Innovationen für ein resilientes Energiesystem
Extremwetterereignisse, geopolitische Krisen oder Cyberangriffe zeigen, wie wichtig ein robustes, sicheres und anpassungsfähiges Energiesystem für Wirtschaft und Gesellschaft ist. Doch der zukunftsorientierte Umbau des Energiesystems verändert das Erzeugen, Transportieren und Verbrauchen von Energie grundlegend. Erneuerbare Energie ersetzt fossile Energieträger. Wärmeversorgung und Mobilität werden zunehmend elektrifiziert. Und digitale Technologien gewinnen immer mehr an Bedeutung.
Mit dem 8. Energieforschungsprogramm stärkt das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWE) deshalb gezielt die Forschung für ein resilientes Energiesystem: Die Forschungsmission Energiesystem verfolgt das Ziel, Innovationen voranzutreiben, die das Energiesystem klimaneutral, effizient und widerstandsfähig machen. Gefördert werden Technologien, Konzepte und digitale Lösungen, die das Energiesystem auch unter schwierigen Bedingungen stabil und sicher halten.
Resilienz als Schlüssel für Energiesicherheit
Ein resilientes Energiesystem kann auf Veränderungen reagieren, Störungen bewältigen und sich schnell an neue Rahmenbedingungen anpassen. Dazu gehört beispielsweise, Energiequellen stärker zu diversifizieren, Speichertechnologien auszubauen und Strom-, Wärme- und Wasserstoffsysteme intelligent miteinander zu verknüpfen. Ebenso wichtig ist die Fähigkeit, Risiken frühzeitig zu erkennen und kritische Infrastrukturen wirksam zu schützen.
Die Forschungsförderung des BMWE adressiert diese Herausforderungen entlang des gesamten Energiesystems. Gefördert werden unter anderem Projekte zur sektorübergreifenden Systemmodellierung, zur Digitalisierung und Systemintegration, zu resilienten Netzen und Speichern oder zum sicheren Nutzen von Daten und Kommunikationsstrukturen. Forschungsvorhaben sollen dabei nicht nur technologische Lösungen entwickeln, sondern auch Wechselwirkungen zwischen Technik, Wirtschaft und Gesellschaft berücksichtigen.
Ein besonderer Fokus liegt auf der Frage, wie das Energiesystem mit einer zunehmend dezentralen und digitalen Struktur sicher betrieben werden kann. Millionen vernetzter Anlagen – von Photovoltaikanlagen über Batteriespeicher bis hin zu Wärmepumpen oder Elektrofahrzeugen – müssen künftig flexibel und zuverlässig zusammenarbeiten. Forschung und Innovation spielen eine entscheidende Rolle, um diese komplexen Strukturen resilient zu gestalten.
Cyberresilienz für die digitale Energiewelt
Mit der Digitalisierung steigen auch die Anforderungen an die Cybersicherheit des Energiesystems. Moderne Energienetze und digitale Steuerungssysteme bieten große Chancen für Effizienz und Flexibilität, sind aber zugleich potenzielle Angriffsziele. Das BMWE hat deshalb 2025 den Innovationswettbewerb „Systematische Cyberresilienz im Energiesystem (CYANE)“ gestartet. Bis zur Einreichungsfrist Ende Januar haben Forschende 30 Projektideen (Skizzen) für die Fördermaßnahme eingereicht.
Der Wettbewerb verfolgt das Ziel, die Cyberresilienz des Energiesystems substanziell zu stärken. Unternehmen, Forschungseinrichtungen, Betreiber, Entwickler und Behörden waren aufgerufen, gemeinsam Lösungen für ein sicheres und vertrauenswürdiges Energiesystem im digitalen Zeitalter zu entwickeln. Im Mittelpunkt stehen anwendungsbezogene Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die Sicherheitsaspekte bereits bei der Entwicklung neuer Technologien berücksichtigen – etwa nach dem Prinzip „Security by Design“.
Gefragt sind beispielsweise innovative Ansätze für sichere Kommunikations- und Steuerungsarchitekturen, Verfahren zur Erkennung und Abwehr von Cyberangriffen oder neue Methoden, um die Stabilität kritischer Energieinfrastrukturen auch in Krisensituationen zu gewährleisten. Die Förderung unterstützt dabei gezielt Kooperationen zwischen Forschung und Praxis, um neue Lösungen möglichst schnell in die Anwendung zu bringen.
Forschung mit konkretem Nutzen
Wie wichtig resilienzorientierte Forschung für das Energiesystem ist, zeigen aktuelle Förderprojekte des BMWE. Im Forschungsvorhaben REWARDS untersuchen Forschende beispielsweise, wie sich Klimaziele einhalten lassen und gleichzeitig die Robustheit des Energiesystems gestärkt werden kann. Dabei geht es unter anderem um die Frage, wie unterschiedliche Energiequellen und Infrastrukturen zusammenspielen müssen, um Versorgungssicherheit auch unter unsicheren Rahmenbedingungen zu gewährleisten.
Weitere Projekte beschäftigen sich mit der Versorgungssicherheit in einem Energiesystem mit hohem Anteil erneuerbarer Energien. Forschende analysieren Vulnerabilitäten, entwickeln Strategien zur Krisenvorsorge und untersuchen, wie sich Abhängigkeiten von kritischen Rohstoffen oder Technologien reduzieren lassen. Ziel ist es, technologische Souveränität zu stärken und das Energiesystem widerstandsfähiger gegenüber externen Einflüssen zu machen.
Auch die Digitalisierung bietet neue Möglichkeiten, Resilienz gezielt zu erhöhen. Im Projekt ReMoDigital erforschen Beteiligte, wie digitale Technologien dazu beitragen können, Energieinfrastrukturen robuster und anpassungsfähiger zu gestalten. Digitale Zwillinge, intelligente Steuerungssysteme oder datenbasierte Analysen ermöglichen es beispielsweise, Störungen frühzeitig zu erkennen und geeignete Gegenmaßnahmen einzuleiten.
Innovationen für ein lernendes Energiesystem
Das 8. Energieforschungsprogramm soll neue technologische Entwicklungen, gesellschaftliche Anforderungen oder geopolitische Veränderungen kontinuierlich und so gezielt Innovationsimpulse setzen. Resilienz ist dabei kein isoliertes Forschungsthema, sondern ein zentraler Baustein für das gesamte Energiesystem der Zukunft. Dieses muss nicht nur klimaverträglich und effizient sein, sondern auch sicher, anpassungsfähig und krisenfest. Mit der Mission Energiesystem und gezielten Förderformaten wie dem Innovationswettbewerb CYANE schafft das BMWE wichtige Rahmenbedingungen, damit Forschungseinrichtungen, Unternehmen und weitere Akteure gemeinsam Lösungen für das Energiesystem der Zukunft entwickeln können. So entstehen Innovationen, die nicht nur die Energiewende voranbringen, sondern auch die Resilienz Deutschlands langfristig stärken. (ml)