Enabling-Technologien für den Energiesektor
Enabling-Technologien für den Energiesektor haben einen Anteil von über 30 % an den internationalen Patentfamilien (IPFs) auf dem Gebiet saubere Energien. Solche Technologien sind unerlässlich, um das Potenzial sauberer Energien im vollen Umfang nutzen zu können. Mithilfe von Energiespeicherlösungen wie z. B. modernen Batterien kann ein Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage geschaffen werden: Sie speichern überschüssigen grünen Strom und geben ihn wieder ab, wenn er benötigt wird. Smarte Netze ermöglichen eine verlässlichere und effizientere Stromversorgung und eine optimale Einbindung von variablen Energien wie Wind- und Solarkraft. Wasserstoff kann insbesondere dann, wenn er mit Strom aus erneuerbaren Quellen produziert wird, als flexibler, CO2-armer Energieträger für nur schwer dekarbonisierbare Sektoren dienen. Bei diesen Technologien ist eine laufende Innovationstätigkeit dringend vonnöten, um eine stabile, resiliente und vollständig dekarbonisierte Energieinfrastruktur zu schaffen.
Los geht’s
Batterie-Kreislaufwirtschaft
Dieser Bericht beleuchtet die Hotspots der Patentierungstätigkeit auf dem Gebiet der Batterie-Kreislaufwirtschaft, einschließlich der Rezyklierung und Wiederverwendung von Batterien sowie deren Einsatz bei neuen Anwendungen. Er befasst sich zudem mit den führenden Patentanmeldern in diesem Bereich sowie den Technologien, die derzeit am meisten Beachtung finden.
Patente für verbesserte Stromnetze
Die Studie befasst sich mit der Dynamik von Innovationen für das Stromnetz, den stillen Helden des Energiewandels. Dafür analysiert sie Daten zu europäischen Patentanmeldungen aus den Jahren 2001 bis 2022.
Technologieplattform für saubere Energietechnologien
Finden Sie Tausende von Patentanmeldungen für saubere Energietechnologien, klassifiziert nach Bereichen. Diese kuratierte Plattform erleichtert es Forschenden, Erfinderinnen und Erfindern, die neuesten Erfindungen geordnet nach Technologiefeldern zu finden.
Enabling-Technologien für den Energiesektor auf einen Blick
88 – 104 Millionen Kilometer
betrug die geschätzte Gesamtlänge des weltweiten Stromnetzes im Jahr 2021.
3 500 GWh
ist das Volumen des weltweiten Batteriemarkts bis 2030 – ein deutliches Wachstum gegenüber den rund 180 GWh und 1 100 GWh, die 2020 bzw. 2024 zu verzeichnen waren.
5,1 Milliarden Euro
Wagniskapital wurden laut der Internationalen Energieagentur 2023 in Batterie-Start-ups investiert
Fragen und Antworten – Erkenntnisse vom EPA
- Sind Enabling-Technologien wirklich so wichtig für die Energiewende?
Ja. Ohne diese Technologien geht bei der Energiewende im Grunde gar nichts. Die Technologien für erneuerbare Energien werden reifer und gehen in den Energiemix ein. Seit 2017 sind die Haupttreiber für das Wachstum der kohlenstoffarmen Energien vor allem Innovationen in Querschnittstechnologien wie Batterietechnik, Wasserstofftechnologie, intelligente Netze sowie CO2-Abscheidung, -Nutzung und -Speicherung (CCUS), die unabdingbar für die Energiewende sind.
Wie die nachfolgende Abbildung zeigt, verlagert sich die Innovation im Bereich CO2-arme Energien von der Energieversorgung hin zum Endverbrauch und zu Enabling-Technologien.
- Welche Unternehmen sind die größten Anmelder von Patenten für Batterietechnologie?
Heutzutage handelt es sich bei den größten Anmeldern von internationalen Patentfamilien in der Batterietechnologie vor allem um große Elektronik- und Autokonzerne aus Japan, China und Korea. Diese Länder melden nicht nur die meisten Patente in diesem Sachgebiet an, sondern weisen auch das größte Wachstum auf.
- Warum ist die zirkuläre Batteriewirtschaft eines der am schnellsten wachsenden Innovationsfelder auf dem Gebiet der Energietechnologien?
Das rasante Wachstum der Batterie-Kreislaufwirtschaft geht Hand in Hand mit der dynamischen Entwicklung, die bei Batterietechnologien insgesamt zu beobachten ist. Patentdaten zeigen, dass batteriebezogene Innovationen die Entwicklung des gesamten Energietechnologiesektors dominieren. So entfielen 2023 bereits rund 40 % der in diesem Bereich angemeldeten Patente auf Energiespeicher – mit Tendenz in Richtung 50 %. Dass sich die Patentierung im Bereich der Batterie-Kreislaufwirtschaft noch dynamischer als der Gesamttrend entwickelt, spiegelt die zunehmende Bedeutung wider, die den Themen Nachhaltigkeit und Versorgungssicherheit bei kritischen Rohstoffen eingeräumt wird.
- Welche Rolle spielen europäische Start-ups und Hochschulen bei der Förderung der zirkulären Batteriewirtschaft?
Europäische Start-ups und Hochschulen leisten einen wachsenden Beitrag zur Batterie-Kreislaufwirtschaft und zur Raffination kritischer Batteriemetalle. Seit 2006 haben mehr als 60 Start-ups und Hochschulen europäische Patentanmeldungen in diesem Bereich angemeldet, mit klarem Aufwärtstrend. Start-ups und Hochschulen konzentrieren sich häufig auf komplementäre Technologiefelder wie Batteriesammlung und -sortierung sowie chemische Prozesse. Ihre Aktivitäten verteilen sich auf mehrere Länder, wobei nennenswerte Cluster in Frankreich, Deutschland, dem Vereinigten Königreich und den nordischen Staaten liegen.
- Welche Endnutzer von Wasserstoff sind am innovativsten?
Die Automobilindustrie reicht mit weitem Abstand die meisten Patente für die Nutzung von Wasserstoff (vor allem für Brennstoffzellen) ein. Daneben sind die Luft- und Raumfahrt sowie die Eisen- und Stahlindustrie zu nennen.
- Welche Regionen sind bei Patenten für Elektrolyseure führend, und wie schneidet Europa hier ab?
Europa und Japan sind die führenden Regionen bei Patenten für Elektrolyseure. Mehr als 50 % der internationalen Patentfamilien in den fünf relevanten Teilbereichen entfallen auf diese beiden Länder. In den Bereichen Stapelbarkeit von Elektrolyseuren, Materialien für Elektrokatalysatoren und Betriebsbedingungen und Struktur der Zellen steht Europa an erster Stelle, während Japan bei Photoelektrolyse und Separatortechnologien führend ist.
- Werden "intelligente Netze" noch intelligenter?
Künstliche Intelligenz (KI) gewinnt bei der Innovation für intelligente Netze zunehmend an Bedeutung. KI-Patente nahmen in den fünf Jahren bis 2022 um über 500 % zu und sind heute der aktivste Patentierungsbereich bei digitalen Enabling-Technologien, angeführt von den USA und der VR China.
Der wichtigste Bereich KI-bezogener IPFs betrifft die Kategorie "Unterstützung von Prognosen und Entscheidungen", die 39 % der KI-bezogenen IPFs ausmacht und von 2000 bis 2022 zu einem rasanten Wachstum KI-bezogener Stromnetzpatente führte.
Veröffentlichungen
Nutzen Sie unsere umfangreiche Sammlung von Wirtschaftsstudien und hilfreichen Berichten zu Enabling-Technologien für den Energiesektor.
Der vorliegende Bericht befasst sich mit den Hotspots der Patentierungstätigkeit auf dem Gebiet der Batterie-Kreislaufwirtschaft, den führenden Anmeldern in diesem Bereich sowie den Technologien, die derzeit am meisten Beachtung finden.
Die Studie befasst sich mit der Dynamik von Innovationen für das Stromnetz, den stillen Helden des Energiewandels. Dafür analysiert sie Daten zu europäischen Patentanmeldungen aus den Jahren 2001 bis 2022.
Die Studie untersucht die Umstellung auf kohlenstoffarme Energietechnologien in allen Wirtschaftsbereichen. Ein Ergebnis ist, dass das Innovationstempo heute nur noch ein Viertel so schnell ist wie vor zehn Jahren.
Fallstudien zur Innovation
Eine Reihe von Fallstudien zur Innovation zeigt, wie Unternehmen geistiges Eigentum im Bereich der Energieversorgungstechnologien erfolgreich genutzt haben. Diese Beispiele aus der Realität machen deutlich, welche Rolle IP für das Wachstum, die Finanzierung und die Förderung von Innovationen spielt.
Skeleton bietet eine der ersten kommerziell vertriebenen Technologien auf der Grundlage von Graphen an. Das Unternehmen entwickelt, produziert und vertreibt Ultrakondensatoren für Energiespeicherzellen, -module und -systeme.
Das Unternehmen hat eine fiberoptische Sensortechnologie entwickelt und ist zu einem wichtigen Anbieter von Messlösungen für Windenergieanlagen geworden.
Tools
Finden Sie Start-ups und Investoren für Enabling-Technologien für den Energiesektor
Der Deep Tech Finder ist Ihr Portal zu Europas Innovationslandschaft. Dieses Gratis-Tool richtet sich an Investoren, Forschende, Start-ups und Hochschulen und vernetzt sie mit wichtigen Akteuren in hochaktuellen Technologiebereichen.
Technologieplattform für saubere Energietechnologien
Finden Sie Tausende von Patentanmeldungen für saubere Energietechnologien, klassifiziert nach Bereichen. Diese kuratierte Plattform erleichtert es Forschenden, Erfinderinnen und Erfindern, die neuesten Erfindungen geordnet nach Technologiefeldern zu finden.
Data Desk – Dashboards
Das Data Desk bietet mehrere detaillierte Technologiekarten, die den Nutzern helfen, die gesamte Bandbreite der Technologien zur Energiespeicherung zu erforschen und zu analysieren.
Podcasts
Batterie-Kreislaufwirtschaft: Wie aus gebrauchten E-Auto-Batterien die Ressourcen von morgen werden
Was wäre, wenn Millionen ausgedienter Batterien von Elektrofahrzeugen (EV) kein Abfall wären, sondern eine wertvolle Ressource? Dieser Podcast beleuchtet, wie die Kreislaufwirtschaft von Batterien ihre Lebensdauer verlängert, die Unsicherheit bei der Beschaffung kritischer Rohstoffe wie Lithium und Kobalt verringert und eine nachhaltigere Energiezukunft fördert.
Patentierungstrends in der Wasserstoffinnovation
Innovationen im Bereich Wasserstoff boomen, nicht nur was die Erzeugung, sondern auch was die Lagerung und die Anwendungsmöglichkeiten betrifft. Die derzeitige Wasserstofferzeugung ist in hohem Maße auf fossile Brennstoffe angewiesen, aber das muss nicht so sein. Mit Elektrizität aus erneuerbaren Quellen anhand von Elektrolyseur-Technologien beginnt eine neue Ära für diese saubere Energiequelle.
A spin-out story
Das Start-up-Unternehmen Fos4X baute auf innovativen Forschungen an der Technischen Universität München (TUM) auf und entwickelte erfolgreich eine neue fiberoptische Sensortechnologie, die es inzwischen auch vermarktet. Die neue Technologie macht Windturbinen sicherer und weniger anfällig für extreme Witterungsbedingungen.
Veranstaltungen
Frühere Veranstaltungen der Beobachtungsstelle
Erfahren Sie mehr über frühere Veranstaltungen und schauen Sie sich Videozusammenfassungen an.
Carbon capture and storage: A new frontier in clean tech?
7 December 2023