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Technologien für Nachhaltigkeit und Klimaschutz - Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von CO2

18.06.2009 - 30.11.2010
Bekanntmachung des Bundesministeriums für Bildung und Forschung von Richtlinien zur Fördermaßnahme "Technologien für Nachhaltigkeit und Klimaschutz - Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von CO2"

Die Fortschritte in der Klimaforschung der vergangenen Jahre haben unser Wissen über den Klimawandel auf vielen Ebenen vertieft. Erfolge im Klimaschutz sind eng mit Fortschritten der technologischen Forschung und Entwicklung (FuE) verknüpft. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) hat seine Förderstrategie im Rahmen des Programms "Forschung für Nachhaltigkeit" auf die Förderung von Schlüsseltechnologien, neuen Produkten und innovativen Verfahren für einen Umbau der Gesellschaft in Richtung eines nachhaltigen Wirtschaftens festgelegt. Diese Forschungsförderung wird einen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele der Deutschen Bundesregierung leisten.

Die Förderrichtlinie "Technologien für Nachhaltigkeit und Klimaschutz - Chemische Prozesse und stoffliche Nutzung von CO2" ist Bestandteil der Hightech-Strategie der Bundesregierung im Innovationsfeld Umwelttechnologien sowie des vom Kabinett am 12. November 2008 auf Vorschlag des BMBF und des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit verabschiedeten Masterplans Umwelttechnologien. Die Hightech-Strategie (HTS) wie auch der Masterplan Umwelttechnologien sind ressortübergreifende Initiativen für eine zukunftsweisende Innovationspolitik. Mit dieser Förderrichtlinie greift das BMBF auch Vorschläge für zukünftig prioritäre Forschungsfelder des nationalen Dialogprozesses der Hightech-Strategie zum Klimaschutz sowie der Europäischen Technologieplattform für Nachhaltige Chemie (SusChem) auf.

Deutschland hat sich als Wegbereiter für den Klimaschutz ehrgeizige Ziele gesetzt: Bis 2020 sollen die Energieproduktivität gegenüber 1990 verdoppelt und die CO2-Emissionen um bis zu 40% gesenkt werden. Diese ehrgeizigen Ziele erfordern aus Sicht aller Akteure eine Intensivierung von FuE in allen dafür erforderlichen Bereichen. Eine besondere Rolle kommt dabei der Chemie als Querschnitts- und Basisindustrie zu. Die chemische Industrie kann mit ihrer Forschungs- und Innovationskraft in vielen Branchen einen herausragenden Beitrag zur Bewältigung der Herausforderungen des Klimawandels leisten.

Mit der Durchführung der Klima-Forschungsgipfel in Hamburg und Berlin wurden in einem konstruktiven Dialogprozess Forschungs- und Entwicklungsansätze herausgearbeitet, die technologische Durchbrüche versprechen. Als innovatives Technologiefeld wurde u.a. der Bereich Chemie und Industrieprozesse identifiziert.

Die Herausforderungen an den Klimaschutz sind als Chance für den Forschungs- und Innovationsstandort Deutschland zu sehen. Die Fördermaßnahme ist dabei auf die Beschleunigung von Innovationen sowie auf eine Stärkung der Zusammenarbeit von Wissenschaft und Wirtschaft gerichtet.

1. Zuwendungszweck

Deutschland hat seine Rohstoffproduktivität bereits beträchtlich steigern können und nutzt Ressourcen effizienter als viele andere Industrieländer. Verglichen mit 1991 werden heute ein Viertel weniger Rohstoffe je Einheit Bruttoinlandsprodukt eingesetzt und damit deutlich weniger Treibhausgase je Einheit emittiert. Die Bundesregierung wird ihre Anstrengungen zur Erhöhung der Ressourcen- und Energieeffizienz in Industrie und Wirtschaft weiter intensivieren. Diese Fördermaßnahme schließt an die Förderrichtlinie "Innovative Technologien für Ressourceneffizienz - Rohstoffintensive Produktionsprozesse" an und trägt zur Erreichung des in der nationalen Nachhaltigkeitsstrategie verankerten Ziels bei, die Emissionen von Treibhausgasen erheblich zu reduzieren.

Für eine Effizienzsteigerung kann in ressourcenintensiven Wirtschaftsbereichen wie der Chemie eine besonders große Hebelwirkung erreicht werden. Deshalb wird der Schwerpunkt vor allem auf chemische Prozesse mit hohem Primärenergie- und  materialeinsatz gelegt, etwa die Herstellung von chemischen Grundstoffen und deren Weiterverarbeitung zu Zwischen- oder Endprodukten. Die Entwicklung und breite Anwendung funktionaler Lösemittel als wesentliche Maßnahme für die Verringerung von klimarelevanten Emissionen wie z.B. CO2 oder leichtflüchtiger organischer Verbindungen (VOC) sind ein weiterer Schwerpunkt. Darüber hinaus können durch Weiterentwicklung von Anlagentechniken und  komponenten für chemische Umsetzungen und Aufbereitungsprozesse sowie durch intelligente Verknüpfung von Energieflüssen erhebliche Klimaschutzwirkungen erreicht werden. Gerade die chemische Industrie steht am Beginn von weit verzweigten Wertschöpfungsketten. Die durch eine effizientere Produktion erzielbaren Effekte wirken sich auf alle anschließenden Produktionsverfahren und Produkte aus. Ein wichtiger Schwerpunkt der Ausschreibung ist auch die Nutzung von CO2 als Kohlenstoff-Baustein für chemische Produkte, zur Erweiterung der Rohstoffbasis und Verringerung der Abhängigkeit von Erdöl und Erdgas.

Die Fördermaßnahme unterstützt Wissenschaft und Wirtschaft, hierzu gemeinsam innovative Technologien und Verfahren zu entwickeln und zu erproben. Zukunftsweisend sind Lösungen, die den Rohstoff- und Energieeinsatz optimieren und gleichzeitig zur Emissionsminderung von Treibhausgasen führen. Wichtige Innovationsimpulse können hierbei auch von den Zulieferern der Prozessindustrie sowie unternehmensnahen Dienstleistern (z.B. Maschinen- und Anlagenhersteller) ausgehen.

Die Beteiligung von kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) ist ausdrücklich erwünscht. Hinsichtlich der Ergebnisverwertung wird von den geförderten Projekten erwartet, dass bereits bei der Projektplanung die Wege zur Umsetzung der Forschungsergebnisse in Produkte und Dienstleistungen sowie für die Verwertung in praxisreifen Lösungen anvisiert werden.

Die Fördermaßnahme soll auch als Basis zur Internationalisierung der Forschungskooperationen zwischen Deutschland und den anderen Mitgliedern der EU dienen. Die hiermit bevorzugt gegebenen Möglichkeiten der transnationalen Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft können wichtige Beiträge zur Lösung länderübergreifender Probleme des Klimawandels leisten.

2. Gegenstand der Förderung

Es werden Forschungs- und Entwicklungsarbeiten gefördert, die dem dargestellten Zuwendungszweck entsprechen. Die Ansätze können beispielsweise aus folgenden Bereichen stammen:

  • Änderung bzw. Erweiterung der Rohstoffbasis durch die Verwertung von CO2 zu Basischemikalien
  • Stoffliche Verwertung von CO2 in Produkten
  • Reduzierung der Treibhausgas-Emissionen aus der Produktion durch Anwendung funktionaler Flüssigkeiten als Hilfsmittel für Synthesen, Aufbereitungs  und Fertigungsverfahren
  • Erhöhung der Energieeffizienz in der Produktion durch verbesserte Verfahrens- und Apparate /Anlagentechnik
  • Innovationen der chemischen Industrie als Grundlage für Entwicklungen in anderen Industriezweigen zur CO2-Abtrennung und  Aktivierung

2.1 Umsetzungsorientierte Verbundprojekte von Industrie und Wissenschaft

Schwerpunkt der Förderung sind Verbundprojekte von Forschungseinrichtungen und Unternehmen, die auf eine Umsetzung ihrer Ergebnisse ausgerichtet sind und daher einen substanziellen Beitrag zur Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz erwarten lassen, insbesondere bei Grundstoffen und chemischen Prozessen. In diesem Zusammenhang sollten auch notwendige Veränderungsprozesse im Management der Produktionsprozesse bzw. bei der Einführung neuer Effizienztechnologien berücksichtigt werden.

Vorausgesetzt wird - zumindest in Problemaufriss und Ergebnissynthese - eine integrative und fachübergreifende Herangehensweise, welche Stoff- und Energieeinsätze eines gesamten Produktionsschrittes einbezieht und auch Einflüsse der technischen Prozesskette auf die Umwelt sowie wirtschaftliche und soziale Aspekte berücksichtigt.

Gegenstand der Forschung können demnach technologie- bzw. branchenbezogene Lösungsoptionen sein wie beispielsweise

  • Stoffliche Nutzung von CO2 als Kohlenstoff-Baustein für chemische Produkte
    • Untersuchung und Weiterentwicklung von möglichen Routen zur CO2-Aktivierung
    • Einbeziehung vor- und nachgelagerter Schritte (z. B. intelligente Herstellung   hochenergetischer Reaktionspartner für CO2)
    • Nutzung von CO2 als Baustein reaktiver Zwischenprodukte
    • Entwicklung von Alternativsynthesen mit CO2 als Kohlenstoff-Baustein
    • photoelektrochemische/photokatalytische Erzeugung von Wasserstoff für die   Umsetzung mit CO2
    • Entwicklung von robusten Katalysatoren zur stofflichen Nutzung von unreinem CO2
  • Verringerung/Verminderung klimarelevanter Emissionen durch Anwendung funktionaler Flüssigkeiten
    • Entwicklung funktionaler Flüssigkeiten (z. B. ionische Flüssigkeiten, alternative   Lösungsmittel, Reaktionsmedien)
    • Nutzung in verfahrenstechnischen Anwendungen (z.B. Trenn- und   Aufbereitungsprozesse, Kompressionsmedien)
    • Nutzung in elektrochemischen Prozessen (z. B. Galvanik, elektrochemische Synthesen)
    • Entwicklung von Recyclingverfahren unter Einsatz funktionaler Flüssigkeiten
  • Entwicklung energieeffizienter Prozess- und Apparate /Anlagentechniken
    • Entwicklung von Anlagen und Anlagenkomponenten zur Durchführung von Reaktionen und Aufbereitungsprozessen (z.B. modulare Wärmepumpen, Reaktoren mit alternativem Energieeintrag)
    • Effiziente Abwärmenutzung auf niedrigem Temperaturniveau
    • Verarbeitung hochviskoser Mischungen (z. B. Hochintensivmischer, neue Reaktoren mit gesteigertem Wärmeübergang zur Vermeidung des Einsatzes von Lösungsmitteln)
    • Membrantrennverfahren inkl. Membranentwicklung
    • Adaptive Konzepte für chemische Produktionsverbünde
    • Kontinuierliche Prozesstechniken

Das erwartete Klimaschutzpotenzial ist mittels LCA/Energiebilanzen unter Berücksichtigung der gesamten Prozesskette (Angabe in CO2-Äquivalenten) nachvollziehbar darzustellen.

Nicht förderbar sind Planung und Aufbau großtechnischer Demonstrationsanlagen im Industrie- bzw. Produktionsmaßstab sowie Arbeiten mit dem Charakter von Studien z.B. zu Toxikologie und Ökotoxikologie.

2.2 Nachwuchsgruppen

Es besteht die Möglichkeit zur Förderung von Nachwuchsgruppen zu den ausgeschriebenen Themenschwerpunkten. Das Angebot richtet sich an Post-Doktoranden, mit mindestens zwei bis maximal fünf Jahren Post-Doc-Erfahrung. Erfahrungen in der internationalen Forschung während der Promotion oder der Post-Doktorandenphase sind von Vorteil. Wichtigste Auswahlkriterien sind die herausragende wissenschaftliche Qualität der Bewerberinnen und Bewerber sowie Originalität und Kreativität des Forschungsansatzes.

Damit soll die Möglichkeit gegeben werden, dass die Forscher unabhängig mit einer eigenen Arbeitsgruppe neue interdisziplinäre, im Grenzbereich zwischen der Grundlagenforschung und der anwendungsorientierten Industrieforschung angesiedelte Forschungsansätze bearbeiten. Die industriellen Anwendungspotenziale (ggf. bereits unter industrieller Begleitung) oder andere Verwertungskonzepte mit dem Ziel des Technologietransfers sind nachvollziehbar darzulegen.

Die Nachwuchsgruppe soll vorrangig an einer Hochschule oder einer außeruniversitären Forschungseinrichtung angebunden sein. Die Einrichtung übernimmt die Arbeitgeberfunktion und stellt die notwendige Infrastruktur zur Verfügung. Daneben können auch Gruppen gefördert werden, die in vertraglich geregelten Netzwerken organisiert sind. Teilnehmer eines solchen Netzwerks können auch industriellen Forschungsabteilungen angehören. In diesem Fall ist der Leiter Angehöriger einer Hochschule oder außeruniversitären Forschungseinrichtung.

Es gelten die Bemessungsgrundlagen, wie unter Nummer 5 beschrieben. Der Förderzeitraum für Nachwuchsgruppen beträgt drei, maximal fünf Jahre. Nach drei Jahren ist ein Statusbericht vorzulegen, der Entscheidungsgrundlage für eine mögliche weitere zweijährige Förderphase ist. Für die Antragstellung gelten im Weiteren die nachfolgenden Punkte dieser Bekanntmachung.
In die Förderung können - je nach Qualität der eingereichten Anträge - bis zu fünf Nach-wuchsgruppen aufgenommen werden.

Anträge zu diesem Förderbereich können von Nachwuchswissenschaftlerinnen und Nach-wuchswissenschaftlern bis 35 Jahre gestellt werden. Überschreitungen dieser Altersgrenze sind in begründeten Ausnahmefällen möglich (z.B. Wehrdienst und Ersatzzeiten, Kinderbetreuung, zweiter Bildungsweg, Auslandsaufenthalt). Die Auswahl der in die Förderung aufzunehmenden Nachwuchsgruppen erfolgt im Wettbewerb entsprechend der wissenschaftlichen Qualität der Anträge.

2.3 Wissenschaftliches Koordinierungsvorhaben

Die Fördermaßnahme soll durch ein wissenschaftliches Koordinierungsvorhaben begleitet werden, das organisatorische und inhaltliche Aufgaben wahrnimmt. Wesentliches Ziel dabei ist die Synthese und Aufbereitung der Ergebnisse sowie die themenübergreifende Koordination und Vernetzung der umsetzungsorientierten Verbundprojekte. Zu den Aufgaben des Begleitvorhabens gehören die Vorbereitung und Durchführung übergeordneter Veranstaltungen (z.B. Arbeitstreffen, Diskussionsforen und Statusseminare), Erarbeitung und Bereitstellung von Informationsmaterialien zum Förderschwerpunkt (PR Materialien, Homepage, etc.), Identifizierung von und Kontaktpflege zu Schnittstellen vergleichbarer europäischen Forschungsaktivitäten, sowie Aufbereitung der Projektergebnisse für unterschiedliche Zielgruppen.

Die Umsetzung des Förderschwerpunktes erfolgt als "lernendes Programm". Das BMBF behält sich vor, weitere Maßnahmen zur Weiterentwicklung der Fördermaßnahme wie auch zur internationalen Zusammenarbeit zu implementieren.


Ansprechpartner und weitere Informationen:

http://www.bmbf.de/foerderungen/13707.php
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