ARPA-E: Wie die US-Energieforschungsbehörde an der Zukunft arbeitet

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Forscher, die von der US-Regierung bezahlt wurden, waren an der Entwicklung einiger der wichtigsten Erfindungen der letzten 100 Jahre beteiligt – vom Personal Computer über das Internet bis zur Satellitennavigationstechnik GPS. Jetzt versucht das Land einen ähnlichen Vorstoß in Sachen Energie.

Die Agentur, die hinter vielen der Durchbrüche der letzten Jahrzehnte steckt, ist die Defense Advanced Research Projects Agency, kurz DARPA. Die 1958 als Teil des US-Verteidigungsministeriums gegründete Forschungsbehörde finanzierte Wissenschaft und begleitete verteidigungsrelevante Technologien von der Idee bis zur Umsetzung. Sie gilt weltweit als Vorbild für Regierungen, die Spitzenforschung unterstützen wollen.

Nach dem Vorbild der DARPA wurde 2007 dann die ARPA-E als Teil des US-Energieministeriums gegründet, um ähnliche Innovationen im Energiebereich zu fördern. Seitdem hat die ARPA-E über drei Milliarden US-Dollar an Fördermitteln für mehr als 1.400 Projekte im Bereich der Energieforschung vergeben und damit dazu beigetragen, neue Technologien auf den Markt zu bringen. Die US-Energieministerin Jennifer Granholm sieht in der ARPA-E eine "Moonshot-Fabrik" für die Regierung, was an die Aktivitäten der NASA zur Mondlandung erinnern soll.

Welche Technologien im Energiesektor wichtig werden

Nun soll das alles noch viel schneller gehen. Die ARPA-E hat im Januar ihre neue Direktorin, Evelyn Wang, vereidigt. Wang lässt sich von ihrer Position als Leiterin des Instituts für Maschinenbau am Massachusetts Institute of Technology (MIT) beurlauben, um die Agentur zu leiten. Im Gespräch mit MIT Technology Review spricht sie darüber, was als Nächstes auf die Energietechnologie zukommt, welche Herausforderungen vor ihr liegen und wie man Fortschritte in der Frühphasenforschung wirklich messen kann.

Welche Rolle spielt die ARPA-E Ihrer Meinung nach heute bei der Förderung von Energietechnologie? In welchem Verhältnis steht sie zum US-Energieministerium?

Bei Energietechnologien dauert es manchmal ein Jahrzehnt, bis sie wirklich sinnvoll und wirkungsvoll eingesetzt werden können. Ich denke, dass ein Großteil der Arbeit, auf die sich das reguläre Energieministerium konzentriert, mit einem Fahrplan ausgestattet ist und sich auf kurzfristige Erfolge konzentriert.

Wir hingegen konzentrieren uns auf die risikoreichen, potenziell lukrativen und transformativen Verfahren. Ich denke, dass wir einen ziemlich großen Bereich abdecken, wenn es darum geht, etwas Neues von der Grundlagenforschung bis zur praktischen Umsetzung eines Prototyps zu bringen, der in Zukunft kommerziell genutzt werden kann.

Es gibt also komplementäre Aspekte. Oft weichen wir voneinander ab, weil wir an diesen wirklich riskanten, längerfristigen technologischen Innovationen arbeiten. Hier ist ARPA-E eine große Kraft, denn wir nehmen Dinge in Angriff, von denen wir nicht wissen, ob sie funktionieren oder nicht, die aber möglicherweise die Energielandschaft verändern könnten. Ich glaube, das ist etwas, was viele andere Einrichtungen nicht tun.

Halbleitermaterialien und Ozean-Projekte

Welche Bereiche im Energiesektor sind reif für Innovationen?

Kurzfristig denken wir viel darüber nach, wie wir zum Beispiel Halbleitermaterialien verbessern können, um ein leistungsfähigeres Stromnetz zu schaffen. Außerdem arbeiten wir daran, die Netze verstärkt unter der Erde zu verlegen – solche unterirdischen Kabel sind bei vielen unserer jüngsten Projekte von großer Bedeutung.

Der Ozean ist ein Gebiet, das wir im Energiebereich zu erforschen begonnen haben – und ich denke, dass dies ein ungenutzter Raum ist, was die finanzielle Unterstützung innerhalb des Energieministeriums angeht. Wir haben etwa viel über Techniken zur Speicherung von Kohlendioxid im Meer nachgedacht – die Validierung und Messung ist wirklich entscheidend, um zu verstehen, wie viel CO₂ dort tatsächlich gebunden wird. Und ich denke, es gibt noch andere Möglichkeiten in Bezug auf Rohstoffe und wie wir möglicherweise solche kritischen Mineralien aus dem Meer nutzbar machen können.