Mobilität

Sicherheit, Automatisierung, Elektrifizierung und digitale Vernetzung sind die prägenden Themen der Zukunft. Dabei gilt es, mit verbesserten, maßgeschneiderten Technologien und modernen Antrieben und Kraftstoffen den Verbrauch von Ressourcen und den Ausstoß von Emissionen zu verringern – bei Fahrzeugen, Flugzeugen und Schiffen. Ziel der Bundesregierung ist es, eine intelligente, effiziente und nachhaltige Mobilität zu ermöglichen, die den Bedürfnissen der Menschen gerecht wird und die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Wirtschaft stärkt. Dazu müssen das gesamte Verkehrssystem und der Wandel des gesellschaftlichen Mobilitätsverhaltens in den Blick genommen werden.

Die Forschung auf dem Gebiet des Verkehrssystems Straße und der Fahrzeugtechnologie trägt dazu bei, sichere, effiziente und umweltverträgliche Mobilität auf hohem Qualitätsniveau zu sichern, während sich die globalen Rahmenbedingungen rasch verändern.

Die Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie (MKS) zeigt Wege auf, wie die Energiewende im Verkehr umgesetzt werden kann. Mit der Strategie automatisiertes und vernetztes Fahren, der Initiative Digitale Vernetzung im Öffentlichen Personenverkehr sowie mit einzelnen Fachprogrammen forciert die Bundesregierung die Entwicklung automatisierter Fahrzeuge und intelligenter Mobilitätssysteme. Die Bundesregierung fördert mit der Nationalen Plattform Elektromobilität den strategischen Dialog von Industrie, Wissenschaft, Politik, Gewerkschaften und Verbänden, dessen Ergebnisse auch in die Umsetzung des Regierungsprogramms Elektromobilität einfließen, das die Maßnahmen in diesem Bereich bündelt.

Die Eisenbahnforschung der Bundesregierung stärkt die Innovationskraft des Bahnsektors mit dem Ziel, marktorientierte innovative Technologien und Lösungen für den Schienenverkehr zu entwickeln. Damit wird die Wettbewerbskraft der Schiene gestärkt und ein wesentlicher Beitrag zur Erreichung der Klimaziele geleistet.

Mit dem Luftfahrtforschungsprogramm unterstützt die Bundesregierung die deutsche zivile Luftfahrtindustrie, um die Wettbewerbsfähigkeit der in Deutschland ansässigen Luftfahrtunternehmen zu sichern und zur Verringerung der negativen Umweltwirkungen des Luftverkehrs beizutragen.

Die maritime Wirtschaft ist eine Hochtechnologiebranche, die sich einem harten Verdrängungswettbewerb stellen muss. Gleichzeitig erfährt die Meerestechnik eine rasant wachsende Bedeutung für Klimaschutz sowie Energie- und Ressourcengewinnung.

Als Vorreiter für die Entwicklung und Erprobung neuer Technologien wirkt die Raumfahrt über den Technologietransfer als Innovationstreiber in andere Wirtschaftsbereiche. Die Bundesregierung fördert mit der Raumfahrtstrategie innovative Anwendungen in der Raumfahrtforschung und stärkt die internationale Vernetzung.
 

Intelligente und leistungsfähige Verkehrsinfrastruktur

Eine zuverlässige, leistungsfähige und sichere Verkehrsinfrastruktur ist das Rückgrat hoch entwickelter Industriestaaten. Der Wandel der Bevölkerungsstruktur, ein verändertes Mobilitätsverhalten sowie die zunehmende Urbanisierung führen zu neuen Anforderungen, aber auch neuen Möglichkeiten für den individuellen und öffentlichen Verkehr. Öffentliche Mobilität muss im ländlichen Raum aufgrund der sinkenden Nachfrage neu organisiert werden. Deshalb fördert die Bundesregierung Forschung zur Entwicklung innovativer Lösungen für eine leistungsfähige, nachhaltige, umweltverträgliche, klima- und wetterrobuste sichere Verkehrsinfrastruktur.

Im Ressortforschungsprogramm des BMVI werden alle wichtigen Fragen zu Infrastrukturplanung und ihrer Methodik, zu Möglichkeiten der zukünftigen Infrastrukturfinanzierung, zur sicheren und umweltfreundlichen Abwicklung von Verkehr, aber auch zu Prognosen und Szenarien der zukünftigen Entwicklung als Grundlage für allgemeine Planungen behandelt.

Die Ressortforschungseinrichtungen und nachgeordneten Behörden des BMVI sind auf einzelne Verkehrsträger ausgerichtet. Sie haben sich 2016 unter der Federführung des BMVI zu einem Expertennetzwerk Wissen – Können – Handeln und damit zu einer inter- und transdisziplinären Zusammenarbeit zusammengeschlossen. Das Netzwerk fördert und intensiviert den Dialog zwischen Expertinnen und Experten aus Wissenschaft und Forschung, Industrie und Wirtschaft sowie Politik und Verwaltung. Ziel ist es, drängende Verkehrsfragen der Zukunft durch Innovationen in den Bereichen Klimaanpassung, Umweltschutz und Risikomanagement aufzugreifen. Damit knüpft das Expertennetzwerk unmittelbar an die Leitlinien der Bundesregierung im Rahmen der Hightech- und Nachhaltigkeitsstrategie an.

Das Forschungsprogramm Stadtverkehr (FoPS) ist das einzige umfassende, bundesweite und praxisorientierte Forschungsprogramm zur Behandlung städtischer Verkehrsprobleme. Insofern ist das Themenspektrum breit angelegt. Gegenstand des Programms sind der Umgang der Kommunen mit Feinstaub und Stickoxyden, der demografische Wandel und die Schrumpfung vieler Städte infolge Binnenwanderung und deren Auswirkungen auf den lokalen und regionalen Verkehr. Güterverkehr in Städten und der ruhende Verkehr sind weitere Themen, ebenso die Verknüpfung von Telematikanwendungen, z. B. des Infrastrukturdatenmanagements mit den rechnergestützten Betriebsleitsystemen und Fahrplaninformationssystemen.

Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie (MKS)

Mit der Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie (MKS) aus dem Jahr 2013 hat die Bundesregierung erstmals einen umfassenden Überblick über Technologien und alternative Kraftstoffoptionen für die verschiedenen Verkehrsträger vorgelegt. Die MKS zeigt in Form einer „lernenden Strategie“ Wege auf, wie die Energiewende im Verkehr langfristig umgesetzt werden kann. Der Verkehrssektor hat aktuell einen Anteil von rund 30 % am gesamten Energieverbrauch und ist für etwa ein Fünftel der nationalen Treibhausgasemissionen verantwortlich. Gemäß der deutschen Nachhaltigkeitsstrategie sollen bis zum Jahr 2030 15–20 % und bis zum Jahr 2050 rund 40 % des Endenergieverbrauchs im Verkehr gegenüber 2005 eingespart werden. Eine Vielzahl von Programmen und Einzelvorhaben trägt zur Erreichung dieser Ziele bei.

Die MKS folgt einem technologieneutralen Ansatz. Sie betrachtet die Verkehrsträger unter dem Gesichtspunkt, durch welche technischen Entwicklungen und Innovationen effizientere Antriebe und alternative Energieträger (Kraftstoffe) eingesetzt und ihre erforderlichen Infrastrukturen aufgebaut werden können. Ein weiterer Schwerpunkt in der MKS ist die Verlagerung von Verkehrsströmen auf Verkehrsträger mit geringerem Endenergieverbrauch und niedrigeren Treibhausgasemissionen. Als ein zentrales Zukunftsthema werden die Potenziale der Digitalisierung zur Gestaltung eines klimafreundlichen Verkehrssektors in einem eigenen Abschnitt dargestellt. So werden insbesondere die Automatisierung und die Vernetzung den Straßenverkehr der Zukunft prägen. Potenziale dieser Technologien liegen in der Erhöhung der Verkehrssicherheit und Verkehrseffizienz, der Reduzierung der verkehrsbedingten Emissionen und der Stärkung des Innovations- und Wirtschaftsstandorts Deutschland. Im Rahmen der MKS-Untersuchung „Energie- und Treibhausgaswirkungen von autonomem Fahren im Straßenverkehr“ soll abgeschätzt werden, welche energie- und klimapolitischen Folgen mit den Stufen der Automatisierung einhergehen. Das BMVI verfolgt auch international in diversen Kooperationsprojekten die Etablierung klimafreundlicher Verkehrssysteme. Kooperationen u. a. mit China, Indien, Japan, Frankreich und Israel sollen Innovationen in nachhaltige Mobilität weltweit vorantreiben.

Innovative Mobilitätskonzepte und Vernetzung

Eine zukunftsfähige und nachhaltige Mobilität erfordert integrierte Verkehrskonzepte. Diese ermöglichen, die Leistungsfähigkeit der einzelnen Verkehrsmittel und ihr Zusammenspiel zu optimieren sowie Fußgänger-, Rad- und öffentlichen Personenverkehr attraktiver zu machen und damit zu stärken. Neue Mobilitätskonzepte erfordern die Vernetzung von Fahrzeugen mit der Verkehrsinfrastruktur und anderen Verkehrsteilnehmern (V2V). Digitalisierung und mit ihr die mögliche Erfassung von Mobilitätsdaten und deren gezielte Verwendung für die Verkehrslenkung tragen dazu bei, die vorhandene Infrastruktur und die vorhandenen Verkehrsangebote besser zu nutzen. Sie kann damit helfen, das Mobilitätsangebot zu verbessern, ohne zusätzliche Infrastruktur schaffen zu müssen. Mit dem mFUND unterstützt das BMVI seit 2016 gezielt die Entwicklung digitaler Geschäftsmodelle, die auf Mobilitäts-, Geo- und Wetterdaten basieren (siehe auch III 1.1 Digitalisierung und Schlüsseltechnologien).

Intelligente Fahrzeug- und Straßensysteme tragen wesentlich dazu bei, den Straßenverkehr sicherer, effizienter und umweltfreundlicher zu machen. Durch den vereinfachten Datenaustausch mit Dritten sowie den Zugang für private Dienstleister eröffnen sich neue Möglichkeiten im Verkehrsmanagement und im Service. Der „Mobilitäts Daten Marktplatz“ (MDM) der Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt) ist ein zentrales Onlineportal, in dem Informationen über verfügbare Daten zum Verkehr zur Verfügung gestellt werden. Der MDM vernetzt die verschiedenen Datenanbieter, die Informationen zur aktuellen Verkehrslage, zu Baustellen und Staus oder zu Reisezeiten besitzen, mit den potenziellen Nutzern dieser Daten, also Verkehrsmanagementzentralen oder Anbietern von Verkehrsinformationsdiensten im Internet, als App oder im Fahrzeug. Der MDM erfüllt die Funktion des nationalen Zugangspunktes im Sinne der EU-Verordnungen zu den vorrangigen Maßnahmen der IVS-Richtlinie. Dementsprechend sollen über den MDM auch Daten zu Echtzeitverkehrsinformationen, sicherheitsrelevanten Verkehrsinformationen sowie Informationen zum telematischen Lkw-Parken zur Verfügung gestellt werden.

Digitalisierung, Vernetzung und intelligente Verkehrslenkung sind wichtige Triebfedern einer nachhaltigen Mobilität. In diesem Bereich ist vor allem ein neues, vernetztes Denken erforderlich, das die inter- und multimodale Nutzung des Verkehrssystems ermöglicht und dabei neue Technologien in Mobilitätskonzepte einbezieht. Die Bundesregierung setzt sich für eine Effizienzsteigerung durch Optimierung der Schnittstellen zwischen den einzelnen Verkehrsträgern ein, z. B. durch die Förderung einer möglichst nahtlosen Reisekette mit Fahrgastinformationen und Ticketing von Tür zu Tür. Das BMVI fördert innovative Entwicklungen im ÖPNV wie die „Durchgängige Elektronische Fahrgastinformation“ (DELFI), die Einführung des (((eTickets Deutschland sowie die Verknüpfung unterschiedlicher Verkehrsmittel in multimodalen Mobilitätsplattformen. Im Rahmen der Initiative Digitale Vernetzung im Öffentlichen Personenverkehr unterstützt es die Umsetzung von Maßnahmen der gleichnamigen Roadmap mit insgesamt 16 Mio. Euro (2016–2018).

Auch Logistiknetzwerke erfordern angesichts steigender Datenmengen ganzheitliche Prozessoptimierungen, die die Möglichkeiten der flexiblen Produktion in die Verbesserung der Transportströme bis zum Endkunden einbeziehen. Mittels cyberphysikalischer Systeme lässt sich nicht nur die Distributions-, sondern auch die Servicestruktur effizienter managen (siehe auch III 1.1 Digitalisierung und Schlüsseltechnologien). Ziel ist es, die Effizienz und Robustheit des Gesamtsystems zu steigern und die Wettbewerbsfähigkeit durch verbesserte Nutzung der Ressourcen zu erhöhen. Hierzu bedarf es IKT-gestützter Tools zur einfachen Gestaltung von multimodalen Transportketten und zur unternehmensübergreifenden Konsolidierung von Transportströmen.

Im Rahmen der BMVI-Auftragsforschung werden bis Ende 2018 neue und innovative Güterwagen unter Nutzung bereits weitgehend verfügbarer Komponenten und Technologien konzipiert und in einer umfassenden Betriebserprobung untersucht. Das Projekt soll zeigen, was mit verfügbaren Technologien in geeigneter Kombination in Bezug auf Lärm- und Energieverbrauchsreduzierung aktuell machbar und betriebswirtschaftlich darstellbar ist.

Unter dem Namen Mobilität 21 veranstaltet das BMVI einen Wettbewerb zu innovativen Verkehrslösungen in den Kategorien Stadt- und Ballungsraum, ländlicher Raum, Infrastruktur und Mobilität, Güterverkehr und Logistik, Gesellschaft und Umwelt sowie innovative Technik. Ziel dieser Initiative ist, bestehende gute Lösungen und Lösungsansätze aufzugreifen und fortzuführen. Insgesamt stehen für diesen Wettbewerb 3,8 Mio. Euro zur Verfügung.

Straßenverkehrssicherheit

Die Einheit von Planung, Bau und Betrieb ist eine Grundvoraussetzung für eine sicher befahrbare und funktionsgerechte Straßeninfrastruktur. Dabei steht die Verbesserung der Verkehrssicherheit auf Landstraßen im Vordergrund. Beispielsweise sollen Verkehrsunsicherheiten auf Bestandsstrecken durch geeignete Auditverfahren frühzeitig erkannt und wirksam behoben werden. Dafür notwendige Werkzeuge des Sicherheitsmanagements sind weiterzuentwickeln. Der Verbesserung der Fahrzeugsicherheit kommt für die Aufrechterhaltung und Erhöhung der Verkehrssicherheit nach wie vor große Bedeutung zu. Hierzu gehören die aktive Fahrzeugsicherheit mit der Bewertung präventiver Maßnahmen und die passive Fahrzeugsicherheit mit der Bewertung unfallfolgenmindernder Maßnahmen. Ziele sind die Vermeidung von Unfällen, die Reduzierung der Unfallschwere und die Minderung der Unfallfolgen durch Einführung und Verbreitung von wirkungsvollen Fahrzeugsicherheitssystemen in der Fahrzeugflotte.
 

Automatisiertes und vernetztes Fahren; innovative Fahrzeugtechnologien

Mit Forschungsprogrammen unterstützt die Bundesregierung die Entwicklung des automatisierten und vernetzten Fahrens in der Bandbreite von der Grundlagenforschung bis zur Erprobung in der Praxis. Um die Systemkompetenzen beim automatisierten und vernetzten Straßenverkehr zu erhalten und auszubauen, bedarf es einerseits einer engen Abstimmung der in der Zuständigkeit der verschiedenen Ressorts verantworteten Forschungsförderung und andererseits weiterer Investitionen in Forschung und Entwicklung, die durch eine fokussierte, langfristige Förderung unterstützt werden.

Das BMVI widmet sich im Forschungsprogramm zur Automatisierung und Vernetzung im Straßenverkehr verkehrs- und gesellschaftspolitische Themen. Schwerpunkte der Förderung sind:

  • Interaktion zwischen Fahrer und Fahrzeug,
  • Verkehrsmanagement und Verkehrsplanung,
  • Vernetzung und Datenmanagement sowie
  • gesellschaftliche Aspekte.

Aktuell werden 24 Vorhaben bis 2020 mit rund 54 Mio. Euro gefördert.

Bestandteil der Innovationsförderung ist die Einrichtung von digitalen Testfeldern für das automatisierte und vernetzte Fahren im Realverkehr. In Deutschland wurde ein großes Angebot an Erprobungsmöglichkeiten auf Testfeldern geschaffen, um auch die derzeit noch offenen Fragestellungen aus Forschung und Entwicklung für automatisierte und vernetzte Fahrfunktionen praxisnah validieren zu können. Digitale Testfelder im öffentlichen Bereich mit unterschiedlichen Straßenkategorien sind eine wesentliche Grundlage, um den Straßenverkehr der Zukunft zu gestalten. Industrie und Forschung nutzen diese Labore unter Realbedingungen, um das automatisierte und vernetzte Fahren im Realverkehr und in Fahrsituationen unterschiedlicher Komplexität zu erproben.

Erkenntnisse von Erprobungen auf Testfeldern liefern maßgebliche Grundlagen für verkehrspolitische Entscheidungen. Daher ist ein regelmäßiger Austausch zwischen Testfeldbetreibern und Testfeldnutzern zu Auf-/Ausbau, Betrieb und Nutzung von Testfeldern notwendig. Als Grundlage wurde bereits ein regelmäßiges Fachgespräch mit Automobil- und IKT-Branche zur Nutzung von digitalen Testfeldern etabliert, an dem auch Vertreter von Kommunen, Landesverwaltungen, Verbänden und Hochschulen teilnehmen.

Mit dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) bauen das BMWi und das Land Niedersachsen auf einer Strecke von insgesamt 280 Kilometern in Niedersachsen ein Testfeld auf, in dem zukünftig innovative Fahrerassistenzsysteme sowie das automatisierte und vernetzte Fahren erprobt werden. Neben den Teststrecken auf vier Autobahnen sowie auf Bundes- und Landstraßen wird auch das innerstädtische Testfeld in Braunschweig weiter ausgebaut. Seit dessen Fertigstellung 2014 betreibt das DLR hier unter anderem eine Forschungskreuzung, eine Teststrecke auf dem Braunschweiger Innenstadtring und verschiedene Simulatoren. Neben dem DLR und dem Land Niedersachsen sind auch der ADAC Niedersachsen/Sachsen-Anhalt e. V. und diverse Partner der Automobil-, Zulieferer- und Dienstleistungsbranche im Vorhaben vertreten.

Das BMWi hat 2015 das Technologieförderprogramm Neue Fahrzeug- und Systemtechnologien mit den Schwerpunkten Automatisiertes Fahren und Innovative Fahrzeuge ins Leben gerufen. Das Forschungsprojekt PEGASUS zum Beispiel soll die Grundlagen für die Entwicklung von Testmethoden für hochautomatisiertes Fahren speziell auf Autobahnen bis Tempo 130 Kilometer pro Stunde schaffen. Das BMWi stellt hierfür bis zu 16,3 Mio. Euro zur Verfügung. Im Großverbundprojekt IMAGinE (Intelligente Manöver Automatisierung – kooperative Gefahrenvermeidung in Echtzeit) sollen innovative Assistenzsysteme für das „kooperative Fahren der Zukunft“ entwickelt werden. Beteiligt sind zehn Partner aus der Automobil- und Zulieferindustrie, ein öffentlicher Straßenbetreiber sowie ein Forschungsinstitut. Das BMWi fördert das Projekt mit 17,9 Mio. Euro.

Im Rahmen der Programmsäule Automatisiertes Fahren werden insbesondere folgende Themenfelder verfolgt:

  • innovative Sensorik und Aktoriksysteme,
  • hochgenaue Lokalisation,
  • schnelle, sichere und zuverlässige Kooperation durch Kommunikation,
  • neuartige Verfahren zur Datenfusion und -verarbeitung,
  • Mensch-Maschine-Interaktion,
  • angepasste Testverfahren und Validierung,
  • spezifische Lösungen für automatisierte Fahrfunktionen im Elektrofahrzeug.

Die Programmsäule Innovative Fahrzeuge umfasst Themen wie Fahrzeugkonzepte und -technologien sowie Antriebstechnik. Neue Fahrzeugkonzepte und -technologien sollen dazu beitragen, einen wirtschaftlichen, energieeffizienten, schadstoffarmen und leisen Verkehr zu befördern. Schwerpunkte sind:

  • Effizienzsteigerung durch Leichtbau,
  • optimierte aerodynamische Eigenschaften,
  • reduzierte Reibungswiderstände im kompletten Antriebsstrang,
  • Optimierung der Antriebstechnik mit Antriebssträngen in ihrer Gesamtheit oder deren Einzelkomponenten.

Das BMBF hat 2015 die Forschungsagenda Automatisiertes Fahren gestartet, die die Technologieentwicklung in drei zentralen Bereichen vorantreibt: robuste und zuverlässige Elektroniksysteme, Mensch-Technik-Interaktion (MTI) sowie IT-Sicherheit und Kommunikationstechnologien für das autonome Fahren. Mit Förderung des BMBF entstanden und entstehen zuverlässige und robuste Elektronik, Hardware und Software, intuitive Bedienkonzepte, neue Lösungen zur Interaktion mit anderen Verkehrsteilnehmerinnen und -teilnehmern sowie innovative Ansätze und Lösungen zum zuverlässigen Schutz der Kommunikations- und IT-Systeme vor unbefugten Zugriffen von außen (siehe auch III 1.1 Digitalisierung und Schlüsseltechnologien). Diese werden die Basis für sichere autonome Fahrzeuge der Zukunft bilden. Im Hinblick auf die zunehmende Vernetzung wird mit BMBF-Förderung auch zu hochleistungsfähiger Netzinfrastruktur für zeitkritische mobile Anwendungen geforscht. Eine Arbeitsgruppe der Plattform Lernende Systeme erarbeitet zudem Gestaltungsoptionen für intelligente Mobilitätssysteme und das automatisierte Fahren.

Mit der Förderrichtlinie Elektroniksysteme für das vollautomatisierte Fahren (ELEVATE) schafft das BMBF wichtige technologische Grundlagen für das automatisierte Fahren in anspruchsvollen Anwendungsfällen. In sieben Projekten werden Forschungsarbeiten zur sensorischen Umfelderfassung, zur Sensordatenfusion und zu innovativen elektronischen Fahrzeugarchitekturen mit insgesamt rund 23,2 Mio. Euro gefördert. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Radartechnologie. Mit der Förderrichtlinie Mensch-Technik-Interaktion für eine intelligente Mobilität werden nutzergerechte und intuitiv bedienbare Systemlösungen für das automatisierte Fahren adressiert. In den geförderten sieben Projekten steht unter anderem eine optimierte und transparente Interaktion zwischen Mensch und Technik als wesentliche Voraussetzung für die Akzeptanz des automatisierten Fahrens im Mittelpunkt.

Mit der 2017 veröffentlichten Förderrichtlinie Disruptive Fahrzeugkonzepte für die autonome elektrische Mobilität (Auto-Dis) des BMBF sollen neueste Ergebnisse der ingenieurwissenschaftlichen Forschung genutzt werden, um grundlegend neue elektrisch angetriebene und automatisierte Fahrzeugkonzepte der Stufe 5 nach VDA-Klassifizierung zu entwickeln. Hierfür werden bis zu 25 Mio. Euro zur Verfügung gestellt. Ein zuverlässiges Zusammenspiel von Hardware und Software ist für die Sicherheit beim automatisierten Fahren essenziell. Zum Nachweis dieser Sicherheit sind neue reale und virtuelle Verfahren erforderlich. Das BMBF fördert daher Validierungsmethoden für Radarsensorik im Vorhaben „SafeMove“ sowie virtuelle und reale Testumgebungen in den Vorhaben „Fakt20++“ und „CERMcity“ mit insgesamt 9,9 Mio. Euro.

Zur Umsetzung kooperativer Fahrfunktionen müssen zukünftig umfangreiche Daten vieler autonomer Fahrzeuge zuverlässig und sicher übertragen werden. Das vom BMBF geförderte EUREKA/CELTIC-Plus-Projekt SENDATE-TANDEM adressiert daher die Erforschung sicherer Netztechnologien für zeitkritische mobile Anwendungen. Im BMBF-Förderschwerpunkt 5G: Taktiles Internet werden darüber hinaus seit dem Frühjahr 2017 zwei weitere große Verbundprojekte zur sicheren und robusten Kommunikation von Fahrzeugen mittels der künftigen fünften Mobilfunkgeneration (5G) mit bis zu 13 Mio. Euro unterstützt. Zugleich birgt der zunehmende Grad an Vernetzung auch neue Sicherheitsrisiken und potenzielle Angriffsflächen. Das BMBF hat dazu den Forschungsschwerpunkt IT-Sicherheit und Autonomes Fahren initiiert, in dessen Rahmen Methoden zur Abwehr von Cyberattacken und zur Validierung der IT-Sicherheit bei vernetzten Fahrzeugen entwickelt werden.

Zudem unterstützt das BMBF auch internationale Kooperationen für das automatisierte Fahren. In einer Gemeinsamen Erklärung bekräftigten die damalige Bundesforschungsministerin Johanna Wanka und der damalige japanische Minister für Wissenschafts- und Technologiepolitik Yosuke Tsuruho im Januar 2017 ihre Absicht, den Austausch zwischen deutschen und japanischen Forscherinnen und Forscher zum automatisierten Fahren zu fördern. In Expertenworkshops und bilateralen Gesprächen wurden bereits prioritäre Themen für die Kooperation identifiziert.

Das BMU lässt im Rahmen der Ressortforschung in einem Projekt die Potenziale und Herausforderungen der Digitalisierung des Verkehrs (darunter auch des automatisierten/autonomen Fahrens) für den Umwelt- und Klimaschutz untersuchen. Darüber hinaus werden im Programm Erneuerbar mobil Projekte gefördert, die  Chancen der Digitalisierung des Verkehrs für die Stadtentwicklung aufzeigen.

Automatisiertes und vernetztes Fahren

Automatisiertes und vernetztes Fahren (AVF) gilt neben der Elektromobilität als wichtiger Treiber für technische Innovationen im Straßenverkehr. AVF ist eine Basis für neue Dienstleistungen, Wertschöpfung und Sicherung der Beschäftigung. Es hat zudem das Potenzial, nicht nur die Sicherheit und Effizienz des Verkehrs, sondern auch seine Umweltverträglichkeit zu erhöhen. Die Vernetzung von Fahrzeugen untereinander und mit der Infrastruktur wird eine immer größere Bedeutung bekommen. Die damit verbundene Verfügbarkeit und Nutzung von verkehrsbezogenen Daten entwickelt sich zum essenziellen Bestandteil in der automobilen Wertschöpfungskette.

Die Bundesregierung setzt sich dafür ein, optimale Rahmenbedingungen und die erforderlichen Voraussetzungen für die Einführung von Systemen des automatisierten und vernetzten Fahrens zu schaffen. Sie hat dafür die Strategie automatisiertes und vernetztes Fahren – Leitanbieter bleiben, Leitmarkt werden, Regelbetrieb einleiten (Strategie AVF) beschlossen. Die Strategie AVF markiert Leitlinien, um die Wachstums- und Wohlstandschancen der Mobilität der Zukunft im motorisierten Individualverkehr, Güterverkehr und öffentlichen Verkehr zu nutzen.

Durch eine konsequente Umsetzung der Strategie AVF hat sich Deutschland als Vorreiter und internationaler Impulsgeber für das AVF etabliert. Auf deutsche Initiative markieren seit 2015 die Entwicklung und Einführung von AVF-Technologien in Verbindung mit Intelligenten Verkehrssystemen (IVS) wesentliche Schwerpunkte der Zusammenarbeit der G7-Verkehrsminister. In Arbeitsgruppen der UN-Wirtschaftskommission für Europa (UNECE) ist Deutschland wirksam aktiv, um einheitliche internationale Standards in den technischen Bereichen sowie einheitliche grundlegende verhaltensrechtliche Regelungen für das AVF zu schaffen. Auf EU-Ebene wirkt Deutschland maßgeblich bei der inhaltlichen Ausgestaltung der Aktivitäten der Europäischen Kommission beim AVF mit und prägt das in 2017 eingerichtete, hochrangige Dialogforum („High-Level Structural Dialogue“) auf mitgliedstaatlicher Ebene gewichtig.

Neue Antriebe, Elektromobilität

Elektromobilität ist ein Schlüssel zur klimafreundlichen Umgestaltung der Mobilität. Bei der Förderung der Elektromobilität setzt die Bundesregierung auf einen intelligenten Maßnahmenmix aus Forschungsförderung für Wirtschaft und Wissenschaft, Demonstration und Marktentwicklung, Anpassung der rechtlichen Rahmenbedingungen an aktuelle Entwicklungen sowie Kooperationen mit Partnern aus Drittländern. Ein Schwerpunkt der Arbeit der Bundesregierung liegt in der FuE-Förderung, damit Deutschland im internationalen Wettbewerb gut positioniert bleibt und sich als Leitmarkt und Leitanbieter der Elektromobilität etablieren kann.

Seit 2009 hat die Bundesregierung Fördergelder für Forschung und Entwicklung zur Weiterentwicklung der Elektromobilität in Höhe von rund 2,2 Mrd. Euro bereitgestellt und Rahmenbedingungen gesetzt, die die Elektromobilität attraktiver machen. Am 18. Mai 2016 wurde ein zusätzliches Maßnahmenpaket zur Förderung der Elektromobilität in Höhe von insgesamt 1 Mrd. Euro beschlossen. Allein für den Aufbau der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge stehen bis zum Jahr 2020 insgesamt 300 Mio. Euro zur Verfügung. Für den Kauf von Elektrofahrzeugen stehen Zuschüsse in Höhe von 600 Mio. Euro bereit (Umweltbonus).

Bei der Umsetzung und Weiterentwicklung des Regierungsprogramms Elektromobilität wird die Bundesregierung von der Gemeinsamen Geschäftsstelle Elektromobilität (GGEMO) unterstützt. Letztere dient als Anlaufstelle und Sekretariat der Bundesregierung für die Aufgaben im Bereich der Elektromobilität, sie arbeitet eng mit der Nationalen Plattform Elektromobilität zusammen.

Elektromobilität ist auf einem guten Weg. Insbesondere die Bedingungen für die Einbindung von gewerblichen Elektrofahrzeugen in Logistik-, Energie- und Mobilitätsinfrastrukturen haben sich in den vergangenen Jahren und Monaten deutlich verbessert. Das ist ein wesentliches Resultat des Innovationsberichts 2017 im BMWi-Förderprogramm Informations- und Kommunikationstechnologien für Elektromobilität III.

Thematische Schwerpunkte der Bundesförderung sind unter anderem Batterieforschung, energieeffiziente Gesamtfahrzeugkonzepte inklusive der Komponenten, Ladeinfrastruktur und Netzintegration (vor allem das Zusammenspiel mit erneuerbaren Energien) sowie Auswirkungen auf das Gesamtsystem der Mobilität. Die Förderung erfolgt themenorientiert durch verschiedene Ressorts:

  • Gegenwärtig stellt das BMBF für Themen der Elektromobilität rund 83 Mio. Euro jährlich an Fördermitteln zur Verfügung. Das BMBF hat drei Schwerpunkte gesetzt: bessere Batterien, höhere Energieeffizienz sowie qualifizierte Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sowie Technikerinnen und Techniker.
  • Schon seit 2007 unterstützt das BMBF die Batterieforschung (siehe auch III 1.1 Digitalisierung und Schlüsseltechnologien). 2012 wurden die Excellent-Battery-Zentren zur Materialforschung und Elektrochemie für Batterien ins Leben gerufen. Die 2014 veröffentlichte BMBF-Maßnahme Batterie 2020 adressiert Batteriematerialien entsprechend ihrem Reifegrad zwischen grundlegender Forschung und Industrialisierung. 2016 wurde mit ProZell der Kompetenzcluster zur Batteriezellproduktion durch das BMBF initiiert.
  • Seit 2015 fördert das BMBF mit der Förderrichtlinie Intelligente und effiziente Elektromobilität der Zukunft innovative Elektroniksysteme für elektrifizierte Antriebe mit den Kernkomponenten Elektromotor, Leistungselektroniksysteme zur Verteilung der elektrischen Energie sowie die Steigerung der Energieeffizienz durch automatische Fahrfunktionen. Hierfür stellt das BMBF in neun Projekten insgesamt 22,4 Mio. Euro zur Verfügung.
  • Innovationen in der Elektronik werden die Effizienz des Antriebssystems von Elektrofahrzeugen und damit auch ihre Reichweite erhöhen. Eine besondere Rolle kommt dabei Siliziumcarbid (SiC)-Halbleitern zu, mit denen die Leistungselektronik, die Energieflüsse im Fahrzeug steuert, kompakter und effizienter werden kann. Intelligente Elektronik zur Ansteuerung und Überwachung wird zudem die Zuverlässigkeit künftiger Antriebe auch im Fehlerfall sicherstellen. Auf Basis der Förderrichtlinie KomroL werden zu dieser Thematik elf Projekte mit insgesamt rund 23,7 Mio. Euro gefördert. Die Richtlinie Ziel eMobil ist Grundlage für Verbundforschungsvorhaben im Bereich der Elektronik mit einem Fördervolumen von insgesamt rund 25 Mio. Euro, die einen signifikanten Beitrag zur Steigerung von Intelligenz und Effizienz von Elektrofahrzeugen leisten.
  • Mit der Fördermaßnahme KMU-innovativ: Elektronik; Autonomes elektrisches Fahren unterstützt das BMBF mit durchschnittlich 10 Mio. Euro pro Jahr kleine und mittlere Unternehmen gezielt dabei, innovative Elektroniksysteme sowie Technologien für das autonome elektrische Fahren zu entwickeln.
  • Mit den europäischen Maßnahmen ECSEL und PENTA werden nationale und europäische Förderung verzahnt. Das BMBF unterstützt Forschungsvorhaben anteilig mit ca. 38 Mio. Euro jährlich in den Themenfeldern Elektronik und Mobilität.
  • Den Förderschwerpunkt Energiewirtschaftliche Schlüsselelemente der Elektromobilität hat das BMWi im 6. Energieforschungsprogramm verankert. Unterstützt wird die Forschung zur Batteriezelle und zu deren großmaßstäblicher Fertigung bis hin zur Integration der Systeme ins Fahrzeug. Untersucht werden auch Hybridkonzepte für die Energieversorgung von Sonderfahrzeugen und die übergreifende Frage der Integration des elektrischen Fahrzeugs ins Energiesystem.
  • Ziel des BMWi-Technologieprogramms IKT für Elektromobilität III: Einbindung von gewerblichen Elektrofahrzeugen in Logistik-, Energie- und Mobilitätsinfrastrukturen ist es, die wichtigsten Handlungsfelder zu adressieren, um die Integration der Elektromobilität in Energie-, Logistik- und Mobilitätsinfrastrukturen, insbesondere bei gewerblichen Anwendungen, voranzutreiben. Das Programm setzt die bereits 2009 in den Vorgängerprogrammen begonnene Arbeit gezielt fort, baut Hemmnisse ab und ebnet den Weg für Innovationen. Im Mittelpunkt stehen IKT-basierte Innovationen in der Fahrzeugtechnik, neue Mobilitätsdienste, wirtschaftliche Flotten- und Logistikkonzepte sowie Lade-, Kommunikations- und Plattformtechnologien. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Einbindung von Elektrofahrzeugen in intelligente Energie- und Verkehrsnetze (siehe auch III 1.1 Digitalisierung und Schlüsseltechnologien). Dabei spielen zunehmend auch autonome Fahrzeug- und Logistikanwendungen eine Rolle. Das BMWi stellt im Zeitraum 2016–2020 für den Förderschwerpunkt IKT für Elektromobilität III insgesamt rund 65 Mio. Euro an Fördermitteln bereit.
  • Das BMWi fördert mit der Förderbekanntmachung Elektromobilität – Positionierung der Wertschöpfungskette (ELEKTRO POWER II) seit 2015 Forschung und Entwicklung mit dem Ziel, die Gesamtsystemkosten der Elektromobilität zu verringern, Hürden bei der Industrialisierung der neuen Technologie zu senken, Kaufhemmnisse abzubauen und die Elektromobilität als wesentlichen Baustein der Energiewende zu etablieren. Das Programm zielt außerdem darauf ab, die elektromobile Wertschöpfungskette in der Produktion zu stärken, induktive Ladesysteme im öffentlich zugänglichen Raum weiterzuentwickeln sowie Querschnittsthemen aus Normung und Standardisierung, Recht, Sicherheit sowie Datenschutz zu behandeln. In ELEKTRO POWER II wurden insgesamt zwölf Verbundvorhaben mit einem Gesamtvolumen von 54,7 Mio. Euro und einem Fördervolumen von 28,8 Mio. Euro gefördert.
  • BMWi und BMU haben sich entschieden, die Fortschreibungen ihrer Förderschwerpunkte Erneuerbar Mobil und ELEKTRO POWER I/II zu bündeln und hierfür 2017 eine gemeinsame Förderrichtlinie zu veröffentlichten. Im Fokus der gemeinsamen Förderinitiative stehen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben, die die energie- und klimapolitischen Potenziale der Elektromobilität erschließen und gleichzeitig zur Stärkung der Wettbewerbsposition deutscher Industriebranchen beitragen. Entsprechend soll die etablierte Zusammenarbeit von Leitbranchen und Wissenschaft intensiviert und die Vernetzung zwischen den einzelnen Branchen gestärkt werden. Die Forschungs- und Entwicklungsvorhaben sollen dazu beitragen, die Gesamtsystemkosten der Elektromobilität zu verringern, Hürden bei der Industrialisierung der neuen Technologie zu senken, Kaufhemmnisse abzubauen und die Elektromobilität wirtschaftlich in die Energiewende zu integrieren.
  • SLAM – Schnellladenetz für Autobahnachsen und in Metropolen heißt das im April 2014 gestartete Großprojekt, mit dem Partner aus Unternehmen und Wissenschaft Fragen rund um den Standard CCS zum Schnellladen adressierten. Damit hat SLAM wesentliche Voraussetzungen dafür geschaffen, dass private Investoren ab 2017 deutschlandweit ein bedarfsgerechtes Schnellladenetz aufbauen können. Das BMWi fördert das Forschungsprojekt SLAM mit 20,8 Mio. Euro. Dieses Projekt umfasst die Entwicklung von Betreiber- und Geschäftsmodellen zum Schnellladen, die Erarbeitung von Kriterien für geeignete Standorte sowie den Aufbau eines Forschungsladenetzes.
  • Mit der Forschungsinitiative ATEM – Antriebstechnologien für die Elektromobilität unterstützt das BMWi Technologieentwicklungen für die Antriebssysteme von Elektro- und Hybridfahrzeugen der nächsten Generation, die ein energetisch und wirtschaftlich optimiertes elektrisches Fahren erlauben. Der Förderschwerpunkt lief zum 31. Dezember 2017 aus, sodass 2017 die letzten Projekte in ATEM gestartet sind. Insgesamt wurden in ATEM 30 Projekte (davon 23 Verbundprojekte) mit insgesamt 107 Teilvorhaben und einem Gesamtvolumen von ca. 92,6 Mio. Euro (Fördervolumen ca. 53,2 Mio. Euro) gefördert.
  • Das BMWi fördert mit dem Projekt WISSMER die Entwicklung einer Fachdatenbank, die den Wissenstransfer und die Wissensvernetzung rund um das Thema Elektromobilität beschleunigen soll.
  • Das vom BMWi geförderte Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) forscht zu allen Aspekten der Elektromobilität: von neuartigen Fahrzeugen über Ladeinfrastruktur, Betriebs- und Mobilitätskonzepten bis hin zur Energieerzeugung und -speicherung.
  • Mit der Förderrichtlinie Elektromobilität unterstützt das BMVI seit 2015 die Beschaffung von Elektrofahrzeugen mit dem Ziel der Erhöhung der Fahrzeugzahlen insbesondere in kommunalen Flotten. Gefördert werden ebenso die hierfür benötigte Ladeinfrastruktur und die Verknüpfung der Fahrzeuge mit dem Stromnetz in Kombination mit dem Ausbau erneuerbarer Energien für den Verkehrssektor auf der kommunalen Ebene.
  • Die Projekte des BMVI zur batteriebetriebenen Elektromobilität werden schwerpunktmäßig in den vier Modellregionen Elektromobilität und in den vier Schaufenstern Elektromobilität der Bundesregierung realisiert. Hinzu kommen Modellprojekte in drei ländlichen Regionen in Deutschland. Im Vordergrund stehen Praxistests und Demonstrationsvorhaben. Elektromobilität muss wirtschaftlich und alltagstauglich werden. Neben der Förderung von Elektromobilität im Individualverkehr steht die Entwicklung eines CO2-reduzierten Wirtschaftsverkehrs sowie alternativer Antriebe für Busse und im Schienenverkehr im Fokus.
  • Gegenüber der rein batteriebetriebenen Elektromobilität werden alternative Antriebstechnologien auf Basis von Brennstoffzellen durch BMVI und BMWi im Nationalen Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (NIP) gefördert. In der ersten bis 2016 laufenden Phase ging es um die Marktvorbereitung entsprechender Technologien. Die zweite Phase von 2016 bis 2026 verfolgt das Ziel, die Marktvorbereitung in eine anwendungsbezogene Marktaktivierung unter gemeinsamer Anstrengung aller Akteure zu überführen. Die Fortsetzung des NIP bis 2026 steht für die Kontinuität bei Forschung und Entwicklung zur Kostenreduktion in der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie. Alternative Antriebe werden durch das BMVI zudem durch Pilotprojekte und Demonstrationsvorhaben im Rahmen der Mobilitäts- und Kraftstoffstrategie der Bundesregierung (MKS) gefördert. Dies betrifft etwa die Erdgasnutzung (LNG/CNG) im schweren Straßengüterverkehr und der Binnen- und Seeschifffahrt, die Aus- und Umrüstung von Busbetriebshöfen für eine vollständig batterieelektrische Busflotte und Hybrid-Oberleitungsbussysteme.
  • Das BMU hat im Rahmen der Nationalen Klimaschutzinitiative (NKI) in den zurückliegenden Jahren die Beschaffung und Inbetriebnahme dieselelektrischer Hybridbusse im öffentlichen Nahverkehr gefördert. Zudem fördert es aktuell aus Mitteln der NKI den Aufbau von zwei ca. 10 Kilometer langen Teststrecken auf Bundesautobahnen für den Oberleitungsbetrieb schwerer Nutzfahrzeuge in Hessen und Schleswig-Holstein mit insgesamt 28,6 Mio. Euro sowie den Aufbau einer weiteren, ca. 12 Kilometer langen Teststrecke auf einer Bundesstraße in Baden-Württemberg mit ca. 16,8 Mio. Euro.
  • Ab 2018 fördert das BMU zur Unterstützung des Markthochlaufs die Anschaffung von Elektrobussen im ÖPNV (Batteriebusse und Plug-in-Hybridbusse). Die entsprechende Förderrichtlinie wurde durch die EU-Kommission am 26. Februar 2018 mit einem Fördervolumen von 35 Mio. Euro genehmigt. Im Rahmen des Sofortprogramms Saubere Luft 2017–2020 der Bundesregierung ist – im Rahmen verfügbarer Haushaltsmittel – kurzfristig eine Aufstockung geplant.
  • Mit dem Förderprogramm Erneuerbar mobil unterstützt das BMU die Entwicklung marktfähiger Lösungen für eine klimafreundliche Elektromobilität. Bis Ende 2020 stehen im Rahmen verfügbarer Haushaltsmittel Fördermittel von rund 280 Mio. Euro zur Verfügung. Damit werden mehr als 100 Unternehmen und Institute anspruchsvolle FuE-Vorhaben umsetzen können. Im Fokus der Förderung stehen zudem Projekte, die die energie- und klimapolitischen Potenziale der Elektromobilität erschließen helfen und gleichzeitig zur Stärkung der Wettbewerbsposition deutscher Industriebranchen beitragen.

Um die Förderaktivitäten auf dem Gebiet der Elektromobilität für Unternehmen und Forschungseinrichtungen transparent und kundenfreundlich zu gestalten, hat die Bundesregierung im Rahmen ihres Regierungsprogramms Elektromobilität bei der Förderberatung „Forschung und Innovation“ des Bundes die Lotsenstelle Elektromobilität eingerichtet.

Gut ausgebildete Fachkräfte sind für den Erfolg der Elektromobilität besonders wichtig. Die berufliche und die akademische Aus- und Weiterbildung sind auf die neuen Anforderungen der Elektromobilität auszurichten.

Die Vernetzung von Innovation und Ausbildung spielten daher in den vom BMBF in den Schaufenstern Elektromobilität geförderten Qualifizierungsprojekten eine wichtige Rolle. Das BMBF hat hierfür bis 2017 ca. 16 Mio. Euro zur Verfügung gestellt. Im Bereich Elektromobilität sind im Zuge der Förderung 33 neue Studiengänge (bzw. Vertiefungsmodule) entstanden, davon zehn als berufsbegleitende Weiterbildungsstudiengänge. In der beruflichen Erstausbildung wurden vier Berufsbilder angepasst und erweitert, aus der Vielzahl der Weiterbildungsangebote gelten 17 als deutschlandweite Best-Practice-Modelle.

Mit dem vom BMBF geförderten DRIVE-E-Programm werden Studierende unterstützt, die die Forschung zur Elektromobilität in Deutschland vorantreiben. Für herausragende studentische Abschlussarbeiten rund um Elektromobilität wird ein mit bis zu 6.000 Euro dotierter Studienpreis vergeben. Des Weiteren können sich in der DRIVE-E-Akademie 50 Studierende mit Expertinnen und Experten aus der Automobilbranche und der Forschung austauschen und sich bei Exkursionen über neue Fahrzeug- und Antriebskonzepte, Speicher und Netze sowie elektrische Antriebe samt Leistungselektronik informieren.

Auf internationaler Ebene steht die Bundesregierung in engem Kontakt mit den Regierungen Europas, Japans, Chinas und der USA, um sich mit diesen in Fragen von Normung, Standards und Ladeinfrastruktur kontinuierlich auszutauschen. Entsprechend gibt es mittlerweile eine große Anzahl länderübergreifender Kooperationsvorhaben.

Das BMBF unterstützt innerhalb der Förderrichtlinie Elektromobilitätsforschung im Verbund mit China mit bis zu 3 Mio. Euro bilaterale akademische Forschungskooperationen beider Länder. Dabei sollen wesentliche Fortschritte bei innovativen Ladetechnologien und der Effizienz elektronischer Komponenten und Systeme erzielt werden. Mit den Ergebnissen soll unter anderem die deutsch-chinesische Normungszusammenarbeit in der Elektromobilität weiter intensiviert werden.

Nationale Plattform Elektromobilität

Im Rahmen des Nationalen Entwicklungsplans Elektromobilität (NEP) wurde am 3. Mai 2010 die Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) gegründet, die sich aus Vertreterinnen und Vertretern der Industrie, Wissenschaft, Politik, Gewerkschaften und Gesellschaft zusammensetzt. In sechs Arbeitsgruppen, die mit hochrangigen Expertinnen und Experten besetzt sind, werden wichtige Themen der Elektromobilität behandelt. Die Arbeitsgruppen werden durch einen Lenkungskreis koordiniert, dem im Wesentlichen die Vorsitzenden der Arbeitsgruppen sowie Vertreter der Bundesregierung angehören. Als ein Beratungsgremium der Bundesregierung beobachtet und analysiert die NPE die Entwicklungen im Bereich der Elektromobilität und gibt Empfehlungen, wie die Ziele des NEP und des Regierungsprogramms Elektromobilität erreicht werden können. Dazu berichtet das Gremium regelmäßig an die Bundesregierung und stellt Roadmaps zu speziellen Fragestellungen auf.

Schienenverkehr

Die Eisenbahn ist heute das umweltverträglichste Verkehrsmittel. Der Schiene kommt auch eine zentrale Rolle zu, um die Klimaziele aus dem Übereinkommen von Paris (2015) zu erreichen. Der Verkehrsträger Schiene hat dabei die wesentliche Aufgabe, die ökologische, sichere, wirtschaftliche und wettbewerbsfähige Alternative zur Straße zu sein und einen deutlich höheren Anteil am Modal Split als heute zu erbringen. Auch in Zukunft wird das Verkehrsaufkommen weiter steigen. Die volatilen Anforderungen des Marktes setzen die Maßstäbe für die Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit der Schiene. Letztere stärkt das BMVI mit zahlreichen Maßnahmen.

Mit dem derzeit in Arbeit befindlichen Überblick zur Eisenbahnforschung wird das BMVI Forschungsbedarfe gezielter identifizieren und Transparenz an der Schnittstelle von Wissenschaft, Industrie und Politik schaffen. Er ermöglicht Wissenstransfer und trägt zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit der Eisenbahn bei. Die Verlagerung von Verkehren auf die klimafreundliche Schiene gelingt nur, wenn für den Verkehrsträger Schiene und damit auch für Neu- und Ausbaustrecken die Akzeptanz in der Bevölkerung gewonnen werden kann. Der Schutz vor Schienenverkehrslärm gehört zu den Kernelementen einer zukunftsfähigen Verkehrspolitik der Bundesregierung.

Das BMVI hat mit dem Forschungsüberblick zum Lärmschutz den Stand der Forschung und Technik zum Lärmschutz im Schienenverkehr erfasst. Einen Schwerpunkt bildet die Bewertung der Möglichkeiten einer praktischen Anwendung bzw. Umsetzung sowie im Hinblick auf weiter gehende Forschungsbedarfe.

Mit der Auftragsforschung „Innovativer Güterwagen“ lässt das BMVI Prototypen für vier Wagengattungen im Güterverkehr unter Nutzung bereits weitgehend verfügbarer Komponenten und Technologien entwickeln und umfassend erproben. Ziel des Projekts ist es zu demonstrieren, welche Lärm- und Energieverbrauchsreduzierung mit verfügbaren Technologien in geeigneter Kombination bereits heute machbar und betriebswirtschaftlich darstellbar ist.

Das BMVI hat in Zusammenarbeit mit der Deutschen Bahn AG eine Initiative zur Lärmschutz-Erprobung anwendungsorientiert (I-LENA) entwickelt. Damit erhalten Entwickler von Lärmschutztechnologien
für die Infrastruktur die Möglichkeit, ihre Innovationen anwendungsorientiert auf einer Erprobungsstrecke der DB AG im Praxiseinsatz zu testen. Dies soll die Kreativität und den Einfallsreichtum für neuartige Entwicklungen fördern; außergewöhnliche Konzepte und Anregungen sind ausdrücklich erwünscht.

Mit der vom BMWi mit jährlich rund 14 Mio. Euro geförderten Schienenverkehrsforschung im DLR wird Schienenverkehrswissen um spezialisierte Forschungsinfrastruktur (z. B. Windkanäle), Kompetenzen und Technologien aus den DLR-Forschungsbereichen Luftfahrt, Raumfahrt, Energie, Sicherheit und Digitalisierung ergänzt und von Bahnverkehrsunternehmen in Deutschland und Europa genutzt. Forschungsfelder sind: Fahrzeugkonzepte und -strukturen, Aerodynamik, Fahrwerk, Schienenverkehrslärm, Energiemanagement, Fahrgastfluss und Crashkonzepte.

Luftfahrt

Die forschungsintensive und innovationsstarke Luftfahrtindustrie verbindet Hochtechnologien wie Elektronik, Robotik, Mess-, Steuer-, Werkstoff- und Regeltechnik miteinander und ist damit auch ein Innovationstreiber der Industrie 4.0. Die Bundesregierung will Deutschland zu einem weltweiten technologischen Vorreiter für ein umweltfreundliches, sicheres, leistungsfähiges, wettbewerbsfähiges und passagierfreundliches Luftverkehrssystem machen. Sie fördert daher unter anderem die Erforschung und Entwicklung innovativer Technologien für Luftfahrzeuge und Triebwerke sowie deren effiziente Nutzung im gesamten Lebenszyklus. Außerdem sollen die Sicherheit, Zuverlässigkeit und Vernetzung des Luftverkehrs weiter verbessert werden. Kernelemente bilden die institutionelle Förderung des DLR, die finanzielle Forschungsförderung durch das nationale Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) und durch die EU im Rahmen von Horizont 2020 sowie das Darlehensprogramm für die Finanzierung von Entwicklungskosten der Industrie.

Mit dem 5. zivilen Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo V) unterstützt das BMWi Forschungs- und Technologievorhaben der zivilen Luftfahrt. Inhaltlich orientiert sich das LuFo an den beiden Zielfeldern des europäischen Strategiedokuments Flightpath 2050:
(1) die Ausrichtung der Luftfahrt an gesellschaftlichen Bedürfnissen und Anforderungen und (2) industrielle Führerschaft der europäischen Luftfahrtindustrie. Technologisch orientiert es sich an der strategischen Forschungsagenda SRIA (Strategic Research and Innovations Agenda) von ACARE (Advisory Council for Aeronautics Research in Europe). Das 6. zivile Luftfahrtforschungsprogramm befindet sich in der Vorbereitung.

Im Mittelpunkt des BMWi-Forschungsprogramms stehen die Erforschung und Entwicklung innovativer Produkte, Verfahren und technischer Dienstleistungen in der zivilen Luftfahrt. Bislang erschienen drei Programmaufrufe. Der Bundeshaushalt stellt jährlich Mittel in Höhe von rund 150 Mio. Euro bereit. Beim aktuellen Programmaufruf LuFo V-3 (2017–2021) werden fünf Förderlinien durchgeführt:

  • Ökoeffizientes Fliegen: Für Initiativen und Vorhaben der Hochschulen und Universitäten zur Erforschung von Technologien für den Anwendungszeitraum 2030 bis 2050. Das Förderspektrum umfasst alle Themen und Disziplinen des Luftverkehrssystems und der zivilen Luftfahrzeuge.
  • KMU: Förderfähig sind alle luftfahrtrelevanten Technologien. Eingereichte Ideen stehen jedoch nicht mit solchen der Programmlinie Technologie im Wettbewerb. Damit soll interessierten KMU Gelegenheit gegeben werden, in für sie attraktiven Produktnischen aktiv zu werden.
  • Technologie: Unterstützt werden Vorhaben der industriellen Forschung in den Themenfeldern passagierfreundliche und ökoeffiziente Kabine, leistungsfähige, sichere und sparsame Systeme, leise und effiziente Antriebe, innovative Strukturen für Luftfahrzeuge, Flugphysik, luftfahrtspezifische Eigenschaften der Industrie 4.0 in Entwicklung, Produktion und Instandhaltung sowie sichere, effiziente und umweltverträgliche Luftfahrtprozesse und Flugführung.
  • Demonstration: Unterstützt werden Vorhaben, die die Lücke zwischen Technologie- und Produktentwicklung schließen. Dazu gehören die Integration von Einzeltechnologien zu einem System oder einem relevanten Subsystem sowie die Stärkung und der Aufbau von Kompetenzen und Fähigkeiten auf Gesamtsystemebene.
  • Industrie 4.0: Im Rahmen dieser anwendungsorientierten Programmlinie fördert das BMWi Forschungs- und Technologievorhaben, welche digitale Technologien zur vertikalen, horizontalen und durchgängigen Integration von Daten für die spezifischen Herausforderungen in der Luftfahrt nutzbar machen. Betrachtet werden soll der Wertschöpfungszyklus von Luftfahrzeugen in seiner gesamten Breite vom Design über Produktion, Betrieb, Wartung, Reparatur und Entsorgung sowie seiner ganzen Tiefe über alle Zulieferstufen hinweg.

Im LuFo können Technologien gefördert werden, die sich für eine Anwendung im zivilen kommerziellen Markt eignen und eine hohe und andauernde Wertschöpfung in Deutschland versprechen. Im LuFo wird auch zukünftig eine starke Ausrichtung auf die Zulieferindustrie, inklusive innovativer und forschungsintensiver KMU, beibehalten werden. Durch entsprechende Anreizstrukturen soll die Vernetzung von Industrieunternehmen, KMU, Hochschulen und Forschungsinstituten vorangetrieben werden.

Die Projektförderung im Bereich niedriger Technologiereifegrade speist sich aus Forschungsprogrammen verschiedener Ressorts auf Ebene der Länder und des Bundes. Hinzu kommen Fördermittel aus Querschnitts- und Fachprogrammen, die einen erhöhten Bezug zur Luftfahrt haben, wie z. B. Programme zur Materialforschung (siehe auch III 1.1. Digitalisierung und Schlüsseltechnologien).

Maritime Technologien

Die maritime Wirtschaft gehört zu den wichtigsten und fortschrittlichsten Wirtschaftszweigen Deutschlands. Deutsche Werften samt Zuliefererindustrie konkurrieren mit staatlich subventionierten Unternehmen auf den Weltmärkten. Die maritime Branche ist besonders stark in den technologieintensiven Nischenmärkten wie Spezialschiffbau, Antriebssysteme, Navigation, Robotik und intelligente Sensorsysteme. Der Konkurrenzdruck in diesen Nischen nimmt zu. Neue Herausforderungen erwachsen auch aus der Digitalisierung maritimer Prozesse und der Mobilitätswende mit ihren Effekten auf Antriebe und Kraftstoffe.

Das Maritime Forschungsprogramm besteht in seinem Kern aus den vier Technologiesäulen Schiffstechniken, Produktion, Schifffahrtstechniken sowie den Meerestechniken. Die rasanten Entwicklungen in der Digitalisierung, der Energie- und Mobilitätswende erfordern verstärkt technologiesparten- oder gar industriesektorübergreifende neue Ansätze. Im Maritimen Forschungsprogramm wurden deshalb vier Querschnittstechnologiefelder definiert. Dazu gehören Greenshipping, SMARTE Systeme und Maritime Industrie 4.0, Maritime Sicherheit und Echtzeitsysteme sowie Maritime Ressourcen im Meer.

Der stärkere Fokus auf Vernetzung trägt dazu bei, den Hightech-Standort Deutschland zu stärken. Es geht um bessere Vernetzung innerhalb der Branche, zwischen Unternehmen und Forschung, aber auch mit flankierenden Branchen. Ein Schwerpunkt liegt auf der Unterstützung kleiner und mittlerer Unternehmen, da mit ihrer Innovationskraft wesentliche Beiträge zur Standortsicherung geleistet werden können. Das Programm zielt auf die Stärkung der Innovationskraft und Wettbewerbsfähigkeit. Es fördert die Digitalisierung der Branche und zielt auf Effizienz, Nachhaltigkeit und Sicherheit. Nicht zuletzt will das Programm dazu beitragen, qualifizierten Nachwuchs für die Branche zu gewinnen.

Ein für die Bundesregierung wichtiges Thema ist der Schutz kritischer maritimer Infrastrukturen (z. B. von Häfen, Handelsrouten, Schiffen und Offshore-Windkraftanlagen). Zur Erforschung neuer Lösungsansätze auf diesem Gebiet wurden vom BMWi beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Bremerhaven und Neustrelitz neue Forschungsstrukturen aufgebaut.

Die meerestechnische Industrie steht in den nächsten Jahren vor neuen Herausforderungen – auf dem Meer und im Meer. Die Erschließung von Energieressourcen wie Öl, Gas und Offshore-Windenergie, Wellenenergienutzung, die Gezeitennutzung oder Osmose sowie die Verfügbarmachung mariner mineralischer Rohstoffe wie Manganknollen und Massivsulfide werden an Bedeutung gewinnen. Auch in der Forschungsförderung der erneuerbaren Energien werden anwendungsnahe Themen und Schwerpunkte der maritimen Technologien, z. B. für die Offshore-Windenergie und die Meeresenergien, berücksichtigt (siehe auch III 1.2 Nachhaltigkeit, Klima und Energie).

Überkapazitäten und hoher Konkurrenzdruck insbesondere aus dem asiatischen Raum erfordern, dass sich der deutsche Schiffbau weiter auf innovative Geschäftsfelder ausrichtet. Die deutsche Werftindustrie konzentriert sich daher auf High-end-Bereiche mit Wachstumspotenzial wie den Marineschiffbau, Kreuzfahrtschiffe, Eisbrecher und Passagierschiffe. Das BMWi-Förderprogramm Innovativer Schiffbau schafft wettbewerbsfähige Arbeitsplätze stärkt die internationale Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Werftindustrie. Gefördert werden die erstmalige industrielle Verwendung innovativer Technologien oder Produkte.

Raumfahrt

Die Raumfahrt besitzt eine hohe strategische Bedeutung für den Wissenschafts- und Technologiestandort Deutschland. Die Raumfahrtstrategie der Bundesregierung aus dem Jahr 2010 bildet die Grundlage für die deutschen Aktivitäten in der Raumfahrt. Die Raumfahrtstrategie setzt die Leitlinien, sich klar am Nutzen und Bedarf auszurichten, sich am Prinzip der Nachhaltigkeit zu orientieren und dabei eine intensive europäische und internationale Zusammenarbeit anzustreben. Die deutschen Raumfahrtaktivitäten sollen den gesellschaftlichen Nutzen der Raumfahrt mehren, die Effizienz in der Raumfahrt weiter steigern sowie die Kommerzialisierung der Raumfahrt und der Raumfahrttechnologie ausbauen.

Das BMWi fördert die deutschen Raumfahrtaktivitäten auf nationaler und europäischer Ebene. Die Raumfahrtstrategie wird durch das Nationale Programm für Weltraum und Innovation, durch die deutsche Beteiligung an der Europäischen Weltraumorganisation ESA (ESAengl. European Space Agency) und durch die Raumfahrtforschung und -technologie des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR) umgesetzt.

  • Das Nationale Programm für Weltraum und Innovation dient der Umsetzung nationaler Interessen in der Raumfahrt, dem Aufbauen und der Sicherung von Schlüsselkompetenzen in Wissenschaft und Industrie sowie der Schaffung günstiger nationaler Rahmenbedingungen. Für Investitionen z. B. in die radargestützten Erdbeobachtung, die Satellitenkommunikation und die Erforschung des Weltraums stehen in dem Programm rund 276 Mio. Euro zur Verfügung.
  • An der durch das BMWi geförderten Raumfahrtforschung des DLR beteiligen sich mehr als 20 DLR-Institute. Dabei deckt die Raumfahrtforschung des DLR mit ihrem Forschungsportfolio die komplette Systemkette ab, von der Entwicklung wissenschaftlicher und technologischer Grundlagen bis zur Anwendung. Das DLR-Forschungsprogramm Raumfahrtforschung und -technologie orientiert sich an den mit den Zuwendungsgebern für einen mehrjährigen Zeitraum abgestimmten forschungspolitischen Vorgaben.
  • Deutschland ist mit rund 921 Mio. Euro (davon rund 852 Mio. Euro aus dem Einzelplan des BMWi) derzeit zweitgrößter Beitragszahler nach Frankreich in der ESA. Die ESA ist Europas Tor zum Weltraum. Ihren Hauptsitz hat sie in Paris mit weiteren wissenschaftlich-technischen Niederlassungen in Noordwijk (Niederlande), Darmstadt, Köln, Frascati (Italien), Harwell (UK), Villafranca (Spanien) und der Raketenstartbasis Kourou in Französisch-Guayana. Aufgabe der ESA ist es, die Entscheidungen der Mitgliedstaaten in gemeinsame Weltraumaktivitäten und -programme zu überführen und umzusetzen. Die Zielsetzung ihrer Projekte ist dementsprechend vielfältig – sie reicht von der Erforschung der Erde, ihres unmittelbaren Umfelds, des Sonnensystems und des Universums über die Entwicklung satellitengestützter Technologien und Dienstleistungen bis hin zur Förderung der europäischen Raumfahrtindustrie. Darüber hinaus arbeitet die ESA intensiv mit außereuropäischen Weltraumorganisationen im Rahmen internationaler Kooperationen zusammen.
  • Das BMWi engagiert sich bei der Ausgestaltung und Planung der Raumfahrtaktivitäten auf europäischer Ebene und vertritt im Zuständigkeitsbereich die deutschen Interessen in Gremien der Europäischen Kommission.

Das DLR verantwortet mit seinem Geschäftsbereich DLR-Raumfahrtmanagement auf Basis der Aufträge der mit Raumfahrt befassten Ressorts – unter Federführung des BMWi – die von der Bundesregierung zu verabschiedende integrierte deutsche Raumfahrtplanung sowie die Realisierung der deutschen Raumfahrtprogramme und -aktivitäten. 2017 startete unter dem Motto „Mobilität und Raumfahrt – Chancen für die Zukunft“ die branchenübergreifende Initiative Raumfahrt bewegt! Initiator war das BMWi. Dabei geht es um den engen Austausch zwischen Raumfahrt, Mobilität und Logistik. Die Raumfahrt kann durch Technologieentwicklung unter anderem in Navigation, Erdbeobachtung und Telekommunikation wichtige Impulse geben.

Raumfahrt bewegt!

Die Raumfahrt kann durch Technologieentwicklungen und z. B. durch satellitengestützte Dienste in der Navigation, Erdbeobachtung und Telekommunikation wichtige Impulse für den Mobilitätsbereich geben. Darüber hinaus können besonders leichte und zugleich zuverlässige und formstabile Materialien und Fertigungsmethoden aus der Raumfahrt auch für die Automobilbranche genutzt werden. So wirken sich vor allem die hohen Sicherheitsstandards und Qualitätsmerkmale der Raumfahrtindustrie gewinnbringend auf andere Branchen, z. B. die Autoindustrie, aus. Mit Raumfahrt bewegt! schaffen das BMWi und das Raumfahrtmanagement des DLR einen industriepolitischen Handlungsrahmen zur branchenübergreifenden Zusammenarbeit von Akteuren aus Wirtschaft und Forschung in Raumfahrt, Mobilität und Logistik. Die Initiative wird bestehende Kooperationen stärken und den Dialog zwischen den Branchen anstoßen bzw. ausbauen. Darüber hinaus identifiziert und forciert Raumfahrt bewegt! zukunftsorientierte, Erfolg versprechende Themen, um neue Märkte zu erschließen und Wertschöpfung in nachgelagerten Märkten zu generieren.

Im Rahmen der Konferenz Mobilität und Raumfahrt – Chancen für die Zukunft wurde im März 2017 der Startschuss für Raumfahrt bewegt! gegeben. Weitere Aktivitäten waren ein Start-up-Weekend zum Thema „Automotive, Logistik und Raumfahrt“, die thematische Ausrichtung des Ideen- und Konzeptwettbewerbs INNOspace Masters Space Moves! sowie die Initiierung eines Innovationsnetzwerks Space4Motion für Akteure der Raumfahrt und Automobilbranche. Branchenübergreifende Kooperationsprojekte werden im Förderprogramm von Innovations- und Transfervorhaben der Raumfahrt als Teil der Initiative INNOspace Initiative gefördert.

Bei anwendungsbezogenen Weltraumprojekten sind das BMVI und das BMVg federführend beteiligt. Das BMVI ist zuständig für das europäische Satellitennavigationssystem Galileo, das europäische Erdbeobachtungsprogramm Copernicus und leistet einen wesentlichen Beitrag zu EUMETSAT, der Europäischen Organisation zur Nutzung von meteorologischen Satelliten. Die Raumfahrtaktivitäten des BMVI zielen unter anderem auf die Verbesserung des Umwelt-, Arten-, Klima- und Katastrophenschutzes und die Förderung des nachhaltigen Ressourcenmanagements sowie genauere Wettervorhersagen. Die Ergebnisse unterstützen andere Bundesministerien bei der Aufgabenwahrnehmung, beispielsweise die Geschäftsbereiche des BMU, des BMEL und des BMI. Entwicklungen werden mit diesen Geschäftsbereichen abgestimmt.

Mit Galileo verschafft sich Europa unabhängigen Zugang zur Schlüsseltechnologie Satellitennavigation, die Grundlage für Innovationen in den Bereichen digitale Wirtschaft, intelligente Mobilität und Infrastruktur sowie moderne Landwirtschaft ist. Seit Ende 2016 steht Galileo mit ersten Diensten Nutzern weltweit zur Verfügung. Mit dem PRS (Public Regulated Service) bietet Galileo erstmals ein besonders geschütztes, verschlüsseltes Navigationssignal für die zivile Nutzung.