Bewertung des Potenzials von Energietechnologien durch. Diese umfasst unter anderem das Innovations- und Marktpotenzial einzelner Energietechnologien sowie die damit verbundenen Chancen und Risiken. "Mit dem Projekt liegt eine umfassende Wissensbasis vor, die eine Einschätzung über die große Bandbreite der heute in der Diskussion befindlichen Energietechnologien ermöglicht. Sie zeigt auf, welchen Beitrag sie zur Umsetzung der Energiewende grundsätzlich leisten können und wo auch noch Technologielücken bestehen, die zukünftig geschlossen werden müssen", sagt Prof. Dr.-Ing. Manfred Fischedick, Vizepräsident des Wuppertal Instituts.

Die Technologieberichte geben dem BMWi konkrete Hinweise, die bei der Weiterentwicklung der Energieforschungspolitik und der Vorbereitung des 7. Energieforschungsprogramms (EFP) berücksichtigt werden können. Zusätzlich dienen sie der Wirtschaft als wichtige Grundlage – etwa für die Entscheidung über Entwicklungsschwerpunkte – und sollen Forschungseinrichtungen dabei helfen, Prioritäten bei Forschung und Entwicklung zu formulieren. Zudem unterstützt das neue Technologiekompendium die interessierte Fachöffentlichkeit bei der Meinungsbildung. Damit legen die Verbundpartner ein umfassendes und aktuelles Standardwerk vor. "Die Berichte dienen auch in den kommenden Jahren als umfassendes Nachschlagewerk mit vielfältigen Informationen zu 31 Technologiefeldern des Energiesektors", erläutert Dr. Peter Viebahn, stellvertretender Leiter der Abteilung Zukünftige Energie- und Mobilitätsstrukturen am Wuppertal Institut.

Begleitet wurden die Berichte durch eine Innovationslückenanalyse auf Grundlage aktueller sektorübergreifender Zielszenarien für Deutschland und die Welt. Mittels ihrer Hilfe zeigte das Konsortium auf, wo mögliche Forschungslücken bestehen, die sich durch bestehende Kompetenzen, oder aufgrund des erwarteten globalen Potenzials durch noch zu entwickelnde Kompetenzen, füllen lassen.


Die 31 Technologieberichte sind in folgende sechs Kategorien unterteilt:

  • Erneuerbare Energien
    Einzelberichte zu den Themen Bioenergie, Tiefengeothermie, Photovoltaik, solare Wärme und Kälte, solarthermische Kraftwerke, Windenergie mit Exkurs Meeresenergie und Umweltwärme

  • Konventionelle Kraftwerke
    Einzelberichte zu zentralen Großkraftwerken und dezentralen Kraftwerken (Brennstoffzellen sowie Motoren und Turbinen), CO2-Abscheidung und Lagerung (Carbon Capture and Storage, CCS) sowie CO2-Nutzung

  • Infrastruktur
    Einzelberichte zu den Themen Stromtransport und -verteilung, Wärmetransport und -verteilung, Energiespeicher (elektrisch, elektrochemisch sowie thermisch, thermochemisch, mechanisch) sowie Nutzung von Erdgas- und Erdölinfrastrukturen und Raffinerien für strombasierte Brennstoffe

  • Sektorenkopplung
    Einzelberichte zu den Themen Power-to-Gas (Wasserstoff, Methanisierung chemisch-katalytisch sowie biologische Methanisierung), Power-to-Liquids/Power-to-Chemicals und Verfahren der CO2-Abtrennung aus Faulgasen und Umgebungsluft

  • Energie- und ressourceneffiziente Gebäude
    Ein Einzelbericht zu den Themen energieeffiziente Gebäude und Gebäudetechnik

  • Energie- und Ressourceneffizienz in der Industrie
    Einzelberichte zu den Themen energieeffiziente Prozesstechnologien, energieeffiziente Querschnittstechnologien, Technologien zur Abwärmenutzung sowie Low-Carbon- und ressourceneffiziente Industrie

Die Berichte beinhalten zusätzlich eine übergreifende Kategorie mit integrativen Aspekten, die energiewirtschaftliche Themen der Elektromobilität in zwei Einzelbänden für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge sowie Hybrid-Oberleitungs-Lkw, Fragen der Digitalisierung, Informations- und Kommunikationstechnologien sowie Entwicklungen im Bereich der Systemintegration, -innovation und -transformation thematisieren.
Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler fassten die für die Bewertung genutzten Kriterien in einem gesonderten Bericht zusammen. Ein separater Politikbericht enthält vierseitige Zusammenfassungen zu jedem Technologiebericht sowie eine Kurzdarstellung der Bewertungsmethodik.

Beispiele des Forschungsbedarfs

In der Studie bewertete das Projektkonsortium lang bewährte Energietechnologien und solche, die erst im Zuge der fortschreitenden Energiewende benötigt werden. Die Photovoltaik (PV) ist beispielsweise eine schon seit vielen Jahren zur Stromerzeugung aus Solarenergie etablierte Technik. Die Forschungsförderung des 6. EFP trug dazu bei, die Modulwirkungsgrade kristalliner PV innerhalb von zehn Jahren von 12 bis 17 Prozent auf heute 16 bis 22 Prozent zu erhöhen. Gleichzeitig stieg die Lebensdauer von 20 auf 30 Jahre. Vielfältigen Entwicklungsbedarf sehen die Forscherinnen und Forscher bei der kristallinen Photovoltaik und der Dünnschicht-Technologie. Beispielsweise müssen die bisher erreichten wesentlich höheren Laborwirkungsgrade in die Praxis übertragen werden. "Weiteren Forschungsbedarf sehen wir unter anderem bei bauwerkintegrierter Photovoltaik, die energieerzeugendes Solarmodul und zugleich Funktions- und Designelement ist", ergänzt Peter Viebahn.

Ein Beispiel für großen Forschungs- und Entwicklungsbedarf stellt zudem die Sektorenkopplung dar – also die Verknüpfung des Stromsektors mit dem Wärme-, Verkehrs- und Industriesektor. Da die Energiewende bisher hauptsächlich eine sogenannte "Stromwende" ist und es in den anderen Sektoren bislang nur eine geringe Reduktion der CO2-Emissionen gibt, gehen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in mehreren Technologieberichten auf diesen Handlungsbedarf ein, um die klimaverträgliche Versorgung dieser Sektoren über Stromanwendungen zu ermöglichen.

Konsultationsprozess für das 7. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung

Das Teilvorhaben "Technologien für die Energiewende" des Leitprojekts unterstützte zusammen mit einem weiteren Teilvorhaben namens "Handlungsempfehlungen für die Energieforschungspolitik", kurz EnFo-2030, unter der Leitung der TU München, den öffentlichen Konsultationsprozess, den das BMWi als federführendes Ministerium der Bundesregierung für die Erarbeitung des 7. EFP bis Ende Januar 2018 durchführte. Der Prozess, der von der Energiewende-Plattform "Forschung und Innovation" des BMWi begleitet wurde, setzt sich aus Empfehlungen der Forschungsnetzwerke Energie, Onlineumfragen sowie Stellungnahmen von Bundesländern, Verbänden, Unternehmen und Wissenschaftseinrichtungen zusammen. In sieben technologiespezifischen Forschungsnetzwerken  – Energiewendebauen, Systemanalyse, Stromnetze, Erneuerbare Energien, Energie in Industrie und Gewerbe, Flexible Energieumwandlung und Bioenergie –, die das BMWi ab 2015 sukzessive initiiert hat, sowie im Rahmen des Statusseminars Brennstoffzelle, haben sich Arbeitsgruppen mit den energiepolitischen und energietechnischen Herausforderungen sowie dem daraus abzuleitenden Forschungsbedarf beschäftigt.

 

Presseinformation

Wuppertal Institut für Klima, Umwelt, Energie gGmbH

VisdP: Prof. Dr. Uwe Schneidewind, Präsident

Kontakt: Christin Hasken, Leitung Kommunikation

Tel.: +49 202 2492-187

Fax: +49 202 2492-108

E-Mail: christin.hasken@wupperinst.org  


Förderer und Verbundpartner


Pressebilder

Übergabe der Technologieberichte
Übergabe der Technologieberichte "TF_Energiewende" an den parlamentarischen Staatssekretär Thomas Bareiß des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie durch Prof. Dr.-Ing. Manfred Fischedick, Vizepräsident des Wuppertal Instituts und Dr. Peter Viebahn, stellvertretender Leiter der Abteilung Zukünftige Energie- und Mobilitätsstrukturen am Wuppertal Institut sowie die Verbundpartner Prof. Dr. Martin Wietschel des Fraunhofer ISI und M.Sc. Wirtschafts-Ing. Juri Horst der IZES gGmbH. Ebenfalls anwesend: Vertreter des zweiten Projekts, Dr.-Ing. Christoph Pellinger der Forschungsstelle für Energiewirtschaft FfE und Dipl.-Ing. Patrick Wimmer der TU München. Quelle: Susanne Eriksson/BMWi