Auf der Suche nach der Energie von Morgen

Die neue US-Forschungsbehörde ARPA-E soll bahnbrechende wissenschaftliche Projekte fördern, um den Klimawandel aufzuhalten und das Land von ausländischem Öl unabhängig zu machen.

Die Advanced Research Projects Agency-Energy, kurz ARPA-E, wurde vom US-Energieministerium gegründet, um die Suche nach radikalen neuen Energietechnologien zu finanzieren. Unumstritten war die der legendären Militärforschungsbehörde DARPA nachempfundene Organisation, wo unter anderem die Grundlagen des Internet entstanden, allerdings nie – zu breit sei der Fokus, zu wenig zielgerichtet das Management.

Nun liegen aber erstmals konkrete Erfahrungen mit den Förderprojekten vor. Arun Majumdar, der erste ARPA-E-Direktor, der selbst erst im September 2009 seine Arbeit aufnehmen konnte, gibt sich optimistisch. Er meint, man habe von der ersten Runde an Projekten viel gelernt und werde den Auswahlprozess nun weiter verbessern. Zudem sei es geglückt, hoch spannende Ideen voranzutreiben, die anderweitig keine Chance gehabt hätten.

Die US-Nationalakademien für Wissenschaft hatten die Einrichtung einer ARPA-E erstmals im Jahr 2007 vorgeschlagen – als Möglichkeit, die Wettbewerbsfähigkeit des Landes in den Bereichen Forschung und Technologie im Energiesektor zu erhalten. Geld dafür gab es allerdings erst im Jahr 2009 – innerhalb des Budgets des Anti-Rezessionspakets "American Recovery and Reinvestment Act". So wie die 1958 gegründete DARPA radikale Projekte erlaubte, soll nun die ARPA-E ähnlich großes für die Energieforschung tun.

Einigen Kritikern zufolge fördert die neue Behörde jedoch Bereiche, die längst durch andere Bundesmittel abgedeckt sind. Andere meinen, der Regierung werde damit die unpassende Rolle zugeschoben, die "Gewinner" unter potenziell interessanten neuen Technologien auszuwählen.

Unterstützer der ARPA-E-Idee sehen das alles natürlich ganz anders. Sie meinen, die Organisation sei ein Weg, modernste Technologien zu fördern, für die der private Sektor schlicht zu konservativ sei und die von anderen Regierungsstellen mit ihren Geldern bislang ignoriert würden.

Das wichtigste Unterscheidungsmerkmal der ARPA-E sei, dass sie im Gegensatz zu den meisten anderen Behörden die Erlaubnis erhalten habe, große Risiken einzugehen, sagt Majumdar. "Das steht schon in unseren Statuten. Wir gehen Risiken ein und wenn wir scheitern, ist das durchaus okay." Beispielsweise fördere das US-Energieministerium selbst direkt Verbesserungen bei Lithium-Ionen-Batterien, die längst weitläufig eingesetzt werden. "Die können nicht zu weit von solchen Projekten abweichen, weil sie stets bestimmte Erfolgsraten zu erreichen haben." Die ARPA-E biete nun die Chance "ein wenig weiter zu blicken". Selbst wenn dann nur wenige der riskanten Projekte ein Erfolg seien, könne man damit andere, konventionellere Ideen womöglich "einfach überspringen".

Schon allein die Auswahl passender Projekte erweist sich jedoch als enorme Herausforderung. Die Behörde wurde von rund 4000 Erstanträgen geradezu überschwemmt und konnte in der ersten Runde gerade einmal ein Prozent davon fördern. Einige Forscher beschwerten sich außerdem über zu wenig qualifiziertes Prüfpersonal. Der Grund: Viele der am besten geeigneten Gutachter aus Forschung und Industrie hatten selbst eigene ARPA-E-Förderanträge gestellt und waren deshalb von vorne herein disqualifiziert. Fast noch schlimmer war allerdings, dass den Antragstellern in der ersten Runde keine Möglichkeit eingeräumt wurde, auf die Kritik des Auswahlpersonals zu reagieren. Missverständnisse ließen sich so nicht ausräumen.

Majumdar, der zur ARPA-E kam, als die erste Projektauswahl-Runde bereits länger lief, hat diese Unzulänglichkeit gleich behoben. Nun existiert ein offizieller Rückkanal. Die nächste Runde soll außerdem ein grundsätzliches Problem bei der Förderung neuer Energiespeicherprojekte lösen – dieser Bereich wurde schlicht übersehen. "Wir finanzieren bislang nur einige wenige Batterietechnologien, haben inzwischen aber einen Workshop abgehalten, bei dem wir gelernt haben, dass es in diesem Bereich noch viele Möglichkeiten gibt. Wir haben hier also zugehört", sagt Majumdar. Erste Ergebnisse dieser Optimierungsarbeit zeigen sich in der zweiten Förderrunde, die Mitte Dezember angekündigt wurde. Diesmal gibt es drei Bereiche, von der einer sich um Hochenergie-Batterien für Elektrofahrzeuge dreht. Die anderen konzentrieren sich auf das Einfangen von Kohlendioxid und die Nutzung von Sonnenenergie zur Herstellung flüssiger Treibstoffe.

Inzwischen sind auch erste Erfolgsmeldungen von Gewinnern der ersten Förderrunde zu vernehmen. Donald Sadoway, Professor für Materialchemie am MIT, hatte lange Zeit Probleme, Geld von Industriepartnern zu erhalten, um ein neues Batteriekonzept zu entwickeln, das erneuerbaren Strom speichern soll. "Die großen Firmen sind sehr konservativ. Das ist eine echte Lähmung." Die ARPA-E gab ihm nun insgesamt sieben Millionen Dollar. "Das ist genug für uns, um die kritische Masse an Mitarbeitern einzustellen." Es reicht sogar zur Errichtung eines Labors, in dem dann die ersten größeren Prototypen gebaut werden können. "Es ist erfrischend, was nun an Mitteln bereitsteht", sagt Sadoway. Andere Regierungsstellen hätten ihm wohl nur mit 150.000 bis 200.000 Dollar aushelfen können.

Positiv sei auch, meint der Forscher, auf was sich die ARPA-E konzentriere. Es gehe nicht um schrittweise Veränderungen existierender Technologien, sondern um ganz neue Ansätze, die große Veränderungen mit sich bringen könnten. "Davon bin ich so inspiriert, dass mir auch noch andere spannende Ideen gekommen sind", sagt Sadoway. Er denke da an Dinge, die etwas verrückt klängen, "aber keineswegs Science-Fiction sind". (bsc)