Forschungszulage für Energie &
Cleantech

Branchenspezifische Anforderungen für Energie & Cleantech

Die Energiewende treibt eine der umfangreichsten technologischen Transformationen unserer Zeit voran – und erzeugt dabei ein enormes Potenzial für die Forschungszulage. Netzintegration und Smart-Grid-Forschung gehören zu den klassischsten F&E-Themen der Branche. Die steigende Einspeisung volatiler erneuerbarer Energiequellen erfordert neuartige Regelungsalgorithmen, die Netzstabilität in Echtzeit gewährleisten – bei gleichzeitig sinkendem Anteil rotierender Massen im System. Entwicklungsarbeiten an prädiktiven Netzmanagement-Systemen, die Wetterdaten, Verbrauchsprognosen und Speicherverfügbarkeit zu Einspeise-Fahrplänen verknüpfen, erfüllen typischerweise alle BSFZ-Kriterien für experimentelle Entwicklung. Auch die Forschung an dezentralen Energiemanagementsystemen (DEMS), virtuellen Kraftwerken und Peer-to-Peer-Energiehandelsplattformen auf Blockchain-Basis ist nach FZulG förderfähig, sofern technische Unsicherheiten dokumentiert werden – etwa bei der Skalierung auf Millionen von Prosumer-Endpunkten, bei Latenzanforderungen unter 100 ms für Primärregelleistung oder bei der Integration heterogener Kommunikationsprotokolle (IEC 61850, OCPP, Modbus TCP) in ein einheitliches Steuerungssystem. NOVARIS unterstützt Energieversorger und Netzbetreiber dabei, diese komplexen F&E-Vorhaben so zu strukturieren, dass der experimentelle Charakter für die BSFZ nachvollziehbar wird.

Energiespeichertechnologien bilden einen der vielversprechendsten Förderbereiche im Energiesektor. Die Entwicklung fortschrittlicher Batteriespeicher – von Lithium-Eisenphosphat (LFP) über Natrium-Ionen-Zellen bis hin zu Feststoffbatterien der nächsten Generation – umfasst erhebliche experimentelle Anteile: Materialforschung an Kathodenmaterialien, Elektrolytoptimierung, Zelldesign für verbesserte Energiedichte und Zyklenlebensdauer sowie die Entwicklung intelligenter Batteriemanagementsysteme (BMS) mit KI-gestützter Zustandsschätzung (SOC/SOH) und Degradationsvorhersage. Im Bereich Wasserstoff sind Elektrolyseur-Entwicklung (PEM, AEL, SOEC), Brennstoffzellen-Systemintegration, Druckspeicherkonzepte und Wasserstoff-Logistiklösungen typische F&E-Vorhaben. Thermische Speichersysteme – Latentwärmespeicher, thermochemische Speicher, Hochtemperatur-Feststoffspeicher – erfordern ebenfalls systematische Forschung an Speichermaterialien, Wärmeübertragungskonzepten und Systemintegration. Entscheidend für die Förderfähigkeit: Die Skalierung von Laborprototypen auf industrielle Maßstäbe (z. B. von einer 10-kWh-Laborzelle auf ein 1-MWh-Speichersystem) gilt als experimentelle Entwicklung, sofern dabei technische Unsicherheiten zu überwinden sind – etwa in Bezug auf thermisches Management, Sicherheitskonzepte oder Degradationsverhalten unter realen Betriebsbedingungen.

Die Entwicklung innovativer Leistungselektronik auf Basis von SiC und GaN erzeugt besonders hohe förderfähige F&E-Kosten in der Energiebranche. Wide-Bandgap-Halbleiter wie Siliziumkarbid (SiC) und Galliumnitrid (GaN) ermöglichen Wechselrichter, Gleichrichter und DC/DC-Wandler mit deutlich höheren Wirkungsgraden, geringeren Schaltverlusten und kompakteren Bauformen – erfordern aber grundlegend neue Schaltungskonzepte, Gate-Treiber-Designs, thermische Layouts und EMV-Strategien. Die Validierung dieser Leistungselektronik unter realen Netzbedingungen – Netzfehler-Ride-Through gemäß VDE-AR-N 4120, Anti-Islanding-Erkennung, harmonische Kompensation nach EN 61000-3-12 und Blindleistungsbereitstellung – ist experimentelle Entwicklung im Sinne des FZulG. Auch die Entwicklung von Multi-Level-Umrichtertopologien für Mittelspannungsanwendungen, bidirektionalen Ladestationen (V2G) und Solid-State-Transformatoren gehört zu den förderfähigen Forschungsfeldern. Unsere Berater mit elektrotechnischem Hintergrund identifizieren in typischen Leistungselektronik-Portfolios durchschnittlich 40–55 % mehr förderfähige F&E-Anteile als branchenfremde Generalisten.

Die Zertifizierung und Normprüfung nach IEC-Standards wird im Kontext der Forschungszulage häufig unterschätzt. Dabei erzeugen IEC-Zertifizierungsprozesse – IEC 61215 und IEC 61730 für PV-Module, IEC 61400 für Windenergieanlagen, IEC 62109 für Wechselrichter, IEC 62619 für stationäre Batteriespeicher – systematische Prüfprotokolle, Versuchsergebnisse und Messdaten, die als belastbare F&E-Nachweise dienen. Wenn im Rahmen der Zertifizierung technische Probleme auftreten, die iterative Designanpassungen erfordern (z. B. Fehlschlag beim Feuchte-Frost-Test, unzureichende PID-Resistenz, EMV-Grenzwertüberschreitungen), handelt es sich um experimentelle Entwicklung. NOVARIS hilft dabei, diese Iterationsschleifen sauber zu dokumentieren und den Erkenntnisgewinn für den BSFZ-Antrag aufzubereiten. Darüber hinaus umfasst die Optimierung erneuerbarer Energiesysteme – von der aerodynamischen Rotorblattentwicklung bei Windkraftanlagen über die Forschung an Perowskit-Tandem-Solarzellen bis hin zur Effizienzsteigerung bei Biomasse-Vergasungsanlagen – ein breites Feld förderfähiger Tätigkeiten. Auch die Entwicklung von Monitoring-Systemen für Predictive Maintenance, die auf maschinellem Lernen basieren und Ausfälle bei Windturbinen oder PV-Wechselrichtern vorhersagen, qualifiziert sich in der Regel als F&E. Unsere Energietechnik-Berater unterstützen bei der Identifikation förderfähiger Projekte entlang der gesamten Energiewertschöpfungskette – von der Erzeugung über Speicherung und Wandlung bis zur intelligenten Verteilung und Verbrauchsoptimierung.

Förderfähige Energie-Forschungsprojekte

Die Energiewende treibt massive Forschungs- und Entwicklungsinvestitionen in der gesamten Branche – von der Erzeugung über die Speicherung bis zur intelligenten Verteilung. Die Forschungszulage bietet Energieunternehmen, Anlagenherstellern und Technologieentwicklern eine steuerliche Refinanzierung dieser Aufwendungen. Die folgenden Projekttypen werden regelmäßig von der BSFZ als förderfähig anerkannt.

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Neuartige Wärmepumpen-Technologien

Die Weiterentwicklung von Wärmepumpensystemen über den Stand der Technik hinaus ist ein wachsender F&E-Bereich mit hohem Förderpotenzial. Förderfähige Projekte umfassen die Erforschung natürlicher Kältemittel (z. B. Propan R-290 oder CO₂ R-744) in Hochtemperatur-Wärmepumpen, die Vorlauftemperaturen über 80 °C für die Prozesswärme-Industrie erreichen sollen, die Entwicklung mehrstufiger Kaskadensysteme mit neuartigen Verdichterkonzepten für extreme Temperaturhübe sowie die Konzeption hybrider Systeme, die Wärmepumpe, Solarthermie und saisonale Wärmespeicher in einem neuartigen Regelungskonzept integrieren. Ein NOVARIS-Kunde – ein mittelständischer Hersteller von Industriewärmepumpen – entwickelte ein zweistufiges System mit transkritischem CO₂-Kreislauf, das erstmals Prozesswärme bei 130 °C effizient bereitstellen sollte. Die technische Unsicherheit lag in der Frage, ob der Gesamtwirkungsgrad (COP) unter realen Betriebsbedingungen die wirtschaftliche Schwelle von 2,5 erreichen konnte. Das Projekt wurde als experimentelle Entwicklung mit einer jährlichen Forschungszulage von 95.000 € anerkannt.

Grüner Wasserstoff – Produktions- und Speichertechnologien

Die Forschung an grünem Wasserstoff bietet außerordentliches Potenzial für die Forschungszulage. Förderfähige Projekte umfassen die Entwicklung neuartiger Elektrolyseur-Konzepte – insbesondere AEM-Elektrolyse (Anion Exchange Membrane) als kostengünstige Alternative zu PEM-Elektrolyseuren, die Erforschung katalytischer Materialien mit reduziertem Edelmetallgehalt (z. B. iridiumfreie Anodenkatalysatoren für die PEM-Elektrolyse), sowie die Konzeption innovativer Wasserstoffspeichersysteme auf Basis von Metallhydriden oder LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers). Die technische Unsicherheit ist in der Wasserstoffforschung besonders vielschichtig: Neben der Leistungsfähigkeit neuer Materialien müssen Langzeitstabilität, Degradationsmechanismen und Skalierbarkeit gleichzeitig adressiert werden. NOVARIS hat bereits mehrere Projekte im Bereich der alkalischen und PEM-Elektrolyse sowie der Brennstoffzellenentwicklung erfolgreich zur Förderung gebracht und unterstützt Unternehmen bei der präzisen Abgrenzung zwischen förderfähiger F&E und routinemäßigem Engineering.

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Smart-Grid-Optimierung und Netzstabilisierung

Die intelligente Steuerung von Stromnetzen mit wachsendem Anteil erneuerbarer Energien erfordert grundlegend neue Algorithmen und Systemkonzepte. Förderfähige Projekte umfassen die Entwicklung prädiktiver Netzmanagement-Algorithmen, die Erzeugungs- und Verbrauchsprognosen auf Basis von Wetterdaten, historischen Lastprofilen und Echtzeitdaten aus Smart Metern fusionieren, die Erforschung dezentraler Steuerungsarchitekturen für virtuelle Kraftwerke (z. B. auf Basis von Multi-Agenten-Systemen oder verteiltem Reinforcement Learning), sowie die Konzeption neuartiger Algorithmen zur Engpassbewirtschaftung in Verteilnetzen mit bidirektionalen Energieflüssen. Ein Energieversorgungsunternehmen entwickelte mit NOVARIS-Unterstützung einen ML-basierten Algorithmus zur Spannungsbandoptimierung in Niederspannungsnetzen mit hoher PV-Durchdringung. Die technische Unsicherheit bestand darin, ob der Algorithmus unter Echtzeitbedingungen mit unvollständigen Messdaten die Netzstabilität zuverlässig gewährleisten konnte – ein Aspekt, der als experimentelle Entwicklung anerkannt wurde.

Innovative Energiespeichersysteme

Jenseits konventioneller Lithium-Ionen-Batterien bieten alternative Energiespeichertechnologien ein breites Feld förderfähiger F&E. Typische Projekte umfassen die Entwicklung Redox-Flow-Batterien mit neuartigen Elektrolytformulierungen (z. B. auf Basis organischer Moleküle als kostengünstige Alternative zu Vanadium), die Erforschung thermischer Energiespeicher mit Phasenwechselmaterialien (PCM) oder Hochtemperatur-Feststoffspeichern für die industrielle Abwärmenutzung, sowie die Konzeption Druckluftspeicher (CAES) mit adiabatischer Wärmerückgewinnung für stationäre Großspeicheranwendungen. Die technische Unsicherheit betrifft bei Speichertechnologien regelmäßig die Frage, ob die angestrebte Kombination aus Energiedichte, Zyklenfestigkeit, Wirkungsgrad und Materialkosten technisch erreichbar ist. NOVARIS hat Unternehmen aus dem Bereich stationärer Speichersysteme, Wärmetechnik und Anlagenbau bei der Antragstellung unterstützt – von der klaren Abgrenzung der F&E-Anteile gegenüber reiner Anlagenplanung bis zur überzeugenden Darstellung der technischen Neuheit.

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Unser Tipp: Im Energiebereich sind auch Pilotanlagen und Demonstrationsprojekte häufig förderfähig, sofern sie der Validierung neuartiger Technologien unter realen Bedingungen dienen. Ebenso können Softwareentwicklungen für die Anlagensteuerung, Netzmodellierung oder Energiemanagement eigenständig förderfähig sein. In einem kostenfreien Erstgespräch analysieren wir Ihr gesamtes F&E-Portfolio.