Energie & Mobilität

Die Themen Energie und Mobilität gehören angesichts des Klimawandels und der Verknappung der fossilen Energieträger zu den bedeutsamsten Trends des 21. Jahrhunderts und sind untrennbar miteinander verbunden:

  • Der Energiehunger steigt – die weltweite Nachfrage nach Energie soll sich bis 2050 verdoppeln, der globale Wettbewerb um Primärenergieträger wird schärfer.
  • Ökologisch wie ökonomisch gehört der Klima­schutz zu den größten Herausforderungen der Zukunft. Aufgrund steigender Preise für Energieträger und zunehmender Umweltprobleme entsteht global ein wachsender Bedarf an neuen Energie- und Umwelttechniken. Hier sind innovative Lösungen gefragt, mit denen sich Energie und Energieträger effizienter erzeugen und nutzen lassen und die den Ausstoß von Treibhausgasen sowie die Verschmutzung von Luft und Wasser eindämmen.
  • Hohe Erwartungen werden dabei auf neue Formen der Mobilität gesetzt, insbesondere auf die Elektromobilität. Die Elektromobilität ist eines der zentralen technologischen Elemente auf dem Weg zu einer zukunftsweisenden, umwelt- und klimafreundlichen sowie Ressourcen schonenden Mobilität. Gleichzeitig wird die Elektromobilität entscheidend für die Zukunft des Wirtschafts- und insbesondere Automobil­standorts Bayern sein.
  • Das Reaktorunglück in Japan führte zu einer Neubewertung der Risiken der Kernkraft in Deutschland. Als Folge davon spielen erneuerbare Energien eine noch wichtigere Rolle für die zukünftige Energieversorgung.

Initiative Elektromobilität

Bayerische Initiativen für Elektromobilität und Leuchtturmprojekt „Elektromobilität verbindet Bayern“, bayernweit (30 Millionen )

Die Bayerische Staatsregierung hat bereits 2008 die Zukunftsoffensive Elektromobilität gestartet, die zusammen mit der Wirtschaft Aktivitäten im Bereich Elektromobilität bündelt und vorantreibt. Im Mai 2010 wurden mit der Fünf-Punkte-Strategie Elektromobilität unter anderem die Unterstützung von Leuchtturmprojekten und der Ausbau von Modellregionen für Elektromobilität beschlossen.

Am 7. und 27. Juli sowie am 12. Oktober 2010 hat der Ministerrat Grundsatzbeschlüsse für Bad Neustadt a.d. Saale, Garmisch-Partenkirchen sowie die Modellregion Elektromobilität Bayerischer Wald (E-WALD) als bayerische Modellinitiativen für Elektromobilität gefasst. Dort sollen insbesondere Anwendungsbeispiele für verschiedenste Bereiche der Elektromobilität und der regenerativen Energien erprobt werden.

Am 27. Juli 2010 hat die Staatsregierung ihre Unterstützung für das industriegetriebene Projekt „Elektromobilität verbindet Bayern“ bekundet. Ziel der Beteiligten ist es, zusammen mit weiteren Partnern aus Wissenschaft, Kommunen und Wirtschaft gemeinsame Konzepte und Technologien für die Mobilität der Zukunft zu erarbeiten und diese auf einer Kernachse München – Ingolstadt – Nürnberg zu erproben. Dabei sollen neue, nachhaltige und kundenorientierte Lösungen entwickelt werden mit nationaler und internationaler Signalwirkung, um die Vorrangstellung Bayerns auf dem Gebiet der Elektromobilität zu dokumentieren.

Auf Bundesebene laufen derzeit Überlegungen, in Zukunft anstelle von Modellregionen größere Schaufensterregionen für Elektromobilität zu fördern. Diese sollen einen Mehrwert gegenüber den bisherigen Ansätzen darstellen und neben Unternehmen, Wissenschaft und Kommunen auch die Länder beteiligen. Das Projekt "Elektromobilität verbindet Bayern" ist prädestiniert für ein derartiges Schaufensterprojekt. Durch die Einbringung der bayerischen Modellinitiativen für Elektromobilität in Bad Neustadt, Garmisch-Partenkirchen und im Bayerischen Wald könnte der Beitrag des Freistaats Bayern zur Unterstützung des Schaufensterprojekts dargestellt werden. Die Aktivitäten der bayerischen Modellinitiativen müssen daher mit dem Vorzeigeprojekt „Elektromobilität verbindet Bayern“ abgestimmt werden. Gleichzeitig wird dadurch gewährleistet, dass Doppelaktivitäten und -förderungen vermieden werden und es nicht zu einer Zersplitterung der Aktivitäten im Bereich der Elektromobilität in Bayern kommt.

Forschungs- und Entwicklungszentrum Elektromobilität

Forschungs- und Entwicklungszentrum Elektromobilität, Garching und Würzburg (34 Millionen )

Mit dem Aufbau des Forschungszentrums Elektromobilität, das der Freistaat mit rund 34 Millionen Euro fördert, verfolgt die Fraunhofer-Gesellschaft das Ziel, in Bayern unter einem Dach an Lösungen in der Energiespeicherung und –wandlung für die Elektromobilität zu arbeiten.

Batterien sind die Schlüsselkomponente und Achillesferse der Elektromobilität, in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht. So werden laut Prognosen 40% der Wertschöpfung bei Elektroautos bei den Batterien liegen. Mit dem Aufbau des Forschungszentrums Elektromobilität verfolgt die Fraunhofer-Gesellschaft (FhG) das Ziel, in Bayern „unter einem Dach“ an Lösungen in der Energiespeicherung und -wandlung für die Elektromobilität zu arbeiten. Dabei sollen in Garching und in Würzburg zwei Fraunhofer-Projektgruppen aufgebaut und in das Forschungszentrum integriert werden:

  • Projektgruppe "Elektrische Speichertechnologie" des Fraunhofer-Instituts für Chemische Technologie ICT mit Sitz in Garching. Diese Projektgruppe wird eng mit dem Wissenschaftszentrum für Elektromobilität der TU München kooperieren.
  • Zentrum für Angewandte Elektrochemie am Fraunhofer-Institut für Silicatforschung in Würzburg.

Innerhalb des „Forschungs- und Entwicklungszentrums Elektromobilität“ werden die Projektgruppe „Elektrochemische Speicher“ des Fraunhofer ICT in Garching und das „Zentrum für Angewandte Elektrochemie“ des Fraunhofer ISC in Würzburg in enger Abstimmung an der Verbesserung der Energiespeichertechnik zusammenarbeiten. In Garching werden die Schwerpunkte auf Lithiummetall-Batterien als Zukunftstechnologie und der Auslegung von Speichersystemen durch Aufbau von Modulen und Batterien aus Einzelzellen liegen. In Würzburg werden die Entwicklung neuer Materialien für Lithiumionen-, Nickelmetallhydrid-, Natrium-Nickelchlorid-Batterien sowie Doppelschichtkondensatoren, das Recycling von Batterien und die Ressourceneffizienz im Mittelpunkt stehen.

Zusammen mit den Aktivitäten in der Metropolregion Nürnberg im Bereich Leistungselektronik, Antriebstechnik und Netzankopplung elektrischer Fahrzeuge kann Bayern damit eine Vorreiterrolle bei der Elektromobilität übernehmen und seine starke Stellung als Exporteur in der Automobil-Industrie langfristig nachhaltig sichern.

Angewandte Energieforschung

„Zentrum für angewandte Energieforschung“ (ZAE), Würzburg (6 Millionen )

Die Sicherstellung der künftigen Energieversorgung stellt für die Industrienationen angesichts begrenzter natürlicher Ressourcen sowie des Klimawandels eine besondere Herausforderung dar. Durch Steigerung der Energieeffizienz (zum Beispiel in energieoptimierten Gebäuden) und gezielten Ausbau erneuerbarer Energien können eine nachhaltige Energieversorgung und damit verbesserte Lebensbedingungen für nachfolgende Generationen geschaffen werden.

Das Bayerische Zentrum für angewandte Energieforschung ist auf diesen Gebieten von der interdisziplinären Grundlagenforschung bis zur Anwendung tätig. Es soll von einem regionalen Landesinstitut zu einer eigenständigen nationalen Forschungseinrichtung in der Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz e.V. (WGL) ausgebaut werden, an dessen Finanzierung sich dann der Bund beteiligt.

Smart Grid City

„Smart Grid City“ und „Solarfabrik der Zukunft“, Oberfranken (7 Millionen )

Das ganzheitliche Konzept der „Solarfabrik der Zukunft/Smart Grid City“ soll alle relevanten Komponenten der Stromerzeugung, des -transports, der Energiespeicherung und des -verbrauchs, der dezentralen Einspeisung und der intelligenten Messtechnik umfassen. Dadurch können Forschungsergebnisse insbesondere in den Bereichen Energieerzeugung, Speicherung, IuK (intelligente Netze) und Elektromobilität direkt am Demonstratorprojekt vor Ort gezeigt werden. 

Der Modellversuch „Solarfabrik der Zukunft/Smart Grid City“ soll den Transfer von Wissen im Innovationsprozess zwischen Forschung und Anwendung in Unternehmen unterstützen. Der Industrie soll die Möglichkeit gegeben werden, ihre Produkte basierend auf dem Knowhow der Forschungspartner zu verbessern und zu demonstrieren.

Es ist geplant, das Vorhaben „Smart Grid City Oberfranken“ an zwei Standorten in Oberfranken durchzuführen: die Stadt Hof sollte Standort einer Forschergruppe  für einen Zeitraum von zunächst fünf Jahren werden, Arzberg im Landkreis Wunsiedel soll in das Gesamtkonzept eingebunden werden. 

In Hof mit seiner urbanen Struktur könnten die Speicherung des regenerativ erzeugten Stroms und die Stabilisierung des Stromnetzes untersucht und getestet werden. Gleichzeitig würde in Arzberg die Integration des Photovoltaik-Stroms in das Netz demonstriert. Koordiniert wird das Vorhaben vom bayerischen Zentrum für angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) in Erlangen unter Einbezug der Fraunhofer-Institute für Integrierte Schaltungen (IIS) sowie für Integrierte Systeme und Bauelementetechnologie (IISB).

Das Vorhaben ergänzt und verstärkt die Innovationskraft und internationale Bedeutung des Energie Campus Nürnberg.

Energie aus biogenen Rohstoffen

Energie aus biogenen Stoffen – ATZ Entwicklungszentrum, Sulzbach-Rosenberg (5 Millionen )

Das ATZ Entwicklungszentrum in Sulzbach-Rosenberg ist ein außeruniversitäres, anwendungsorientiertes Forschungsinstitut. Es erarbeitet seit über 20 Jahren wirtschaftsnahe Konzepte und Verfahren zur Bereitstellung und zum Einsatz von Energie, Rohstoffen und Materialien. Das Leistungsspektrum reicht von der Verfahrensentwicklung bis zur Pilotanlage sowie von der Produktentwicklung bis zur Pilotproduktion. Integrierte Prozessbetrachtungen für effiziente, wirtschaftliche und nachhaltige Lösungen auf dem Gebiet Verfahren und Werkstoffe für die Energietechnik stehen hierbei im Mittelpunkt. Das ATZ forscht an der Schnittstelle zwischen Hochschule und Industrie und praktiziert den Technologietransfer in die Unternehmen, insbesondere in den Mittelstand.

Neue Brennstoffe für die dezentrale Energieerzeugung, die Entwicklung und der Betrieb von dezentralen Verbrennungsanlagen für Biomasse und Abfall, aber auch Energiespeicherung sowie Rauchgasreinigung sind die Themenfelder des Instituts im Bereich Energie. Weitere Arbeitsgebiete sind die Gewinnung und der Einsatz von Sekundärrohstoffen sowie die Verbesserung der Rohstoffeffizienz. Auf dem Gebiet Materialien entwickelt das ATZ Entwicklungszentrum Werkstoffe Korrosionsschutz.

Um das ATZ als kompetenten Forschungspartner und Knowhow-Träger in der Region weiter zu stärken, werden die Aktivitäten insbesondere im Bereich der Vorlaufforschung ausgebaut. Gleichzeitig wird mit den „Aufbruch Bayern“-Mitteln auch die Absicht des ATZ unterstützt, zukünftig Teilinstitut eines Fraunhofer-Institutes im Bereich der Energietechnik zu werden. In dieser Konstellation könnte das ATZ innerhalb der Fraunhofer-Gesellschaft bundesweit agieren und sich dadurch langfristig weitere Wachstumspotenziale erschließen.