Navigation

Themenseite - Energieforschung

Forschung für energieoptimierte Gebäude und Quartiere

Einleitung

Stadt bei Nacht symbolisiert energieoptimierte Gebäude und Quartiere; Quelle: istockphoto.com/ MACIEJ NOSKOWSKI

© istockphoto.com/ MACIEJ NOSKOWSKI

Die Bundesregierung will mit der Energieeffizienzstrategie Gebäude (ESG) bis zum Jahr 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudebestand realisieren und rund 80 Prozent weniger Energie benötigen als im Jahr 2008. Gebäude und Quartiere spielen bei der Energiewende eine zentrale Rolle, denn im Gebäudebereich gibt es enorme Potenziale, Energie einzusparen und den verbleibenden Bedarf mit erneuerbaren Energien effizient zu decken: In Deutschland entfallen auf Wohn- und Nichtwohngebäude etwa ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs und der CO2-Emissionen.

Forschung und Entwicklung leisten auf Grundlage des 6. Energieforschungsprogramms einen wesentlichen Beitrag für die Umsetzung der energiepolitischen Ziele der Bundesregierung: Sie erschließen Effizienzpotenziale von Gebäuden und Quartieren, entwickeln technische Innovationen, erforschen und erproben Technologien in wissenschaftlich begleiteten Demonstrationsprojekten.

Systemische Ansätze statt Einzellösungen

Energiesparende Gebäude, integrative Energiekonzepte oder innovative, effiziente sowie wirtschaftliche Versorgungsstrukturen für Quartiere sind wichtige Bausteine, wenn es um den Erfolg der Energie- und Wärmewende in Deutschland geht. In Forschung und Entwicklung energieeffizienter Gebäude und Quartiere gewinnen auch Themen wie Sektorkopplung und Digitalisierung zunehmend an Bedeutung. Neben einzelnen Technologien stehen darüber hinaus das intelligente und effiziente Zusammenspiel dieser Innovationen im System sowie der beschleunigte Transfer der Forschungsergebnisse in die Praxis im Fokus der Förderung.

Internationale und länderübergreifende Forschung

In Forschung, Entwicklung und Demonstration intelligenter, energieeffizienter Städte der Zukunft arbeitet Deutschland länderübergreifend in der D-A-CH-Forschungskooperation mit Österreich und der Schweiz zusammen. Im Rahmen der Internationalen Energieagentur (IEA) partizipiert Deutschland zielgerichtet an multilateralen Forschungskooperationen im Bereich Gebäude und Quartiere. Das BMWi fördert deutsche Beiträge in diesen so genanntern “Technology Collaboration Programmes” (TCP): Solar Heating and Cooling (SH&C), Energy Conservation through Energy Storage (ECES), Energy Conservation in Buildings and Community Systems (ECBCS).

Mehr zum Thema „Internationale Energieforschung“ finden Sie hier.

Das BMWi hat für Forschung und Entwicklung die Förderschwerpunkte für Gebäude und Quartiere im 6. Energieforschungsprogramm unter der Forschungsinitiative „Energiewendebauen“ zusammengefasst: Dazu zählen Energieoptimiertes Bauen (EnOB), Energieeffiziente Stadt (EnEff:Stadt), Energieeffiziente Wärme- und Kältenetze (EnEff:Wärme) sowie Forschung und Entwicklung zu thermischen Energiespeichern und Niedertemperatur-Solarthermie.

Unter das Dach der Forschungsinitiative „Energiewendebauen“ fallen auch die im Jahr 2016 veröffentlichten Förderbekanntmachungen EnEff.Gebäude.2050 und Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt. Die Forschungsinitiative bündelt die breit gefächerte Energieforschung für Gebäude und Quartiere und führt diese zusammen.

Wissenschaftliche Begleitforschung

Auch die sich noch im Aufbau befindende Energiewendebauen (EWB)-Datenbank ist Teil der Forschungsinitiative. Hier können Akteure der Branche und Interessierte Ergebnisse und Schlussfolgerungen aller laufenden Förderprojekte im Bereich energieoptimierte Gebäude und Quartiere finden. Das interdisziplinäre Team der wissenschaftlichen Begleitforschung sammelt die praktischen Erfahrungen innovativer Technologien und Planungshilfsmittel in der Anwendung, im Umsetzungsmanagement und bei der Betriebsoptimierung in den Demonstrationsprojekten und Forschungsvorhaben und wertet diese dann für die EWB-Datenbank aus. So lassen sich die unterschiedlichen Forschungsbereiche im Gebäudebereich miteinander vernetzen und Vorhaben auf andere Standorte übertragen.

Mit einer interaktiven „Landkarte der Projekte“ bekommen Fachleute und interessierte Nutzer künftig über jedes Forschungsvorhaben in komprimierte Form Informationen, etwa zu Monitoring-Berichten oder Stamm- und Kerndaten. Darüber hinaus soll auch eine gezielte Suche nach spezifischen Kriterien und Fragestellungen möglich sein.

Weiterführende Informationen finden Sie auf der Website Wissenschaftliche Begleitforschung, erste Informationen zur EWB-Datenbank und zur Landkarte der Projekte finden Sie hier.

Der Förderschwerpunkt Energieoptimiertes Bauen (EnOB) setzt den Fokus auf energieoptimierte, nachhaltige, funktionale, behagliche und architektonisch wertvolle Gebäude zu vertretbaren Investitions- und Betriebskosten. Das BMWi fördert neben innovativen Gebäude- und Energiekonzepten für Neubau und Sanierung auch die Entwicklung neuer, funktionaler Materialien, Technologien sowie Systemen für die Bautechnik und technische Gebäudeausrüstung. Niedrig-Energie-Systeme, energetische Betriebsoptimierung, optimierte Gebäudehüllen, energetische Verbesserung der Bausubstanz oder Hochleistungsdämmstoffe sind nur eine Auswahl von Forschungsthemen im Förderschwerpunkt EnOB. Zudem gewinnen beim Neubau, der Sanierung oder auch im laufenden Gebäudebetrieb die systemische Betrachtung entlang des Lebenszyklus und moderne Planungswerkzeuge an Bedeutung. Hier gibt es spezialisierte Software und Tools sowie innovative Ansätze für die Gebäude- und Anlagensimulation.

Für den Erfolg der Energiewende in Gebäuden und Quartieren ist es wichtig, die Prozesse für Planung, Bau, Umsetzung und Nutzung zu optimieren und die einzelnen Komponenten der Gebäudetechnik gut miteinander zu vernetzen. So wird verhindert, dass hocheffiziente Einzeltechnologien zu ineffizienten Systemen zusammengeschaltet werden. Darüber hinaus müssen Gebäude und Quartiere nicht nur als Verbraucher sondern auch als Erzeuger von Energie wahrgenommen werden, damit das Ziel – bis zum Jahr 2050 einen nahezu klimaneutralen Gebäudestand in Deutschland zu erreichen – erreichbar bleibt.

Energieoptimiertes Bauen (EnOB) gehört wie die Förderschwerpunkte Energieeffiziente Stadt (EnEff:Stadt), Energieeffiziente Wärme- und Kältenetze (EnEff:Wärme) sowie Forschung und Entwicklung zu thermischen Energiespeichern und Niedertemperatur-Solarthermie und die Förderinitiativen EnEff.Gebäude.2050 und Solares Bauen/ Energieeffiziente Stadt zur Forschungsinitiative „Energiewendebauen“.

Weiterführende Informationen

Neben Forschung und Entwicklung einzelner energieoptimierter Gebäude haben auch städtische Siedlungsräume ein großes Potenzial die Energieeffizienz zu steigern. Im Förderschwerpunkt Energieeffiziente Stadt (EnEff:Stadt) fördert das BMWi innovative, lokal ausgerichtete Gesamtlösungen im Quartier, die erneuerbare Energien integrieren und die Energieeffizienz verbessern. Die Transformation städtischer Energieversorgungsstrukturen, Sektorkopplung und Energiespeicher stehen hier im Fokus. Weiter sind Energiemanagementsysteme für Energienetze etwa zur Betriebsoptimierung, Sanierungskonzepte für den Bestand, Analysewerkzeuge für komplexe Systeme und große Datenmengen, die Einbindung volatiler Energiequellen oder erneuerbarer Energien sowie Konzepte zur Partizipation Gegenstand der Förderung.

Im Förderschwerpunkt EnEff:Stadt werden Bewertungskriterien, Konzepte und integrale Planungshilfsmittel für Kommunen und weitere Akteure aus Wohnungswirtschaft oder den Stadtwerken erarbeitet. Für abgegrenzte Quartiere werden exergetisch und ökonomisch optimierte Maßnahmen entwickelt, beispielhaft umgesetzt und messtechnisch überprüft. Dabei orientiert sich die Forschung an typischen Siedlungsformen. EnEff:Stadt ordnet sich konsequent zwischen gesamtstädtische Leitbilder und Effizienzmaßnahmen für Einzelgebäude ein und ist eng mit dem Förderschwerpunkt EnEff:Wärme verknüpft.

Energieeffiziente Stadt (EnEff:Stadt) gehört wie die Förderschwerpunkte Energieoptimiertes Bauen (EnOB), Energieeffiziente Wärme- und Kältenetze (EnEff:Wärme) sowie Forschung und Entwicklung zu thermischen Energiespeichern und Niedertemperatur-Solarthermie und die Förderinitiativen EnEff.Gebäude.2050 und Solares Bauen/ Energieeffiziente Stadt zur Forschungsinitiative „Energiewendebauen“.

Weiterführende Informationen

Im Förderschwerpunkt Energieeffiziente Wärme- und Kältenetze (EnEff:Wärme) fördert das BMWi innovative Technologien und Konzepte auf dem Weg zu einer effizienten, klimaneutralen und wirtschaftlichen Wärme- beziehungsweise Kälteversorgung. Optimierte Wärmenetze unter Berücksichtigung von Informations- und Kommunikationstechnik (IKT) sind hier ein wesentlicher Baustein, um erneuerbare Energiequellen wie Solarthermie, Geothermie oder auch die Einspeisung von Industrieabwärme bestmöglich zu nutzen. Auch die Kosten der Wärmeverteilung lassen sich durch neue, innovative Konzepte, Netze und Technologien drastisch senken.

Forschungsthemen im Bereich EnEff:Wärme sind Kraft-Wärme-Kopplung, Wärme- und Kälteerzeugungstechniken, Wärmetauschersysteme, Abwärmenutzung, LowEx-Systeme und -Systemkomponenten, Rohrleitungs- und Verlegetechnik, Hausübergabe und angepasste Gebäudetechnologien, Messtechniken, Smart Metering, neue Wärmeträgermedien, neue Netze, Strukturen und Betriebsweisen, Simulation und Planungshilfsmittel sowie die Gesamtsystemoptimierung. Ziel der Förderung in EnEff:Wärme ist, netzgebundene Wärme- und Kälteversorgungssysteme in Deutschland primärenergetisch, exergetisch, wirtschaftlich und ökologisch zu verbessern. Dazu zählen sowohl Fernwärmesysteme als auch dezentrale Versorgungsstrukturen.

Solarthermie leistet in Verbindung mit energieeffizientem Bauen sowie in Kombination mit anderen erneuerbaren Energien und Effizienztechnologien einen wichtigen Beitrag für eine nachhaltige, versorgungssichere und umweltgerechte Wärme- und Kälteversorgung. Im Förderschwerpunkt Niedertemperatur-Solarthermie fördert das BMWi die Entwicklung neuer Systemkonzepte für solares Heizen, einschließlich kompatibler Planungstools, die Solarisierung von Wärmenetzen, solare Kühlung und Prozesswärme sowie intelligente, solare Warmwasserspeicher.

Mit einem Fördervolumen von bis zu 150 Millionen Euro adressiert die ressortübergreifende Förderbekanntmachung Solares Bauen/Energieeffiziente Stadt die grundlagenorientierte und anwendungsnahe Forschung, Entwicklung und Demonstration energieoptimierter Gebäude und Quartiere. Geförderte Projekte sollen zeigen, wie durch Innovationen und intelligente Vernetzung energetisch hochwertige, lebenswerte Gebäude und Quartiere entstehen können. Neben technologischen werden hier insbesondere auch sozial-ökologische und sozioökonomische Aspekte berücksichtigt.

Die Förderinitiative „EnEff.Gebäude.2050 - Innovative Vorhaben für den nahezu klimaneutralen Gebäudebestand 2050“ unterstützt den Transfer von Forschungsergebnissen in die breite Anwendung. Modellhafte Innovations- und Transformationsprojekte sollen zeigen, wie mit verfügbaren aber noch nicht am Markt etablierten Technologien und Konzepten der Primärenergiebedarf gesenkt und nahezu klimaneutrale Gebäude und Quartiere breit umgesetzt werden können. Dabei greifen sie aktuelle Forschungsergebnisse und Innovationen auf und erproben neue Ansätze und ambitionierte Konzepte zur Steigerung der Energieeffizienz bzw. zur Nutzung erneuerbarer Energien in Gebäuden und Quartieren.

Die Initiative hat ein Volumen von rund 54 Millionen Euro und unterteilt sich in drei Förderbereiche mit jeweils unterschiedlichen Schwerpunkten und Zielgruppen:

  • „Innovationsprojekte“ entwickeln einzelne Schlüsseltechnologien und -verfahren in Richtung Marktanwendung weiter und beinhalten dabei auch geringe Forschungsanteile
  • „Transformationsprojekte“ sind investive Vorhaben, die ambitionierte Beispielumsetzungen für nahezu klimaneutrale Gebäude und Quartiere mit Leuchtturmwirkung realisieren.
  • Zusätzlich vom Projektträger Jülich (PtJ) ausgeschriebene Ideenwettbewerbe prämieren besonders aussichtsreiche Konzeptentwicklungen.

Innovations- und Transformationsprojekte können seit April 2016 jederzeit eingereicht werden. Die Förderbedingungen wurden am 20. Oktober 2017 nochmals verbessert. Ein Ideenwettbewerb zu Gebäuden und Quartieren der Zukunft ist im Mai 2017 erstmals ausgelobt worden und inzwischen abgeschlossen. Die Preisverleihung findet am 6. Dezember 2017 statt.

Förderbekanntmachung

Weiterführende Informationen

Als Schnittstelle zwischen Forschung, Praxis und Politik verbindet das Forschungsnetzwerk Energie in Gebäuden und Quartieren mit seinen mittlerweile fast 800 Mitgliedern Akteure und Themen der Branche. Die Zahl der Mitglieder ist seit der Gründung im Oktober 2014 stetig steigend. Das verdeutlicht das große Interesse an Austausch und Abstimmung der Akteure untereinander. Gerade im breit gefächerten und weitverzweigten Themenfeld Gebäude und Quartiere leisten vielfältiges Fachwissen und vernetzte Zusammenarbeit unter den Mitgliedern einen wertvollen Beitrag für die Energieforschung.

Mit dem Forschungsnetzwerk stärkt das BMWi im Bereich energieoptimierter Gebäude und Quartiere nachhaltig die Innovationskraft in Deutschland. Das Netzwerk verzahnt und vernetzt die Beteiligten der Branche bereits auf Forschungsebene und ermöglicht die Integration von Innovationen in die Baupraxis frühzeitig mitzudenken und Forschungsergebnisse auf kurzem Weg an relevante Akteure zu kommunizieren. Im offenen Netzwerk können alle interessierten Fachleute sowie Vertreter aus Kommunen und Verbänden auf Augenhöhe miteinander in den Dialog treten, Thesen und Sichtweisen diskutieren und aktiv an Themen der Forschungscommunity partizipieren.

Für zukunftssichere Lösungen und den Transfer von Forschungsergebnissen in die Praxis ist das offene Netzwerk mit der breitgefächerten Expertise seiner Akteure ein Schlüssel für die Energie- und Wärmewende und liefert der Bundesregierung elementare Impulse für das nächste Energieforschungsprogramm.

Pressemitteilungen

  • 11.07.2017 - Gemeinsame Pressemitteilung - Energieforschung

    Pressemitteilung: Stadtquartiere als lokale Impulsgeber für die Energiewende

    Öffnet Einzelsicht
  • 30.06.2017 - Pressemitteilung - Energieeffizienz

    Pressemitteilung: BMWi setzt auf Innovationen im Wärmemarkt: Die Brennstoffzellenförderung wird erweitert und Wärmenetze der 4. Generation besonders gefördert

    Öffnet Einzelsicht