Gewinnung, Verteilung und Nutzung
Folgende Themenfelder haben die Wissenschaftler analysiert:
- Erneuerbare Energien
- Konventionelle Kraftwerke
- Infrastruktur
- Sektorenkopplung
- Energie- und Ressourceneffizienz Gebäude
- Energie- und Ressourceneffizienz Industrie
- Integrative Aspekte
So gibt es zum Beispiel im Bereich Photovoltaik (Themenfeld Erneuerbare Energien) bei der direkten Umwandlung von Sonnenenergie in elektrischen Strom, so die Wissenschaftler, bereits heute Anlagen mit weitaus höheren Wirkungsgraden. Nun gelte es die bisher im Labor erreichten Werte von Solarzellen und -modulen zügig in die Praxis zu übertragen. Es gebe aber auch großes Potenzial, die bereits stark gesunkenen Kosten für die Produktion von PV-Anlagen weiter zu reduzieren.
Auch bei der Brennstoffzellentechnologie (Themenfeld Konventionelle Kraftwerke) stellen die Autoren gesunkene Kosten fest. Für einen größeren Markterfolg, vor allem in Eigenheimen, müssten allerdings „die Systemkosten noch deutlich reduziert und die Langzeitstabilität deutlich erhöht werden“.
Im Themenfeld Infrastruktur erkennen die Forscher Handlungsbedarf, so zum Beispiel in puncto Stromtransport und -verteilung. Zur Erhöhung der Netzkapazität könnten demnach auch neue, noch zu erforschende Materialien helfen.
Großen Forschungsbedarf sehen die Autoren auch in der Sektorenkopplung – der Vernetzung der Energiewirtschaft mit anderen Industriesektoren. So sollten im Bereich Wasserstofftechnologie etwa bei der Elektrolyse notwendige Kosten- und Effizienzziele im Zentrum der Forschungsaktivitäten stehen. Zudem seien bereits marktreife Verfahren zur CO2-Abscheidung aus der Umgebungsluft auf einen Einsatz hin zur Massenproduktion vorzubereiten.
Im Verkehrssektor (Themenfeld Integrative Aspekte), stellen die Wissenschaftler fest, lägen teilweise gute Analysen vor – etwa darüber wie eine Oberleitungsinfrastruktur für Hybrid-LKW ausgestaltet werden könnte. Was bisher – gerade in Deutschland – fehle, seien die Erforschung und Entwicklung von Fahrzeugtechnologien.
Im Gebäudesektor sehen die Autoren zum Beispiel Forschungsbedarf, um die Ressourceneffizienz und die Recyclingfähigkeit von Baustoffen zu erhöhen. Gebäude sollen künftig aber auch mit effizienteren Heiz-, Lüftungs- und Klimatisierungssystemen ausgestatten werden. Ein weiterer Fokus müsse auf Energiekonzepten für ganze Quartiere liegen – etwa um die Aufladung von Elektroautos zu ermöglichen.
Hintergrundinformationen zum Forschungsprojekt