Die bereits definierten Themenbereiche (Kopernikus-Projekte) und Querschnittsprojekte – Auszüge aus dem Strategiepapier Strategische Forschungsagenda Energiewende:
- Im Kopernikus-Projekt „Neue Netzstrukturen“ sollen Wissenschaft und Forschung Lösungsansätze für Fragen entwickeln wie: Unter welchen Bedingungen können dezentrale, quasiautonome Netze die Herausforderungen von morgen bewältigen? Wie können hybride und multimodale Strukturen aussehen, welche die Stromnetze mit Gas, Wärme oder Wasserstoff verknüpfen? Begleitend zu den technischen Fragen werden beispielsweise die Beteiligung der Prosumer sowie die Entwicklung entsprechender Marktmodelle bzw. eines ordnungspolitischen Rahmens in den Blick genommen.
- Ausgangspunkt des Kopernikus-Projekts „Flexiblere Nutzung erneuerbarer Energien: Power-to-X“ ist die Frage nach wirtschaftlichen Nutzungs- bzw. Speicherkonzepten für Überschussmengen von Strom aus fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen. Der Schwerpunkt liegt auf der Erforschung und Weiterentwicklung von Verfahren zur Umwandlung von Strom in Energieträger, gasförmige Substanzen wie Wasserstoff oder Methan (Power-to-Gas) oder in flüssige Substanzen wie Kraftstoffe (Power-to-Liquid) für den Verkehr.
- Das Projekt „Stoffkreisläufe für die Energiewende“ fokussiert den Bedarf an mineralischen Rohstoffen (z. B. Metalle und Halbleiter) für das Energiesystem. In diesem Projekt sollen u. a. Konzepte und Technologien für ein systematisches Recycling strategisch wichtiger Rohstoffe entwickelt werden, die für den Ausbau der Energieinfrastruktur (Stromnetze, erneuerbare Energieerzeugungstechnologien, Batterien etc.) benötigt werden. Dabei geht es sowohl um neue Ansätze für Produkt-Designs und Fertigungstechnologien als auch um ganzheitliche und transparente Konzepte für Stoffkreisläufe (life cycles).
- Das Kopernikus-Projekt „Ausrichtung von Industrieprozessen auf fluktuierende Energieversorgung“ widmet sich der Frage, wie energieintensive Industrieprozesse an das zukünftige Energiesystem angepasst werden können. Ziel ist es, effiziente Technologien für industrielle Schlüsselprozesse zu entwickeln und anhand von Demonstrationsanlagen zu erproben. Dabei geht es auch um die Übertragung von Strukturen aus der Informations- und Kommunikationstechnik im Rahmen der Digitalisierung von Industrie- und Arbeitsprozessen.
Querschnittsprojekte
Im Dialog des Forschungsforums mit den oben genannten Stakeholdern haben sich fünf Querschnittsprojekte sukzessive verdichtet, die unterschiedliche Facetten des durch die Energiewende initiierten Strukturwandels erfassen, der die Gesellschaft vor neue Chancen aber auch Herausforderungen stellt. Innerhalb der oben skizzierten Matrix lassen sich Projekte in die Querschnittsfelder Systemarchitektur, Energieeffizienz sowie Transformation, Kommunikation und Beteiligung einordnen.
- Das Querschnittsprojekt „Energiewendebedingter Strukturwandel“ soll die Voraussetzungen erforschen, unter denen unterschiedliche Bevölkerungsgruppen, Branchen und Regionen auf den Transformationsprozess der Energiewende reagieren. In diesem Kontext gilt es beispielsweise zu klären, welche Regionen in welchen Bereichen zukunftsfähig sind und wie sich Wertschöpfungsstrukturen verändern. Ferner gilt es systematisch zu untersuchen, wie Transformationserfahrungen aus der Vergangenheit auf heutige Prozesse übertragen werden können.
- Um die aktive Unterstützung der Bevölkerung im Strukturwandel geht es im Querschnittsprojekt „Gesellschaftliche Partizipation“. Was macht die Akzeptabilität von Energiewendeprojekten und infrastrukturellen Maßnahmen aus und wie kann diese verbessert werden? Das Projekt entwickelt Modelle der Beteiligung von Bürgerinnen und Bürgern im Kontext der Energiewende und untersucht die Übertragbarkeit von Partizipationsformen aus dem europäischen und außereuropäischen Ausland.
- Der Blick des Querschnittsprojekts „Finanzierungsmodelle für die Transformation“ ist auf die notwendigen Investitionen in den Bereichen Energieinfrastruktur und Energieeffizienzmaßnahmen gerichtet: Wie entstehen neue Akteure im Markt, wie wandeln sich Geschäftsmodelle bzw. bilden sich neue Modelle heraus (Stichwort: Crowdfunding)? Ferner ist hier die Entwicklung neuer und innovativer Finanzierungsmodelle für die anwendungsorientierte Forschung Gegenstand der Untersuchung.
- Im Querschnittsprojekt „Nutzerverhalten im Rahmen der Energiewende“ geht es um den effizienteren Umgang mit Energie sowie um Maßnahmen zur Energieeinsparung. Neben dem Wärmebereich steckt der mobilitätsbezogene Energiebedarf ein wichtiges Forschungsfeld ab, z. B. durch die Entwicklung neuer Arbeitsmodelle sowie Konzepte zur räumlichen Bündelung von Beruf, Familie und Arbeit.
- „Bildung, Forschung und Lehre für den Wandel“ hat sich als ein weiteres Querschnittsprojekt herauskristallisiert. Es entwickelt Konzepte für den notwendigen Wandel der Forschung in den ingenieurs-, natur- und gesellschaftswissenschaftlichen Fachrichtungen im Hinblick auf die Ausrichtung der Hochschulen, außeruniversitären Forschungsinstitutionen sowie der Fachausbildungen (z. B. gewerkeübergreifende Ausbildungen) auf die kommenden Felder der Energiewende. Darüber hinaus spielt die Entwicklung von Konzepten zur Wissensvermittlung in allen Bereichen und Lebensphasen – vom Kindergarten bis zum berufsbegleitenden lebenslangen Lernen – sowie die Förderung von Technologiemündigkeit eine Rolle.