TF_Energiewende

Technologien für die Energiewende: Status und Perspektiven, Innovations- und Marktpotenziale - eine multikriterielle vergleichende Technologieanalyse und -bewertung

  • Projekt-Nr. 150552
  • Laufzeit 08/2016 - 04/2018

Das Forschungsprojekt "TF_Energiewende" liefert einen aktuellen Überblick der zentralen Technologien, die nach heutigem Stand und zukünftig für die Umsetzung der Energiewende benötigt werden. Das Wuppertal Institut stellte federführend mit den zwei Verbundpartnern Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI und dem Institut für ZukunftsEnergie- und Stoffstromsysteme (IZES) sowie zehn Technologiepartnern im Projekt "TF_Energiewende" den Entwicklungsstatus und die Perspektiven der Technologien dar und indentifizierte den Bedarf an öffentlich geförderter Forschung und Entwicklung (F&E).
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) förderte das Projekt als Teil des strategischen Leitprojekts "Trends und Perspektiven der Energieforschung". Die Ergebnisse aus TF_Energiewende gehen als zentraler wissenschaftlicher Input in die Diskussion des 7. Energieforschungsprogramms (EFP) der Bundesregierung ein. Dieses soll im zweiten Halbjahr 2018 verabschiedet werden und berücksichtigt die ambitionierten Ziele der deutschen Energiewende insbesondere vor dem Hintergrund des Pariser Klimaschutzabkommens aus 2015. Dafür aktualisierten und bewerteten die Forscherinnen und Forscher den Entwicklungsstatus und die Perspektiven der verschiedenen Technologien systematisch neu, die einen potenziellen Beitrag zur Energiewende leisten können. Da gegenüber früheren Analysen das Energiesystem deutlich komplexer geworden ist, berücksichtigten die Forscherinnen und Forscher bei dieser Bewertung neben einer Vielzahl von Wechselwirkungen auch gesellschaftspolitische Zielsetzungen. Dazu gehören beispielsweise Klima- und Ressourcenschutz, gesellschaftliche Akzeptanz, Exportpotenzial und Beschäftigungsimpulse.
Innerhalb des Vorhabens analysierten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler 31 Technologiefelder aus dem Energiesektor, die den folgenden sieben Technologie-bereichen zugeordnet sind:

  • Erneuerbare Energien
  • Konventionelle Kraftwerke
  • Infrastruktur
  • Technologien für die Sektorenkopplung (Power-to-X, P2X)
  • Energie- und ressourceneffiziente Gebäude
  • Energie- und Ressourceneffizienz in der Industrie
  • Integrative Aspekte

Die Analyse der verschiedenen Technologien und die Ableitung des Forschungs- und Entwicklungsbedarfs erfolgte auf der Basis einer multikriteriellen Bewertung. Jedes Technologiefeld evaluierte das Forscherteam mithilfe von zwölf Bewertungskriterien, die in einem Kriterienraster zusammengefasst sind. Diese fragen den klimapolitischen und energiewirtschaftlichen Beitrag der jeweiligen Technologien ab, betrachten die Positionierung deutscher Unternehmen im internationalen Kontext und bewerten die Systemkompatibilität. Hinzu kommen Aspekte der gesellschaftlichen Akzeptanz sowie des Standes von F&E im internationalen Vergleich. Mithilfe des systematischen, kriterienbasierten Vorgehens konnte das Forscherteam gewährleisten, dass eine Entscheidung über die Förderung von F&E-Vorhaben im Einklang mit übergeordneten (energie-)politischen Zielsetzungen erfolgen kann.

Ergänzend zur Technologiebewertung entwickelte das Konsortium innerhalb des Projekts zudem eine multikriterielle, transparente und für Entscheider handhabbare Methode. Diese soll helfen, um transparente Entscheidungen über die Förderung vielversprechender Demonstrations- und Modellvorhaben in der anwendungsnahen Forschung zu ermöglichen. Für Fördermittelgeber bietet die Methode eine orientierende Hilfestellung, für in der Regel in diesem Kontext notwendige Einzelfallentscheidungen.

Mittels einer sogenannten Innovationslückenanalyse ermittelte das Konsortium außerdem, für welche Ziele der Energiewende ein ausreichender Abdeckungsgrad zu erwarten ist – durch den Einsatz der heute verfügbaren beziehungsweise in Entwicklung befindlichen Technologien. Diese Analyse deckt aber auch auf, an welcher Stelle vermutlich Lücken bestehen, die perspektivisch durch die Entwicklung geeigneter Technologien gefüllt werden können.

Neben den drei Verbundpartnern Wuppertal Institut, Fraunhofer ISI und IZES wurde das Projekt von folgenden Unterauftragnehmern unterstützt, die in die Technologiebewertung eingebunden waren:

  • DBFZ - Deutsches Biomasseforschungszentrum gGmbH
  • DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
  • FZJ - Forschungszentrum Jülich GmbH
  • GFZ - Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum
  • HZB - Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH
  • ISE - Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme
  • ISFH - Institut für Solarenergieforschung Hameln gGmbH
  • IWES - Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik
  • ZAE - Bayerisches Zentrum für Angewandte Energieforschung e.V.
  • ZSW - Zentrum für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung Baden Württemberg