Highlights aus Forschung und Entwicklung

Begleitforschung treibt Energiewende voran

© Foto Oliver Rapf/BPIE

Vorstellung der Ergebnisse des Effizienzhaus-Plus-Netzwerks bei der EU-Kommission in Brüssel.

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Die vom Fraunhofer IBP geleitete AG »Neue Formate« des BMWi-Forschungsnetzwerks »Energie in Gebäuden und Quartieren«.

Energieeffizienz, Solarstrom, Abwärme - Die Energiewende steht an. Deutschland steckt bereits mittendrin....

Eine solche Umwälzung geht mit vielen Anforderungen einher, auch im Baubereich. Neue Gebäude müssen entsprechend geplant und konzeptioniert, bestehende Häuser, Quartiere, mitunter auch ganze Siedlungsräume saniert und effizient mit Energie versorgt werden. Eine systemorientierte Her­angehensweise ist gefragt, soll die Transformation unseres Energiesystems optimal vonstattengehen. Und für diese braucht es selbstverständlich die nötige Wissensbasis. Die Bundesregierung stellt daher Forschungsmittel zur Verfügung: Mit diesen sollen neue Techniken, Verfahren und Werkzeuge entwickelt werden, um sie anschließend an anspruchsvollen Vorhaben zu demonstrieren.

Das Wissen, das in einzelnen Projekten generiert wird, muss systemisch analysiert und verdichtet werden – nur so lässt es sich verallgemeinern. Um den Transfer in die Praxis zu unterstützen, haben die Ministerien, die für die verschiedenen Forschungsinitiativen thematisch zuständig sind, Begleitforschungsvorhaben ausgeschrieben. Sie sollen erprobte sowie neue Formate und Inhalte, mit denen die Energiewende umgesetzt werden soll, im urbanen Kontext testen und die hohe wissenschaftliche Qualität sicherstellen. Die Abteilung Energieeffizienz und Raumklima des Fraunhofer IBP hat für vier der einschlägigen Begleitforschungsvorhaben den Zuschlag erhalten – und ist somit ein bedeutender Partner in den zugehörigen Netzwerken der Ministerien.

Das umfangreichste Begleitforschungsvorhaben ist im neuen Forschungsbereich »Energie in Gebäuden und Quartieren« des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWi) angesiedelt. Das Projektkonsortium erhebt systematisch den Forschungsbedarf, wertet laufende und abgeschlossene Projekte auf methodisch abgesicherte Weise aus und stellt Werkzeuge und Erkenntnisse für alle Akteure zur Verfügung. Ein neues Element der Begleitforschung umfasst eine interak­tive Landkarte der Projekte. Sie dient quasi als Datenbank für projektspezifische Kennwerte, Ergebnisse und Kernaussagen. Wie detailliert die Informationen sind, hängt von der jewei­ligen Nutzergruppe ab – die Forscher passen die Datenbank spezifisch an. Die wissenschaftliche Begleitforschung in diesem Forschungsbereich ist dem Forschungsnetzwerk »Energie in Gebäuden und Quartieren« zugeordnet, sie umfasst alle darunterfallenden Förderaktivitäten des BMWi. Das Begleitforschungsvorhaben baut auf das Begleitforschungsprojekt zur Förderinitiative »Energieeffiziente Stadt« auf, welches das Fraunhofer IBP seit acht Jahren erfolgreich betreut.

Ein anderes wegweisendes Förderprogramm widmet sich dem Effizienzhaus Plus, welches das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit (BMUB) initiierte. Anfang 2011 – also am Beginn der Initiative – erhielt die Abteilung Energieeffizienz und Raumklima den Zuschlag. Die Forscher sollten die wissenschaftliche Begleitforschung übernehmen und realisierte Modellvorhaben querauswerten. Im Jahr 2015 bewarben sich die Wissenschaftler auch auf die Ausschreibung der mittlerweile vierten Projektphase in Folge: mit Erfolg. Während Häuser bisher fast ausschließlich Energie verbrauchten, können sie bereits heute zu Energieerzeugern werden. Möglich machen es moderne Energiegewinnungstechnologien. Setzt man regenerative Energiequellen, etwa Sonnenenergie oder Erdwärme, im und am Gebäude gezielt ein, mausern sich Häuser zu Plusenergiehäusern und werden zu Kleinkraftwerken. In der Jahresbilanz heißt das: Sie erzeugen nicht nur die Energie, die Haus und Haushaltsgeräte verbrauchen, sondern sogar einen Überschuss, der für andere Zwecke zur Nutzung parat steht. Im Rahmen der Begleitforschung für das BMUB koordiniert und pflegt die Abteilung auch ein Netzwerk, in dem mehr als 100 Unternehmen und wissenschaftliche Einrichtungen ihr Wissen austauschen.

Auch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) widmet sich dem Thema – im BMBF­Begleitforschungsvorhaben »WiTraBau«. Die Forscher des Fraunhofer IBP haben für die Initiativen «NanoTecture« (abgeschlossen) und »High­TechMatBau« einen erfolgsrelevanten Verbreitungsprozess sichergestellt und den Technologietransfer beschleunigt. Hierzu bereiten sie die Ergebnisse auf, die in begleitenden wissenschaftlichen Projekten erzielt wurden, und machen sie der Baupraxis zugänglich. Eine wesentliche Leistung liegt darin, die Ergebnisse adressatengerecht und nachvollziehbar aufzubereiten und sie publik zu machen. Die Wissenschaftler erarbei­ten eine geeignete Systematik, mit der sich die Forschungsergebnisse für die Praxis strukturieren und über mehrere Kanäle kommunizieren lassen – etwa über eine neue Internetplattform oder Schriftenreihen, die im Bauwesen anerkannt sind. Ein weiteres Ziel: Die Ergebnisse sollen in aktuelle und neue technische Regelwerke einfließen und somit ie Innovationskraft der Betonbauweise in Deutschland stärken.

Das vierte Begleitforschungsprojekt widmet sich dem Schwerpunkt »Energieeffiziente Schulen«   das ebenfalls von den Forschern der Abteilung Energieeffizienz und Raumklima koordiniert wird. Die energetische Qualität von Schulgebäuden zu verbessern ist eine vordringliche Aufgabe der öffentlichen Hand, für Schulträger und Planer. Denn die Energieeffizienz lässt nicht nur die Betriebskosten einer Schule sinken. Sie kann auch dazu beitragen, eine behagliche Schulatmosphäre zu schaffen und den verantwortungsvollen Umgang mit Energie pädagogisch zu vermitteln. Das BMWi hat 2005 die Förderinitiative EnEff:Schule eingerichtet und die Begleitforschung hierzu an ein Konsortium unter Leitung des Fraunhofer IBP gegeben. Die Bekanntheit der Initiative geht weit über Deutschland hinaus und führte dazu, dass 2010 ein vergleichbares Vorhaben von der Europäischen Union unter dem Titel »School of the Future« aufgelegt und an das Fraunhofer IBP zur Bearbeitung übertragen wurde.