Fragen und Antworten zur Energiewende

Forschung

1. Wie viel Geld muss, im Hinblick auf den Atomausstieg 2022, zukünftig und zusätzlich in die Forschung zu erneuerbaren Energien und Energieeffizienz fließen?

   Die Bundesregierung hat die Forschung und Entwicklung der erneuerbaren Energien auch bisher schon gefördert. Sie weitet diese Förderung im Rahmen des am 3. August 2011 beschlossenen 6. Energieforschungsprogramm deutlich aus. In den Jahren 2011 bis 2014 stehen rund 3,5 Milliarden Euro für die Förderung von Forschung und Entwicklung moderner Energietechnologien bereit, davon rund 1,3 Mrd. Euro im Bereich erneuerbare Energien. Die Mittel für innovative, umweltschonende Technologien steigen damit erheblich - um 75 % im Vergleich zu den vergangenen vier Jahren. Das 6. Energieforschungsprogramm der Bundesregierung ist konsequent auf die beiden Schwerpunkte erneuerbare Energien und Energieeffizienz ausgerichtet. Im Fokus stehen außerdem Technologien, die für die Umstellung des Energiesystems auf einen überwiegenden Anteil erneuerbarer Energien entscheidend sind, wie Energiespeicher und -netze. Hierfür stellt die Bundesregierung beispielsweise im Rahmen der ressortübergreifenden Förderinitiative "Energiespeicher" in den nächsten Jahren bis zu 200 Millionen Euro zur Verfügung. Moderne Energiespeichermöglichkeiten sind unerlässlich, da insbesondere Strom aus Wind- und Solarkraftwerken nicht unbedingt dann benötigt wird, wenn er entsteht. Eine weitere ressortübergreifende Förderinitiative zu Netzen ist ebenfalls geplant. Weitere Forschungsförderung gewährt die Bundesregierung beispielsweise für die Windenergie, die photovoltaische Stromerzeugung oder die Bioenergie. Für den technologischen Durchbruch bei den Elektroautos verdoppelt die Bundesregierung die Forschungsausgaben für die Jahre 2011 bis 2013 auf eine Milliarde Euro.

2. Warum muss so viel Geld in Energieforschung investiert werden?

   Um Deutschland an der Spitze derjenigen Volkswirtschaften zu halten, die am effizientesten mit Energie umgehen, brauchen wir kontinuierliche technologische Innovationen. Nur so kann der Strukturwandel hin zu einer nachhaltigen, in weiten Teilen auf erneuerbaren Energien basierenden Energieversorgung gelingen und die darin liegenden Potenziale für Wachstum und Beschäftigung genutzt werden. Viele neue Erkenntnisse, die große Auswirkungen auf die Energieversorgung haben, entstehen in der Forschung. Die angewandte Forschung hat beispielsweise bei Windkrafträdern dazu beigetragen, dass neue Anlagen sehr viel mehr Strom produzieren als ältere. In der Nanotechnologie (Forschung an allerkleinsten Strukturen) entwickeln Forscher neue Materialstrukturen, die einen Durchbruch bei der Entwicklung leistungsfähiger und dabei sehr leichter Batterien versprechen.

3. Wer soll Fördergelder zur Entwicklung neuer Energiespeicher erhalten? Was sind die Auswahlkriterien?

   Mit der "Förderinitiative Energiespeicher" unterstützt die Bundesregierung Forschungsvorhaben zur Entwicklung von Speichertechnologien für Strom, Wärme und andere Energieträger. In den nächsten Jahren werden dafür 200 Millionen Euro bereitstehen. In der Förderrichtlinie sind detaillierte Kriterien angegeben, nach denen vor allem die stationäre Energiespeicherung erforscht werden soll. Gefördert werden industriegeführte Verbundprojekte und Vorhaben von Universitäten und Forschungseinrichtungen. Förderkriterien sind v.a. die wissenschaftliche Exzellenz des Forschungsprojektes und der Bezug zu den förderpolitischen Zielen. Über die Förderanträge entscheiden die Bundesministerien für Wirtschaft, Umwelt und Forschung gemeinsam.

4. Werden hierbei konkrete Zielvorgaben vereinbart, wann also die Speichertechnologien zur Verfügung stehen?

   Je mehr erneuerbare Energien zum Zuge kommen, desto wichtiger werden Speicher. Ein nennenswerter Bedarf an Speichern besteht trotz des EE-Ausbaus in Deutschland nicht kurzfristig, wohl aber perspektivisch. Viele Speichertechnologien befinden sich allerdings noch im Grundlagenstadium oder in der Entwicklungsphase. Aus Sicht der Bundesregierung stehen daher vorerst Forschung, Entwicklung und Demonstrationsprojekte im Vordergrund. Dazu hat die Bundesregierung im vergangenen Jahr eine ressortübergreifende Speicherinitiative mit einem Gesamtvolumen von 200 Mio. Euro auf den Weg gebracht. Die Bundesregierung erwartet durch ihre Forschungsförderung wichtige Impulse. Technologische Durchbrüche lassen sich jedoch nicht verordnen. Die Bundesregierung tut aber alles dafür, dass Forschung und Wirtschaft die besten Rahmenbedingungen vorfinden.

5. Wird Deutschland zu größten Teilen auf deutsches Know-how bei der Umsetzung neuer Energiekonzepte zurückgreifen können oder müssen wir auf Ressourcen (Material, Forschung, Experten und Arbeiter) aus dem Ausland zurückgreifen?

   Deutsche Unternehmen und Technologien werden das Rückgrat für die neuen Energiekonzepte sein. Das schließt nicht aus, dass einzelne Projekte oder Vorhaben mit ausländischer Beteiligung zustande kommen. Deutschland ist schon heute Leitmarkt für erneuerbare Energietechnologien. Durch massive Investitionen in Forschung und Bildung gehören die Universitäten und außeruniversitären Einrichtungen weltweit zur Spitze. Das gilt sowohl für die Grundlagenforschung als auch für die angewandte Forschung. Die Mitgliedsinstitute des Forschungsverbunds Erneuerbare Energien (FVEE) beispielsweise erforschen und entwickeln Techniken für erneuerbare Energien und deren Integration in Energiesysteme (z.B. Energiespeicher und intelligente Netze). Wichtige Akteure sind außerdem die Allianz Energieforschung der Fraunhofer-Gesellschaft sowie die Energieforschungszentren der Helmholtz-Gemeinschaft in Jülich und Karlsruhe und die Forschung der Universitäten z.B. auch an den neun Spitzenuniversitäten. Internationale Zusammenarbeit ist insbesondere bei Großprojekten wie Desertec (Sonnenenergie aus der Sahara) nötig.

6. Warum ist Forschung für Energiespeicherung notwendig?

   Wenn wir Strom vorwiegend aus erneuerbaren Energien gewinnen, wird Energiespeicherung langfristig immer wichtiger. Denn insbesondere Wind und Sonnenlicht sind nicht immer dann verfügbar, wenn viel Strom gebraucht wird. Eine gute Möglichkeit und Stand der Technik sind Pumpspeicherwerke. Sie brauchen allerdings viel Platz, da künstliche Seen in höherer Lage anzulegen sind. Und der steht nicht überall zur Verfügung. Alternativen - wie die Umwandlung in Wasserstoff oder Methan (Power-to-Gas), Batterien, unterirdische Druckluftspeicher - werden noch kaum eingesetzt, da insbesondere ihre Kosten zu hoch sind. Außerdem können sie ökologische Probleme aufwerfen. Deshalb gilt es, intensiv weiter zu forschen. Insbesondere besteht noch Forschungsbedarf, um den Wirkungsgrad zu steigern und die Kosten zu senken, beispielsweise bei der Weiterentwicklung der Elektrolyse für einen fluktuierenden Betrieb oder beim Hochskalieren von Redox-Flow-Batterien. Daneben sind auch Demonstrationsprojekte notwendig, um die Technologien praktisch zu erproben und weiterzuentwickeln, z.B. zur Anpassung an die Fluktuationen der erneuerbaren Energien oder um zu testen, wie Speicher und erneuerbare Energien gemeinsam die Versorgungssicherheit gewährleisten können ohne konventionelle Kraftwerke.

7. Strom durch Leitungen zu schicken, ist seit langer Zeit bekannt, warum muss hier Forschung betrieben werden?

   Weil es nicht damit getan ist, mehr Strommasten aufzustellen - zumal das seine Grenzen hat. Deshalb gibt es Forschung zu "intelligenten Netzen", also zu Stromnetzen, die flexibler und effizienter Energie transportieren. Das bisherige Energiesystem, dessen Energieflüsse nur in eine Richtung, nämlich vom Kraftwerk zum Verbraucher, betrieben wurden, ändert sich substanziell. Aufgrund der Zunahme an dezentralen regenerativen Energieanlagen im Verteilnetz gibt es zunehmend bidirektionale Energieflüsse, d. h. die Leitungen werden in beide Richtungen genutzt. Dabei sind anders als früher, eine Vielzahl von Stromerzeugern und die Verbraucher zwar in räumlicher Nähe, Erzeugung und Verbrauch können jedoch zeitlich auseinanderfallen. So kann es in den Verteilnetzen zunehmend vorkommen, dass mehr Energie eingespeist als zu diesem Zeitpunkt verbraucht wird. Die bisher reinen Verteilnetze werden somit zeitweise zu Einspeisenetzen, auch in höhere Netzebenen. Darauf sind die Verteilnetze heute in der Regel nicht eingestellt. Damit die Versorgungsqualität weiterhin sichergestellt ist, müssen die heute noch passiven Verteilnetze zu flexiblen und aktiven Netzen weiterentwickelt werden. Ein weiteres Problem besteht darin, Strom über große Entfernungen hinweg zu transportieren, z.B. innerhalb von Deutschland von der Nordsee nach Süddeutschland oder perspektivisch gar über die Grenzen Europas hinweg etwa aus der sonnenreichen Sahara in die Verbrauchszentren Mitteleuropas. Die Verluste in herkömmlichen Hochspannungsleitungen mit Wechselstrom wären viel zu hoch, so dass jetzt zu erforschen ist, wie der Transport von Gleichstrom effektiv gestaltet werden kann und wie einzelne Gleichstromtrassen in das bestehende europäische Wechselstromnetz integriert werden können.

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