Vorgelegt von. Dipl.-Wirtschaftsing. Nils Roloff. aus Großburgwedel. Prof. Dr. Dr.-Ing. habil. Hans Müller-Steinhagen Prof. Dr. Dr. h. c.

Transkript

1 Die Wirkung saalicher Fördermaßnahmen auf die Innovaionsdynamik im Bereich der erneuerbaren Energien - Eine Analyse der deuschen PV-Branche auf Basis eines agenenbasieren Simulaionsmodells Von der Fakulä für Energie-, Verfahrens- und Bioechnik der Universiä Sugar zur Erlangung der Würde eines Dokor-Ingenieurs (Dr.-Ing.) genehmige Abhandlung Vorgeleg von Dipl.-Wirschafsing. Nils Roloff aus Großburgwedel Haupbericher: Mibericher: Prof. Dr. Dr.-Ing. habil. Hans Müller-Seinhagen Prof. Dr. Dr. h. c. Orwin Renn Tag der mündlichen Prüfung: Insiu für Thermodynamik und Wärmeechnik der Universiä Sugar 2012

2

3 Danksagung Diese Arbei ensand während meiner vierjährigen Täigkei als Dokorand und wissenschaflicher Miarbeier in der Abeilung Sysemanalyse und Technikbewerung am Insiu für Technische Thermodynamik des Deuschen Zenrums für Luf- und Raumfahr e. V. in Sugar. Ihre Ferigsellung wäre ohne die Unersüzung zahlreicher Personen nich möglich gewesen. Herzlich bedanken möche ich mich daher bei meinem Dokorvaer, Professor Dr. Dr.-Ing. Hans Müller-Seinhagen, und bei Professor Dr. Orwin Renn für die Beguachung der Arbe die wervollen Anregungen sowie die unbürokraische Unersüzung während des Promoionsprozesses. Wolfram Krewi ha sowohl durch sein Fordern und Fördern als auch durch sein Vorbild maßgeblich zum Forschri dieses Vorhabens beigeragen. Sein unerwareer Tod am 8. Okober 2009 ha eine große Lücke in der Abeilung und der gesamen wissenschaflichen Communiy hinerlassen. Mein besonderer Dank gil Ulrike Lehr: Nich nur von ihrem Erfahrungsschaz und ihrem Einfallsreichum konne ich außerordenlich profiieren. Vielmehr waren ihre Anregungen und die zahlreichen gemeinsamen Diskussionen für mich sowohl fachlich als auch persönlich sehr wervoll. Bei allen Kollegen der Abeilung Sysemanalyse und Technikbewerung, insbesondere bei Yvonne Scholz, Chrisoph Schillings und Krisina Nienhaus, möche ich mich außerdem für die ausgesprochen angenehme Arbeisamosphäre, die konsrukive Kriik sowie die inhalliche Unersüzung bedanken. Dies gil ebenfalls für Wolfgang Weimer-Jehle, Sandra Wassermann und Gerhard Fuchs vom Inerdisziplinären Forschungsschwerpunk Risiko und Nachhalige Technikenwicklung (ZIRN) am Inernaionalen Zenrum für Kulur- und Technikforschung der Universiä Sugar sowie für Prof. Bernd Schmid, Thomas Kas und Dirk Winer, die mi ihrer Erfahrung und ihrer Diskussionsbereischaf einen wesenlichen Beirag zum Gelingen der Arbei geleise haben. Weierhin möche ich auch Peer Mock für den fachlichen Ausausch und Boris Kiofsky für die zuverlässige Durchführung zahlreicher Expereninerviews herzlich danken. Weierhin gil mein Dank den ehemaligen Kollegen in der Abeilung Neue Technologien des Fraunhofer-Insius für Sysem- und Innovaionsforschung sowie den Miarbeiern der Energieanalyse-Gruppe des Naional Renewable Energy Laboraory in Denver, von denen ich vor bzw. während der Promoion viel über inerdisziplinäres Arbeien und die Analyse von Innovaions- und Wandlungsprozessen lernen konne.

4 Ganz besonders möche ich allen danken, die mich - auf verschiedense Ar - persönlich unersüz haben: Insbesondere Kim-Bri Eigenberger, Mahias Eickmann und Sephan Heuer sanden mir mi Ra und Ta zur Seie. Besonders herzlicher Dank gil meiner Frau Franziska. Sie war mir mi ihrer Geduld, ihrer Neugierde und mi ihrer Lebensfreude bei der Ferigsellung dieser Arbei eine wichige Süze. Abschließend möche ich an dieser Selle vor allem meinen Elern danken, die mich während der gesamen Promoionsphase wieder auf einzigarige Weise unersüz und geförder haben.

5 Inhalsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis Abkürzungsverzeichnis Symbolverzeichnis Verzeichnis der Indizes und der Akzene Zusammenfassung Absrac V VIII IX XIII XVIII XX XXII 1 Einleiung Problemsellung und Moivaion Sand des Wissens Zielsezung Aufbau der Arbei 7 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Ansäze der innovaionsökonomischen Forschung Neoklassische Innovaionsheorien Neo-Schumpeerianische Innovaionsheorien und Grundsäze der evoluorischen Ökonomik Insiuionell-hisorische Konzepe und sysemanalyische Ansäze Individualisisch-behaviorisische Ansäze Zusammenfassende Beureilung des akuellen Forschungssandes Forschungssand und -desideraa hinsichlich der Sysemebene Sand der Forschung und zenrale Herausforderungen in Bezug auf die Akeursebene Agenenbasiere Simulaionsmodelle in der Innovaionsforschung Ansaz der agenenbasieren Simulaion Agenenmodelle zur Analyse innovaionsökonomischer Fragesellungen Modelle zur Analyse einzelner, deulich abgegrenzer Fragesellungen 34 I

6 Umfassende Modelle zur Unersuchung komplexerer Wirkungsmechanismen Hisory-friendly modelling Resulierende Herausforderungen hinsichlich der Modellbildung Die deusche Foovolaikbranche als Unersuchungsgegensand 41 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Überblick über die hisorische Enwicklung: Vom Space Age bis zum EEG Das Space-Age - Die 1960er Jahre Ölkrisen und solare Visionen - Die 1970er Jahre Kommerzielle Off-Grid-Märke - Die 1980er Jahre Wachsum durch nachfrageorieniere Förderung Die Enwicklung der Foovolaik in Deuschland Die Pionierphase vor Verunsicherung der heimischen Indusrie durch mangelnde Koninuiä in der Förderung zwischen 1986 und Indusrielles Wachsum in den Jahren 1997 bis Inernaionalisierung und Technologiekonkurrenz 74 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik Einzelne Agenen und ihre jeweiligen Funkionen Die Forschungseinrichung Die Herseller Die Unernehmensleiung Die FuE-Abeilung Die Produkion Die Nachfrager Der Mark Die Banken Die Herseller von Produkionsanlagen Die Invererproduzenen Die Poliik Inerakionen zwischen den Agenen und Gesamdynamik des Modells 115 II

7 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche Kalibrierung des Agenenmodells Simulaion der hisorischen Enwicklung Zwischenfazi und weieres Vorgehen Simulaionsexperimen 1: Der Einfluss der Lernprozesse auf Technologieund Markenwicklung Ergebnisse des ersen Simulaionsexperimens Schlussfolgerungen Simulaionsexperimen 2: Förderung echnologischer Diversifikaion Resulae des zweien Simulaionsexperimens Schlussfolgerungen Simulaionsexperimen 3: Die Wirkung von Technology-Push - und Marke-Pull -Insrumenen in Abhängigkei von der Markphase Simulaionsergebnisse Zwischenfazi Zusammenfassende Beureilung der Unersuchungsergebnisse Fazi und Ausblick 168 Anhang Enwicklung der öffenlichen FuE-Budges Paenanalyse Technomerische Analyse der PV-Branche FuE-Aufwendungen deuscher PV-Unernehmen 184 Anhang Markaneile ausländischer Anbieer Berechnung der Produkionskapaziä für den Markeinri Invesiionskosen für Produkionsanlagen Rohsoffkosen Paramerisierung des Innovaionsmechanismus Rendieberechnung für PV-Anlagen 197 III

8 2-7 Cluseralgorihmus Kennwere der Markenwicklung und -srukur Zinssäze für Gründungskredie Enwicklung der Balance-of-Sysem -Kosen Saaliche Fördermaßnahmen Verbraucherpreisindex und hisorische Wechselkurse 210 Anhang Das Simulaionssysem Simplex3 211 Anhang Einfluss verschiedener Zufallszahlenfolgen 214 Lieraurverzeichnis 216 IV

9 Abbildungsverzeichnis Abb. 3.1: Welweier PV-Mark nach Anwendungsbereichen 48 Abb. 3.2: Aneile der verschiedenen PV-Technologien an der welweien Zellprodukion 49 Abb. 3.3: Zenrale Wirkungsbeziehungen im Innovaionssysem Foovolaik 52 Abb. 3.4: Enwicklung der Gesamkosen (Orienierungswere) nezgekoppeler Phoovolaikanlagen mi 2-5 kwp in Relaion zur Markenwicklung und den wichigsen Förderinsrumenen 67 Abb. 4.1: Srukur des Simulaionsmodells 83 Abb. 4.2: Der Einfluss von Produk- und Prozessinnovaionen auf die Hersellkosen 100 Abb. 5.1: Öffenliche Förderung der PV-Forschung in Deuschland 119 Abb. 5.2: Enwicklung der Wirkungsgrade von Laborzellen 120 Abb. 5.3: Ergebnisse des Referenzlaufs: Die Wirkungsgradverbesserungen auf Seien der Forschung und der Indusrie 127 Abb. 5.4: Simulaionsergebnisse: Vergleich der Produkionsmengen der Herselleragenen sowie der Markaneile der beiden Technologievarianen 128 Abb. 5.5: PV-Insallaionen pro Jahr und Enwicklung der Modulpreise 128 Abb. 5.6: Die Wirkungsgradenwicklung auf Seien der Indusrie im Falle der Simulaionsexperimene 1a (links) und 1b (rechs) 132 Abb. 5.7: Die Produkionsvolumina der Herselleragenen in den Simulaionsexperimenen 1a und 1b verglichen mi denen des Referenzlaufs 132 Abb. 5.8: Die resulierenden Markaneile der beiden Technologien in den Simulaionsexperimenen 1a und 1b (links) sowie die jeweilige Enwicklung des PV-Markes (rechs) 133 Abb. 5.9: Enwicklung der Umsazrendie 135 Abb. 5.10: Produkionsvolumina der Herselleragenen bei erhöher Kumulaiviä des echnologischen Wissens 136 Abb. 5.11: Produkionsvolumina der Herselleragenen bei erhöher Förderung der Newcomer 137 Abb. 5.12: Produkionsvolumina der Herselleragenen bei erhöher Förderung der Newcomer und ansonsen gleicher Paramerisierung wie in den Simulaionsläufen 1a (Mie) und 1b (rechs) 137 Abb. 5.13: Die Wirkungsgradenwicklung in der Indusrie in den beiden Simulaionsexperimenen 2a (links) und 2b (rechs) 141 Abb. 5.14: Markaneile der beiden Technologieopionen in den Simulaionsläufen 2a (links) und 2b (rechs) 142 Abb. 5.15: Die Produkionsvolumina im Fall der Simulaionsexperimene 2a und 2b 142 V

10 Abb. 5.16: Produkionsvolumina der Herselleragenen bei erhöher nachfrageseiiger Sensiiviä und ansonsen gleicher Paramerisierung wie im Fall der Simulaionsläufe 2a (Mie) und 2b (rechs) 143 Abb. 5.17: Paramerisierung der Forschungsförderung für die Simulaionsexperimene 3c und 3d im Vergleich zum Referenzfall 148 Abb. 5.18: Mark- und Technologieenwicklung im Fall der Simulaionsexperimene 3a und 3b 149 Abb. 5.19: Die Wirkungsgradenwicklung in der Indusrie im Falle der Simulaionsläufe 3a (links) und 3b (rechs) 150 Abb. 5.20: Die Produkionsvolumina der Herselleragenen in den Simulaionsexperimenen 3a (Mie) und 3b (rechs) 150 Abb. 5.21: Preisenwicklung der "Balance-of-Sysem"-Komponenen bei den Simulaionsexperimenen 3a und 3b im Vergleich zum Referenzlauf 152 Abb. 5.22: Technologie- und Markenwicklung im Fall der Simulaionsexperimene 3c und 3d 153 Abb. 5.23: Die Wirkungsgradenwicklung in der Indusrie sowie die resulierenden Produkionsvolumina bei Simulaionslauf 3c 154 Abb. 5.24: Die Wirkungsgradenwicklung in der Indusrie sowie die resulierenden Produkionsvolumina bei Experimen 3d 155 Abb. 5.25: Die Markenwicklung im Fall der Simulaionsexperimene 4a-d 156 Abb. 5.26: Die Produkionsvolumina der verschiedenen Herselleragenen in den Simulaionsexperimenen 4a (Mie) und 4b (rechs) 157 Abb. 5.27: Die Produkionsvolumina in den Simulaionsexperimenen 4c (Mie) und 4d (rechs) 158 Abb. A 1: Enwicklung öffenlicher FuE-Budges für die PV in den führenden Naionen 177 Abb. A 2: Öffenliche Förderung PV-bezogener FuE-Akiviäen in Deuschland 177 Abb. A 3: Öffenliche Forschungsförderung im Bereich Foovolaik in Deuschland 178 Abb. A 4: Anzahl der Paenanmeldungen verschiedener Naionen im PV-Bereich 179 Abb. A 5: Paenanmeldungen deuscher Akeure in einzelnen PV- Technologiebereichen 180 Abb. A 6: Technomerische Analyse der PV-Markenwicklung 182 Abb. A 7: Abschäzung der zeilichen Enwicklung des Indikaors für Prozessinnovaionen 191 Abb. A 8: Herleiung des Zusammenhangs zwischen Prozessinnovaionen und nich silizium-bezogenen Maerialkosen 191 Abb. A 9: Abschäzung des Zusammenhangs zwischen Prozessinnovaionen und Ferigungskosen 192 Abb. A 10: Abschäzung des Zusammenhangs zwischen Prozessinnovaionen und den Kosen für die Verbindungshalbleier 194 VI

11 Abb. A 11: Der Einfluss von Prozessinnovaionen auf die nich halbleier-bezogenen Maerialkosen 194 Abb. A 12: Der Zusammenhang zwischen Prozessinnovaionen und Ferigungskosen 194 Abb. A 13: Ermilung der Lernkurvenparameer für den "Balance-of-Sysem"-Preis und den Invererwirkungsgrad 208 Abb. A 14: Verhälnis von FuE-Eigenmieln der PV-Unernehmen zu erhalenen saalichen Fördermieln 210 Abb. A 15: Modellaufbau miels Basiskomponenen und Verbindungen 212 Abb. A 16: Der hierarchische Aufbau von Modellen 212 Abb. A 17: Die Gesamenwicklung des PV-Markes bei Verwendung verschiedener Zufallszahlenfolgen 214 Abb. A 18: Die Wirkungsgradenwicklung in der Indusrie sowie die resulierenden Produkionsvolumina bei Verwendung verschiedener Zufallszahlenfolgen 215 VII

12 Tabellenverzeichnis Tab. 2.1: Klassifizierung der organisaionalen Lernprozesse 25 Tab. 3.1: Welweie Produkions- und Absazmengen in MWp. Die Mengendifferenzen ensprechen den Neoimporen der jeweiligen Regionen 50 Tab. 3.2: Von deuschen Unernehmen in Deuschland produziere Mengen 62 Tab. 3.3: Produkionsmengen deuscher Unernehmen in den Jahren 1997 bis Tab. 4.1: Charakerisierung der verschiedenen Herseller-Agenen 103 Tab. 4.2: Charakerisierung der Nachfrageragenen 108 Tab. 5.1: Paramerisierung der verschiedenen Herselleragenen 121 Tab. 5.2: Paramerisierung der verschiedenen Herselleragenen (Forsezung von Tab. 5.1) 122 Tab. 5.3: Paramerisierung der verschiedenen Herselleragenen (Forsezung von Tab. 5.1) 124 Tab. 5.4: Paramerisierung der verschiedenen Herselleragenen (Forsezung von Tab. 5.1) 125 Tab. 5.5: Paramerisierung der Nachfrageragenen 126 Tab. 5.6: Parameervariaionen für die Simulaionsexperimene 1a und 1b 131 Tab. A 1: Referenzwere für die echnomerische Analyse 181 Tab. A 2: Gewichung der beracheen Produkmerkmale 181 Tab. A 3: Enwicklung der FuE-Aufwendungen in der deuschen PV-Branche 184 Tab. A 4: Enwicklung der Markaneile ausländischer Produzenen 186 Tab. A 5: Invesiionskosen für PV-Produkionsanlagen 188 Tab. A 6: Angenommene Enwicklung der durchschnilichen Siliziumkosen 189 Tab. A 7: Kosenenwicklung im Bereich der silizium-basieren PV 190 Tab. A 8: Kosenenwicklung im Bereich der Dünnschich-PV 193 Tab. A 9: Paramerisierung der Innovaionsmechanismen 196 Tab. A 10: Vereinfacher Zusammenhang zwischen Invererwirkungsgrad und Performance Raio 206 Tab. A 11: Daenbasis zur Herleiung der Lernkurven für den "Balance-of-Sysem"-Preis und den Invererwirkungsgrad 207 VIII

13 Abkürzungsverzeichnis Abb. AEG ARCO ARPA-E ASE BEE BMBF BMFT BMU BMWi BOS BSW BUND bzw. CCS CdS CdTe CIGS CIS CISCuT CO 2 Abbildung Allgemeine Elekriciäs-Gesellschaf Alanic Richfield Company Advanced Research Projecs Agency - Energy Angewande Solarenergie GmbH Bundesverband Erneuerbare Energie Bundesminiserium für Bildung und Forschung Bundesminiserium für Forschung und Technologie Bundesminiserium für Umwel, Naurschuz und Reakorsicherhei Bundesminiserium für Wirschaf und Technologie Balance-of-Sysem Bundesverband Solarwirschaf Bund für Umwel- und Naurschuz Deuschland beziehungsweise Carbon Capure and Sorage Cadmium-Sulfid Cadmium-Tellurid Kupfer-Indium-Gallium-Disulfid Kupfer-Indium-Disulfid Kupfer-Indium-Disulfid auf Kupferband ( CIS on copper ape ) Kohlendioxid d. h. das heiß DASA DGS DM Deusche Aerospace Akiengesellschaf bzw. Daimler Benz Aerospace Akiengesellschaf Deuschen Gesellschaf für Sonnenenergie Deusche Mark IX

14 DS EEG EnBW EPIA EU FDP FöKa FuE FVEE FVS GaAs GW h HGF Dünnschich Gesez für den Vorrang Erneuerbarer Energien ( Erneuerbare-Energien- Gesez ) Energie Baden-Würemberg AG European Phoovolaic Indusry Associaion Europäische Union Freie Demokraische Parei Förderkaalog des Bundes Forschung und Enwicklung Forschungsverbund erneuerbare Energien Forschungsverbund Sonnenenergie Gallium-Arsenid Gigawa Sunden Helmholz-Gemeinschaf Deuscher Forschungszenren i. d. R. in der Regel IEA In IPE ISE ISET ISFH KfW kg KOM kons. kwh MBB Inernaional Energy Agency Indium Insiu für Physikalische Elekronik an der Universiä Sugar Fraunhofer-Insiu für Solare Energiesyseme Insiu für Solare Energieversorgungsechnik Insiu für Solarenergieforschung Krediansal für Wiederaufbau Kilogramm Europäische Kommission konsan Kilowasunden Messerschmi-Bölkow-Blohm X

15 METI Mio. MITI MW Minisry of Economy, Trade and Indusry Millionen Minisry of Inernaional Trade and Indusry Megawa o. ä. oder ähnliches o. g. oben genanne Pfg. Prod. Proz. PV RWE Pfennige Produk Prozess Foovolaik Rhein-Wesfälisches Elekriziäswerk AG s. u. siehe unen S. Seie s. siehe Se SFV Si SPD SRU SrEG Tab. TÜV Selen Solarenergie-Förderverein Silizium Sozialdemokraische Parei Deuschlands Sachversändigenra für Umwelfragen Sromeinspeisungsgesez Tabelle Technischer Überwachungsverein u. a. uner anderem u. U. uner Umsänden USGS VDE vgl. VSI Unied Saes Geological Survey Verband der Elekroechnik Elekronik Informaionsechnik vergleiche Verband mielsändischer Solarindusrie XI

16 W p Wa peak z. T. zum Teil z. B. zum Beispiel ZSW Zenrum für Sonnenenergie- und Wassersoff-Forschung XII

17 Symbolverzeichnis α β γ k δ Exp δ ε ϑ η gesam η BOS η κ λ π Subsiuionsparameer Degradaionsrae der echnologischen Leisungsfähigkei Skalierungsparameer für die poenzielle Wahrscheinlichkei von Innovaionsereignissen Skalierungsparameer für den Einfluss des Ausbaus der Produkionskapaziä auf die Verzögerung der echnischen Umsezung von FuE-Ergebnissen Skalierungsparameer für den Einfluss des Ausbaus der Produkionskapaziä auf die Verzögerung der echnischen Umsezung von FuE-Ergebnissen nachfragerspezifische Sensiiviä hinsichlich der erzielbaren Rendie Markaneil Modulwirkungsgrad Anlagenwirkungsgrad Invererwirkungsgrad relaiver echnologischer Leisungssand der Equipmen-Lieferanen Skalierungsparameer für den Prozess der Wissensgenerierung Inflaionsrae AF σ Skalierungsparameer für den Aufbauprozess der Absorpionsfähigkei Konk σ öff σ Aneil des Wissens konkurrierender Unernehmen, das poenziell übernommen werden kann Aneil des öffenlich verfügbaren Wissens, das poenziell übernommen werden kann P σ Skalierungsparameer für den Einfluss der relaiven echnologischen Posiion Spillover σ Skalierungsparameer für den Einfluss von Spillover-Effeken τ Skalierungsparameer für die Krümmung der Grenzwerfunkion limi ϕ Schwellenwer für Innovaionsereignisse po ϕ poenzielle Wahrscheinlichkei von Innovaionsereignissen ϕ χ Binärvariable für Innovaionsereignisse relaive Redukion der FuE-Quoe in ω Skalierungsparameer für den Einfluss inern generieren Wissens LbD ω Skalierungsparameer für den Einfluss von Erfahrungswissen Spillover ω Skalierungsparameer für den Einfluss von Wissen, das durch die Nuzung von Spillover-Effeken gewonnen wurde Aufrag ω Skalierungsparameer für den Einfluss von Wissen aus Forschungsaufrägen Ω i von Unernehmen j auf Basis von Technologie i hergeselles Produk XIII

18 A A AF AG Akiv AN AP b B c UW c UR c E C C d dl duw D D DK E EN F FC G H HK Menge von Produkalernaiven Präferenz für ein Produk Absorpionsfähigkei Ausgaben Binärvariable, die angib, ob ein Unernehmen am Mark eilnimm Annuiä relaive Auslasung der Produkionskapaziä individuelles Budge Gesambudge Gewichungsparameer für den Einfluss des Umsazwachsum auf die Redukion der FuE-Quoe Gewichungsparameer für den Einfluss der Umsazrenabiliä auf die Redukion der FuE-Quoe Gewichungsparameer für den Einfluss der Marksrukur auf die Redukion der FuE-Quoe Anzahl der Teilmärke Kredisumme durchschniliche Degradaionsrae von PV-Modulen Skalierungsfakor für den Einfluss des Invesiionsverhalens der PV-Unernehmen auf die Enwicklung der echn. Leisungsfähigkei der Equipmenlieferanen Skalierungsfakor für den Einfluss des Invesiionsverhalens der PV-Unernehmen auf die Enwicklung der echn. Leisungsfähigkei der Equipmenlieferanen Anzahl der Nachfrageragenen Anzahl Adoper durchschniliche Sückkosen Enropie Einnahmen Ferigungssückkosen Forderung der Bank Gewinn Gesamvermögen Hersellkosen I durchschniliche jährliche Einsrahlung in kwh ( m² a ) (Globalsrahlung) IN J kaufrag eigen Invesiion Invesiionskosenzuschuss Aneil des selbsfinanzieren FuE-Budges, der für die Vergabe von Forschungsaufrägen verwende wird XIV

19 kaufrag Pol kbk kfue in kfue ex Aneil der von der Poliik zur Verfügung gesellen FuE-Fördermiel, der für Forschungsaufräge verwende wird Skalierungsfakor für die Höhe der Beriebs- und Warungskosen Aneil des Budges der FuE-Abeilung, der für die inerne Wissensgenerierung verwende wird Aneil des Budges der FuE-Abeilung, der für die Nuzung exern verfügbaren Wissens verwende wird kfm Skalierungsparameer für die Produkionskosenfunkion fix kmu Skalierungsparameer für den fixen Aneil des Gewinnzuschlages var kmu Skalierungsfakor für die Höhe des Gewinnzuschlages N kmu A kmu kma K L LD Skalierungsfakor für den Einfluss der Nachfragesiuaion auf die Höhe des Gewinnzuschlages Skalierungsfakor für den Einfluss der Marksrukur auf die Höhe des Gewinnzuschlages Gläungsfakor für die exponenielle Gläung Kapial Hilfsgröße, die den Einfluss des Invesiionsverhalens der PV-Unernehmen auf die echnologische Leisungsfähigkei der Equipmenlieferanen widerspiegel Lebensdauer LF Skalierungsparameer für den Prozess des Erfahrungslernens K LR BOS Lernrae hinsichlich der Kosen der Balance-of-Sysem -Komponenen η LR BOS Lernrae hinsichlich des Invererwirkungsgrades me U Gewichungsparameer für den Einfluss des Umsazvolumens auf die Markeinrisenscheidung me UW me UR M M ME MK MP N Gewichungsparameer für den Einfluss des Umsazwachsums auf die Markeinrisenscheidung Gewichungsparameer für den Einfluss der Umsazrendie auf die Markeinrisenscheidung Anzahl der Imporeursagenen Maerialsückkosen aggregiere Kenngröße für die Markeinrisenscheidung Maerialkosen Markpoenial Anzahl der Unernehmensagenen NB A p N p Ausprägung des Nachbarschafseffeks effekiver Zinssaz für Unernehmenskredie effekiver Zinssaz für Privakredie kon, A p konformer Kredizinssaz für Unernehmenskredie XV

20 pbank pf pfue pprodkap pvuv P Aneil der Rücklagen, der für Tilgungszahlungen verfügbar is Parameer für den Basiswer der unernehmensspezifischen Ferigungssückkosen FuE-Quoe Aneil des Überschusses, der für Erweierungsinvesiionen zur Verfügung seh Skalierungsparameer für die Höhe der Verwalungs- und Verriebskosen Preis ProdKap P Preis für Produkionsanlagen Si P Siliziumpreis NSi P Preis für weiere Maerialien außer Silizium HL P Preis für Halbleiermaerialien NHL P Preis für weiere Maerialien außer Halbleiern BOS P Preis der Balance-of-Sysem -Komponenen PI PR ProdKap ProdKap zu ProdKap ab ProdKapW Indikaor für Prozessinnovaionen Performance Raio ( Q-Fakor ) Produkionskapaziä Zubau an Produkionskapaziä Abbau von Produkionskapaziä relaive Zunahme der Produkionskapaziä akiv q Konakrae (akiv) Medien q Skalierungsparameer für den Einfluss von Medien passiv, in q Konakrae (passiv, inern) passiv, ex q Konakrae (passiv, exern) r R Rendie relaive echnologische Posiion SE spezifischer Sromerrag in kwh ( kwp a ) shlbed snhlbed snsibed ssibed Sar T TC c U Ü spezifischer Bedarf an Halbleiermaerialien spezifischer Bedarf an weieren Maerialien außer Halbleiern spezifischer Bedarf an weieren Maerialien außer Silizium spezifischer Siliziumbedarf Binärvariable; seuer den Markeinri von Unernehmen echnologische Leisungsfähigkei Tilgung Tilgungsrae Umsaz Überschuss XVI

21 UR UW UW neural vfa vfb vfc V Umsazrenabiliä relaives Umsazwachsum Umsazwachsum seiens der Equipmenlieferanen, bei dem diese ihre echnologische Leisungsfähigkei nich ändern Skalierungsvariable für die Produkionskosenfunkion Skalierungsvariable für die Produkionskosenfunkion Skalierungsvariable für die Produkionskosenfunkion Verzögerung der echnischen Umsezung von FuE-Ergebnissen Rendie w subjekive Gewichung der Rendie η w W W AF W ex W in W LbD W öff W prop W Spillover x y Y Z ZC subjekive Gewichung des Wirkungsgrades echnologisches Wissen Vorwissen, das zur Verarbeiung exernen Wissens genuz wird Menge des nuzbaren exernen Wissens miels inerner FuE-Akiviäen generieres Wissen durch Erfahrungslernen gewonnenes echnologisches Wissen öffenlich verfügbares Wissen proprieäres Wissen durch die Nuzung von Spillover-Effeken gewonnenes Wissen Produkionsmenge Nachfragemenge Aneil des saalich geförderen Kredis an der Kredisumme Unernehmensaler (in Simulaionsperioden) Dauer der Inanspruchnahme eines Gründungskredies XVII

22 Verzeichnis der Indizes und der Akzene ~ auf den Werebereich [0, 1] normier = ) ( ˆ i s j k l d e c random min max UG OG ges po heor ech BOS EqL F Pol Bank U Mielwer exponeniell gegläeer Mielwer kumulier Ausgangswere, ohne Berücksichigung unerer Wergrenzen in Form einer Zeireihe vorgegebene Were Zeiindex Index für Technologien (1: S 2: DS) Index für Technologien (1: S 2: DS) Index für Unernehmen Index für Unernehmen Index für imporierende Unernehmen Index für Nachfrager Index für Nachfrager Index für Teilmärke Index zufällig vereile Größen Minimum Maximum unerer Grenzwer oberer Grenzwer gesam poeniell heoreisch echnisch Index für den Agenen Herseller von Balance of Sysem -Komponenen Index für den Agenen Equipmen-Lieferan Index für den Agenen Forschungseinrichung Index für den Agenen Poliik Index für den Agenen Bank Index für die Agenen des Typs Unernehmen XVIII

23 FuE Lg D Imp Index für die Komponenen des Typs FuE-Abeilung Index für die Komponenen des Typs Unernehmensleiung Index für Agenen des Typs Nachfrager Index für Agenen des Typs Imporeur VuV Verwalung und Verrieb X Y gericheer Transfer zwischen Agenen oder Komponenen ProdI ProzI P η LD PI auf Produkinnovaionen bezogen auf Prozessinnovaionen bezogen auf den Preis bezogen auf den Wirkungsgrad bezogen auf die Lebensdauer bezogen auf den Indikaor für Prozessinnovaionen bezogen XIX

24 Zusammenfassung Der zu erwarende Ansieg des Welenergiebedarfs mach angesichs der Klimaproblemaik und der begrenzen fossilen und aomaren Ressourcen eine Umgesalung der Energieversorgungssyseme dringend nowendig. Die erneuerbaren Energien sind heue jedoch noch nich in der Lage, eine zuverlässige und kosengünsige Energieversorgung zu gewährleisen. Die echnologische Weierenwicklung der regeneraiven Energien sowie eine effekive Gesalung geeigneer Fördersraegien sind daher zenrale Herausforderungen, denen Indusrie und Poliik gegenübersehen. In Anberach der welwei seigenden Nachfrage nach innovaiven Lösungen und den daraus resulierenden Exporchancen spielen hierbei nich nur Aspeke des Klimaschuzes, sondern auch indusriepoliische Moive eine wichige Rolle. Hinsichlich der grundsäzlichen Frage der Technologieförderung, ob Innovaionsprozesse durch Technology-Push - oder durch Marke-Pull -Fakoren ausgelös werden, beseh in der Innovaionsforschung zwar milerweile Konsens darüber, dass beide Aren von Einflussgrößen von Bedeuung sind. Dennoch exisier in Bezug auf die Frage, welche Fakoren die Wirkung saalicher Förderinsrumene beeinflussen und welche Effeke durch Inerdependenzen zwischen verschiedenen Fördermaßnahmen hervorgerufen werden können, noch Forschungsbedarf. So werden insbesondere die Wirkungsweise und die Effekiviä nachfrageorienierer Förderinsrumene nach wie vor konrovers diskuier. Um ein besseres Versändnis der Komplexiä von Innovaionsprozessen zu erhalen und die Einflüsse saalicher Maßnahmen sysemaisch unersuchen zu können, wurde in dieser Arbei - ausgehend von Konzepen der neo-schumpeerianischen Innovaionsökonomik - ein agenenbasieres Simulaionsmodell enwickel, auf Basis dessen sich die hisorische Enwicklung der deuschen Foovolaikbranche nachbilden und analysieren läss. Hierbei biee sich die Foovolaikechnologie (kurz: PV) zum einen deshalb an, weil sie schon sei Anfang der 1960er Jahre geförder wird. Zum anderen wurden und werden nich allein Maßnahmen zur Forschungsförderung, sondern auch nachfrageorieniere Förderprogramme, z. B. das Gesez für den Vorrang Erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesez - EEG), eingesez. Die agenenbasieren Modellierung zeichne sich dadurch aus, dass komplexe Zusammenhänge ausgehend von den Inerakionen einzelner, auonomer Akeure abgebilde werden. Daher lassen sich die dynamischen Wechselwirkungen zwischen der Mikroebene des Akeursverhalens und der Makroebene des Innovaions- und Markgeschehens unmielbar analysieren. Außerdem erlaub die agenenbasiere Modellierung die Abkehr von Modellen, die auf dem Leibild des homo oeconomicus der neoklassischen Ökonomik XX

25 basieren, da es möglich is, Aspeke wie begrenze Raionaliä oder die individuellen Sraegien heerogener Akeure zu modellieren. Im Vergleich zu bisherigen Arbeien wurden dabei wichige Ergänzungen und Forschrie erfolgreich umgesez: Haen bislang erselle Modelle, in denen indusriespezifische Innovaionsprozesse unersuch wurden, primär qualiaiven Charaker, konne die hisorische Technologie- und Markenwicklung der beracheen Branche im Rahmen dieses Vorhabens weiesgehend auch quaniaiv nachgebilde werden. Die verschiedenen Prozesse der Wissensgenerierung, -verbreiung und -akkumulaion wurden außerdem deulicher differenzier, wodurch eine bessere Nachvollziehbarkei des Innovaionsvorgangs selbs erreich wird. Ebenso wurden nachfrageseiige Prozesse särker in die Modellierung mi einbezogen. Somi sind aussagekräfigere Analysen nachfrageorienierer Fördermaßnahmen möglich. Zusäzlich sind auch die alernaiven Technologieopionen bzw. die Heerogeniä der Produke sowie die Ensehung ensprechender Teilmärke deaillierer abgebilde worden. Insgesam sind daher auf Basis des enwickelen Agenenmodells sehr umfassende Analysen saalicher Fördermaßnahmen möglich. So demonsrieren die verschiedenen Simulaionsexperimene, in deren Rahmen die Wirkungen einzelner Insrumene auf das Innovaionsund Markgeschehen in der Foovolaikbranche geziel unersuch werden konnen, nich nur die Tragfähigkei der verwendeen Mehode. Vielmehr wird anhand der Simulaionsergebnisse ebenfalls deulich, wie sark die Effeke von Technology-Push - und Marke-Pull - Insrumenen ineinandergreifen und wie sehr die Wirkungen dieser Maßnahmen dabei von der Enwicklungsphase der Branche abhängen. Darüber hinaus zeig sich zum einen, dass die geeigneen Zeifenser für die Durchführung der jeweiligen Förderprogramme miuner begrenz sind. Zum anderen sind die kurz- und die langfrisigen Effeke einzelner Maßnahmen manchmal sogar gegenläufig. Ausgehend von den im Rahmen dieser Arbei gewonnenen Simulaionsergebnissen läss sich zusammenfassend fessellen, dass die bisher in Deuschland durchgeführen Fördermaßnahmen verhälnismäßig effekiv einzuschäzen sind. Troz der hohen Komplexiä der zugrundeliegenden Innovaions- und Markprozesse wurde ein ausgewogener Kompromiss zwischen einer schnellen Kosenredukion einerseis und der Aufrecherhalung einer echnologischen Vielfal anderseis erreich. Dies deue insgesam darauf hin, dass Forschungsund Nachfrageförderung gu aufeinander abgesimm waren. XXI

26 Absrac In response o he expeced increase in world energy demand, he growing challenges of climae change and resource depleion, energy from renewable sources will have o play a significan role on fuure energy markes. However, renewable energies are no ye able o ensure reliable and affordable energy supplies. Therefore enormous effors from he indusry will be necessary in erms of boh innovaive processes and producs in order o fulfil he needs of a fuure energy mix. Renewable energy echnology developmen and he effecive design of appropriae suppor sraegies are hus crucial challenges which indusry and poliics will have o resolve. Given he rising global demand for innovaive soluions and he resuling expor opporuniies, suppor policies do no jus aim a environmenal goals. In fac economic developmen and echnological change also play an imporan role. Wih regard o he fundamenal quesion of science and echnology policy, wheher innovaion processes are riggered by "echnology push"- or "marke pull"-facors, innovaion research has reached a consensus ha boh ypes are imporan. Neverheless furher research is needed on he facors ha influence he effeciveness of suppor insrumens and on he poenial inerdependencies beween differen suppor measures. Paricularly, aspecs like he impac and he effeciveness of demand-oriened policy measures remain conroversial. In order o beer undersand he complexiy of innovaion processes and o examine he influences of public policies, an agen-based simulaion model was developed wihin he framework of his hesis. Based on his model - which makes use of he conceps of neo- Schumpeerian economics - he hisorical developmen of he German phoovolaic indusry can be reproduced and analysed. The PV indusry is a well suied example for his kind of analysis because i has already been subsidized since he early 1960s. In addiion, no only measures o suppor research, bu also demand-oriened programs such as he German feed-in law ( Renewable Energy Sources Ac ) were implemened and are sill being used. The various inerdependencies beween suppor measures, company behaviour, echnological progress and consumer behaviour led o he chosen modelling approach. Agen-based modelling analyses complex effecs on he basis of he inerrelaions of individual, auonomous acors. I is herefore possible o simulae he dynamic ineracions beween he behavioural paerns of he sakeholders a he micro-level and he innovaion processes and he evoluion of he marke a he macro-level. Moreover, he basic paradigms of neoclassical economics (e. g. he homo oeconomicus concep) can be abandoned since i is possible o model aspecs like bounded raionaliy or individual sraegies of heerogeneous acors. XXII

27 Compared wih previous work imporan exensions and improvemens have successfully been implemened: Exising models focusing on indusry-specific innovaion processes are primarily qualiaive in characer. Wihin his work he hisoric developmen of he considered indusry secor could also be replicaed quaniaively o a large exen. Furhermore he differen processes of knowledge generaion, disseminaion and accumulaion were also clearly differeniaed, hus making i easier o undersand he innovaion process iself. As he demand side was also modelled in a more comprehensive way, quie deailed analyses of demand-oriened incenives are possible. Addiionally, he alernaive echnology opions or raher he heerogeneiy of he producs and he emergence of he respecive sub-markes have also been modelled in greaer deail. Overall, he agen-based model developed in his hesis is well suied for analyses of governmenal suppor measures. The various simulaion experimens during which he effecs of individual policy insrumens on he rae and direcion of echnological change in he phoovolaic indusry could be esed sysemaically do no only demonsrae he general suiabiliy of he mehod used. Raher, he simulaion resuls also indicae he magniude of ineracion of "echnology push"- and "marke pull"-insrumens and how he respecive effecs of hese measures depend on he differen phases of he indusry life cycle. Addiionally he resuls illusrae ha in cerain cases he appropriae ime frames for he implemenaion of public suppor programs are limied. Also i is revealed ha shor- and long-erm effecs of individual policy measures migh even lead in opposie direcions. According o he analyses performed wih he developed agen-based model of he PV-indusry i could be conduced ha he suppor programs inroduced in Germany so far were reasonably effecive: Despie he high complexiy of he innovaion processes and he marke developmen a balanced compromise beween a rapid cos reducion on he one hand and a promising echnological diversiy on he oher hand have been achieved. This indicaes ha he ineracion of public R&D funding and demand-oriened policy measures have been well-adjused. XXIII

28

29 1 Einleiung 1 Einleiung 1.1 Problemsellung und Moivaion Eine zuverlässige und wirschafliche Energieversorgung is einer der Grundseine moderner Volkswirschafen. Angesichs des zu erwarenden welweien Bevölkerungs- und Wirschafswachsums is daher mi einem weierhin zunehmenden Welenergiebedarf zu rechnen. Dass diese Enwicklung mi erheblichen Herausforderungen verbunden sein wird, is bereis jez is absehbar, denn ersens räg der Ansieg des welweien Energiebedarfs zu einem beschleunigen Verbrauch der nur begrenz verfügbaren fossilen Ressourcen bei. Zweiens erhöh die energiebedinge Emission von Treibhausgasen die Wahrscheinlichkei gravierender Veränderungen des globalen Klimas (IPCC, 2007). Die welweie Umgesalung der Energieversorgungssyseme erschein vor diesem Hinergrund dringend nowendig. Es sell sich hierbei jedoch das Problem, dass die Technologien zur Nuzung regeneraiver Energien zum akuellen Zeipunk weigehend noch nich webewerbsfähig sind. Um eine koseneffiziene Umsellung der Energiesyseme zu ermöglichen, sind daher nach wie vor umfassende echnische Forschrie bei den erneuerbaren Energien erforderlich. Die möglichs effekive Förderung dieser echnologischen Weierenwicklung sell demensprechend eine wichige Herausforderung dar, die mehr und mehr an Bedeuung gewinn. Da eine seigende Nachfrage nach forschrilichen echnischen Lösungen welwei zu erwaren is, gelen Energie- und Umwelechnologien zudem als bedeuender Zukunfsmark mi ensprechenden Exporchancen für die Indusrie. Mi den jeweiligen Förderprogrammen verfolg die Poliik daher nich allein Ineressen des Umwel- und Klimaschuzes. Vielmehr spielen bei der Förderung der erneuerbaren Energien gleichzeiig auch indusrie- und echnologiepoliische Moive eine außerordenlich wichige Rolle. Im inernaionalen Vergleich is Deuschland bereis eine der Vorreiernaionen. Der Sandor Deuschland is nich nur einer der enscheidenden Märke für die regeneraiven Energien geworden, sondern ha auch in vielen Technologiebereichen eine Spizenposiion inne. Troz der bisher erzielen Erfolge sell sich mi Blick auf die weiere Technologieenwicklung und deren Förderung die Frage, welche Vor- und Nacheile sich beim Einsaz einzelner Förderinsrumene poenziell ergeben und wie zukünfige Förderprogramme für die verschiedenen Technologiebereiche demzufolge zu gesalen und mieinander zu kombinieren sind. Für eine ensprechende Analyse, welche Wirkungen saaliche Fördermaßnahmen auf das Innovaionsgeschehen auf Ebene einer spezifischen Technologie haben können, biee sich 1

30 die Foovolaik (kurz: PV) an, da diese Technologie aufgrund ihrer energie- und wirschafspoliischen Bedeuung in Deuschland schon sei Anfang der 1960er Jahre geförder wird. Erkläres Ziel der Förderung is es, inernaional äige Unernehmen miels eines poliisch unersüzen Leimarkes im Land zu halen und der heimischen Indusrie zugleich eine Plaform für späere Expore zu bieen. Aus innovaionswissenschaflicher Sich is dabei von herausragender Bedeuung, dass nich allein Maßnahmen zur Forschungsförderung, sondern auch verschiedene nachfrageorieniere Förderprogramme, wie z. B. das Gesez für den Vorrang Erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesez, kurz: EEG), zum Einsaz kamen und nach wie vor kommen. 1.2 Sand des Wissens Grundsäzlich ha die Poliik bei der Förderung echnologischer Weierenwicklungen die Möglichke nich nur durch geziele Unersüzung von Forschungs- und Enwicklungsakiviäen auf die sich den indusriellen Akeuren bieenden echnologischen Chancen einzuwirken ( Technology-Push ), sondern auch durch nachfrageorieniere Fördermaßnahmen die Marknachfrage nach innovaiven Lösungen ( Demand-Pull ) zu seigern. Die Abwägung zwischen diesen beiden verschiedenen Opionen is demensprechend eine der wesenlichen Herausforderungen bei der Gesalung von Fördersraegien. Ein weieres Planungsproblem ergib sich aus der Nowendigke zwischen der parallelen Förderung mehrerer echnologischer Ansäze und der fokussieren Unersüzung einer einzigen Technologievariane enscheiden zu müssen. Hinsichlich der in den 1960er und 1970er Jahren geführen Diskussion, ob Technology- Push - oder Marke-Pull -Fakoren Auslöser für Innovaionsprozesse seien, beseh in der innovaionsökonomischen Lieraur milerweile Konsens darüber, dass beide Aren von Einflussgrößen für den echnologischen Wandel von Bedeuung sind. Auch für den Bereich der erneuerbaren Energien finden sich ensprechende Analysen, in denen dies empirisch nachgewiesen wird (vgl. z. B. Hascic e al., 2009; Johnsone e al., 2007). Unabhängig hiervon bleib das Problem besehen, dass poenzielle Nacheile sowie das Zusammenwirken der unerschiedlichen zur Verfügung sehenden Fördermöglichkeien bislang nur wenig unersuch wurden. In der einschlägigen Lieraur finden sich nach wie vor z. T. widersprüchliche Thesen zu den Auswirkungen saalicher Fördermaßnahmen. Vor allem in Bezug auf nachfrageorieniere Insrumene gehen die Meinungen auseinander: So wird in Hinsich auf die Foovolaik einerseis die Ansich verreen, die Markförderung bevorzuge die ausgereifere Technologievari- 2

31 1 Einleiung ane der klassischen Siliziumzellen und liefere somi keinen signifikanen Beirag zu Innovaionen. Je särker die Branche wachse, deso schwieriger werde es, ein gewisses Maß an echnologischer Vielfal aufrechzuerhalen (vgl. z. B. Menaneau, 2000; Sandén, 2005). Andererseis wird wiederum auch die Vermuung geäußer, nachfrageorieniere Maßnahmen förderen das Verrauen in die zukünfige Markenwicklung und unersüzen dami Markeinrie sowie weiergehende Forschungs- und Enwicklungsakiviäen (Jacobsson e al., 2002). Hinsichlich der Frage, welche Fakoren die Wirkung saalicher Förderinsrumene beeinflussen und inwiefern deren Einfluss von der Enwicklungsphase der jeweiligen Branche abhäng, exisier durchaus noch Forschungsbedarf. Ebenfalls zu diskuieren is der Aspek, welche Effeke sich durch ewaige Inerdependenzen zwischen verschiedenen Fördermaßnahmen ergeben können. Auch aus heoreischer und mehodischer Perspekive beseh noch Verbesserungsbedarf. Insbesondere der so genanne Lernkurvenansaz, der im Bereich energieökonomischer Analysen häufig verwende wird, um den echnologischen Forschri und die ensprechende Bedeuung saalicher Förderung zu unersuchen, is kriisch zu beweren: Der Ansaz fokussier sich sark vereinfachend allein auf Veränderungen der Gesamkosen einzelner Energiewandlungsechnologien. Die Tasache, dass Redukionen der Gesamkosen sowohl durch Schwankungen der Fakorpreise als auch durch Produk- und Prozessinnovaionen hervorgerufen werden und dass diesen Effeken z. T. unerschiedliche Lernprozesse (FuE- Akiviäen, Erfahrungslernen in der Produkion, Nuzung von Spillover-Effeken) zugrunde liegen, wird somi ignorier. Der Gedanke, den jeweiligen Einfluss dieser verschiedenen Größen miels Muli-Fakor-Lernkurven sowie weiergehenden ökonomerischen Analysen herauszuarbeien, geh daher prinzipiell in die richige Richung (vgl. z. B. Yu e al., 2009 bzw. Neme, 2007). Auch bei diesen Konzepen bleib allerdings der Nacheil besehen, dass sich die Verhalensweisen der einzelnen an den Innovaionsprozessen beeiligen Akeure sowie deren Inerakionen nich angemessen berücksichigen lassen. Aspeke wie angebosseiige Markmach sowie die sich ergebenden Rückkopplungen zwischen der Enwicklung der Marksrukur und dem Innovaionsgeschehen in einer Branche werden infolgedessen vernachlässig. Während es sich beim Lernkurvenansaz in erser Linie lediglich um eine Heurisik handel, is in Bezug auf die grundlegenden ökonomischen Theorien feszuhalen, dass die neoklassischen Modelle zumeis nich in der Lage sind, den nich-linearen Charaker von Innovaionsprozessen, der aus den vielfäligen Wechselwirkungen zwischen Wissenschaf, Indusrie und Konsumenen resulier, abzubilden. Insbesondere sozio-ökonomische Transiionsvor- 3

32 gänge lassen sich nich angemessen berücksichigen, da die Heerogeniä von Akeursgruppen sowie die begrenze Raionaliä der individuellen wirschaflichen Akeure nich oder nur unzureichend in die Modelle inegrier werden können. Demgegenüber scheinen sich die heoreischen Konzepe aus dem Bereich der neoschumpeerianischen Ökonomik für die Analyse innovaionsökonomischer Aspeke wesenlich besser zu eignen. Auch wenn diese Ansäze kein einheiliches Theoriegebäude darsellen, lassen sich dennoch einige zenrale Gesichspunke idenifizieren, durch die sie sich von den Theorien der neoklassischen Ökonomik unerscheiden: Der echnische Wandel wird nich als exogener, sondern als ein endogener Fakor aufgefass, dessen Deerminanen in den jeweiligen Modellen ebenfalls berücksichig werden. Das ökonomische Sysem wird nich mi Hilfe von Gleichgewichszusänden beschrieben. Die Transakionen zwischen Akeuren sind dami nich zwingend gleichgewichsorienier, wodurch die prozessorieniere Berachung sich gegenseiig beeinflussender Vorgänge in den Vordergrund rück. Das Leibild des homo oeconomicus wird abgelehn. Auf der Mikroebene wird sadessen von einer begrenzen Raionaliä der Wirschafssubjeke ausgegangen. Innovaionen gelen folglich als das Resula von Versuchs und Irrums -Prozessen. Der akuelle Forschungssand berache Innovaionen als ein Phänomen, das in erser Linie auf der Ebene von Unernehmen safinde. Enscheidend für die Fähigkei einer Naion oder einzelner Sekoren, Innovaionen hervorzubringen und umzusezen, sind demnach alle Einflussfakoren, die die Akiviäen von Unernehmen maßgeblich beeinflussen. Für die Analyse der Inerakionen zwischen den Unernehmen und der sie umgebenden Umwel haben sich daher einerseis die so genannen Innovaionssysemansäze eablier. Diese beonen, dass neben den echnologischen Chancen und dem zu erwarenden Markvolumen auch die Möglichkeien zur Aneignung von Innovaionsrenen sowie die jeweiligen Charakerisika der echnologischen Wissensbasis für das Innovaionsgeschehen in einer Branche eine wichige Rolle spielen. Folglich greifen sie sowohl Technology-Push - als auch Demand-Pull - Fakoren mi auf. Da die Unernehmen als Schlüsselakeure gelen, befinden sich andererseis auch die unernehmensinernen Vorgänge selbs im Mielpunk der Berachung: Ensprechende behaviorisische Konzepe fokussieren sich daher auf das individuelle Akeursverhalen und heben 4

33 1 Einleiung die auf der Mikroebene ablaufenden Prozesse hervor. In die verschiedenen Ansäze fließen dabei häufig Erkennnisse aus angrenzenden Forschungsgebieen, z. B. aus der Psychologie oder den Sozialwissenschafen, mi ein. Beiden, den sysemorienieren und den behaviorisischen, Ansäzen is hierbei gemein, dass meis lediglich eine verbale Beschreibung der unersuchen Zusammenhänge und Prozesse vorgenommen wird. Eine mahemaische Formalisierung finde selen sa. Bisher exisieren nur wenige Modellierungskonzepe, die die Grundgedanken der neoschumpeerianischen Ökonomik umsezen. Als einer der wenigen Ansäze, der sich nich nur für die Modellierung der Inerdependenzen zwischen den Unernehmen und den sie beeinflussenden Akeuren, sondern gleichzeiig auch für die Abbildung der individuell verschiedenen Enscheidungsprozesse anzubieen schein, is die agenenbasiere Simulaion zu nennen. Grundlegendes Prinzip dieses ursprünglich aus dem Forschungsbereich der Künslichen Inelligenz sammenden Konzepes is, dass die relevanen Akeure eines zu analysierenden Sysems in Form einzelner, auonomer Agenen modellier werden, die sowohl unereinander als auch mi der sie umgebenden Umwel ineragieren. Die einzelnen Agenen zeichnen sich hierbei durch folgende charakerisische Eigenschafen aus, die ihre jeweilige innere Srukur prägen: Sie besizen individuelle Zielvorsellungen und die Fähigke Sraegien zur Erreichung dieser Zielvorsellungen zu enwickeln. Sie können lernen und ihre Handlungssraegien der vorherrschenden Umwelsiuaion anpassen. Sie sind in der Lage zu kommunizieren und können daher auch mieinander kooperieren. Die Boom-up-Vorgehensweise bei der Ersellung agenenbasierer Simulaionsmodelle biee den wichigen Voreil, dass vereil safindende Problemlösungsprozesse sowie vielschichige Feedback-Beziehungen zwischen verschiedenen Akeuren und Akeursgruppen realisischer abgebilde werden können als dies bei neoklassischen Modellen der Fall is. Bei Analysen zu innovaionsökonomischen Fragesellungen komm der Ansaz der agenenbasieren Simulaion aus diesem Grund zunehmend zum Einsaz. Bisherige Arbeien sellen dabei allerdings vor allem die Berachung heoreischer Aspeke in den Vordergrund, so 5

34 dass die jeweiligen Modelle zumeis einen eher absraken Charaker aufweisen und kaum Bezug zur Enwicklung einer konkreen Branche haben. 1.3 Zielsezung Übergeordnees Ziel dieser Arbei is es, zu einem verbesseren Versändnis der Dynamik von Innovaionsprozessen beizuragen, um Aussagen darüber reffen zu können, wie sich Innovaionen im Bereich der erneuerbaren Energien effekiv fördern lassen. Es wird daher angesreb, die Wirkungsweisen saalicher Technology-Push - und Demand-Pull - Maßnahmen sowie die jeweiligen posiiven und negaiven Effeke, die mi dem Einsaz dieser Förderinsrumene poenziell verbunden sind, geziel zu unersuchen. Ensprechend dieser Zielsezung sollen am Beispiel der deuschen Foovolaikbranche zunächs diejenigen Mechanismen, die für den echnischen Wandel in diesem Indusriezweig maßgeblich sind, idenifizier und analysier werden. Auf Grundlage dieser Analyse soll anschließend ein formales Modell ersell werden, anhand dessen sich die Wirkungsweisen sowohl einzelner poliischer Fördermaßnahmen als auch von Maßnahmenkombinaionen mi Hilfe ensprechender Simulaionsexperimene unersuchen lassen. Dabei soll nich nur bei der Analyse der hisorischen Enwicklung, sondern auch bei der Modellbildung die Komplexiä von Innovaions- und Diffusionsvorgängen explizi mi aufgegriffen werden, um einen besseren Einblick in die vielfäligen Wechselwirkungen zwischen Technologie-, Mark- und Unernehmensenwicklung zu erhalen. Theoreische Grundlage dieser Arbei is hierbei die neo-schumpeerianische Ökonomik. Da insbesondere angesreb wird, die Rückkopplungen zwischen der Makroebene des Markes und der Mikroebene des Akeursverhalens zu berücksichigen, is eines der zenralen Ziele dieser Arbe die Grundgedanken der Innovaionssysemansäze mi denen der behaviorisischen Konzepe zu verknüpfen. Dabei seh bei der Berachung der Mikroebene nich nur die Heerogeniä der einzelnen Akeursgruppen sowie der Aspek der begrenzen Raionaliä, sondern vor allem die Rolle des Wissens als einem der wichigsen Rohsoffe für Innovaionen im Fokus des Ineresses. Ein besonderer Schwerpunk wird deshalb auf diejenigen Prozesse geleg, die zur Generierung echnologischen Wissens beiragen. Aus mehodischer Perspekive biee sich für die angesrebe modellgesüze Analyse die agenenbasiere Modellierung an. Eines der Ziele der vorliegenden Arbei is daher, ein Simulaionsmodell zu enwickeln, das diejenigen Wirkungsmechanismen, die das Innovaionsgeschehen in der deuschen Foovolaikbranche besimmen, in mahemaisch formalisierer Weise abbilde. Hierdurch soll auch ein Beirag dazu geliefer werden, die nach wie vor 6

35 1 Einleiung exisierende Lücke zwischen den verbal formulieren Analysen einzelner Indusriezweige einerseis und den absraken, auf die Berachung heoreischer Aspeke ausgericheen Modellen andererseis zu schließen. Dieser so genanne Ansaz des hisory-friendly modelling, in dessen Zenrum die Modellierung der hisorischen Technologie- und Markenwicklung konkreer Indusrien seh, wird zum einen in nur wenigen Arbeien verfolg. Zum anderen haben die bislang ersellen Modelle, in denen indusriespezifische Innovaionsprozesse endogen abgebilde werden sollen, lediglich qualiaiven Charaker, weil sich die Vorgänge der Wissenserzeugung und -akkumulaion sowie die auf Basis des Wissens generieren Innovaionen nur schwer empirisch erfassen und quanifizieren lassen. Angesichs dieses Forschungssandes is eine wichige Zielsezung dieser Arbe die grundsäzliche Tragfähigkei des Ansazes der agenenbasieren Modellierung kriisch zu überprüfen. Gleichzeiig beseh eine besondere Herausforderung darin, die hisorische Enwicklung eines einzelnen Indusriezweigs nich nur qualiaiv, sondern - sofern möglich - auch quaniaiv nachzubilden. Darüber hinaus gil es, nachfrageseiige Prozesse särker in die Modellierung mi einzubeziehen, zumal die Wirkungen nachfrageorienierer Fördermaßnahmen in der Innovaionsökonomik bis jez nur in geringem Umfang unersuch wurden. Im Mielpunk dieses Vorhabens seh somi das Ziel, die Hisorie der deuschen Foovolaikbranche mi Hilfe eines agenenbasieren Simulaionsmodells zu analysieren, um so ein verbesseres Versändnis der Dynamik der Innovaionsprozesse zu erhalen und die Einflüsse poliischer Maßnahmen geziel analysieren zu können. Ausgehend hiervon soll die Ausgesalung saalicher Fördersraegien unersuch und diskuier werden. 1.4 Aufbau der Arbei Die vorliegende Arbei glieder sich in insgesam sechs Kapiel. Im Anschluss an diesen einleienden Abschni erfolg in Kapiel zwei eine Einführung in die heoreischen und mehodischen Grundlagen. Auf Basis der einschlägigen Lieraur wird ein Überblick über den akuellen Forschungssand in der Innovaionsökonomik sowie über den Ansaz der agenenbasieren Modellierung und dessen Anwendung in der Innovaionsforschung gegeben. Die Darsellung des deuschen Foovolaik-Innovaionssysems is Gegensand von Kapiel drei. In einem ersen Schri werden zunächs die wichigsen globalen Enwicklungsschrie der Foovolaik behandel, um die Einbeung des in Deuschland ablaufenden Innovaionsgeschehens in den inernaionalen Zusammenhang zu verdeulichen. Im anschließenden zweien Schri erfolg eine umfassende Berachung der deuschen Mark- und Technologie- 7

36 enwicklung. Dies schließ sowohl qualiaive Beschreibungen der einzelnen zenralen Akeure sowie der jeweiligen Inerdependenzen als auch quaniaive Unersuchungen der maßgeblichen Innovaionsprozesse mi ein. Ausgehend von diesen Analysen wird in Kapiel vier das im Rahmen dieser Arbei enwickele agenenbasiere Simulaionsmodell erläuer. Hierbei werden neben den individuellen Srukuren der verschiedenen Agenen auch deren wechselseiige Beziehungen deaillier dargesell. Kapiel fünf konzenrier sich schließlich auf die Simulaionsexperimene, die mi dem Agenenmodells durchgeführ wurden. Anhand des ersen Experimens wird hierbei gezeig, dass es möglich is, die hisorische Enwicklung einer Branche nich nur qualiaiv, sondern weiesgehend auch quaniaiv abzubilden. Es schließen sich drei weiere Experimene an, die sich auf die Analyse der posiiven und negaiven Effeke, die durch saaliche Technology- Push - und Demand-Pull -Fördermaßnahmen hervorgerufen werden können, sowie deren jeweilige Abhängigkei von zusäzlichen Einflussfakoren fokussieren. Abschließend werden in Kapiel sechs die wesenlichen Unersuchungsergebnisse und Schlussfolgerungen zusammengefass. Darüber hinaus wird ein Überblick über den zukünfigen Forschungsbedarf gegeben. 8

37 2 Innovaionsökonomische Grundlagen 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Der Einfluss von Wissenschaf und Technologie auf die wirschafliche Enwicklung wurde bereis im 18. und 19. Jahrhunder von Ökonomen wie Adam Smih unersuch (1776). Die sysemaische Analyse der Fakoren und Mechanismen, die zur Ensehung von Innovaionen selbs führen, begann jedoch ers Anfang des lezen Jahrhunders mi den Arbeien von Joseph A. Schumpeer (1911, 1947). Seidem versuch die Innovaionsforschung, das Versändnis derjenigen Größen, die die Geschwindigkei und die Richung des echnologischen Wandels sowohl auf Ebene einzelner Unernehmen als auch auf Ebene von Wirschafssekoren oder Naionen beeinflussen, sändig zu verbessern. Eines der maßgeblichen Ziele der innovaionsökonomischen Forschung is es hierbe die Einflussmöglichkeien saalicher Förderinsrumene zu idenifizieren und zu beweren. 2.1 Ansäze der innovaionsökonomischen Forschung Schumpeers Analysen des Zusammenhangs von Webewerb und Innovaion haben auch auf heue vorherrschende Theorien noch sarken Einfluss und sind somi als Grundlage der modernen Innovaionsforschung einzusufen. Besonders Schumpeers Berachung des wirschaflichen Webewerbs als evoluionärem Prozess, der auf der sändigen Konkurrenz um die Durchsezung neuer Kombinaionen beruh, sell ein nach wie vor güliges Paradigma dar (Schumpeer, 1911). Ein weieres charakerisisches Merkmal seiner Arbeien is außerdem, dass er sich vor allem in seinen frühen Werken auf die Unernehmer als maßgebliche Akeure fokussier und dabei auf Ansäze aus der Psychologie zurückgreif, um deren jeweilige Verhalensweisen anhand unerschiedlicher Persönlichkeismerkmale zu erklären. Diese inerdisziplinäre Herangehensweise präg auch die heuige Innovaionsforschung, so dass z. B. behaviorisische oder sozial-psychologische Elemene bei der Erklärung des Verhalens wirschaflicher Akeure herangezogen werden. Hinsichlich des gegenwärigen Sandes der ökonomischen Innovaionsforschung is feszusellen, dass eine große Vielfal verschiedener Theorien exisier, was u. a. auf die Bandbreie der unersuchen Fragesellungen zurückzuführen is. So sehen auf der makroökonomischen Ebene primär die Wachsums- und Wohlfahrseffeke des echnischen Wandels im Vordergrund. Ferner werden auf Mesoebene sekorspezifische Einflüsse von Insiuionen, Marksrukuren und Indusrienezwerken auf das Innovaionsverhalen von Unernehmen unersuch. Zusäzlich hierzu befassen sich mikroökonomische Ansäze mi denjenigen Größen, die auf Ebene einzelner Firmen zur Ensehung von Innovaionen beiragen. In 9

38 diesem Teilgebie spiel daher die Analyse von Unernehmenssraegien, inernen Anreizsrukuren oder Prozessen der Wissensgenerierung und des Wissensransfers eine zenrale Rolle. Des Weieren sell die Analyse nachfrageseiiger Aspeke wie beispielsweise der Diffusion von Innovaionen oder der Bedeuung von Marknischen und Leimärken einen weieren wichigen Bereich dar. Mi dem Gebie der Indusrial Dynamics exisieren darüber hinaus Ansäze, die Elemene der Innovaions- und der Diffusionsanalyse kombinieren, um z. B. Enwicklungsmuser hinsichlich der Markein- und -ausrie in einzelnen Indusrien zu analysieren. Troz dieser Vielfal läss sich die Innovaionsökonomik im Wesenlichen in die beiden Kaegorien der neoklassischen und der neo-schumpeerianischen Schule unereilen. Eine Zuordnung der verschiedenen exisierenden Ansäze is hierbei jedoch nich eindeuig möglich. Grund hierfür is, dass der Teilbereich der neo-schumpeerianischen Konzepe kein einheiliches Gedankengebäude darsell. Sadessen versehen sich diese Ansäze als Alernaive zur neoklassischen Theorie, weshalb sie sich auch in erser Linie über die Kriik am Wirschafsversändnis der Neoklassik definieren (vgl. auch Schwialla, 1993) Neoklassische Innovaionsheorien Fundamenales Elemen der Neoklassik is das Konzep des homo oeconomicus. Ensprechend gehen die neoklassischen Ansäze von homogenen Wirschafssubjeken aus, die sich alle rein nuzenmaximierend und vollkommen raional verhalen. Darüber hinaus wird angenommen, dass alle wirschaflichen Akeure über vollsändige Informaion hinsichlich der Marksiuaion verfügen und dass auf dem Mark im Allgemeinen ein Zusand vollsändiger Konkurrenz herrsch. Ausgehend von diesen Annahmen wird posulier, dass sich Märke sändig im Gleichgewich befinden und dass die in diesem Zusand vorherrschenden Mengen- und Preisrelaionen die Nuzenmaximierung aller Wirschafssubjeke gewährleisen. Diese sark vereinfachenden Annahmen bieen den zenralen Voreil einer erleicheren mahemaischen Formalisierung. Neoklassische Modelle, wie z. B. Compuable General Equilibrium -Modelle, sind daher roz der vielgeäußeren Kriik am Konzep des homo oeconomicus und an der Gleichgewichsannahme ein wichiges, wei verbreiees Insrumen für quaniaive Analysen. Hinsichlich der Unersuchung innovaionsökonomischer Fragesellungen sell sich jedoch das Problem, dass diese Modelle meis nich dem akuellen Sand der Innovaionsforschung ensprechen. Heuige innovaionswissenschafliche Arbeien basieren vorwiegend auf Verbalmodellen und sind zu einem Großeil fallsudienorienier. Dies erschwer die formalisiere Umsezung der Ergebnisse in den ypischerweise op-downsrukurieren neoklassischen Modellen. 10

39 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Des Weieren sind die den neoklassischen Ansäzen zugrundeliegenden Annahmen im Zusammenhang mi Innovaionsvorgängen als sark einschränkend oder sogar realiäsfern einzusufen. Zum einen resulier aus der Gleichgewichsannahme eine zeipunk-orieniere Denkweise. Ewaige Anpassungsprozesse, die durch Sörungen des Gleichgewichs verursach werden, werden somi vernachlässig. Bei der Berachung von Innovaionen sind jedoch gerade die Anpassungsvorgänge, die durch die Einführung einer echnischen Neuerung hervorgerufen werden, von Ineresse. Prozessorieniere Herangehensweisen erscheinen demzufolge sinnvoller. Ein weieres Problem ergib sich zum anderen aus der Annahme der vollsändigen Informaion, die eine asymmerische Vereilung von Informaionen bzw. Wissen innerhalb der Gesammenge der Wirschafsobjeke mehr oder minder ausschließ. Dies widersprich der zenralen Rolle, die den Prozessen der Generierung von Wissen bzw. von Wissensvorsprüngen bei der Hervorbringung von Innovaionen zukomm. Ähnliches gil vor diesem Hinergrund für die Annahme der vollkommenen Raionaliä. Fragwürdig erschein zudem die Tasache, dass neoklassische Modelle von einer Homogeniä der Wirschafsakeure ausgehen. Im wirschaflichen Webewerb sell insbesondere die Möglichke sich miels Neuerungen von der Konkurrenz abheben zu können, einen der wichigsen Anreize für die Enwicklung und Einführung von Innovaionen dar. Von daher is auch die sarke Fokussierung der neoklassischen Theorien auf die Mengen und Preise der gehandelen Güer, in deren Folge die jeweilige Qualiä der Produke meis keine Rolle spiel, kriisch zu beweren. Eine wichige Ausnahme sell in diesem Zusammenhang Lancasers Beirag zur Konsumheorie dar, in dem hervorgehoben wird, dass der Konsumenennuzen von Wirschafsgüern unmielbar von deren spezifischen Eigenschafen abhäng (vgl. Lancaser, 1966; Savioi und Mecalfe, 1984). Aufgrund der genannen Probleme wird der echnologische Wandel bei vielen neoklassischen Modellen lediglich in Form einer exogenen Größe berücksichig. Die Prozesse, die zur Ensehung von Innovaionen beiragen, sind deshalb nich sysemaisch in diese Modelle inegrier. Auch wenn einzelne Ansäze exisieren, bei denen der echnologische Forschri endogenisier wurde (vgl. z. B. Aghion und How 1992; Galor und Weil, 2000; Pizer und Popp, 2008; Romer, 1990), ergib sich dennoch das Problem, dass Innovaionen nur als Nebenproduk wirschaflichen Handelns aufgefass werden. Innovaionen gelen demensprechend nich als das Resula beabsichiger, zielorienierer Akiviäen, wodurch lezendlich eine der wichigsen Ursachen für den echnischen Wandel in kapialisischen Volkswirschafen ausgeblende wird (Fagerberg, 1995). 11

40 Insgesam berache beschränken sich neoklassische Analysen in erser Linie auf die Berachung von Größen, die die Bereischaf zur Durchführung von Innovaionsakiviäen beeinflussen. Für die Unersuchung derjenigen Fakoren und Wirkungszusammenhänge, die das Innovaionsverhalen selbs sowie den resulierenden Innovaionserfolg beeinflussen, scheinen die neoklassischen Ansäze wenig geeigne. Aus diesem Grund spielen neoklassische Theorien im Bereich der Innovaionsforschung auch eine eher unergeordnee Rolle. Eine wesenlich höhere Bedeuung komm sadessen den neo-schumpeerianischen Konzepen zu Neo-Schumpeerianische Innovaionsheorien und Grundsäze der evoluorischen Ökonomik Die Ansäze der neo-schumpeerianische Ökonomik sind dem übergeordneen Gebie der evoluorischen Ökonomik zuzuordnen (Hodgson, 1999). Zenrales Merkmal dieses Theoriebereichs sind die folgenden Grundgedanken, durch die sich die dazugehörigen Ansäze von denen der neoklassischen Ökonomik abheben (Grupp, 1997; W 1992): Die Technikgenese is eine endogene Größe, deren Deerminanen in den jeweiligen Modellen explizi abgebilde werden. Wechselwirkungen zwischen echnischem und wirschaflichem Sysem werden berücksichig. Das ökonomische Sysem wird nich durch Gleichgewichszusände beschrieben. Sadessen wird die Dynamik wirschaflicher Prozesse ausdrücklich hervorgehoben. Den auf der Mikroebene handelnden Wirschafssubjeken wird kein perfek raionales, srik gewinn- bzw. nuzenmaximierendes Verhalen unersell. Vielmehr wird von begrenz raionalen Akeuren ausgegangen, deren Verhalen durch Erfahrungslernen beeinfluss wird. Da die evoluorische Ökonomik den Anspruch ha, die Ensehungsbedingungen für Innovaionen in ihre Modelle zu inegrieren, werden im Gegensaz zu den neoklassischen Ansäzen auch jene Größen berache, die auf die Innovaionsfähigkei der wirschaflichen Akeure einwirken. Überdies beschränken sich die Analysen nich nur auf die Ensehung echnischer Neuerungen, sondern beziehen auch Diffusionsprozesse sowie die ökonomischen Auswirkungen von Innovaionen ebenfalls mi ein. In Anlehnung an das Evoluionskonzep gelen Innovaionen außerdem als das Ergebnis von Vorgängen, die auf Versuch und Irrum basieren. Innovaionsprozesse werden demen- 12

41 2 Innovaionsökonomische Grundlagen sprechend als nich-lineare, diskoninuierliche Vorgänge aufgefass, deren dynamische Analyse im Mielpunk des Ineresses seh. Kennzeichnend für die evoluorischen Ansäze is des Weieren, dass angesreb wird, die Heerogeniä wirschaflicher Akeure zu berücksichigen. Dies räg zum einen zu dem Ziel be die ökonomischen Modelle realiäsnäher zu gesalen. Zum anderen wird die Heerogeniä als Quelle für evoluorische Enwicklungsvorgänge angesehen. Ausgehend von der Kriik am Konzep vollkommen raional handelnder Akeure wird zudem die Zielsezung verfolg, im Vergleich zu den neoklassischen Theorien realisischere Annahmen in Bezug auf menschliche Enscheidungsprozesse zu reffen. Die Bedeuung von Lern- und Anpassungsprozessen auf Seien der Wirschafssubjeke wird deshalb ausdrücklich hervorgehoben. Gegenüber der Neoklassik is die evoluorische Ökonomik folglich als der allgemeinere, weier gefasse Ansaz anzusehen. Dami scheinen auch die zu diesem Bereich gehörenden neo-schumpeerianischen Innovaionsheorien eher für Analysen von Vorgängen des echnischen Wandels geeigne als neoklassische Ansäze. Sie sellen daher die heoreische Basis dieser Arbei dar. Das Kernkonzep der Evoluorik: Erzeugung von Vielfal und Selekion Grundlage der neo-schumpeeriansichen Innovaionsheorien is, dass der zwischen den Unernehmen eines Indusriezweiges safindende Innovaionswebewerb als Triebfeder des echnischen Wandels in markwirschaflichen Sysemen aufgefass wird (Dosi und Nelson, 1994). Demnach sind Unernehmen sändig besreb, Vielfal zu erzeugen, d. h. neue echnische Ansäze zu enwickeln oder besehende Lösungen zu verbessern. Der Selekionsprozess am Mark besimm hierbei über den resulierenden wirschaflichen Erfolg der konkurrierenden Akeure. Er beeinfluss somi das jeweilige Wachsum der einzelnen Unernehmen und daher auch die Enwicklung der Indusriesrukur. Umgekehr wirken sich der wirschafliche Erfolg der Unernehmen und die sich ergebende Indusriesrukur wiederum auf das Innovaionsverhalen aus. Ausgehend vom Evoluionskonzep der Biologie wird außerdem ein Populaionsansaz verfolg, in dessen Rahmen sowohl die Srukur der verschiedenen Unernehmens- und der Nachfragergruppen als auch die Besimmungsfakoren für die jeweiligen Handlungsweisen analysier werden. Dabei wird auf Unernehmensseie insbesondere das innovaionsrelevane Wissen, über das die einzelnen Akeure verfügen, als einer der wesenlichen Gesichspunke angesehen, durch den sie sich voneinander unerscheiden. Grund hierfür is die Tasache, dass Wissen nur eilweise ein öffenliches Gu is, das allen Markeilnehmern in gleichem Maße zur Verfügung seh. Vielmehr weis echnologie-bezogenes Wissen einen 13

42 lokalen oder personengebundenen Charaker auf. Da es nich vollsändig kodifizier werden kann, is es in erheblichem Maße implizi (Polany 1966). Unabhängig davon weis echnologisches Wissen z. T. ausgeprägen kumulaiven Charaker auf (Pav 1987). Folglich läss es sich im zeilichen Verlauf nur nach und nach aufbauen, was ebenfalls dazu beiräg, dass wesenliche Teile des innovaionsrelevanen Wissens sowie die dami verbundenen Kompeenzen firmenspezifisch sind. Eine weiere grundlegende Annahme is, dass echnologie-bezogene Akiviäen zu komplex sind, als dass sich der Verlauf von Innovaionsprozessen exak prognosizieren ließe. Demensprechend spiel der Aspek der Unsicherhei im Zusammenhang mi Innovaionen eine enscheidende Rolle (Pav 1987). In Verbindung mi der Annahme der begrenzen Raionaliä seiens der wirschaflichen Akeure folg hieraus, dass die exake Besimmung opimaler Handlungsweisen, wie sie im Rahmen neoklassischer Theorien vorausgesez wird, nur begrenz möglich is. Angesichs dieser Unsicherhei sind Unernehmen gezwungen, ihre Innovaionen am Mark auszuprobieren, ohne deren wirschaflichen Erfolg genau vorhersagen zu können. Aus diesem Grund wird der echnische Wandel in der evoluorischen Ökonomik als das Ergebnis von Versuch und Irrum -Prozessen angesehen. Die Suche nach alernaiven echnologischen Lösungsansäzen sell, wie bereis erwähn, aus Perspekive der evoluorischen Theorien den Ausgangspunk des echnischen Wandels dar. Ungeache der Unsicherhe die mi Innovaionsprozessen verbunden is, verlaufen diese Suchvorgänge jedoch nich vollkommen ergebnisoffen oder gar zufallsgeseuer. Grund hierfür is die Tasache, dass Personen, die in innovaionsgerichee Problemlösungsprozesse eingebunden sind, während ihrer Täigkei rouiniere Vorgehensweisen und Denkmuser enwickeln. Diese legen fes, welche echnischen Opionen hinsichlich einzelner Problemsellungen aus ihrer Sich als erfolgversprechend einzusufen sind. Sie besimmen demzufolge darüber, welche der poenziellen Lösungen verfolg bzw. vernachlässig werden. In Anlehnung an den Paradigmenansaz von Kuhn (1962) führe Dosi (1982) in diesem Zusammenhang die Konzepe des echnologischen Paradigmas und der echnologischen Trajekorien ein. Ein echnologisches Paradigma sell demnach ein Leibild für die innovaionsgericheen Akiviäen dar, das sowohl die relevanen Problemsellungen als auch das für die Lösung nowendige Wissen fesleg. Technologische Paradigmen sind dabei of mi Basisinnovaionen verbunden und dienen einerseis der Fokussierung auf einzelne echnische Lösungsansäze. Andererseis führen sie aber auch dazu, dass poenzielle Alernaiven nich wahrgenommen werden. Als prägnane Beispiele für echnologische Paradigmen sind uner anderem der Verbrennungsmoor, die Halbleierelekronik sowie die Perochemie zu nennen. 14

43 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Da mi den Paradigmen Regeln exisieren, die sowohl die Menge der bedeusamen echnologischen Probleme als auch die vielversprechendsen Lösungsansäze besimmen, wird davon ausgegangen, dass die Enwicklung innerhalb einzelner Technologiebereiche enlang besimmer Pfade, den echnologischen Trajekorien, verläuf (Dos 1982). Die Enwicklung enlang einer Trajekorie weis dabei ebenso wie echnologisches Wissen einen kumulaiven Charaker auf. Einzelne Enwicklungsschrie werden demensprechend immer vom zuvor erreichen Sand beeinfluss. Ein Beispiel hierfür sell die Enwicklung und Anpassung von Normen und Sandards während echnologischer Forschrisprozesse dar. Diese dienen einerseis der Unsicherheisredukion seiens der wirschaflichen Akeure, ragen andererseis aber auch zur Enwicklung von Pfadabhängigkeien be die ewaige Richungswechsel erschweren. Aus Sich der Unernehmen sell sich hierbei vor allem das Problem, dass Paradigmenwechsel, die den Übergang auf eine neue echnologische Trajekorie nowendig machen, die Enwerung bereis aufgebauer Kompeenzen und vorhandener Wissensbesände nach sich ziehen. Aufgrund der mi Innovaionsprozessen verbundenen Unsicherhei lassen sich die Verläufe alernaiver echnologischer Pfade jedoch nich im Voraus vergleichen oder beweren. Die Unernehmen sehen dami vor der Herausforderung, zwischen der Spezialisierung auf einen echnologischen Pfad ( Exploiaion ) und dem Aufbau bzw. der Erhalung echnologischer Flexibiliä ( Exploraion ) abwägen müssen (Dos 1988b). Geschwindigkei und Richung des echnischen Wandels hängen somi in hohem Maße von den Enscheidungen der Unernehmen hinsichlich dieses Zielkonfliks ab. Neben den echnologischen Paradigmen, die bereis bei der Generierung echnologischer Vielfal einschränkend wirken, exisieren weiere Auswahlmechanismen, die über den Erfolg und die relaive Bedeuung neuer echnologischer Lösungsansäze innerhalb einer Indusrie enscheiden. Diese Selekionsprozesse sind ausschlaggebend dafür, ob mehrere alernaive Ansäze parallel zueinander zur Anwendung kommen oder ob sich nur eine einzelne Technologieopion durchsez. Hierbei is hervorzuheben, dass nich allein der Mark als Selekionsumgebung fungier. Sadessen werden bereis in den Unernehmen selbs Auswahlenscheidungen geroffen. Speziell exerne Effeke haben maßgeblichen Einfluss auf das Innovaions- und Invesiionsverhalen der Unernehmen und können enscheidend zur Enwicklung echnologischer Trajekorien und dami zu Pfadabhängigkeien beiragen. Beispiele hierfür sind ewa die Eablierung echnologie-spezifischer Infrasrukuren oder die Exisenz komplemenärer Technologien ( Economies of Scope ) (Dos 1988b). Effeke wie diese begünsigen, dass Technologieopionen, die einen Vorsprung vor anderen Alernaiven erreich haben, aufgrund 15

44 sich selbs versärkender Prozesse zur dominanen Technologie werden, was späere Technologiewechsel evenuell behinder. Eine weiere Quelle für Pfadabhängigkeien sind Lernkurven- und Skaleneffeke ( Economies of Scale ), in deren Folge allein die vermehre Produkion einer echnologischen Alernaive schon zu Voreilen gegenüber anderen Opionen führ (Arrow, 1962; Wrigh, 1936). Zusäzlich hierzu lassen sich auch auf Seien der Nachfrager Mechanismen idenifizieren, die die Weierenwicklung echnologischer Alernaiven blockieren können. Zum einen sind dies die Akkumulaion echnologie-spezifischen Wissens bei den Nachfragern sowie bei den ensprechenden Diensleisern (Arhur, 1989). Bekanneses Beispiel is hier die anwenderseiige Rouine im Umgang mi der QWERTY-Tasaur, die die Enwicklung und Verbreiung alernaiver Tasaurlayous behinder (David, 1985). Weiere poenzielle Auslöser für Pfadabhängigkeien sind Nezwerkexernaliäen, die dann aufreen, wenn der Nuzen eines Gues zusammen mi der Nuzeranzahl zunimm, wie z. B. im Bereich der Informaions- und Kommunikaionsechnologien. Des Weieren spiel der Effek der so genannen adapiven Erwarungen eine zenrale Rolle: Mi zunehmender Diffusion einer neuen Technologie seiger sich auch deren Bekannheisgrad, so dass ewaige Informaionsmängel hinsichlich der jeweiligen Eigenschafen immer weier abgebau werden (Arhur, 1994). Hierdurch erhöh sich insbesondere die Kaufbereischaf risikoaverser Nachfrager, die sich of an den Enscheidungen vorherige Adoper orienieren. Insgesam kann es in Folge dieser verschiedenen Selekionsprozesse zur Eablierung eines so genannen dominanen Designs kommen, woraufhin die Unernehmen ihre Invesiionen sowie ihre FuE-Akiviäen zunehmend nur noch auf eine Technologieopion bzw. auf eine Produkvariane beschränken (Abernahy und Uerback, 1978). Dies ha zwar eine Sabilisierung innerhalb der Branche zur Folge, beschränk gleichzeiig aber deren Flexibiliä. Bei einer ensprechenden Dynamik kann es deshalb es zu einer echnologischen Lock-In- Siuaion kommen, so dass der Wechsel zu einem alernaiven Technologiepfad erschwer wird. Hierbei is zu beonen, dass die Vor- und Nacheile einer Technologie nich unmielbar auf den Verbreiungserfolg schließen lassen. Aufgrund der genannen Effeke können auch Technologien, die sich möglicherweise miel- bis langfrisig als unerlegen erweisen, zur dominierenden Alernaive werden (Faber und Frenken, 2009). Obwohl die gerade erläueren Grundannahmen im Wesenlichen für alle verschiedenen Ansäze im Bereich der neo-schumpeerianischen Innovaionsheorien gleichermaßen gelen, sell dieser Bereich kein einheiliches Theoriegebäude dar. Vielmehr lassen sich mi dem insiuionell-hisorischen und dem individualisisch-behaviorisischen Bereich zwei 16

45 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Richungen innerhalb dieses Theoriegebiees unerscheiden, die uner dem Oberbegriff der neo-schumpeerianischen Ökonomik zusammengefass werden Insiuionell-hisorische Konzepe und sysemanalyische Ansäze Im Mielpunk des insiuionell-hisorischen Teilbereichs der neo-schumpeerianischen Innovaionsheorien seh das Besreben, echnisch-ökonomische Zusammenhänge aus einer hisorischen Perspekive heraus zu analysieren. Ensprechend süzen sich diese Ansäze in erser Linie auf Unersuchungen realer echnischer und sozio-ökonomischer Enwicklungen sowie auf ökonomerische Analysen empirischer Daen. Ziel is es, auf diese Weise Enwicklungsmuser des Innovaionsgeschehens zu idenifizieren, um ausgehend davon qualiaive Aussagen über echnisch-ökonomische Kausalbeziehungen ableien zu können. Insiuionell-hisorische Konzepe, wie z. B. die häufig in der Poliikberaung eingesezen Innovaionssysemansäze, haben daher nich immer den Charaker einer Theorie im engeren Sinne. Sie sellen vielmehr Heurisiken zur Unersuchung so genanner echnologischer, sekoraler oder naionaler Innovaionssyseme dar (vgl. u. a. Breschi und Malerba, 1997; Carlsson und Sankiewicz, 1991; Freeman, 1987; Lundvall, 1992; Nelson, 1988). Ensprechend ihrer jeweiligen Ausrichung bilden sie die Grundlage für empirische Sudien einzelner Wissenschafs- und Technologiegebiee, wie beispielsweise des Pharmasekors und der Nanoechnologie, oder für Analysen der echnologischen Leisungsfähigkei einzelner Naionen (vgl. z. B. Egeln e al., 2007; Friedewald und Roloff, 2006; Gaisser e al., 2005). Von zenralem Ineresse is hierbe sowohl die Wirkungsbeziehungen zwischen den verschiedenen Akeursgruppen, die Einfluss auf das Innovaionsgeschehen haben, als auch den Einfluss insiuioneller Rahmenbedingungen zu idenifizieren und zu beureilen. Voreil der insiuionenökonomischen Ansäze is, dass sie sich nich allein auf die Berachung markbezogener Fragesellungen beschränken, sondern auch die Bedeuung von Wissenschaf und Technik berücksichigen. Darüber hinaus werden neben der Wirkung saalicher Maßnahmen auch Aspeke, die die gesellschafliche Ebene bereffen, wie z. B. Werhalungen gegenüber neuen Technologien oder die Srukur des Bildungssysems, mi einbezogen. Eines der wesenlichen Merkmale der insiuionellen Konzepe is außerdem, dass auf eine mahemaisch formalisiere Darsellung und die ensprechende Ersellung von (Simulaions-)Modellen verziche wird (Kwasnick 1999). Sadessen beschränken sich diese Ansäze bei der Beschreibung wirschaflicher Zusammenhänge primär auf verbale Erläuerungen und graphische Darsellungen. Da ein Großeil der Arbeien in diesem Bereich Fallsudien- 17

46 charaker besiz, is eine Verallgemeinerung der jeweiligen Erkennnisse schwierig. Unabhängig davon is außerdem die mangelnde Berücksichigung der auf Akeursebene ablaufenden Prozesse zu kriisieren, zumal die Sysemansäze im Allgemeinen vernachlässigen, wie beispielsweise die Vorgänge der Wissens- und Kompeenzaneignung auf Ebene der Akeure gesale sind. Sysemorieniere Analysen: Der Ansaz der sekoralen Innovaionssyseme Gemäß der Zielsezung, das Innovaionsgeschehen in der deuschen PV-Indusrie und dami eine einzelne Branche zu unersuchen, is besonders das Konzep der sekoralen Innovaionssyseme für diese Arbei von Bedeuung. Dieser Ansaz, an dem sich die weiere Vorgehensweise maßgeblich orienier, geh über die in der radiionellen Indusrieökonomik verwendee Sekorendefiniion, die allein die jeweiligen Unernehmen mi einbezieh, hinaus. Da neben markbezogenen auch nich-markbezogene Prozesse berücksichig werden sollen, wird im Rahmen dieses Konzeps beon, dass das Innovaionsgeschehen in einer Indusrie insgesam durch folgende Elemene beeinfluss wird (Malerba, 2002; Malerba und Orsenigo, 1997): Akeure und deren Inerakionen: Von Bedeuung sind alle Akeure, die an der Enwicklung, der Hersellung und dem Handel der Güer eines Indusriezweiges beeilig sind. Dies schließ z. B. Forschungseinrichungen, Zulieferunernehmen, Diensleiser und den Saa mi ein. Die Akeure werden explizi als heerogen angesehen, so dass sie sich durch individuelle Ziele und Verhalensweisen auszeichnen. Zudem wird die Rolle der Nachfrager besonders hervorgehoben, die ebenfalls nich als aggregiere Menge gleichariger Akeure, sondern als heerogen berache werden. Technologie, Wissen und Lernprozesse: Die einer Branche zugrunde liegende Technologie bzw. die Srukur des ensprechenden echnologischen Wissens ha Einfluss auf die Prozesse der Technologieenwicklung. Neben den echnologischen Chancen, wie z. B. der Verfügbarkei neuer wissenschaflicher Erkennnisse, spielen auch die Möglichkeien zur Verhinderung von Imiaionen eine wichige Rolle. Ferner wirken sich auch die individuell verschiedenen Lernprozesse und Kompeenzen der heerogenen Akeure auf das Innovaionsgeschehen aus. Insiuionen: Die Handlungen der einzelnen Akeure eines Innovaionssysems werden maßgeblich durch Insiuionen beeinfluss. Der Begriff der Insiuion umfass hierbei sowohl Aspeke, die Einfluss auf die individuellen Verhalensweisen haben, z. B. Rouinen und fesgelege Denkmuser, als auch Fakoren, die auf die 18

47 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Inerakionen zwischen Akeuren einwirken, wie beispielsweise Geseze und Indusriesandards. Zusäzlich hierzu sind bei der Unersuchung einzelner Branchen vor allem diejenigen Fakoren von Ineresse, die auf das Enscheidungs- bzw. Innovaionsverhalen der ensprechenden Unernehmen einwirken. Hinsichlich dieser Einflussgrößen konnen in zahlreichen empirischen Arbeien einige zenrale Deerminanen idenifizier werden, auf deren Basis sich das Innovaionsgeschehen von Indusrien erklären läss (Dos 1988b). Malerba und Orsenigo (1993) verwenden in diesem Zusammenhang das Konzep der echnologischen Regime, das bereis von Nelson und Winer (1977) eingeführ wurde, um das Innovaionsgeschehen in Indusrien zu beschreiben und zu erklären. Ein echnologisches Regime is hierbei eine spezifische Kombinaion der folgenden Einflussgrößen: Wissenschaflich-echnische Chancen: Sie sind ein Maß dafür, wie leich die indusriellen Akeure bei gegebenem Aufwand Innovaionen generieren können. Die Höhe der wissenschaflich-echnischen Chancen häng maßgeblich von der Verfügbarkei innovaionsrelevanen Wissens sowie von den jeweiligen Zugangsmöglichkeien ab. Demensprechend spielen Ausmaß und Qualiä der öffenlichen Forschung sowie die Möglichkeien zur Nuzung iner- oder inraindusrieller Wissensspillover eine wichige Rolle (Griliches, 1992). Neben der Menge des verfügbaren Wissens is ferner die Vielseiigkei der echnologischen Lösungsansäze sowie das Ausmaß, in dem das jeweilige Wissen für verschiedene Produke bzw. Märke verwende werden kann ( Pervasiveness ), von Bedeuung. Markseiige Chancen: Wesenliche Anreize für innovaionsgerichee Akiviäen sind markbezogene Aspeke, wie z. B. die poenzielle Nachfrage nach innovaiven Produken oder das Preisniveau von Rohsoffen und Vorproduken. Daneben kann sich auch die vorherrschende Marksrukur versärkend bzw. dämpfend auf die Innovaionsbemühungen der Unernehmen auswirken. Aneignungsbedingungen: Sie besimmen, inwiewei Unernehmen, die Innovaionen auf den Mark bringen, hiervon selbs wirschaflich profiieren können. Sie hängen daher unmielbar davon ab, in welchem Umfang Innovaoren in der Lage sind, ihren Wissensvorsprung aufrechzuerhalen und Imiaionen zu verhindern. Eigenschafen der Wissensbasis: Sie legen zum einen fes, welches Wissen und welche Kompeenzen für die Generierung von Innovaionen in einzelnen Technologiebereichen nowendig sind. Zum anderen haben sie direken Einfluss darauf, 19

48 wie aufwendig die Aneignung des innovaionsrelevanen Wissens is. Wichige Charakerisika sind hierbei die Kumulaiviä und die Komplexiä der Wissensbasis einer Technologie, da sie besimmen, wie wichig Erfahrungswissen und Kennnisse aus einzelnen Wissenschafsdisziplinen für ewaige Forschrie sind. Ebenfalls bedeusam is die Kodifizierbarkei des echnologischen Wissens. Dami heb der sekorale Innovaionssysemansaz ebenfalls hervor, dass sowohl Technology-Push - als auch Marke-Pull -Fakoren wichige Deerminanen für das Innovaionsgeschehen sind. Überdies wird auch die zenrale Bedeuung des echnologischen Wissens nochmals beon. Ausgehend von verschiedenen denkbaren Regime-Konfiguraionen können außerdem Schlussfolgerungen zu Innovaionssraegien abgeleie werden. So lassen sich beispielsweise Aussagen über die jeweiligen Erfolgsaussichen unerschiedlicher Handlungsopionen, wie der Erforschung neuer Lösungsansäze (radikale Innovaionen), der Verbesserung vorhandener Technologien (inkremenelle Innovaionen) oder auch der Imiaion reffen (Malerba und Orsenigo, 1993, 1997). Des Weieren werden Prognosen über die Transformaionsprozesse von Indusrien, die aus den sich gegenseiig beeinflussenden Veränderungen der genannen Einflussgrößen resulieren (Sichwor Co-Evoluion ), ermöglich (Agarwal, 1998; Jovanovic und MacDonald, 1994a, 1994b; Klepper, 1996). Exerne Einflussfakoren: Ansazpunke und Auswirkungen von Fördermaßnahmen Das Ziel von Technology-Push -Insrumenen, wie z. B. der Förderung öffenlicher Forschungseinrichungen oder von Technologieransfermaßnahmen, is es, die Generierung und die Verbreiung neuer wissenschaflicher Erkennnisse zu unersüzen, um so die echnologischen Chancen zu erhöhen. Folglich sollen zum einen neue Möglichkeien und Ansäze geschaffen werden, die sich für die Enwicklung innovaiver Produke und Diensleisungen nuzen lassen. Zum anderen wird angesreb, die mi innovaionsgericheen Akiviäen zusammenhängenden Kosen auf Seien der Unernehmen zu reduzieren. Unmielbar verbunden mi Insrumenen, die auf eine Erhöhung der echnologischen Chancen abzielen, is jedoch das Problem, dass sie in vielen Fällen eine Redukion der Aneignungsbedingungen nach sich ziehen: Eine erhöhe Generierung öffenlich verfügbaren Wissens und ein verbesserer Wissensransfer haben auch zur Folge, dass die Vorsprungsgewinne für innovierende Unernehmen endenziell geringer werden, da sich die Webewerber das innovaionsrelevane Wissen ebenfalls schnell aneignen können. Somi können Technology-Push - Maßnahmen einerseis den (Innovaions-)Webewerb zwischen den Unernehmen fördern. 20

49 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Andererseis senken sie uner Umsänden aber auch den Anreiz, in die Enwicklung von Innovaionen zu invesieren. Des Weieren ergib sich die Schwierigke dass poliische Enscheidungsräger aufgrund von Budgebegrenzungen meis zwischen der Unersüzung mehrerer echnologischer Opionen und der fokussieren Förderung einer der vorhandenen Möglichkeien abwägen müssen. Besonders deulich wird dieses Problem dann, wenn saaliche Akeure in Technologiebereichen, die sich noch in einer frühen Enwicklungsphase befinden, eine der verfügbaren Opionen miels versärker Technology-Push -Insrumenen direk in die wirschafliche Anwendung zu überragen versuchen. Hier ha sich in der Vergangenhei gezeig, dass die Feslegung der vermeinlich besen Technologieopion durch die Poliik miuner Fehlenwicklungen nach sich ziehen kann (vgl. z. B. Yang und Oppenheimer, 2007). Dies is u. a. darauf zurückzuführen, dass die Fokussierung auf wissenschafliche Forschungs- und Enwicklungsakiviäen die Gefahr birg, nachfrageseiige Aspeke oder auch Fragen des Technologieransfers zu vernachlässigen. Demgegenüber sehen die Marke-Pull -Maßnahmen, wie z. B. saaliche Beschaffungsprogramme oder Förderungen der privaen Nachfrage. Diese sind darauf ausgeriche, miels der Seigerung der Nachfrage nach innovaiven Güern indireke Innovaionsanreize für Unernehmen zu erzeugen, indem die zu erwarenden Gewinne für erfolgreiche Innovaionen erhöh werden. Dabei sollen die ensprechenden Insrumene durch die Nachfrageseigerung außerdem Prozesse des Erfahrungslernens bei den jeweiligen Unernehmen beschleunigen. Grundlage hierfür is die Annahme, dass Ansäze für echnische Verbesserungen u. a. dadurch ensehen, dass Unernehmen während des Produkionsprozesses selbs oder durch Rückmeldungen von Nuzern Erfahrungen in Bezug auf neu eingeführe Technologien sammeln. Eine zenrale Frage in diesem Zusammenhang is, wie effekiv Prozesse des Erfahrungslernens im Vergleich zu Forschungs- und Enwicklungsakiviäen hinsichlich der Hervorbringung von Innovaionen sind. Ähnlich wie bei den Technology-Push -Insrumenen muss die Poliik im Falle der nachfrageorienieren Förderung auch zwischen der Fokussierung auf einzelne Technologien und der Unersüzung mehrerer echnologischer Alernaiven wählen. Zusäzlich hierzu sind nachfrageorieniere Insrumene ebenfalls mi dem Risiko von Fehlenwicklungen verbunden. So kann eine hohe nachfrageorieniere Förderung insbesondere im Fall einer hohen Anbieerkonzenraion und hoher Markeinrisbarrieren zu einem Nachfrageüberschuss führen, der sich u. U. negaiv auf das Innovaionsgeschehen auswirk. Beispielsweise verringer sich in solch einer Marksiuaion i. d. R. der Anreiz für die Unernehmen, innovaive und qualiaiv hochwerige Produke anzubieen. 21

50 Das gerade genanne Beispiel verdeulich außerdem, dass der Einfluss poliischer Fördermaßnahmen in hohem Maße vom vorherrschenden Innovaionsregime abhäng (Faber und Frenken, 2009). So können Marke-Pull -Insrumene vor allem dann Seigerungen der Innovaionsakiviäen auslösen, wenn bereis hohe echnologische Chancen und gue Aneignungsbedingungen vorliegen. Sollen sich die echnologischen Chancen sowie die Aneignungsbedingungen hingegen auf einem niedrigen Niveau bewegen, erscheinen Technology-Push -Maßnahmen sinnvoll. Zusäzlich hierzu spiel auch das Ausmaß der Förderung eine enscheidende Rolle. Großzügig bemessene Förderprogramme können beispielsweise zur Folge haben, dass eabliere Unernehmen aufgrund von Skalen- oder Nezwerkeffeken schnell hohe Gewinne realisieren. Die sich ergebende Marksrukur kann dann möglicherweise den Markeinri weierer Webewerber, die evl. alernaive echnologische Lösungen angeboen häen, behindern. Somi würde die echnologische Enwicklung roz hoher Förderung evenuell blockier. Bei beiden Aren von Förderinsrumenen sell sich darüber hinaus das Problem, dass zeilich begrenze Maßnahmen ebenso die Wahrscheinlichkei eines echnologischen Lock-Ins erhöhen. Da kurzfrisig angelege saaliche Förderprogramme möglicherweise nich ausreichen, einen funkionierenden Mark für eine neue Technologie aufzubauen, neigen die wirschaflichen Akeure dazu, sich auf die Technologieopion zu beschränken, die für sie mi dem geringsen Risiko verbunden is. Folglich fokussieren sie sich auf die echnische Lösung, die zum akuellen Zeipunk uner echnischen und ökonomischen Gesichspunken am voreilhafesen erschein. Alernaive Technologielinien, die u. U. langfrisig ein höheres Poenzial aufweisen können, werden jedoch nich weier verfolg (Johnson und Jacobsson, 2000; Sandén und Azar, 2005) Individualisisch-behaviorisische Ansäze Der zunehmende Gebrauch des Begriffs evoluorische Ökonomik im Bereich der Innovaionsforschung kann im Wesenlichen auf das grundlegende Werk An Evoluionary Theory of Economic Change von Nelson und Winer (1982) zurückgeführ werden, das als Ausgangspunk der verhalensheoreisch orienieren Konzepe gil (Hodgson, 1999). Ihre Arbei wird daher sellverreend für diese Srömung innerhalb der neo-schumpeerianischen Ansäze dargesell, zumal das von ihnen enwickele Konzep, auch wenn es im Rahmen späerer Arbeien weierenwickel wurde, bereis alle wesenlichen Elemene enhäl, die von den späeren Ansäzen aufgegriffen wurden. Ähnlich wie Schumpeer sezen sie auf der Mikroebene einzelner Individuen sowie deren Handlungsmusern an, um die Prozesse der Markenwicklung im Innovaionswebewerb zu 22

51 2 Innovaionsökonomische Grundlagen erklären. Für die Erklärung des Akeursverhalens greifen sie dabei auf behaviorisische Ansäze zurück. Kennzeichnend für ihr Innovaionsmodell is außerdem, dass sie sich explizi des biologischen Konzeps der naürlichen Auslese bedienen, um das Innovaionsgeschehen zu beschreiben. 1 In Bezug auf die behaviorisischen Verhalensannahmen zur Modellierung des Unernehmerverhalens bauen Nelson und Winer auf Konzepen auf, die von Simon (1955, 1959, 1965) sowie von Cyer und March (1963) enwickel wurden (vgl. Nelson und Winer, 1982). Einer der Kernpunke is hierbei die Annahme eingeschränker Raionaliä hinsichlich des Enscheidungsverhalens von Unernehmen. Dem lieg die Beobachung zugrunde, dass die Informaionsverarbeiungskapaziä von Firmen i. d. R. zu begrenz is, um komplexe wirschafliche Enscheidungsprobleme, wie z. B. Invesiionsenscheidungen oder Produkionsplanungsprobleme, vollsändig erfassen und durchdringen zu können. Infolgedessen argumenieren Nelson und Winer, Firmen sreben sa einer Maximierung häufig lediglich eine Saisfizierung hinsichlich ihrer Zielsezungen, d. h. zufriedensellende Ergebnisse im Sinne der Erreichung fesgeleger Zielwere, an. Sie gehen deshalb davon aus, dass Firmen sa komplexer Planungsverfahren häufig vereinfachende Enscheidungsheurisiken einsezen. Nelson und Winer führen in ihrer Arbei deswegen das Konzep der so genannen Rouinen ein, die nich nur als Enscheidungsregeln, sondern als Speicher des firmenspezifischen Wissens und der jeweiligen Kompeenzen zu versehen sind. Die Rouinen legen fes, wie unernehmensinerne Prozesse, wie z. B. Invesiionsenscheidungen oder auch Ferigungsvorgänge, durchzuführen sind. Vor dem Hinergrund des in Anlehnung an die Biologie verwendeen Evoluionskonzeps sind die unernehmensspezifischen Rouinen folglich als Gene der Unernehmen anzusehen. In Kombinaion mi den Webewerbsbedingungen besimmen sie das Verhalen der Unernehmen am Mark (Nelson und Winer, 1982). Von besonderer Bedeuung für die Enwicklung dieses Teilbereichs der neoschumpeerianischen Innovaionsheorien is, dass Nelson und Winer in ihrer Arbei die Schumpeerschen Ideen särker formalisieren und in ein ensprechendes Simulaionsmodell des Innovaionswebewerbs überragen. Ihr Modell is in der Lage, ausgehend von Inerakionsprozessen auf der Mikroebene makroökonomische Enwicklungsvorgänge nachzuzeichnen. Dami ha das Innovaionsmodell von Nelson und Winer durchaus wegweisenden 1 Die Analogienbildung zur Biologie im Zusammenhang mi dem Konzep der evoluorischen Ökonomik wurde wiederhol kriisier. So weis beispielsweise Wi darauf hin, dass sie eine unnöige Einschränkung darselle, zumal die Neuerungs- bzw. Muaionsrae in sozio-ökonomischen Sysemen kein Ergebnis zufälliger Ereignisse sei wie im Falle des Darwinschen Evoluionskonzepes. Sadessen sellen Veränderungen das Ergebnis gezieler Suchprozesse lern- und einsichsfähiger Individuen dar, was eher dem Lamarckschen Evoluionsversändnis ensprich. Demzufolge seien höchsens lose Analogien verrebar (Hodgson, 1988; W 1987). 23

52 Charaker. Nichsdesoroz is die Fokussierung auf die Unernehmen zu kriisieren, weil nachfrageseiige Aspeke hierdurch vernachlässig werden. Das (Lern-)Verhalen der Unernehmen Zenrale Zielsezung der evoluorischen Innovaionsheorien is es, den Prozess des echnischen Wandels ausgehend von den Vorgängen auf der Mikroebene, d. h. auf Basis der sich gegenseiig beeinflussenden Verhalensweisen individueller Akeure, zu erklären. Da Unernehmen echnische Neuerungen enwickeln, produzieren und verreiben sind sie hierbei als Schlüsselakeure anzusehen. Hervorzuheben is in diesem Zusammenhang die Rolle, die dem Wissen in Bezug auf Innovaionen zukomm. Insbesondere die wissens- und kompeenzbasieren Theorien der Unernehmung beonen, dass der Prozess der Wissensgenerierung und der Ausausch von Wissen als enscheidende Größen für die Innovaions- und Webewerbsfähigkei von Unernehmen anzusehen sind (Foss und Klein, 2005; Hodgson, 1999). Im Gegensaz zu den neoklassischen Ansäzen sehen diese Theorien Firmen nich nur als Besizer von Produkionsmieln und Herseller von Produken sondern als lernende Einheien mi spezifischen Kompeenzen an. Die Kompeenzen eines Unernehmens gehen hierbei über das echnologiebezogene Wissen hinaus und umfassen auch jene Ferigkeien, die zur effizienen Nuzung dieses Wissens nowendig sind (Cohende und Llerena, 1998; Dosi und Marengo, 1994). Ensprechend werden sämliche Vorgänge, die Unernehmen zur Erzeugung, Akquirierung und Anpassung von Wissen durchführen, uner dem Begriff des organisaionalen Lernens zusammengefass. Hierbei lassen sich im Wesenlichen sechs unerschiedliche Aren von Lernprozessen differenzieren, die folgenden drei Gruppen zuzuordnen sind: Lernen als Nebenproduk der Produkion und der Anwendung der Technologie Learning by Doing: Erfahrungslernen während des Produkionsprozesses, Learning by Using: Sammlung von Erfahrungen im Umgang mi Vor- und Endproduken. Lernen aus inernen FuE-Akiviäen Learning by Searching: Lernen aus eigenen FuE-Akiviäen, unernehmensinerne Verwerung von Forschrien aus der Wissenschaf, unernehmensinerne Verarbeiung iner-indusrieller Wissensspillover. 24

53 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Lernen aus Inerakionen mi anderen Insiuionen Learning by Ineracing: Lernen durch Erfahrungsausausch mi Zulieferern, Kunden oder anderen Unernehmen. Tab. 2.1: Klassifizierung der organisaionalen Lernprozesse (Quellen: Malerba, 1992; Mecalfe, 1994) Die für das Lernen relevanen Wissensquellen können demnach sowohl innerhalb als auch außerhalb von Unernehmen liegen. Enscheidend für den langfrisigen Erfolg im Innovaionswebewerb is dabei die Fähigkei der Unernehmen, die verfügbaren Wissensquellen zu nuzen und die jeweiligen Lernprozesse aufeinander abzusimmen. Vor allem is zu beachen, dass die Lernaren nich voneinander unabhängig sind, zumal die Fähigke neue echnologische Möglichkeien in Form exernen Wissens wahrzunehmen und sich anzueignen, maßgeblich auf dem in der Vergangenhei angesammelen Wissen basier (Cohen und Levinhal, 1990). Diese so genanne Aneignungsfähigkei eines Unernehmens ha folglich pfadabhängigen Charaker, da sie auf der firmenspezifischen Wissensbasis, und dami auf Ergebnissen früherer Lern- und Suchprozesse, aufbau. Forschungs- und Enwicklungsakiviäen ragen demzufolge nich nur dazu be neues Wissen zu generieren, sondern erhöhen auch die Fähigke exerne Informaionen zu verweren (Cohen und Levinhal, 1989). Die Pfadabhängigkei unernehmensinerner Lernprozesse sell zudem einen der möglichen Gründe dafür dar, dass radikale Innovaionen of von Firmen sammen, die neu in einen Mark einseigen. Da eabliere Unernehmen schriweise charakerisische organisaorische Prozesse enwickeln, die den Einsaz neuer Technologien nich unersüzen können, werden mögliche Technologiewechsel für sie zunehmend schwieriger (Teece und Pisano, 1994). Die Enscheidungsprozesse auf Seien der Nachfrager In der Innovaionsforschung lag der Fokus lange auf der Berachung der Unernehmen, weshalb die Nachfrageseie lediglich als passives Elemen angesehen wurde (Andersen, 2007; Mecalfe, 2001). Ausnahmen sellen die Arbeien von Lundvall und von von Hippel dar, in denen die Schaffung von Innovaionen durch die Nuzer selbs, wie z. B. in der Freizei- Indusrie und der Sofware-Enwicklung, und die Enwicklung echnischer Neuerungen als Resula von Herseller-Nuzer-Inerakionen unersuch werden (Lundvall, 1985, 1988; von Hippel, 1988, 2005). Die Analyse der Verbreiung von Innovaionen bilde demensprechend einen eigensändigen Bereich, in dessen Fokus die Erklärung des häufig zu beobachenden logisischen Verlaufs von Diffusionsprozessen seh (Gerosk 2000; Mecalfe, 1988; Silverberg e al., 1988). 25

54 Ausgangspunk nachfrage-orienierer Theorien is, dass die menschlichen Bedürfnisse Basis jeglichen wirschaflichen Handelns sind (Maslow, 1943; Max-Neef, 1992). Zenrales Moiv für den Erwerb von Produken und Diensleisungen is demnach die Bedürfnisbefriedigung, d. h. der Wunsch nach Minderung bzw. Beseiigung einer empfundenen Mangelsiuaion. Auch hier is zu kriisieren, dass im Rahmen neoklassischer Theorien Nachfrager als raionale Nuzenmaximierer mi fesen Präferenzsrukuren aufgefass werden. Es wird also vernachlässig, dass Individuen nich in jeder Enscheidungssiuaion vollkommen raional handeln können, da sie nur über eine begrenze Informaionsverarbeiungskapaziä verfügen. Im Gegensaz hierzu berücksichigen behaviorisische Ansäze, dass der kogniive Aufwand, den Menschen bei einzelnen Kaufenscheidungen berei sind aufzuwenden, maßgeblich vom Wer der jeweiligen Güer abhäng (Simon, 1965). Darüber hinaus is feszusellen, dass Menschen in ihren Enscheidungen sowohl von Massenmedien als auch von ihrer sozialen Umgebung ( Mund-zu-Mund-Propaganda ) beeinfluss werden (Rogers, 1983). Psychologische Aspeke, wie z. B. die individuelle Risikobereischaf, spielen ebenfalls eine wichige Rolle. Hinsichlich des Einflusses der zwischenmenschlichen Kommunikaion wird in der Diffusionsforschung davon ausgegangen, dass soziale Einflussfakoren vor allem dann an Bedeuung gewinnen, wenn für den Enscheidungsräger keine sicheren, versändlichen Informaionen verfügbar sind (Jager, 2006a). Weil Personen in derarigen Siuaionen auf Informaionen aus ihrem sozialen Umfeld zurückgreifen, spiel der Typ der ausgeauschen Informaionen an dieser Selle eine zenrale Rolle. Dabei beseh zum einen die Möglichke dass rein sachliche Informaionen ausgeausch werden. Zum anderen is aber auch der Aspek der normaiven Konformiä nich zu vernachlässigen, da das menschliche Verhalen ofmals von dem Verlangen, den Erwarungen anderer zu ensprechen, beeinfluss wird. Wichige Parameer sind in diesem Zusammenhang die Einbindung der Individuen in soziale Nezwerke sowie die Srukuren dieser Nezwerke selbs (Janssen und Jager, 2002). Ein weieres wichiges Ergebnis der Diffusionsforschung is, dass Menschen hinsichlich der Adopion echnischer Neuerungen kein homogenes Verhalen aufweisen. Sadessen lassen sich verschiedene Gruppen voneinander abgrenzen, die sich jeweils durch charakerisisches Adopionsverhalen auszeichnen. So differenzier Rogers beispielsweise zwischen Innovaoren, frühen Übernehmern, früher Mehrhei, späer Mehrhei und Nachzüglern. Seiner Ansich nach unerscheiden sich diese Gruppen vor allem in Bezug auf den sozio-ökonomischen Saus und die Persönlichkeiseigenschafen, wie z. B. Risikoneigung und Bildungsniveau, sowie in Hinsich auf das Kommunikaionsverhalen ihrer jeweiligen Miglieder voneinander (Rogers, 1983). 26

55 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Neben diesen Fakoren, die den Enscheidungsprozess auf Seien der Nachfrager maßgeblich beeinflussen, sind für die Adopion von Innovaionen auch die Eigenschafen der ensprechenden Neuerungen selbs von Bedeuung. Es lassen sich in diesem Zusammenhang verschiedene Deerminanen idenifizieren, die auf die Adopionswahrscheinlichkei und -geschwindigkei von Innovaionen einwirken, unabhängig davon, ob es sich um Konsumgüer, wie beispielsweise Geräe aus dem Bereich der Kommunikaions- und Unerhalungselekronik, organisaorische Neuerungen oder Sandards, wie z. B. das merische Sysem, handel. Aufgrund der erwähnen sozialen Einflüsse sind hierbei allerdings nich die asächlichen, sondern die wahrgenommenen Eigenschafen enscheidend (Rogers, 1983): Relaiver Voreil: Der wahrgenommene Grad der Voreilhafigkei einer Innovaion, der in erser Linie von den Produkeigenschafen, den Einsazmöglichkeien und dem Preis-Leisungsverhälnis abhäng. Kompaibiliä: Der Grad der Übereinsimmung mi besehenden Normen, Erfahrungen, Gewohnheien und Bedürfnissen. Komplexiä: Schwierigkeisgrad, der durch den Lernaufwand für die Nuzung einer Innovaion deerminier wird. Erprobbarkei: Der Grad der Risikoredukion durch Möglichkeien zur Erprobung einer Innovaion. Beobachbarkei: Das Ausmaß an Möglichkeien, den Nuzen einer Innovaion zu messen bzw. nachzuweisen Zusammenfassende Beureilung des akuellen Forschungssandes Alles in allem wird deulich, dass Innovaionsprozesse komplexer sind als dies lineare Denkmodelle, lau denen die Phasen Invenion, Innovaion und Diffusion ses in einer fesen, sequeniellen Abfolge durchlaufen werden, unersellen. Vielmehr weisen die zyklischen Enwicklungsverläufe, die vornehmlich bei der Markensehung in wissenschafsbasieren Sekoren, wie z. B. der Laserechnologie oder der Foovolaik, beobache werden können, auf das Vorliegen von Rückkopplungsbeziehungen und dami auf die hohe Komplexiä von Innovaionsvorgängen hin (Schmoch, 1993). Aufgrund dieser Komplexiä werden allgemeingülige Aussagen über die konkree Wirkung einzelner Einflussfakoren bzw. einzelner poliischer Förderinsrumene erschwer. 27

56 Um Prozesse des echnischen Wandels und die Einflussmöglichkeien poliischer Maßnahmen zu analysieren, empfiehl es sich daher, einen mehrsufigen Ansaz anzuwenden. Zum einen sind akeursübergreifende Fakoren auf Ebene des gesamen Innovaionssysems zu berachen. Zum anderen müssen auch die auf Ebene einzelner Akeure ablaufenden Mechanismen unersuch werden. Hierbei sind die Heerogeniä der Akeure, deren wechselseiige Inerakionen und die jeweiligen Auswirkungen auf die übergeordnee Ebene zu berücksichigen Forschungssand und -desideraa hinsichlich der Sysemebene Hinsichlich der übergreifenden Einflussgrößen, die für das Innovaionsverhalen aller Akeure einer Branche maßgeblich sind, liefer der sekorale Innovaionssysemansaz wichige Anhalspunke. Die Särke dieses Ansazes lieg demensprechend darin, dass Aussagen darüber ermöglich werden, wie verschieden ausgepräge echnologische Regime auf das Akeursverhalen einwirken. Außerdem wird hervorgehoben, dass eine Fokussierung auf die Markakiviäen wirschaflicher Akeure, wie z. B. Herseller und Nachfrager, nich ausreich. Für das Versändnis von Innovaionsprozessen is es vielmehr wichig, zwischen wissenschaflichen, echnischen und wirschaflichen Einheien zu differenzieren und auch deren wechselseiige Beziehungen mi aufzugreifen. Besonderes Augenmerk gil dabei exernen Effeken, die z. B. durch Spillover-Effeke oder durch Anbieer komplemenärer Produke hervorgerufen werden. An dieser Selle is zu beonen, dass die genaue Analyse der Wirkungszusammenhänge zwischen Nachfrage-, Unernehmens- und Technologieenwicklung noch als wichige Herausforderung angesehen wird (Malerba, 2005). Zwar lassen sich ausgehend vom sekoralen Innovaionssysemansaz prinzipiell Schlussfolgerungen über die Änderungen ableien, die sich aus dem Akeursverhalen für das vorherrschende echnologische Regime ergeben. Eine Endogenisierung der verschiedenen Wechselwirkungen is somi durchaus möglich. Jedoch lassen die Innovaionssysemansäze die auf Akeursebene ablaufenden Prozesse weiesgehend außer Ach. In Anberach dieser ungenügenden Mikrofundierung erschein die Enwicklung von Ansäzen sinnvoll, die behaviorisische und sysemorieniere Konzepe mieinander verbinden und dabei die Rückkopplungen zwischen Mikro- und Makro-Ebene explizi abbilden (vgl. auch Rammer, 2000). Eine weiere wichige Herausforderung is außerdem, dass auf dem Gebie der Innovaionssysemansäze lange auf eine mahemaische Formalisierung der Ergebnisse verziche wurde. Die Ersellung ensprechender (Simulaions-)Modelle is daher ein noch junges Teilgebie der Innovaionsforschung, innerhalb dessen noch an verschiedenen Sellen Forschungsbedarf beseh (s. Kapiel 2.2). 28

57 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Sand der Forschung und zenrale Herausforderungen in Bezug auf die Akeursebene Angesichs der oben formulieren Zielsezung, die Wechselwirkungen zwischen Nachfrage-, Unernehmens- und Technologieenwicklung zu analysieren, wird deulich, dass bei der Unersuchung des Innovaionsgeschehens in einer Branche neben Anbieern und Nachfragern weiere Akeure zu berücksichigen sind. Dies beriff insbesondere jene Akeure, deren Verhalensweisen poenziell zu Änderungen echnologischer Regime beiragen. Wie im Zusammenhang mi dem sekoralen Innovaionssysemansaz bereis erwähn, können dies z. B. Forschungseinrichungen, Zulieferberiebe oder Diensleisungsunernehmen sein, die als zusäzliche Technologieräger neben den Unernehmen Einfluss auf die wissenschaflichechnologischen Chancen oder die Aneignungsbedingungen ausüben. Besonders hervorzuheben is bei der Berachung der Akeursebene das Wissen, höchswahrscheinlich eine der wichigsen Einflussgrößen im Innovaionsprozess. Empirisch is die Rolle, die Wissen bei der Ensehung und Verbreiung von Innovaionen spiel, zwar schon sei langem bekann (Dos 1988a). Jedoch werden die bei den einzelnen Akeuren ablaufenden Prozesse der Wissensgenerierung und -aufnahme meis nich adäqua abgebilde. Dies gil auch für die häufig in der Poliikberaung eingesezen Lernkurven, bei denen nich zwischen den verschiedenen in Abschni genannen organisaionalen Lernprozessen differenzier wird (vgl. auch Junginger, 2005; Nei 2008; Neme, 2009; Schaeffer e al., 2004b). Eine Ursache für diese mangelnde Differenzierung is, dass die Messung des Wissens selbs und der dami zusammenhängenden Inpu- und Oupu-Größen, wie z. B. des resulierenden echnischen Wandels, of mi mehodischen Problemen verbunden is. Hieraus ergib sich folglich eine weiere Herausforderung bei der Analyse von Innovaionsvorgängen. Ebenfalls wichig is die Heerogeniä der Unernehmen einer Branche, der eine hohe Bedeuung bei der Erklärung der Ensehung von Innovaionen zukomm. Hierbei is zu beonen, dass nich nur die Unerschiede zwischen den einzelnen Unernehmen, sondern auch die Heerogeniä ihrer Produke zu beachen is. Dieser Aspek wird selbs bei neoschumpeerianischen Ansäzen z. T. nich angemessen berücksichig. Gleichwohl spielen die verschiedenen (echnischen) Eigenschafen von Produken im Rahmen von Innovaionsprozessen eine zenrale Rolle. Dies gil vor allem dann, wenn nachfrageseiige Gesichspunke mi aufgegriffen werden sollen. Wie erwähn, wurde die Analyse der Nachfrageseie innerhalb der Innovaionsforschung lange vernachlässig. Da jedoch die Poenziale nachfrageorienierer Poliikinsrumene in zunehmendem Maße erkann werden, rück auch die Unersuchung der Nachfrager und ihrer Rolle für das Innovaionsgeschehen immer mehr in den Fokus (Edler e al., 2006; Edquis 29

58 und Hommen, 1999). Auch hier sell sich allerdings das Problem, dass die Heerogeniä der Nachfrager und die Komplexiä der nachfrageseiigen Wirkungszusammenhänge Aussagen über die konkree Wirkung poliischer Maßnahmen erschweren. Von daher erschein es sinnvoll, die Heerogeniä der Akeure und die wechselseiigen Einflüsse, wie z. B. die Kommunikaionsprozesse zwischen den Nachfragern, bei der Analyse poliischer Förderopionen explizi zu berücksichigen. Demensprechend is der Tasache Rechnung zu ragen, dass die Nachfrage nach einzelnen Güern nich, wie von den neoklassischen Theorien posulier, allein vom Einkommen und den als unveränderlich angenommenen Präferenzen der Nachfrager abhäng. Vielmehr sind auch die auf Mikroebene angesiedelen Prozesse, die verändernd auf die Nachfragerpräferenzen einwirken, zu unersuchen. 2.2 Agenenbasiere Simulaionsmodelle in der Innovaionsforschung Um die Erkennnisse der neo-schumpeerianischen Ansäze wie angesreb in mahemaisch formalisiere Modelle zu überragen, is es nowendig, mehrsufige Wirkungszusammenhänge abzubilden. Beispielsweise sind die Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Akeursgruppen wie Unernehmen, Nachfragern und Forschungseinrichungen sowie die Inerakionen zwischen den heerogenen Migliedern dieser Gruppen in die Modellbildung mi einzubeziehen. Vor diesem Hinergrund scheinen formal geschlossene Modelle, wie sie im Bereich neoklassisch orienierer Ansäze eingesez werden, für die Abbildung und die Analyse von Innovaionsvorgängen wenig geeigne. Wie in Kapiel bereis angedeue, bieen diese Modelle zwar den Voreil, dass sie auf vergleichsweise wenig Gleichungen basieren und wenig Inpudaen benöigen, was die Modellersellung bedeuend vereinfach. Dem seh die Tasache gegenüber, dass die formale Geschlossenhei der analyisch lösbaren Modelle vor allem durch die exrem resrikiven Annahmen erreich wird. Für die Berachung von Märken, die sich nich im Gleichgewich befinden, sowie für prozessorieniere Analysen, wie sie neoschumpeerianische Ansäze ansreben, sind sie daher kaum einsezbar. Demzufolge kommen Simulaionsmodelle für die Unersuchung von Innovaionsprozessen eher in Berach. Ein häufig genanner Nacheil dieser Ar von Modellen is zwar, dass sie nur das jeweilige Ergebnis für einzelne gegebene Inpuparameer liefern können, weshalb der gesame Lösungsraum nich unmielbar erschließbar is. Simulaionsmodelle machen demensprechend vergleichende Szenarioanalysen nowendig. Bei der Berachung von Innovaionsvorgängen is dies jedoch durchaus von Voreil, da ensprechende Simulaionsexperi- 30

59 2 Innovaionsökonomische Grundlagen mene einen guen Einblick in die Enwicklungsdynamik des beracheen Sysems und dami in die zugrundeliegenden Kausalbeziehungen ermöglichen. Ein wei verbreiees Konzep zur dynamischen Analyse komplexer Syseme is der von Forreser (1961) enwickele Sysem Dynamics -Ansaz, der in der jüngeren Vergangenhei auch in der Innovaionsforschung eingesez wurde (vgl. z. B. Lee und von Tunzelmann, 2005; Park und Nepal, 2004; Schneider e al., 2004). Der sysemdynamische Ansaz is allerdings auf globale Zusandsvariablen und deren Änderungen fokussier und beschränk sich daher auf eine relaiv hohe Absrakionsebene. Eine Modularisierung und der ensprechende Aufbau hierarchischer Modelle erweisen sich infolgedessen als problemaisch. Die Modellierung und die Unersuchung individueller Einheien sind deshalb nich ohne Weieres möglich. Demgegenüber scheinen boom-up-orieniere Modellierungsansäze besser für die Analyse der Inerakionen heerogener Akeure geeigne, weil sie die Zerlegung des beracheen Sysems in seine Elemene und die Abbildung der jeweiligen individuellen Eigenschafen unersüzen. Aus diesem Grund wird im Rahmen dieser Arbei der Ansaz der agenenbasieren Modellierung gewähl. Ausgangspunk dieses Ansazes, der sei einigen Jahren vermehr für die Erforschung dezenraler ökonomischer Syseme eingesez wird, is die geziele Modellierung größerer Mengen auonomer Einheien. Hierbei werden sowohl die spezifischen Verhalensweisen als auch die wechselseiigen Beziehungen zwischen allen Sysemelemenen abgebilde. Auf diese Weise lassen sich insbesondere Mikro-Makro- Rückkopplungen unersuchen, da Wechselwirkungen zwischen Prozessen auf der Mikroebene und der Ebene des Gesamsysems explizi berücksichig werden Ansaz der agenenbasieren Simulaion Die agenenbasiere Simulaion is ein relaiv neuer Ansaz, der in den 1980er Jahren enwickel wurde. Grundlegend für diesen Ansaz is, dass von auonomen Akeuren ausgegangen wird, die sich in einer veränderlichen Umwel bewegen. Hierbei bedien sich die agenenbasiere Modellierung der Möglichkeien der objekorienieren Programmierung und erweier sie um zusäzliche Eigenschafen: Modularisierung: Agenenbasiere Modelle lassen sich in voneinander unabhängige Einheien zergliedern, die für sich lauffähig sind. Dies liefer eine gue Srukur und vereinfach den Modellaufbau sowie ensprechende Tess und ewaige Ergänzungen. Hierarchischer Modellaufbau: Einzelne Komponenen können wiederum in Subkomponenen aufgeeil werden. Auf diese Weise wird Rapid Prooyping ermög- 31

60 lich: Erse Enwurfsversionen einzelner Modellelemene können zu einem späeren Zeipunk gegen deaillierer gegliedere Komponenen mi idenischen Schnisellen ausgeausch werden. Vererbung: Das Konzep der Vererbung erleicher die Abbildung und Beschreibung von Objeken, die sich durch die Differenzierung von Basisklassen ergeben. Die agenenbasiere Modellierung biee demnach die Möglichke srukuriere hierarchische Modelle aufzubauen. Die große Anzahl der verschiedenen exisierenden Ansäze innerhalb dieses Bereichs ha dabei eine Vielfal an unerschiedlichen Definiionen des Agenenbegriffs hervorgebrach. Zusammenfassend lassen sich jedoch vor allem die folgenden Charakerisika hervorheben (Schmid, 2001; Wooldridge, 2002): Individuelles Umwelmodell: Jeder Agen verfüg über ein eigenes Abbild der ihn umgebenden Realiä. Diese Wahrnehmung der Umwel, auf deren Basis die Agenen ihre Handlungen feslegen, kann unvollsändig, verzerr oder sogar falsch sein. Individuelle Eigenschafen: Jeder Agen zeichne sich durch eigene Zielsezungen und individuelle Sraegien zur Zielerreichung aus, die sein Verhalen besimmen. Hierbei folgen die Agenen i. A. einfachen Enscheidungsregeln. Der Erfolg ihrer Sraegien und der resulierenden Verhalensweisen zeig sich ers während des Modellablaufs. Fähigkei zur Kommunikaion: Agenen können mieinander kommunizieren und sich so gegenseiig beeinflussen. Ihr Verhalen is daher hochgradig inerdependen. Agenen können hierbei sowohl einzelne Individuen als auch ganze Insiuionen oder physikalische Objeke repräsenieren (Tesfasion, 2006). Besonders zu beonen is, dass ihre Inerakionen zum einen direk über die wechselseiige Kommunikaion oder zum anderen auch indirek über die Umgebung, in die sie gemeinsam eingebee sind, ablaufen können. Die sich ergebenden Rückkopplungen zwischen Phänomenen auf der Mikro- und der Makroebene sind die Ursache für poenziell nich-lineare Enwicklungen (Pyka und Fagiolo, 2005). Mi Hilfe der agenenbasieren Modellierung is es daher möglich, einzelne Agenen und Verhalensweisen zu idenifizieren, die maßgebend für die Dynamik des Gesamsysems sind. Ebenso lassen sich kriische Zeipunke innerhalb von Enwicklungsverläufen erkennen. Demzufolge sell die agenenbasiere Simulaion einen Modellierungsansaz dar, der sich ausdrücklich für die Analyse evoluorischer Zusammenhänge anbiee (Safarzynska und van den Bergh, 2008). 32

61 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Agenenmodelle zur Analyse innovaionsökonomischer Fragesellungen Aufgrund der genannen Voreile wird die agenenbasiere Modellierung in verschiedenen Teilbereichen der Ökonomik eingesez (Dawid, 2006; Pyka e al., 2003; Tesfasion, 2006; Vriend, 2005). So wurden bereis agenenbasiere Simulaionsmodelle für die Unersuchung makroökonomischer Fragesellungen (Vosskamp, 2003, 2005) und für Analysen spezifischer Teilaspeke, wie z. B. für die Unersuchung von Beschäfigungseffeken (Gabriele, 2002; Leombruni und Richiard 2004), sowie für die Berachung einzelner Märke, z. B. des Finanz- oder des Srommarkes (LeBaron, 2001; Sensfuß e al., 2008; Weidlich und Ve 2008), enwickel. Ebenso kommen agenenbasiere Modelle zunehmend auch im Bereich der Innovaionsforschung zum Einsaz. Dawid (2006) heb in diesem Zusammenhang einige zenrale Aspeke hervor, aufgrund derer Modelle dieser Ar sinnvolle Beiräge für die Innovaionsökonomik liefern können. Wesenlich is hierbe dass Agenenmodelle im Gegensaz zu den gleichgewichsorienieren Sandardmodellen, die nich dazu fähig sind, häufig beobachee innovaionsökonomische Zusammenhänge adäqua wiederzugeben, die Möglichkei bieen, die spezifischen Eigenschafen von Innovaionsprozessen zu berücksichigen: Ersens kann mi Hilfe von agenenbasieren Simulaionsmodellen die dynamische Srukur von Prozessen modellier werden. Ensprechend lassen sich Feedback-Beziehungen zwischen den mark- und nich-markbasieren Vorgängen, die evl. Ursache für Pfadabhängigkeien sein können, mi aufgreifen. Zweiens können die spezifischen Eigenschafen von Wissen, einem der wichigsen Produkionsfakoren bei Innovaionsprozessen, in die Modelle inegrier werden. Dies gil sowohl für den kumulaiven Charaker innovaionsrelevanen Wissens als auch für die verschiedenen Prozesse der Wissensgenerierung und -ansammlung. Ein drier Gesichspunk is die hohe Bedeuung von Unsicherheien im Zusammenhang mi Innovaionen. Zum einen is der Aufwand, der für die Enwicklung und die Markeinführung einer Neuerung nowendig is, nur schwer einschäzbar. Zum anderen is auch die Prognose der zu erwarenden Markreakion unsicherheisbehafe. Von daher erschein die Anwendung einfacher Enscheidungsregeln im Gegensaz zu den Raionaliäsannahmen, die neoklassischen Modellen zugrundeliegen, wesenlich realiäsnäher. Vierens sind agenenbasiere Modelle in der Lage, die Heerogeniä von Unernehmen hinsichlich ihres Wissens, ihrer Sraegien und ihrer Produke abzubilden. Hinsichlich des akuellen Enwicklungssandes is feszusellen, dass im Bereich der Innovaionsforschung im Wesenlichen zwei unerschiedliche Aren agenenbasierer Ansäze un- 33

62 erschieden werden können (Frenken e al., 2006). 2 Die erse Gruppe bilden jene Modelle, bei denen die Unersuchung einer einzelnen isolieren Fragesellung im Vordergrund seh. Zusäzlich exisier eine zweie Gruppe von Modellen, in deren Rahmen jeweils mehrere Aspeke des echnischen Wandels kombinier analysier werden Modelle zur Analyse einzelner, deulich abgegrenzer Fragesellungen Simulaionsmodelle, mi denen lediglich ein einzelner innovaionsökonomischer Gesichspunk unersuch werden soll, haben den Voreil, dass sich die Komplexiä des jeweiligen Modells sark reduzieren läss. Eine Opion is hierbe sich auf eine einzelne Technologie zu konzenrieren. Dies biee die Möglichke ausgehend von den spezifischen Eigenschafen der beracheen Technologie und den Markbedingungen in der ensprechenden Branche das Poenzial dieser Technologie abzuschäzen sowie ewaige Ansazpunke für saaliche Fördermaßnahmen zu idenifizieren (vgl. z. B. Koz und Hiessl, 2005; Schwoon, 2006). Eine weiere Opion is, einzelne spezifische innovaionsbezogene Mechanismen isolier zu berachen, um zum einen das Versändnis hinsichlich des jeweiligen Mechanismus selbs zu verbessern und um zum anderen allgemeine Aussagen über die Wirkungsweise von Förderinsrumenen ableien zu können. Als Beispiel sind hier die zahlreichen Modellen zu nennen, mi denen sich Prozesse der Wissensanhäufung und -weiergabe unersuchen lassen. Wichige Fragesellungen sind dabe wie Pfadabhängigkeien zu Lock-In-Zusänden führen können und welchen Einfluss poliische Maßnahmen oder auch zufällige Ereignisse auf die jeweilige Enwicklung haben. Besonderes Augenmerk lieg in diesem Zusammenhang auf der Analyse von Spillover- und Nezwerkeffeken, wobei vor allem die Rolle der zugrundeliegenden Nezwerksrukuren von Ineresse is (Fagiolo und Dos 2003; Gilber e al., 2001; Pyka und Scharnhors, 2009). Zusäzlich hierzu exisieren viele Modelle, die sich auf eine besimme Akeursgruppe und deren spezifische Verhalensweisen fokussieren. Ein Beispiel hierfür sind jene Modelle, bei denen die Unernehmen und ihre jeweiligen Sraegien im Mielpunk sehen. Ziel dieser Modelle is es uner anderem, die Bedeuung der Heerogeniä der Unernehmenssraegien für das Innovaionsgeschehen und die resulierende Branchenenwicklung hervorzuheben. Darüber hinaus sollen die relaiven Erfolgsaussichen von Innovaions- und Imiaionssraegien unersuch werden (Ballo und Taymaz, 1999; Dawid, 2007; Dawid und Reimann, 2004; Lehmann-Waffenschmid, 2008; Ma, 2006). Einen zusäzlichen Schwerpunk bilde die Ana- 2 Einige der in den folgenden Absäzen genannen Modelle werden von den jeweiligen Auoren selbs als evoluorische und nich explizi als agenenbasiere Modelle bezeichne. Sie weisen jedoch durchaus die grundsäzliche Srukur agenenbasierer Simulaionsmodelle auf (vgl. z. B. Malerba, 2005). 34

63 2 Innovaionsökonomische Grundlagen lyse des Nachfragerverhalens und der ensprechenden Verlaufsmuser von Diffusionsprozessen (Deffuan e al., 2000; Faber e al., 2008; Janssen und Jager, 2002; Schwarz und Erns, 2009). Aufgrund ihrer vergleichsweise übersichlichen Srukur weisen Modelle, bei denen jeweils nur einzelne spezifische Aspeke im Mielpunk des Ineresses sehen, meis nur eine geringe Anzahl an Parameern auf. Dies erleicher das Versändnis der Modelldynamik und dami auch die Ableiung von Schlussfolgerungen. Allerdings beseh die Gefahr, dass wichige Wechselwirkungen mi angrenzenden Sysemen, wie z. B. Im- und Expormärken oder echnologisch verwanden Sekoren, wegen der isolieren Berachung vernachlässig werden Umfassende Modelle zur Unersuchung komplexerer Wirkungsmechanismen Gegenüber den eben erläueren Konzepen sehen diejenigen Ansäze, bei denen eine übergreifende Modellierung aller relevanen Aspeke des echnischen Wandels angesreb wird. Die ensprechenden Modelle umfassen sowohl mehrere Aren von Akeuren als auch verschiedene Mechanismen, wie z. B. den Webewerb am Mark, Lern- und Innovaionsprozesse sowie exerne Effeke. Sie bieen die Möglichke im Zusammenhang mi indusriellen Lebenszyklen häufig beobachee Enwicklungsmuser nachzubilden und zu analysieren (Boazzi e al., 2001; Jovanovic und MacDonald, 1994a, 1994b; Klepper, 1996; Malerba e al., 2007). Der Nacheil is jedoch, dass diese Modelle meis ein relaiv hohes Aggregaionsniveau aufweisen. Ein möglicher Ausweg beseh daher darin, einen modularen Ansaz zu verfolgen. Auf diese Weise wäre es möglich, einzelne Elemene eines echnologischen Sysems unabhängig voneinander zu modellieren, bevor sie miels vordefinierer Schnisellen zu einem Gesammodell zusammengefass werden. Hierbei beseh allerdings das Problem, dass modular aufgebaue Modelle endenziell durch eine große Anzahl an Parameern gekennzeichne sind, was die Modellkalibrierung und -validierung sehr aufwendig mach. Unabhängig davon is feszusellen, dass sich die ersen übergreifenden Modelle primär auf die Seie der Unernehmen konzenrieren (vgl. z. B. Klepper, 1996; Nelson und Winer, 1982; Winer, 1984). Konzepe, die auch die Inerakionen von Firmen mi heerogenen Nachfragern berücksichigen, wurden ers in den vergangenen Jahren enwickel (vgl. z. B. Adner, 2002; Adner und Levinhal, 2001). Troz dieser Weierenwicklung exisieren jedoch ers wenige Arbeien, in denen neben den Wechselwirkungen zwischen Unernehmen und Nachfragern auch die forschungs- und unernehmensseiigen Prozesse der Technologieenwicklung angemessen berücksichig werden (vgl. Frenken e al., 2008; Janssen und Jager, 2002; Sain-Jean, 2006; Valene, 1999; Windrum und Birchenhall, 1998, 2005). 35

64 Ferner besiz der Großeil der gerade erwähnen Modelle eher absraken Charaker. Die Modelle eignen sich zwar dazu, grundlegende Mechanismen und Enwicklungsmuser von Indusrielebenszyklen abzubilden und ermöglichen auch die Überprüfung einzelner heorieorienierer Aspeke. Dennoch haben sie kaum Bezug zu konkreen Branchen und zu deren spezifischen Veränderungsprozessen (Garavaglia, 2009). Der so genanne Ansaz des hisory-friendly modelling, bei dem die Modellierung besimmer Indusrien im Mielpunk seh, sell demensprechend eine vielversprechende Weierenwicklung dar Hisory-friendly modelling Die in der Innovaionsforschung eingesezen evoluorischen Modelle sind wie gerade erwähn in der Lage, Vorgänge wie wirschafliches Wachsum, die Ensehung von Pfadabhängigkeien oder Änderungen der Markkonzenraion plausibel nachzubilden. Dennoch wurde bis jez kaum versuch, die ensprechenden Ergebnisse von Simulaionsanalysen sysemaisch mi konkreen, in der Realiä beobacheen Vorgängen zu vergleichen (Ruan, 2002). Demgegenüber sehen die Resulae aus dem Bereich der insiuionell-hisorischen Forschungsansäze, in dem bisher zwar umfangreiche Fallsudien ersell wurden, aber keine mahemaisch formalisiere Umsezung der jeweiligen Ergebnisse safand (s. Abschni ). Um diese Lücke zwischen heorie-orienierer mahemaischer Formalisierung und spezifischen Fallsudien zu schließen, enwickelen Malerba und Orsenigo zusammen mi Nelson und Winer (1999) mi ihrem Modell über die Enwicklung der Compuerindusrie den Ansaz des hisory-friendly modelling. Ziel des hisory-friendly modelling is es, ausgehend von dem beobacheen Verhalen der einzelnen Akeure einer Indusrie in sich konsisene Simulaionsmodelle aufzubauen, die die jeweilige reale Enwicklung qualiaiv korrek wiedergeben können (Garavaglia, 2009). Auf Grundlage dieser Modelle sind dann sowohl heorie-orieniere Analysen hinsichlich des Einflusses einzelner Fakoren und Wirkungsmechanismen als auch Simulaionsexperimene zum Verhalen des Gesamsysems möglich. Formale Theorien spielen dabei eine eher unergeordnee Rolle. Sadessen greif hisory-friendly modelling in erser Linie auf regelmäßig zu beobachende Enwicklungsmuser ( silisiere Faken ) sowie verbale Beschreibungen und Erklärungen der zu unersuchenden Phänomene (sog. appreciaive heorising ) zurück. Die Analyse von Innovaionsprozessen mi Hilfe des Ansazes des hisory-friendly modelling beruh demensprechend im Wesenlichen auf drei Schrien: Als erses sind die den zu analysierenden Phänomenen zugrundeliegenden Enwicklungsmuser zu idenifizieren. Es gil, die wesenlichen Einflussfakoren sowie die maßgeblichen Wirkungsmechanismen zu versehen und deren jeweilige Bedeuung für die beobacheen Prozesse miels verbaler 36

65 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Argumene zu erläuern. Anschließend erfolgen die mahemaische Formalisierung der zuvor beschriebenen Zusammenhänge und die ensprechende Implemenierung eines ablauffähigen Simulaionsmodells. Eine wichige Herausforderung beseh hierbei darin, einen geeigneen Kompromiss zwischen dem Deaillierungsgrad und der Nachvollziehbarkei des Modells zu finden is. Es is daher sinnvoll, das Modell zunächs miels möglichs einfacher Srukuren aufzubauen und diese anschließend nach Bedarf sufenweise zu erweiern. Im drien und lezen Schri läss sich das Modell, nachdem es ensprechend kalibrier wurde, für die Durchführung von Simulaionsexperimenen verwenden. Auf Basis der Simulaionsexperimene sind dann nich nur Rückschlüsse auf den Einfluss der beracheen Einflussgrößen und Wirkungszusammenhänge, sondern auch Aussagen über heorie-bezogene Aspeke möglich. In diesem Zusammenhang is hervorzuheben, dass die mahemaische Formalisierung und die anschließende Modellierung insbesondere dazu dienen sollen, die Konsisenz der zuvor formulieren verbalen Erklärungen des Sysemverhalens abzuschäzen. Einerseis is für diese Abschäzung sicherzusellen, dass das erselle Simulaionsmodell die empirisch beobacheen Enwicklungsverläufe wiedergeben kann. Da sich viele der Parameer, die für die Kalibrierung des Modells nowendig sind, of nich mi Hilfe quaniaiver, saisischer Mehoden ermieln lassen, sondern geschäz werden müssen, sind andererseis aber auch so genanne konra-fakische Simulaionsläufe durchzuführen. Bei diesen Simulaionsläufen is zu überprüfen, ob Parameereinsellungen, die bewuss den angenommenen Rahmenbedingungen und den silisieren Faken widersprechen, zu Ergebnissen führen, die im Gegensaz zur hisorischen Enwicklung sehen (Malerba e al., 1999). Ein zusäzlicher Voreil dieser konra-fakischen Läufe is, dass sie ergänzend zu den sonsigen Simulaionsexperimenen Aspeke in den Fokus rücken können, die sons vernachlässig worden wären. Die Modelle, die bis jez im Bereich des hisory-friendly modelling ersell wurden, konzenrieren sich auf ausgewähle Aspeke der Enwicklungsdynamik einzelner Indusriezweige, wie z. B. die Markein- und -ausrie von Unernehmen während verschiedener Enwicklungsphasen des jeweiligen Markes oder die Bildung von Nezwerken sowie die resulierenden Veränderungen der Marksrukur. Im Mielpunk des ersen von Malerba, Orsenigo, Nelson und Winer enwickelen Modells seh wie erwähn die Evoluion der Compuerindusrie sei ihren Anfängen in den 1950er Jahren (Malerba e al., 1999). Ausgangsbasis ihrer Arbei is eine Berachung derjenigen Effeke, die dazu führen, dass mi IBM zunächs ein sark dominierendes Unernehmen im Großrechnermark ensand, das aber im Zuge der Einführung der Mikroprozessorechnolo- 37

66 gie und der anschließenden Ensehung neuer Marksegmene schließlich wesenliche Markaneile an neu gegründee Konkurrenen verlor. Das ensprechende Simulaionsmodell is vergleichsweise einfach gesale. Haupbesandeile sind die Mechanismen, mi denen Compuerunernehmen ihre echnologische Kompeenz aufbauen, sowie die Inerakionen der heerogenen Firmen unereinander. Weiere Elemene des Firmenverhalens, wie z. B. Invesiions- und Preisenscheidungen, sind mi Hilfe einfacher Regeln abgebilde. Ähnliches gil für die Enscheidungen der Firmen hinsichlich der Aufnahme neuer Technologien. Die individuellen Sraegien der Unernehmen werden als unveränderlich angenommen. Zusäzlich zu den Compuerfirmen exisieren darüber hinaus verschiedene Typen von Nuzern, die mi ihrem Kaufverhalen zur Ensehung separaer Teilmärke beiragen. Zenrale Parameer des Modells, wie z. B. die Markeinrismöglichkeien, die Kosen echnologischer Diversifizierung oder die Präferenzen der Nuzer hinsichlich verschiedener Produkmerkmale, sezen die Auoren anhand ihrer empirischen Beobachungen der Compuerindusrie und versuchen so, die hisorische Enwicklung qualiaiv nachzubilden. Um die Konsisenz ihrer Annahmen und ihrer Erklärungsansäze zu überprüfen, legen sie anschließend ein alernaives Parameergerüs fes, das zu Simulaionsergebnissen führ, die im Widerspruch zum asächlich beobacheen Enwicklungsverlauf sehen. Auf diese Weise erhalen sie außerdem zusäzliche Einblicke in die Prozesse, die der Evoluion der Compuerindusrie zugrunde liegen. Insgesam kommen die Auoren zu dem Ergebnis, dass die Einführung neuer Technologien wie der Mikroprozessorechnologie deshalb einen wesenlichen Einfluss hae, weil hierdurch besehende Kompeenzen eablierer Unernehmen z. T. deulich enwere wurden. Daneben haen auch die ausgepräge Markenreue der Kunden im Zenralrechnermark und die hohe Preissensiiviä der PC-Nachfrager eine maßgebliche Wirkung auf die Enwicklung der Compuerbranche. Ausgehend von diesem ersen Modell wurden die pharmazeuische Indusrie und die Bioechnologiebranche bzw. deren wechselseiiges Zusammenspiel ebenfalls auf ähnliche Ar und Weise analysier (Brenner und Murmann, 2003; Dominguez Lacasa, 2005; Malerba und Orsenigo, 2002; Pyka und Savio 2005). Bei diesen Arbeien sehen in erser Linie die Markfragmenierung sowie der Übergang vom Zeialer des so genannen Random Screenings zur Ära der molekularen Bioechnologie und deren Einflüsse auf die Anbieerkonzenraion im Vordergrund. Einen weieren Unersuchungsschwerpunk bilde die Eablierung von Nezwerksrukuren in bioechnologie-bezogenen Indusrien (Pyka und Savio 2005). Kriisch is in diesem Zusammenhang, dass die Rolle wissenschaflicher Einrichungen z. T. 38

67 2 Innovaionsökonomische Grundlagen nich berücksichig wird, obwohl wissenschafliche Forschrie von großer Bedeuung für Innovaionen in dieser Branche sind (vgl. z. B. Malerba und Orsenigo, 2002). Diese ersen Ansäze des hisory-friendly modelling zeigen bereis, dass die Herangehensweise gu für die Analyse des Innovaionsgeschehens und der resulierenden Enwicklungsvorgänge innerhalb einzelner Indusrien geeigne is. Aus diesem Grund werden milerweile auch für andere Sekoren, beispielsweise für die Auomobilbranche, erse vergleichbare Modelle enwickel (vgl. z. B. Dawid und Reimann, 2003; Wersching, 2005). Auffällig bei den vorhandenen Arbeien is jedoch die primär qualiaive Berachung der jeweiligen Sysemdynamik. Eine genauere Quanifizierung der analysieren Zusammenhänge wird demensprechend nich vorgenommen. Des Weieren sind einzelne Komponenen der Modelle z. T. sark von der Realiä absrahier, da beispielsweise von vollkommen homogenen Güern oder einer einzigen homogenen Nachfragergruppe ausgegangen wird. Viele der bisherigen Arbeien beschränken sich darüber hinaus allein auf die Unersuchung der Enwicklungsprozesse der jeweiligen Indusrie und der zugrundeliegenden Wirkungszusammenhänge. Ausgehend hiervon können zwar eilweise Handlungsempfehlungen für die Poliik abgeleie werden, gleichwohl finde eine modellbasiere Analyse saalicher Förderinsrumene nur selen sa. In den ensprechenden Fällen werden zudem meis nur einzelne Maßnahmen isolier berache, so dass das Ineinandergreifen verschiedener poliischer Insrumene bisher nur wenig Beachung fand. Trozdem schein sich der Ansaz des hisory-friendly modelling für derarige Analysen anzubieen, zumal er die Möglichkei biee, neben dem Einfluss der zeilichen Terminierung von Fördermaßnahmen oder ewaigen nich-inendieren Folgewirkungen einzelner Insrumene auch die Inerdependenzen zwischen verschiedenen Maßnahmen mi Hilfe ensprechender Simulaionsexperimene zu analysieren Resulierende Herausforderungen hinsichlich der Modellbildung Auch wenn in der Innovaionsforschung Übereinsimmung darüber herrsch, dass sowohl saaliche Technology-Push - als auch Marke-Pull -Maßnahmen posiiv auf das Innovaionsgeschehen innerhalb einzelner Branchen einwirken können, so wurden die poenziellen Wechselwirkungen zwischen diesen beiden Aren poliischer Förderinsrumene bis jez kaum mi Hilfe ensprechender Modelle unersuch. Die Enwicklung eines Simulaionsmodells, mi dem die Inerakionen zwischen verschiedenen Fördermaßnahmen sowie deren Abhängigkei von vorherrschenden Rahmenbedingungen genauer berache werden können, sell deshalb nach wie vor eine wichige Herausforderung dar (vgl. auch Abschni ). In Anberach der herausragenden Rolle, die das Wissen bei der Generierung von Innovaionen spiel, sollen bei einem solchen Modell die Prozesse der Wissenserzeugung und -aufnahme roz der erwähnen Meßproblemaik angemessen berücksichig werden 39

68 (s. Abschni ). Dies beriff besonders den häufig vernachlässigen Einfluss wissenschaflicher Insiuionen. Wichig is außerdem, nich nur die Heerogeniä von Unernehmen und deren wechselseiige Webewerbsbeziehungen zu modellieren, sondern auch die ewaige Konkurrenz zwischen alernaiven Technologieopionen und den ensprechenden heerogenen Produken mi in die Modellbildung einfließen zu lassen (vgl. ebenfalls Abschni ). Ähnliches gil für die Nachfrageseie, die nich als passives Elemen, sondern in Form heerogener, mieinander ineragierender Akeure abgebilde werden solle (s. Abschni ) Angesichs des akuellen Enwicklungssandes im Bereich des hisory-friendly modelling beseh eine zusäzliche Herausforderung darin, die hisorische Enwicklung des jeweils beracheen Indusriezweiges nich nur qualiaiv, sondern sowei wie möglich auch quaniaiv nachzubilden. Dies erschein insbesondere dann sinnvoll, wenn angesreb wird, auf Basis der Modelle die konkree Ausgesalung saalicher Fördermaßnahmen zu unersuchen und zu diskuieren. An dieser Selle läss sich einwenden, dass manche innovaionsbezogene Zusammenhänge nich gemessen und daher nich ohne Weieres quanifizier werden können. Demensprechend sellen die Modellkalibrierung und -validierung auch ein vieldiskuieres Themenfeld innerhalb des hisory-friendly modelling dar (vgl. auch Pyka und Fagiolo, 2005; Werker und Brenner, 2004; Windrum e al., 2007). Doch selbs wenn bei der Feslegung der Parameerwere ein gewisses Maß an Willkür nich zu verhindern is und die z. T. große Anzahl der Parameer bisweilen den Vorwurf provozier, hierdurch ließen sich beliebige Resulae geziel erreichen, so kann man dennoch argumenieren, dass diese Kriik auf das hisory-friendly modelling nich vollsändig zuriff (Carley, 1996; Malerba e al., 2008). Grund hierfür is die hohe Komplexiä der jeweiligen Modelle und deren dami einhergehendes nich-lineares Verhalen: Der Versuch, miels absichlicher Manipulaion einzelner Parameerwere gewünsche Simulaionsergebnisse zu erzielen, führ wegen der Komplexiä der abgebildeen Zusammenhänge beinahe zwangsläufig dazu, dass auch nich beabsichige Folgewirkungen hinsichlich der Modelldynamik aufreen. Eine zielgerichee Beeinflussung der Ergebnisse is somi kaum möglich (Garavaglia, 2009). 40

69 2 Innovaionsökonomische Grundlagen Die deusche Foovolaikbranche als Unersuchungsgegensand Ausgehend von der Zielsezung, den Einfluss poliischer Maßnahmen auf das Innovaionsgeschehen in einem konkreen Indusriezweig zu analysieren und dabei die zugrundeliegenden Wechselwirkungen zwischen Unernehmens-, Technologie- und Nachfrageenwicklung in die Analyse mi einzubeziehen, biee es sich an, die deusche Foovolaikbranche als Unersuchungsbeispiel herauszugreifen. Aufgrund ihrer energie- und wirschafspoliischen Bedeuung wird die Foovolaik in Deuschland bereis sei Anfang der 1960er Jahre geförder. Aus innovaionswissenschaflicher Sich is dabei von herausragender Bedeuung, dass sowohl Maßnahmen zur Forschungsförderung als auch verschiedene nachfrageorieniere Förderprogramme zum Einsaz kamen und nach wie vor kommen. Des Weieren is die Foovolaik im Vergleich zu anderen Technologiebereichen wie beispielsweise dem der Brennsoffzellen weier forgeschrien, wodurch eine vergleichsweise gue Verfügbarkei empirischer Daen gewährleise is. Auffällig is außerdem, dass die bei neuen Technologien häufig aufreende zyklische Enwicklung bei der Markensehung auch im Falle der Foovolaik zu beobachen is (Grupp, 1997; Haller, 2008; Schmoch, 2007). Dieses zyklische Enwicklungsmuser deue auf das Vorliegen zahlreicher Rückkopplungsmechanismen im Innovaionssysem hin, die lezendlich dazu beiragen, dass genaue Aussagen über den konkreen Einfluss einzelner saalicher Maßnahmen erschwer werden. In der einschlägigen Lieraur finden sich daher auch eilweise widersprüchliche Thesen zu den Auswirkungen saalicher Fördermaßnahmen. Vor allem in Bezug auf nachfrageorieniere Insrumene gehen die Meinungen auseinander. So wird einerseis die Ansich verreen, die Markförderung im Bereich der Foovolaik bevorzuge in erser Linie die bereis ewas ausgereifere Technologievariane der klassischen Siliziumzellen und liefere somi keinen signifikanen Beirag zu Innovaionen. Je särker die Branche wachse, deso schwieriger werde es, ein gewisses Maß an echnologischer Vielfal aufrechzuerhalen. Eine echnologische Lock-In-Siuaion wäre daher immer schwieriger zu vermeiden bzw. bereis eingereen (vgl. z. B. Menaneau, 2000; Sandén, 2005). Andererseis wird dagegen auch die Vermuung geäußer, nachfrageorieniere Maßnahmen förderen das Verrauen in die zukünfige Enwicklung und unersüzen dami Markeinrie sowie weiere Forschungs- und Enwicklungsakiviäen (Jacobsson e al., 2002). Eine drie Argumenaionslinie laue, dass die saaliche Förderung der Nachfrage vornehmlich in nachgelageren Werschöpfungssufen, also im Bereich der für den Nezanschluss nowendigen Wechselricher, der Monagegeselle sowie der Anlagenmonage selbs, Lern- und Innovaionsprozesse ansoße. Kosenredukionen in der PV-Modulprodukion wären hinge- 41

70 gen weniger zu erwaren, da diese primär von den direken Invesiionen in Forschung und Enwicklung abhingen (Schaeffer e al., 2004b). Hinergrund für diese unerschiedlichen Einschäzungen is uner anderem der in Abschni dargeselle Sachverhal, dass die Wirkung poliischer Maßnahmen auf das Akeursverhalen unmielbar vom jeweils vorherrschenden Innovaionsregime abhäng. Lezeres unerlieg wiederum Veränderungen, die durch die Handlungen der Akeure hervorgerufen werden, so dass miel- bis langfrisige Effeke lezendlich nur schwer abzuschäzen sind. Ein weieres Problem is, dass im Bereich der Foovolaikechnologie mehrere verschiedene Mechanismen der Wissensgenerierung zum Tragen kommen, die ebenfalls mieinander ineragieren. Insgesam sell die Foovolaik eine Branche dar, bei der es sich anbiee, anhand der hisorischen Enwicklung den Einfluss saalicher Technology-Push - und Marke-Pull - Insrumene auf das Innovaionsgeschehen beispielhaf zu unersuchen. Ziel is es daher, mi Hilfe eines agenenbasieren Simulaionsmodells die Ensehung des deuschen Foovolaikmarkes nachzubilden, um so die direken und indireken Effeke poliischer Maßnahmen analysieren zu können. Auf dieser Basis sollen dann poenzielle Vor- und Nacheile einzelner Insrumene idenifizier sowie wechselseiige Effeke zwischen verschiedenen Maßnahmen unersuch werden. 42

71 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Ersmals beobache wurde der phooelekrische Effek bereis 1839 von Alexandre E. Becquerel. Für die heoreische Erklärung des Effeks, die ers im Jahr 1905 von Alber Einsein geliefer werden konne, erhiel dieser 1921 den Nobelpreis für Physik. Weiere heoreische Grundlagen wurden von William Shockley enwickel, der dann in den 1950er Jahren die ersen Transisoren herselle. Die darauf folgende Halbleier-Revoluion führe auch zur Enwicklung der ersen effizienen Solarzellen. Im Jahr 1954 gelang es Daryl Chapin, Calvin Fuller und Gerald Pearson in den Bell-Laboraorien schließlich die ersen modernen siliziumbasieren Foovolaikzellen herzusellen, mi denen sie Wirkungsgrade von 6 % erreichen, was rund einem Vierel akueller Laborzellen ensprich. Heuige Solarzellen besehen aus großflächigen Halbleierdioden auf einer isolierenden Unerlage sowie Konakpunken für die Verschalung. Auf diese Weise lassen sich in einem ensprechenden Gehäuse mehrere Zellen zu einzelnen PV-Modulen zusammenfassen. Foovolaische Syseme unerscheiden sich hierbei deulich von anderen Energiewandlungsechnologien, da sie die unmielbare Umwandlung von Srahlungsenergie in elekrische Energie ermöglichen. Sie benöigen keine beweglichen Teile und verbrauchen keinerlei Brennsoff. Von daher is der Berieb exrem warungsarm und ruf auch keine Umwelbelasungen hervor. Zudem zeichnen sich PV-Syseme durch ihre Skalierbarkei aus, weshalb Leisungsbereiche von einigen Milliwa bis zu mehreren Megawa realisier werden können. Die Foovolaik biee infolgedessen vielfälige Anwendungsmöglichkeien, so dass sie sich sowohl in Taschenrechnern, Verkehrsleizeichen und Parkuhren als auch für hekargroße Krafwerke einsezen läss. Diesen Voreilen sehen die vergleichsweise hohen Kosen von PV-Sysemen gegenüber. Die kosengünsige Hersellung aller Sysemkomponenen sowie die Enwicklung markfähiger Produke sellen ensprechend von Beginn an die wichigsen Herausforderungen für die Foovolaikbranche dar. Besonderes Merkmal der Foovolaik is, dass die echnologische Enwicklung eine hohe Wissenschafsbindung aufweis. 3 Verglichen mi anderen Technologien is sie daher särker von Forschrien in der Wissenschaf abhängig (Grupp, 1997). Gleichzeiig ha das im Rahmen von Produkion und Anwendung safindende Erfahrungslernen einen relaiv geringen Einfluss auf Kosenredukionen und Produkverbesserungen (Andersson und Jacobsson, 2000; Mikea und Schraenholzer, 2004; Shum und Waanabe, 2007; Waanabe e al., 3 Ein wichiger Indikaor für die Wissenschafsbindung von Technologien sind die Verweise auf wissenschafliche Lieraur in den ensprechenden Paenschrifen (Grupp und Schmoch, 1992). Während durchschnilich rund 25 % der Paene wissenschafliche Veröffenlichungen ziieren, sind es im Bereich der Foovolaik 45 % (Grupp e al., 1995). 43

72 2000). Hervorzuheben is außerdem die hohe Inerdisziplinariä der PV-Technologie: Erfindungen in diesem Gebie bauen nich nur auf Enwicklungen der Halbleierforschung auf, sondern greifen auch in erheblichem Umfang auf Wissen aus der Elekro-, Werksoff-, Oberflächen-, Verfahrens-, Mess- und Regelungsechnik sowie der Opik zurück (Grupp, 1997). Die Wissensbasis der Foovolaik is daher als überaus komplex einzusufen. Darüber hinaus läss sich insbesondere das Wissen, das den verfahrensechnisch komplizieren Produkionsprozessen zugrunde lieg, nur in eingeschränkem Maße kodifizieren. Insgesam is die Gefahr direker Wissensspillover zwischen konkurrierenden Unernehmen deshalb zwar vorhanden; sie is jedoch geringer als in anderen Indusrien, in denen einfaches Reverse- Engineering möglich is, wie beispielsweise im Bereich der Unerhalungselekronik. 3.1 Überblick über die hisorische Enwicklung: Vom Space Age bis zum EEG Den Sarpunk der echnischen bzw. kommerziellen Nuzung von Foovolaik markier rückblickend der Saelli Vanguard I aus dem Jahr Der Saelli war der zweie, der von den USA erfolgreich in das All geschossen wurde. Dank seiner PV-gesüzen Spannungsversorgung konne er über einen langen Zeiraum Signale zur Verfolgung seiner Flugbahn aussenden. Die Enwicklung von Solarzellen wurde daraufhin in das Forschungsprogramm der NASA aufgenommen (Green, 2000; Perlin, 1999). Die anschließende welweie Enwicklung läss sich im Wesenlichen in vier Phasen unereilen, die in den folgenden Abschnien kurz beschrieben werden (s. a. Jacobsson e al., 2002) Das Space-Age - Die 1960er Jahre Der Wesrei der Großmäche im Bereich der Saellienechnik bewirke in den 1960er Jahren einen ersen Enwicklungsschub für die Foovolaik. Aufgrund der Fokussierung der saalichen Förderung auf den Raumfahr- und den Miliärbereich blieben die Forschungsakiviäen primär auf diese Gebiee beschränk (Perlin, 1999; Scho, 2003). Von Voreil für die echnologische Enwicklung war dabe dass die PV unmielbar von der Ensehung der Halbleierindusrie profiieren konne. Die enge Verbindung mi dieser Branche schlug sich auch in der inhallichen Ausrichung der Forschung nieder: In erser Linie wurden siliziumbasiere Ansäze verfolg; auf Verbindungshalbleiern beruhende Dünnschichkonzepe wie z. B. GaAs- oder CdTe-Zellen spielen eine deulich unergeordnee Rolle (Sandén, 2005). Angesichs des inerdisziplinären Charakers der PV-Technologie waren in dieser Enwicklungsphase nur einige große Elekronikkonzerne, die über Vorwissen aus den relevanen Technologiebereichen verfügen, in der Lage, in dieses Gebie einzuseigen. In Deuschland 44

73 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV beispielsweise waren AEG/Telefunken und Siemens, die 1958 bzw mi der Erforschung von Solarzellen begannen, bis in die 1980er Jahre hinein die beiden einzigen indusriellen Akeure. Da raumfahrbezogene Anwendungen den Großeil des Markes ausmachen, bewege sich die jährliche Produkion auch in den späen 1960er Jahren noch in einem sehr niedrigen Bereich von rund 0,1 MW 4 p. Eine wesenliche Barriere für eine weiere Verbreiung der Foovolaik sellen die im Vergleich zu anderen Energiewandlungsechnologien hohen Kosen von rund 100 $/W p dar. Der Übergang zu erresrischen Anwendungen wurde deshalb nur durch die Vielzahl von Anwendungsopionen, wie z. B. Kleinsyseme für Bojen, Weersaionen usw., und die dami verbundene Anzahl von Nischenmärken möglich Ölkrisen und solare Visionen - Die 1970er Jahre Insbesondere die erse Ölkrise im Jahr 1973 löse eine inensive Suche nach Alernaiven zu den konvenionellen Energiewandlungsechnologien aus, die zum einen von dem Besreben moivier war, die Abhängigkei von begrenzen Ressourcen zu verringern. Zum anderen gewann in dieser Enwicklungsphase auch der Gedanke des Umwelschuzes zunehmend an Bedeuung (Risau, 1998). Diese Enwicklung hae zur Folge, dass die öffenlichen Fördermiel für die Forschung in der Foovolaik welwe vor allem aber in den USA, drasisch erhöh wurden (s. Anhang 1-1). Darüber hinaus kamen z. T. kühne Visionen eines schnellen Übergangs zu einer ausschließlich PV-gesüzen Energieversorgung auf. Ausgehend von den Ölkrisen und der dami verbundenen Ausweiung der Forschungsförderung wurden die Forschungs- und Enwicklungsakiviäen im Foovolaikbereich erheblich inensivier. Dies verdeulichen die dynamischen Zuwächse, die bei den wissenschaflichen Veröffenlichungen sowie den Paenanmeldungen 5 in den 1970er Jahren zu beobachen waren (Andersson und Jacobsson, 2000; Garg und Sharma, 1991; Visenin e al., 2005; s. auch Anhang 1-2). Inhallich war der Großeil der Forschungsvorhaben dabei immer noch sark auf die silizium-bezogenen Ansäze fokussier. Trozdem nahm in dieser Phase die Bedeuung der Dünnschichkonzepe, d. h. der PV-Technologien der zweien Generaion, langsam zu (Kajikawa e al., 2008; Sandén, 2005). Von Voreil für die Enwicklung im Bereich der Siliziumzellen war hierbei nach wie vor die enge Verbindung mi der Mikroelekronikin- 4 5 Die Nennleisung von PV-Modulen wird meis in der Einhei Wa peak (W p ) angegeben. Hierbei ensprich die Nennleisung eines Moduls derjenigen Leisung, die bei Sandardbedingungen (25 C Modulemperaur, 1000 W/m² Besrahlungssärke, Lufmasse von 1,5) erreich wird. Paene und Paenanmeldungen lassen sich als Grundlage für die Messung der Innovaionsäigkei heranziehen. Es is jedoch zu berücksichigen, dass nich alle Erfindungen paenier werden können, dass nich alle Erfindungen zum Paen angemelde werden und dass auch nich alle paenieren Erfindungen zu verbesseren Produken führen (Schmoch e al., 1988). Eine Übersich über weiere Indikaoren zur Messung des echnologischen Wandels finde sich in Grupp (2007). 45

74 dusrie: Skaleneffeke bei der Reinssiliziumhersellung sowie die Tasache, dass die aufkommende PV-Indusrie das Ausschussmaerial der Mikroelekronikfirmen verweren konne, ermöglichen Kosenredukionen. Des Weieren sanden leisungsfähige Produkionsanlagen zur Verfügung, die für die Halbleierhersellung enwickel worden waren (Green, 2000). In Folge der ersen Ölkrise wuchs die jährliche Solarzellenprodukion in dem Zeiraum zwischen 1974 und 1980 um durchschnilich 85 % pro Jahr. Troz dieser dynamischen Enwicklung erreiche das Produkionsvolumen gegen Ende der 1970er Jahre lediglich ein Niveau von wenigen MW p jährlich (Jacobsson e al., 2002). Im inernaionalen Vergleich wurde die mi Absand größe Menge in den USA hergesell; die Produkion in Europa und Japan kam über Welmarkaneile von jeweils % nich hinaus. Zudem enwickelen sich bereis in dieser Phase naionale Unerschiede hinsichlich der Anwendungsbereiche: Während in den Vereinigen Saaen vor allem großflächige nezgekoppele PV-Anlagen erriche wurden, fanden Solarzellen in Japan haupsächlich in Konsumgüern, z. B. in Taschenrechnern und Digialuhren, Verwendung (Jacobsson e al., 2002; Maycock, 1986) Kommerzielle Off-Grid-Märke - Die 1980er Jahre Die frühen 1980er Jahre sanden zwar uner dem Eindruck der zweien Ölkrise von 1979, jedoch ra verglichen mi den solaren Zukunfsvisionen des vorherigen Jahrzehns Ernücherung ein, da die ersen indusriellen Akiviäen nich zu dem erhoffen Forschri geführ haen. Es war kein Massenmark ensanden, weil Foovolaiksyseme aufgrund der hohen Hersellungskosen immer noch nich konkurrenzfähig mi den eablieren Technologien waren. In Kombinaion mi dem wieder sinkenden Ölpreis führe dies welwei zu Redukionen der Forschungsfördermiel, die vor allem in den USA sehr drasisch ausfielen (IEA, 2009a). Sowohl die Akiviäen in der Forschung als auch die Ansrengungen im Enwicklungsbereich gingen folglich zurück, so dass ab Mie der 1980er Jahre Rückgänge hinsichlich der wissenschaflichen Publikaionen zu verzeichnen waren (Garg und Sharma, 1991; Haller, 2008). Gleiches gal für die Paenanmeldungen (s. Anhang 1-2 sowie Andersson und Jacobsson, 2000; Visenin e al., 2005). Mi Blick auf die inhalliche Ausrichung kam es zunehmend zu einer Diversifikaion der verfolgen Ansäze, zumal miels der bis dahin dominierenden Solarzellen aus krisallinem Silizium die erwareen Kosensenkungen nich haen realisier werden können (Kazmersk 1997). Die Erforschung von GaAs-, CdTe- und CIS-Solarzellen rücke demensprechend särker in den Fokus (Kajikawa e al., 2008; Sandén, 2005). Des Weieren begannen in den späen 1980er Jahren die ersen Arbeien an PV-Technologien der so genannen drien Generaion (z. B. Polymer- und Farbsoff-Solarzellen). Diese Diversifikaion war auch auf eine zunehmende Zergliederung des Markes zurückzuführen, weil 46

75 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV neben dem Konsumgüerbereich weiere nezferne Anwendungsgebiee, wie z. B. Kommunikaionsanlagen, Solar Home Sysems sowie Inselsyseme für abgelegene Siedlungen, immer mehr Markaneile hinzugewannen (Grupp, 1997). In diesen unerschiedlichen Marksegmenen kamen dabei die jeweiligen Vor- bzw. Nacheile der einzelnen Foovolaikechnologien zum Tragen. Das Markwachsum hae sich in dieser Phase deulich verlangsam. Durchschnilich wuchs die jährliche Produkionsmenge um nur 10 % pro Jahr, so dass in den späen 1980er Jahren Produkionsvolumina von rund 40 MW p jährlich erreich wurden (Jacobsson e al., 2002; Sandén, 2005). Angesichs dieser Enwicklung zogen sich Energie- und Mineralölkonzerne, wie z. B. Exxon, Alanic Richfield Company (ARCO) und Sandard Oil, die zwischenzeilich in den PV-Mark eingesiegen waren, um ihre Markposiion langfrisig auch außerhalb der konvenionellen Energieversorgung auszubauen, wieder zurück. Ihre Akiviäen wurden daraufhin z. T. von den Pionierunernehmen, die schon länger im PV-Bereich äig waren, übernommen (Grupp, 1997). Überdies nahm die Bedeuung amerikanischer Foovolaikproduzenen merklich ab. Insbesondere weil japanische Unernehmen expandieren, sank der Aneil der USA an der welweien Produkion, der Mie der 1980er Jahre noch bei rund 80 % gelegen hae, gegen Ende des Jahrzehns auf ca. 40 %. In gleichem Maße wurden auch die bis dahin dominierenden monokrisallinen Siliziumzellen, die vor allem im Krafwerksbereich zum Einsaz kamen, zunehmend zurückgedräng. Ursache hierfür war, dass die japanischen Herseller im wachsenden Konsumgüerbereich auf amorphem Silizium basierende Dünnschichzellen verwendeen. Diese Zellen wiesen zwar Probleme hinsichlich der Langzeisabiliä auf, weshalb nach einer gewissen Beriebszei Verschlecherungen des Wirkungsgrades feszusellen waren, jedoch erwiesen sich auch kurzzeiig ausprobiere Alernaiven, wie z. B. Cu 2 S/CdS-Zellen, als elekrochemisch zu insabil (Schock und Pfiserer, 2001) Wachsum durch nachfrageorieniere Förderung Bis Ende der 1980er Jahre waren saaliche Fördermaßnahmen im PV-Bereich in erser Linie auf die Förderung von Forschungs- und Enwicklungsprojeken beschränk. Dies ändere sich in den 1990er Jahren mi der zunehmenden Einführung nachfrageorienierer Förderprogramme, die ein anhalendes Wachsum des PV-Markes nach sich zogen. Auslöser hierfür war das Dächer-Programm in Deuschland, das Ende 1990 als Reakion auf die Tschernobyl-Kaasrophe und aufgrund des resulierenden Drucks seiens der Umwelbewegung eingeführ wurde. Im Rahmen dieser Maßnahme unersüzen Bund und Länder die Anschaffung nezgebundener, dachmonierer PV-Anlagen mi Hilfe von Invesiionskosenzuschüssen. Japan und die USA folgen 1994 bzw mi vergleichbaren Programmen. 47

76 Diese Maßnahmen, die in Deuschland in Form des Dächer-Programms sowie des Gesezes für den Vorrang Erneuerbarer Energien (kurz: Erneuerbare-Energien-Gesez - EEG) forgeführ wurden, lösen ein rasanes Markwachsum aus, in dessen Folge sich der Bereich der nezgekoppelen PV-Anlagen zum dominierenden Teilmark enwickele (s.abb. 3.1) MWp Konsumgüer Kommunikaions- u. Signalanlagen nezgekoppele Energieversorgung (< 100 kwp) nezunabh. Energieversorgung PV-Diesel-Syseme nezgekoppele Energieversorgung (> 100 kwp) Abb. 3.1: Welweier PV-Mark nach Anwendungsbereichen (Quellen: Maycock, 2004 u. 2007, sowie eigene Schäzungen. Akuellere Daen nich verfügbar) Die Ensehung dieses Massenmarkes führe dazu, dass die Forschungs- und Enwicklungsakiviäen wieder deulich versärk wurden, obwohl die öffenlichen Maßnahmen zur Forschungsförderung auf einem vergleichbaren Niveau blieben wie in den 1980er Jahren. Demensprechend siegen sowohl die Anzahl der Veröffenlichungen in Fachzeischrifen als auch die jährlichen Anmeldungen von Paenen ab Anfang der 1990er Jahre drasisch an (vgl. Anhang 1-2 und Andersson und Jacobsson, 2000; Garg und Sharma, 1991; Visenin e al., 2005). Die inhalliche Diversiä der Forschungsvorhaben blieb dabei erhalen, wobei ab Ende der 1990er Jahre insbesondere die Arbeien mi Fokus auf die PV-Technologien der drien Generaion sark zunahmen (Kajikawa e al., 2008). Darüber hinaus gewannen auch neuarige Ansäze, wie z. B. Konzenraorzellen oder Nanoechnologie-Konzepe, zunehmend an Bedeuung (Kazmersk 2006). Insgesam wuchs der Foovolaikmark aufgrund der nachfrageorienieren Fördermaßnahmen zwischen 1990 und 2008 durchschnilich um über 30 % pro Jahr, woraufhin 2008 ein Markvolumen von über 5 GW p erreich wurde. Hervorzuheben is hierbe dass abgesehen von den Förderprogrammen nich nur echnische Forschrie sowie Kosensenkungen bei 48

77 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV den PV-Modulen zur dynamischen Enwicklung im Bereich der nezgekoppelen Anlagen beigeragen haben. Vielmehr haen Verbesserungen und Kosenreduzierungen, die bei den so genannen Balance-of-Sysem -Komponenen (Monagegeselle, Verkabelung, Inverer ec.; kurz: BOS-Komponenen) erziel wurden, ebenso enscheidenden Einfluss. Hinsichlich der verschiedenen kommerziell verfügbaren Foovolaikechnologien ging der Markaneil amorpher Siliziumzellen infolge der nachlassenden Bedeuung des Konsumgüerbereichs koninuierlich zurück (vgl. Abb. 3.2). Krisalline Siliziumzellen konnen sich wegen ihres höheren Wirkungsgrades zwar zur dominanen Technologie enwickeln, jedoch zogen Engpässe bei der Reinssiliziumversorgung z. T. deuliche Kosenseigerungen nach sich. 100% 80% 60% Si (amorph) Si (mulikrisallin) Sonsige (CIS ec.) CdTe 40% 20% Si (monokrisallin) 0% Abb. 3.2: Aneile der verschiedenen PV-Technologien an der welweien Zellprodukion (Quellen: Maycock und Bradford, 2006 u. 2007; Mins und Tomlinson, 2009; Reeker, 2000, und eigene Schäzungen) Uner anderem aus diesem Grund begannen einige Unernehmen mi der Hersellung von Dünnschichsolarzellen, obwohl mi diesen nur vergleichsweise geringe Wirkungsgrade erreichbar sind. Zusäzlich zu dem geringeren Rohsoffbedarf biee die Produkion von Dünnschichsolarzellen den wichigen Voreil, dass sich die Hersellungsprozesse besser auomaisieren lassen (Green, 2000). Somi sind im Vergleich zu den krisallinen Siliziumzellen poenziell geringere Hersellungskosen realisierbar, wobei anfangs allerdings das Problem besand, dass noch keine ausgereifen Produkionsechnologien zur Verfügung sanden. Des Weieren machen die verwendeen Maerialien, wie z. B. Gallium, Arsen, Cadmium oder Selen, aufgrund ihrer gesundheisschädlichen Eigenschafen nich nur einen erhöhen Sicherheisaufwand bei der Ferigung, sondern auch aufwändige Recyclingprozesse nowendig (Jäger-Waldau, 2004b). Die Nuzungskonkurrenz mi anderen Indusriezweigen wie der 49

78 Flachbildschirmhersellung kann zudem auch bei diesen Rohsoffen zu Versorgungsengpässen führen (Andersson, 2000; Angerer e al., 2009; USGS, 2009). Besonders deulichen Einfluss hae das in dieser Enwicklungsphase safindende Markwachsum auf die Srukur der Foovolaikindusrie. Das Wachsum ermögliche Neueinseigern eine schnelle Expansion, wodurch die vier Großunernehmen BP Solarex, Kyocera, Sharp und Siemens, die Ende der 1990er Jahre zusammen mehr als die Hälfe aller Solarzellen produzieren, zunehmend Markaneile verloren. In Deuschland profiieren neu gegründee Foovolaikfirmen, wie z. B. Q-Cells, SolarWorld oder Würh Solar, dabei sowohl von der eablieren Forschungslandschaf als auch von den leisungsfähigen Zulieferberieben, die früh spezifisch abgesimme Produkionsanlagen zur Verfügung sellen konnen (Balaguer und Marinova, 2006). Dennoch waren die inländischen Unernehmen nich in der Lage, die Nachfrage auf dem schnell wachsenden deuschen Mark zu befriedigen (s. Tab. 3.1). Ab Anfang der 2000er Jahre exporieren daher vor allem japanische Produzenen Solarzellen und -module nach Deuschland Deuschland Prod Absaz resl. Europa Prod Absaz Japan Prod Absaz USA Prod Absaz übrige Wel Prod Absaz Tab. 3.1: Welweie Produkions- und Absazmengen in MW p. Die Mengendifferenzen ensprechen den Neoimporen der jeweiligen Regionen (Quellen: EPIA, 2009; IEA-PVPS, 2009) 50

79 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV In Japan hae die Regierung miels einer Kombinaion aus Forschungsfördermaßnahmen und nachfrageorienieren Programmen frühzeiig eine Fokussierung auf den Anwendungsbereich der nezgekoppelen Aufdach-Anlagen eingeleie. Zum einen enwickele sich Japan auf Basis dieser Maßnahmen zwischenzeilich zum größen naionalen PV-Mark. Zum anderen ermögliche die frühe Konzenraion auf das neue Anwendungsgebie schnelle echnische Verbesserungen sowie Kosenreduzierungen bei allen Sysemkomponenen, d. h. sowohl bei den PV-Modulen als auch bei den BOS-Komponenen (Balaguer und Marinova, 2006). Im Gegensaz dazu sellen Firmen mi Siz in den USA zwar bis Ende der 1990er Jahre die welwei größen Foovolaikproduzenen dar, jedoch wirke sich die mangelnde Koninuiä der Maßnahmen in Kombinaion mi einer fehlenden Konzenraion auf einen der Nischenmärke ebenso auf die Nachfrageenwicklung als auch auf die ansässige Indusrie negaiv aus (Shum und Waanabe, 2007). Auf Seien amerikanischer PV-Unernehmen kam es innerhalb der vergangenen Jahre daher häufig zu Umsrukurierungen sowie zu Übernahmen durch europäische oder japanische Herseller. Dessen ungeache ensand 1999 mi Firs Solar ein Unernehmen in den USA, das sich innerhalb von knapp zehn Jahren zum Markführer im Bereich der Dünnschichzellen enwickeln konne. Hervorzuheben sind außerdem die Unernehmen aus aufsrebenden Naionen wie z. B. China und Taiwan, die mi Hilfe saalicher Indusrieförderung ihre Produkionskapaziäen momenan massiv ausbauen. 51

80 3.2 Die Enwicklung der Foovolaik in Deuschland Ausgehend von der Übersich über den inernaionalen Konex werden im Folgenden die wichigsen Akeure und Insiuionen innerhalb des deuschen Foovolaik- Innovaionssysems sowie deren wechselseiige Beziehungen unersuch. 6 Die anschließenden Berachungen bilden dami die Grundlage für die Ersellung des agenenbasieren Simulaionsmodells. Poliik Gesezgebung (SrEG, EEG, Planungsrech) Förderprogramme (EU, Bund, Länder, Kommunen) Pol. Iniiaiven (EuroSolar) F&E + Ausbildung Universiäen Insiuionelle F&E- Einrichungen Ineressensverbände (FVEE, PV Uni-Nez) Enwicklung, Produkion, Handel u. Insallaion von PV-Sysemen Lieferanen v. Produkionsanlagen Zell-/Modulherseller Privahaushale Rohsofflieferanen Branchenverbände (BSW, BEE) Herseller v. BOS- Komponenen Großhändler Handwerker Nachfrage Invesoren Bürgeriniiaiven, Solarvereine Normierung / Regulierung VDE, TÜV, DGS Banken, Venure Capial Kapialmärke Akienmärke Rahmenbedingungen Andere Technologien zur Sromerzeugung Globaler Webewerb (Impore, Expormögl.) Abb. 3.3: Zenrale Wirkungsbeziehungen im Innovaionssysem Foovolaik Gegensand der Analyse sind sowohl die mark- als auch die nich markbasieren Inerakionen zwischen den zenralen Akeuren, wobei vor allem der Einfluss saalicher Förderinsrumene auf das Innovaionsgeschehen im Mielpunk des Ineresses seh (vgl. Abb. 3.3). 6 In der Lieraur finden sich ensprechende Analysen der Enwicklung in Japan (Kimura und Suzuk 2006; Risau, 1998; Waanabe e al., 2000) und den USA (Risau, 1998) sowie vergleichende Berachungen des japanischen, deuschen und des ausralischen PV-Markes (Balaguer und Marinova, 2006; Marinova und Balaguer, 2009). 52

81 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Troz dieser Fokussierung wird der poliische (Enscheidungs-)Prozess selbs jedoch nich berache, zumal allein die Auswirkungen poliischer Enscheidungen und die der dami verbundenen saalichen Maßnahmen unersuch werden sollen (vgl. hierzu Fuchs und Wassermann, 2008; Jacobsson e al., 2002; Jacobsson und Bergek, 2003; Jacobsson und Lauber, 2006; Risau, 1998). In Anlehnung an den in Abschni dargesellen sekoralen Innovaionssysemansaz wird daher aufgezeig, wie das echnologische Regime auf das Akeursverhalen und das resulierende Innovaionsgeschehen einwirk und welche Bedeuung dabei den saalichen Fördermaßnahmen zukomm. Neben den bereis zu Beginn des Kapiels erläueren Charakerisika der echnologischen Wissensbasis der Foovolaik sehen demensprechend die in der deuschen PV-Branche exisierenden wissenschaflich-echnischen Chancen, die markseiigen Poenziale sowie die vorherrschenden Aneignungsbedingungen im Fokus. Da sich hinsichlich der hisorischen Enwicklung genauso wie auf der inernaionalen auch auf der naionalen Ebene insgesam vier verschiedene Phasen differenzieren lassen, wird in den folgenden Abschnien unersuch, wie sich diese einzelnen Enwicklungsperioden in Bezug auf die gerade genannen Einflussgrößen voneinander unerscheiden (vgl. auch Räuber, 2005; Röpcke, 2006). Besonderes Augenmerk gil hierbei den Rückkopplungen zwischen der Mikroebene der einzelnen heerogenen Akeure und der Makroebene der Gesamenwicklung des Foovolaikmarkes Die Pionierphase vor 1985 Auslöser für die Enwicklung und Nuzung der Foovolaikechnologie in Deuschland war ebenso wie in den USA die Raumfahrforschung. Mi dem Sar des deuschen Welraumprogramms Anfang der 1960er Jahre begannen auch die ersen Forschungsarbeien zur Enwicklung von Solarzellen. Exporresrikionen seiens der USA haen hierbei zur Folge, dass die europäische Raumfahr lange auf die von deuschen Technologiekonzernen enwickelen Zellen und Module angewiesen war (Jacobsson e al., 2002). Vor allem große Elekronikunernehmen wie AEG/Telefunken und Siemens haen die Möglichkei gehab, aufgrund ihrer Erfahrungen aus der Halbleierferigung früh in den Foovolaikbereich einzuseigen. Insgesam führe die Foovolaik während der 1960er Jahre allerdings ein Nischendasein, da sie außerhalb der Raumfahr auf keinerlei Ineresse sieß. Dies ändere sich in den 1970er Jahren als u. a. durch die erse Ölkrise eine öffenliche Diskussion über die Grenzen des indusriellen Wachsums (Meadows e al., 1972) ausgelös wurde. So üben zum einen die ensehende Umwelbewegung sowie die aus ihr hervorgehenden Organisaionen und Pareien, wie z. B. der Bund für Umwel- und Naurschuz Deuschland (BUND) und DIE GRÜNEN, zunehmend poliischen Druck aus. Zum anderen 53

82 resuliere aus dem allgemein aufkommenden Problem- und Umwelbewusssein ein gesellschaflicher Konsens, dass die Regierung versärk Maßnahmen zur Sicherung der Energieversorgung ergreifen muss (Räuber, 2005). Wichigen Einfluss hae darüber hinaus der Berich der 1979 vom Bundesag eingesezen Enquêe-Kommission Zukünfige Kernenergie-Poliik (1980), in dem zusäzlich zur Beibehalung der nuklearen Opion auch der Ausbau alernaiver Energien sowie Maßnahmen zur Verringerung des Energiebedarfs empfohlen wurden. Die ersen direken Fördermaßnahmen für die Solarechnik gab es demensprechend Mie der 1970er Jahre, wobei zunächs solarhermische Anlagen im Fokus waren (Risau, 1998). Ausgehend von einem eher niedrigen Niveau von rund einer halben Million DM im Jahr 1975 wurde die Foovolaikförderung bis Mie der 1980er Jahre jedoch koninuierlich ausgeweie, so dass 1985 mehr als 50 Millionen DM Jahresbudge für die PV-Forschung zur Verfügung sanden (s. auch Anhang 1-1). Empfänger dieser Fördermiel waren insbesondere die beiden Pionierunernehmen AEG/Telefunken und Siemens; ers ab Anfang der 1980er Jahre kamen mi der RWE-Tocher Nukem und Messerschmi-Bölkow-Blohm (MBB) bzw. der Daimler-Benz Aerospace (DASA) weiere Firmen hinzu (FöKa, 2009; Grupp, 1997). Öffenliche Forschungseinrichungen wie das Insiu für Physikalische Elekronik (IPE) an der Universiä Sugar oder das 1981 gegründee Fraunhofer-Insiu für Solare Energiesyseme (ISE) erhielen im Vergleich zu diesen Großunernehmen nur wenig Fördergelder (FöKa, 2009; Jacobsson e al., 2002). Inhallich war die Förderung in den Jahren vor 1985 auf grundlagenorieniere maerialwissenschafliche Forschungsvorhaben sowie auf Projeke zur Enwicklung von Ferigungsanlagen für die Zell- und Modulhersellung beschränk. Anwendungsorieniere Projeke oder Maßnahmen zur Markeinführung der Foovolaik spielen eine unergeordnee Rolle. Ursache hierfür waren auch die Zusändigkeien der beroffenen Miniserien, denn aus Sich des Bundesminiseriums für Forschung und Technologie (BMFT) war die Anwendung neuer Technologien Aufgabe der Unernehmen. Das für Markeinführungsprogramme zusändige Bundeswirschafsminiserium (BMWi) wiederum verra die Ansich, dass Energieechnologien sich im Mark beweisen sollen und lehne die Subvenionierung vergleichsweise unausgereifer Technologien wie der Foovolaik folglich ab (Jacobsson und Lauber, 2006; Risau, 1998). Demensprechend kam es ers 1983 mi der Errichung einer 300 kw p -Anlage auf Pellworm zu einem ersen größeren Demonsraionsprojek, bei dem die Kosen von rund 11 Mio. DM zu 90 % von der Europäischen Gemeinschaf und dem BMFT übernommen wurden (Röpcke, 2006). 54

83 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Troz der Forschrie, die in der Foovolaik sei den ersen raumfahrbezogenen Akiviäen erziel worden waren, war die Technologie auch Mie der 1980er Jahre im Verhälnis zu anderen Alernaiven zur Sromerzeugung noch sehr euer. Sie konne daher allenfalls im Bereich nezferner Anwendungen, wie z. B. bei der Energieversorgung von Booen, Berghüen oder Funkanlagen, mi konvenionellen Technologien konkurrieren. Es hae sich infolgedessen kein nennenswerer Mark für PV-Anwendungen eablieren können. Noch Ende der 1980er Jahre selle die saaliche Beschaffung von PV-Sysemen für Saellien und Vereidigungseinrichungen den dominierenden Aneil der Nachfrage in Europa dar (Grupp, 1997). Gue Forschungsbedingungen und begrenze wirschafliche Aussichen Für die beeiligen indusriellen Akeure waren die wissenschaflich-echnologischen Chancen in dieser frühen Enwicklungsphase der Foovolaik aufgrund der vorhandenen Indusriesrukur in Deuschland durchaus gu (Balaguer und Marinova, 2006). Unernehmen wie Siemens haen den Voreil, auf ihrem Wissen aus der Mikroelekronik-Produkion aufbauen zu können. Ebenso haen sie die Möglichke auf die vorhandenen Ferigungsanlagen aus diesem echnologisch verwanden Bereich zurückzugreifen, auch wenn sie ers noch auf die PV abgesimm werden mussen. Darüber hinaus sanden in Deuschland mi Chemieunernehmen wie Wacker oder Bayer Herseller von Ausgangsmaerialien zur Verfügung, die als Vorlieferanen der Halbleierindusrie schon über wichige Erfahrungen verfügen. Unabhängig davon, dass der Großeil der saalich unersüzen Forschungsprojeke in Unernehmen durchgeführ wurde, begannen außerdem in den 1970er und frühen 1980er Jahren die ersen grundlagenorienieren Arbeien in öffenlichen Forschungseinrichungen wie dem Hahn-Meiner-Insiu und dem Fraunhofer-ISE sowie in den Universiäen in Sugar, Erlangen und Konsanz. Hervorzuheben is zusäzlich, dass die Enwicklung in Deuschland sowohl in den Unernehmen als auch in den Forschungseinrichungen schon früh über das Gebie der krisallinen Siliziumsolarzellen hinausging. Obwohl der Schwerpunk zwar eindeuig auf diesem Bereich lag, exisieren einzelne Forschungsakiviäen mi Fokus auf alernaive Ansäze wie beispielsweise Dünnschichzellen auf Basis von Verbindungshalbleiern oder amorphem Silizium, die auch öffenlich geförder wurden. Verglichen mi den wissenschaflich-echnologischen Chancen waren die marklichen Anreize in dieser Phase durchaus gering, zumal die Solarzellenherseller in hohem Maße von den saalichen Beschaffungsmaßnahmen für die Raumfahr und das Miliär abhängig waren. Aufgrund dieser Nachfragesiuaion und der hohen Bedeuung des Vorwissens aus verwanden Technologiebereichen waren die Aneignungsbedingungen wiederum sehr gu. Zum einen war der wirschafliche Anreiz, in den PV-Mark einzuseigen, für poenzielle neue 55

84 Konkurrenen gering. Zum anderen haen ewaige Neueinseiger wegen der noch jungen Forschungsszene kaum die Möglichke das nowendige echnologische Wissen mi Hilfe von Aufragsforschungsprojeken o. ä. zu erwerben. Dennoch löse der Ansieg der saalichen Förderung in den 1970er und 1980er Jahren z. T. Verunsicherung bei den bereis im PV-Mark akiven Unernehmen aus. Sie fürcheen, dass zu umfangreich bemessene Fördermaßnahmen zu viele Webewerber hervorbringen können (Grupp, 1997). Dynamische Enwicklung der Innovaionsakiviäen Hinsichlich der wissenschaflichen Forschungsakiviäen kam es nach 1970 zu einem deulichen Ansieg. Gemessen an der Anzahl der wissenschaflichen Publikaionen blieb Deuschland zwar deulich hiner den USA zurück, lag aber vor Japan (Garg und Sharma, 1991). Ebenso nahm die Anzahl der Paenanmeldungen ab Anfang der 1970er Jahre koninuierlich zu (s. Anhang 1-2). Der überwiegende Aneil der Paenanmeldungen kam hierbei von den bereis genannen Technologiekonzernen Siemens, AEG/Telefunken und MBB sowie von Grundsofflieferanen wie BASF oder Wacker. Öffenliche Forschungseinrichungen aus der Fraunhofer- und der Max-Planck-Gesellschaf oder Universiäen meldeen in dieser Phase kaum Paene an (Schmoch e al., 1988). Die Forschungs- und Enwicklungsvorhaben waren in den beiden Pionierunernehmen AEG/Telefunken und Siemens anfangs allein auf krisalline Siliziumzellen beschränk. Beide Unernehmen decken in diesem Bereich jedoch die komplee Werschöpfungskee von der Solarzellen- bis zur Sysemenwicklung ab und berieben darüber hinaus selbs einzelne Demonsraionsanlagen. Ende der 1970er Jahre begannen beide Unernehmen außerdem mi der Erforschung und Hersellung von Dünnschichzellen auf Basis amorphen Siliziums (Räuber, 2005). MBB seze beim Einri in den PV-Mark im Jahr 1980 ebenfalls auf diese Technologie. Im Gegensaz dazu versuche die RWE-Tocher Nukem, im Kernenergiebereich gewonnene Erfahrungen im Umgang mi Schwermeallen ab 1979 für die Weierenwicklung von Cu 2 S/CdS-Zellen zu nuzen. Die Grundlagen für diese Dünnschichechnologie kamen ursprünglich vom Insiu für Physikalische Elekronik der Universiä Sugar, allerdings wurde das Vorhaben aufgrund mangelnder Langzeisabiliä der Zellen schon 1984 wieder beende (Räuber, 2005). Nukem konzenriere sich daraufhin ebenfalls auf siliziumbasiere Ansäze. In dieser frühen Enwicklungsphase waren die Poenziale der verschiedenen echnologischen Alernaiven für die einzelnen indusriellen Akeure nur schwer einschäzbar, weswegen sie ensprechend ihrer jeweils vorhandenen echnologischen Kompeenzen mi der Enwicklung unerschiedlicher Foovolaikechnologien begannen. Trozdem sellen krisalli- 56

85 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV ne Siliziumzellen insgesam den eindeuigen Schwerpunk der Akiviäen dar. Zudem lag der Fokus fas ausschließlich auf der Zell- und Modulenwicklung, so dass die nowendige Sysemechnik zur Nuzung bzw. zur Inegraion foovolaisch erzeuger Energie anfangs vernachlässig wurde. Unabhängig von den echnologie-bezogenen Akiviäen waren die Gründung der Deuschen Gesellschaf für Sonnenenergie (DGS) 1975 sowie des Verbandes mielsändischer Solarindusrie (VSI, heue: Bundesverband Solarwirschaf) im Jahr 1979 für die weiere Enwicklung der deuschen PV-Branche von Bedeuung. Mi diesen beiden Vereinen wurden schon früh Vereinigungen ins Leben gerufen, die die Ineressen der Wissenschaf und der Unernehmen hinsichlich Foovolaik und Solarhermie gegenüber der Poliik verreen (Jacobsson e al., 2002; Mauz e al., 2008). Technikbegeisere und Verreer der Ökologiebewegung endecken die Foovolaik Foovolaische Syseme waren in den 1970er und frühen 1980er Jahren sehr euer und echnisch wenig ausgereif. Ensprechend wurden bis Mie der 1980er Jahre Garaniedauern von maximal fünf Jahren gewähr. Die Foovolaik konne daher kaum mi anderen Energiewandlungsechnologien konkurrieren und wurde außerhalb der Raumfahr und des miliärischen Bereichs in erser Linie für die Versorgung nezunabhängiger Geräe genuz. Die Anzahl kleinerer PV-Anlagen von privaen Endkunden war seinerzei sehr gering. Nichsdesoroz wirke sich auf Seien der Privahaushale die konsrukiv-pragmaische Wende der Ökologiebewegung aus (Mauz e al., 2008). Hae sich die Ökologiebewegung anfangs primär auf ihren Proes gegen Kernkrafwerke konzenrier, so seze Mie der 1970er Jahre ein Umdenken ein. Demzufolge sollen im Gegensaz zur reinen Fundamenalopposiion auch Alernaiven zu den konvenionellen Energien aufgezeig werden. Engagiere Umwelschüzer, die die Nuzung regeneraiven Energien selbs in die Hand nehmen wollen, waren daher die ersen privaen Nachfrager im Foovolaikmark (Hoffmann, 2008). Daneben sellen echnikbegeisere Basler, die von der PV-Technologie selbs faszinier waren, den überwiegenden Res der Nachfrager dar (Mauz e al., 2008). Zudem wurden Verreer der Ökologiebewegung als Promooren akiv. Bereis ab 1975 wurden aus der Ani-Aomkraf- Bewegung heraus die ersen Solariniiaiven gegründe, die poenzielle Ineressenen miels Informaionskampagnen auf die Foovolaik aufmerksam machen und diesen auch Beraung anboen (Dewald, 2008; Drücke e al., 2004). 57

86 3.2.2 Verunsicherung der heimischen Indusrie durch mangelnde Koninuiä in der Förderung zwischen 1986 und 1996 Mi Beginn der chrislich-liberalen Regierung uner Helmu Kohl ging das poliische Ineresse an den Solarechnologien wieder zurück. Ursache hierfür war auch, dass Ineressensvereinigungen wie der Verband mielsändischer Solarindusrie im Vergleich zur Lobby der großen Energieversorgungsunernehmen über wenig Einfluss verfügen (Risau, 1998). Durch den Reakorunfall in Tschernobyl im Jahr 1986 änderen sich die gesellschafliche und die poliische Simmung jedoch grundlegend. Die Diskussion über die Kernkraf, die zuvor vor allem durch DIE GRÜNEN vorangerieben wurde, wurde nun auch von der SPD besez. Zusäzlich kam es zu einem Ersarken der Ökologiebewegung (Jacobsson und Lauber, 2006; Jahn, 1992). Besonderen Einfluss enwickele in dieser Phase außerdem die 1988 gegründee Vereinigung EuroSolar, der sich Miglieder aller Pareien - ausgenommen der FDP - anschlossen. Des Weieren gründeen außeruniversiäre Forschungseinrichungen aus der Helmholz-Gemeinschaf Deuscher Forschungszenren (HGF) und der Fraunhofer- Gesellschaf (FhG) im Jahr 1990 den Forschungsverbund Sonnenenergie (FVS, heue Forschungsverbund Erneuerbare Energien), der nich nur die Akiviäen der Migliedsinsiue koordinier, sondern auch deren gemeinsame Ineressen verri. Nach der Tschernobyl-Kaasrophe wurden die öffenlichen Forschungsfördermiel für die Enwicklung der Solarechnologien, die zwischenzeilich reduzier worden waren, wieder erhöh, so dass im Jahr 1989 ein ähnliches Jahresbudge wie 1982 erreich war (Risau, 1998). Im Bereich der Foovolaik vervierfachen sich die Miel auf Seien der öffenlichen Forschungseinrichungen nach 1985 innerhalb von fünf Jahren und blieben anschließend auf diesem hohen Level. Im Gegensaz hierzu wurde die Förderung indusrieller FuE-Vorhaben zwischen 1985 und 1991 fas durchgängig auf einem relaiv hohen Niveau belassen, wobei nach wie vor die Technologiekonzerne die Haupempfänger waren. Anschließend reduziere das BMFT dieses Budge allerdings in einem Zeiraum von vier Jahren sukzessive auf rund die Hälfe. Diese Reduzierung beraf insbesondere das Gebie der krisallinen Siliziumzellen, da hier milerweile Ernücherung hinsichlich der erzielen Forschrie eingereen war. Trozdem blieb dieser Bereich weierhin ein wichiger Schwerpunk. Die Forschungsförderung für amorphe Siliziumzellen wurde nach 1990 demensprechend nur kurzzeiig erhöh, da diese Technologie wegen der mangelhafen Langzeisabiliä keine Alernaive darselle. Unabhängig davon fand bei den Verbindungshalbleiern eine schriweise Erhöhung der Fördermiel sa, von der anfangs vor allem die Forschungsinsiue profiieren. Somi gab es vor allem im Bereich der öffenlichen Forschung eine echnologisch sehr breie Förderung. 58

87 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV In Folge der saalichen Fördermaßnahmen und der vorhandenen Indusriesrukuren hae die Foovolaikforschung in deuschen Forschungseinrichungen und Unernehmen gegen Ende der 1980er Jahre eine inernaionale Spizenposiion erreich. Gleichwohl exisieren aufgrund mangelnder Nachfrage kaum vermarkbare Produke, zumal die Foovolaikförderung immer noch Aufgabe des BMFT war, das sich auf die Unersüzung von Forschung und Enwicklung konzenriere (Risau, 1998). Diese Siuaion ändere sich Anfang der 1990er Jahre, da das Forschungsminiserium zunehmend Demonsraionsvorhaben unersüze, in deren Rahmen sowohl Kompak- und Inselsyseme als auch nezgekoppele Anlagen weierenwickel wurden. Ebenfalls auf Iniiaive des BMFT saree Ende 1990 das Bund-Länder Dächer-Programm. Zusäzlich ra 1991 das Sromeinspeisungsgesez in Kraf, dass die Energieversorgungsunernehmen dazu verpflichee, Srom aus Wind- und PV-Anlagen zu 90 % ihrer Erlöse aus dem Sromverkauf zu vergüen. Die daraus resulierende Vergüung von knapp 17 Pfg./kWh war für einen wirschaflichen Berieb von Foovolaikanlagen dennoch viel zu gering (Erge e al., 2001; Leuchner und Boeksiegel, 1991). Bund und Länder übernahmen im Rahmen des Dächer-Programms allerdings 70 % der Anlagen- und Insallaionskosen, so dass mi Hilfe dieses Förderprogramms innerhalb von vier Jahren 2250 Syseme mi einer Gesamleisung von mehr als 4 MW p insallier wurden (Saiß und Räuber, 2003). Die Maßnahme war dami die umfangreichse welwei und hae in zweierlei Hinsich eine Schlüsselfunkion: Es war zum einen der erse wissenschaflich begleiee Feldes für nezgekoppele PV- Anlagen, so dass auch wichige Erfahrungen hinsichlich der Sysemechnik gesammel wurden (Hoffmann, 2008). Zum anderen bildeen privae Haushale ersmals eine bedeuende Nachfragergruppe. Die Tasache, dass der Bund nach Ende des Dächer-Programms keine weiere Anschlussmaßnahme plane, führe jedoch zu einer Verunsicherung der indusriellen Akeure. Die Verbände der Solarindusrie sowie EuroSolar forderen deshalb weiergehende Programme; die Firmen drohen abzuwandern (Jacobsson und Lauber, 2006; Risau, 1998). Dem sand die ablehnende Halung der Energieversorgungsunernehmen gegenüber, die alles daran sezen, das Sromeinspeisungsgesez wieder abzuschaffen. Obwohl ein in dieser Phase safindendes Wachsum der Windenergiebranche auf Seien der Poliik dafür sorge, dass die Förderung erneuerbarer Energien als asächlich lohnenswer berache wurde, gab es lezendlich kein Folgeprogramm auf Bundesebene (Jacobsson und Lauber, 2006). Es folgen daher versärk dezenrale, auf Landes- oder kommunaler Ebene angesiedele Iniiaiven. Hervorzuheben is hierbei der 1986 in Aachen gegründee Solarenergie- Förderverein (SFV), von dem das Konzep der kosendeckenden Vergüung enwickel wur- 59

88 de. 7 Nach der ersmaligen Umsezung dieses Konzeps in den Gemeinden Freising und Hammelburg im Jahr 1993 führen auf Druck von Solariniiaiven und Umwelschuzgruppen rund 40 weiere Kommunen kosendeckende oder zumindes kosenorieniere Vergüungen für Solarsrom ein (Hoffmann, 2008; Jacobsson und Lauber, 2006). Des Weieren wurden auf Länderebene ebenfalls einzelne nachfrage-orieniere Förderprogramme eingeführ, so dass auch nach Ende des Dächer-Programms noch eine inländische Nachfrage vorhanden war. Ungeache dessen herrsche bei diesen vielen vereilen Maßnahmen eine große Ungewisshei hinsichlich der zu erwarenden Laufzeien. Auch seiens der Europäischen Union wurden in den Anfängen der PV-Vermarkung Demonsraionsprogramme geförder. Diese haen aber bei Weiem nich den Umfang, den die Programme vorzuweisen haen, die beispielsweise von der Bundesrepublik gesare wurden. Zudem leben europäische und deusche naionale Förderpoliik immer deulich gerenn nebeneinander her (Räuber, 2005). Günsige echnologische Rahmenbedingungen und ungewisse Markperspekiven Die wissenschaflich-echnologischen Chancen waren in dieser Enwicklungsphase nach wie vor gu. Zusäzlich zu einer Erhöhung der Fördermiel für die öffenlichen Forschungseinrichungen, wurden weiere außeruniversiäre Insiue gegründe, die vor allem Prozess- und Maerialenwicklung berieben: Das Insiu für Solarenergieforschung in Hameln (ISFH: Gründung 1987), das Zenrum für Sonnenenergie- und Wassersoff-Forschung (ZSW: 1988), das Insiu für Solare Energieversorgungsechnik (ISET: 1988, heue: Fraunhofer-Insiu für Windenergie und Energiesysemechnik) sowie das Bayerische Zenrum für Angewande Energieforschung (ZAE Bayern: 1991). Dazu führen die zunehmenden Bedenken gegenüber der Kernenergie zu einer hohen inrinsischen Moivaion seiens der Forscher (Gabler, 2007). Insgesam war daher ein deuliches Ersarken der Forschungsszene zu verzeichnen. Der deuschen PV-Branche sand somi zunehmend öffenliches Wissen zur Verfügung. Technologiekonzerne wie AEG/Telefunken oder Siemens profiieren nach wie vor davon, dass sie Erfahrungen aus dem wachsenden Mikroelekronikbereich auf die Foovolaik überragen konnen. Zusäzlich hierzu war das Wissen über die für den Nezanschluss nowendige Sysemechnik, das im Rahmen des Dächer-Programms gesammel werden konne, sehr wichig für die weiere Enwicklung. 7 Der kosendeckende Vergüungssaz lag im Jahre 1995 beispielsweise bei 2 DM/kWh und solle sowohl für Webewerb als auch für eine seige Degression der Preise sorgen. Der Vergüungssaz war dabei so gewähl, dass einem Anlagenbereiber alle Kosen einschließlich ewaiger Kredizinsen innerhalb einer Beriebsdauer von 20 Jahren zurückersae wurden (siehe auch Röpcke, 2006). 60

89 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Demgegenüber waren die wirschaflichen Anreize insbesondere bis Ende 1980er Jahre sehr gering. Foovolaische Syseme waren immer noch vergleichsweise euer, so dass sie ohne ensprechende Förderung allenfalls im Bereich nezferner Anwendungen webewerbsfähig waren. Da die indusriellen FuE-Akiviäen lange auf die Ausgangsmaerialien und die darauf aufbauenden Solarzellen konzenrier waren, während die Modul- und Sysemechnik vernachlässig wurde, war die langsame Markenwicklung in gewissem Maße ebenso ein selbsverschuldees Problem. Anfang der 1990er Jahre bewirke das Dächer- Programm zwar einen deulichen Ansieg der heimischen Nachfrage, jedoch löse auch diese Maßnahme seiens der Foovolaikunernehmen keine nennensweren Invesiionen in zusäzliche Produkionsanlagen o. ä. aus (Jacobsson und Lauber, 2006). Insgesam waren die indusriellen Akeure desillusionier, da sich echnologische Forschrie und erwaree Kosensenkungen nich so schnell haen realisieren lassen wie zu Beginn der Enwicklung erhoff. Angesichs der geringen Größe des Foovolaikmarkes und der exisierenden Unsicherheien hinsichlich der saalichen Förderung blieben die Aneignungsmöglichkeien für die bereis vorhandenen PV-Unernehmen dahingegen gu, da für poenzielle Konkurrenen nur geringe Anreize für einen Markeinsieg exisieren. Des Weieren waren zu Beginn des Dächer-Programms nur deusche Herseller zugelassen, so dass 99,5 % der Nachfrage von Siemens und AEG/Telefunken bedien wurden. Späer wurde das Programm auch für ausländische Herseller geöffne. Trozdem verfügen die beiden deuschen Technologieunernehmen im Jahr 1993 noch über einen Markaneil von rund 70 % (Risau, 1998). Inhalliche Ausweiung der Innovaionsakiviäen auf das Gesamsysem In Bezug auf die Forschungs- und Enwicklungsakiviäen war in den 1980er Jahren zunächs ein Rückgang zu verzeichnen. Im Jahr 1990 wurden daher nur noch halb so viele Erfindungen zum Paen angemelde wie Das Dächer-Programm rief wiederum eine erneue Ausweiung der Akiviäen hervor, so dass sich die Anzahl der Paenanmeldungen innerhalb von fünf Jahren verdreifache (s. Anhang 1-2). Inhallich waren die Forschungsvorhaben durchaus heerogen, wobei speziell der Bereich der Sysem- und Gebäudeinegraionsechnik zunehmend an Bedeuung gewann. Wesenlicher Schwerpunk der Forschungsbemühungen blieb ungeache der reduzieren Förderung das Gebie der krisallinen Siliziumzellen. Ausschlaggebend hierfür waren die in dieser Enwicklungsphase vorherrschenden Markbedingungen, denn in Anberach der geringen Größe des Foovolaikmarkes beschränken sich die Unernehmen auf inkremenelle Verbesserungen dieser Technologie. Sie konnen so auf bereis vorhandenem Wissen aufbauen. Für radikale Inno- 61

90 vaionen, wie z. B. Solarzellen auf Basis von Verbindungshalbleiern, war das wirschafliche Risiko hingegen zu hoch (de Moor e al., 2004a). Wichige Impulse für die echnologische Enwicklung gingen außerdem vom Dächer- Programm und den begleienden Forschungsprojeken aus, an denen das Fraunhofer-ISE, das ISFH, das Umwelinsiu Leipzig, der TÜV Rheinland sowie weiere Einrichungen beeilig waren (Erge e al., 1998). Zum einen waren im Bereich der Modulkonsrukion lange Zei Fehler begangen worden, da die Bedeuung der Modulgehäuse für die Leisungsfähigkei und die Lebensdauer von PV-Sysemen unerschäz worden war (Kazmersk 2006). Zahlreiche dieser Fehler konnen während des Dächer-Programms u. a. mi Hilfe des Prüflabors, das nach 1985 beim TÜV Rheinland miels öffenlicher Miel eingeriche wurde, idenifizier werden (FöKa, 2009). Zum anderen wurden wichige Erfahrungen hinsichlich der Insallaion von PV-Anlagen und der für den Nezanschluss nowendigen Sysemechnik gesammel (Gabler e al., 1997). Insbesondere bei den Wechselrichern, die 65 % aller erfassen Defeke verursach haen, kam es daraufhin zu deulichen Verbesserungen (Erge e al., 1998). Des Weieren begann der TÜV, Sandards für die Insallaion von PV-Anlagen feszulegen und auch selbs Handwerker auszubilden. Die Verbesserung der BOS- Komponenen in Kombinaion mi dem zunehmenden Wissen über PV-Anlagen seiens der Handwerksberiebe führe zu merklichen Redukionen der Anlagenpreise (Sandén, 2005; Sandén und Azar, 2005). Dieser Prozess selle insgesam einen posiiven exernen Effek dar, von dem alle PV-Unernehmen profiieren. AEG/Telefunken / MBB / DASA ,8 1,3 1,2 1,7 2,1 2,6 ASE 2,6 2,4 1,7 0,0 Siemens 0,2 0,2 0,4 0,6 0,8 0,6 0,5 0,6 0,1 0,0 Summe 1,0 1,5 1,6 2,3 2,9 3,2 3,1 3,0 1,8 0,0 Tab. 3.2: Von deuschen Unernehmen in Deuschland produziere Mengen in MW p (ASE: Angewande Solarenergie GmbH, Quellen: Maycock, 1994; Maycock e al., 2006; Reeker, 2000) Troz der erzielen Forschrie waren die deuschen PV-Unernehmen Mie der 1990er Jahre hinsichlich der weieren Markenwicklung pessimisisch, da seiens der Poliik kein längerfrisiges Ineresse an der Foovolaik mehr erkennbar war. Aufgrund dieser Ungewisshei verlageren sie ihre Produkion nach und nach ins Ausland (vgl. auch Tab. 3.2). Darüber hinaus war diese Phase durch zahlreiche Konsolidierungen bei den Großunernehmen gepräg: Zunächs übernahm die DASA im Jahr 1986 AEG/Telefunken und wenig späer auch 62

91 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV MBB. Im Jahr 1993 folge dann in Kooperaion mi Nukem die Gründung der Angewande Solarenergie GmbH (ASE). Unmielbar danach kaufe die ASE die Mobil Solar Energy Corporaion in den USA auf, während zeigleich ein Produkionssandor in Deuschland aufgegeben wurde (Räuber, 2005). Siemens verhiel sich ähnlich und übernahm 1989 mi der amerikanischen ARCO Solar eines der führenden Unernehmen im Bereich der Dünnschichechnologien. In den darauf folgenden Jahren baue Siemens seine Produkion in den USA immer weier aus, so dass das Unernehmen Mie der 1990er Jahre mi rund 20 % Markaneil welgrößer Produzen von Solarzellen war. In Folge der Produkionsverlagerungen reiche die Produkion in Deuschland schon Ende 1993 nich mehr aus, um die heimische Nachfrage zu befriedigen. Hieran ändere auch die Tasache nichs, dass im Jahr 1993 mi Sunways und Anec Solar zwei neue Akeure in der deuschen PV-Branche hinzukamen: Im Vergleich zu den Pionierunernehmen verfügen beide Neueinseiger zum Zeipunk ihrer Gründung über kein geeignees Produkionsequipmen. Bis zum endgüligen Sar der Solarzellenprodukion vergingen daher in beiden Fällen noch mehrere Jahre. Organisaionale Professionalisierung und Beschleunigung des Diffusionsprozesses In der Zei zwischen 1986 und 1996 waren Foovolaikanlagen angesichs eines Preisniveaus von deulich mehr als pro W p immer noch sehr euer. Außerdem exisieren Unsicherheien in Bezug auf die echnische Zuverlässigkei der Anlagen. Auch wenn die Garaniedauer von Solarmodulen im Laufe der 1990er Jahre auf 20 Jahre geseiger werden konne, galen die für die Anbindung an das Sromnez nowendigen Wechselricher nach wie vor als hochgradig anfälliges Baueil (Rindelhard e al., 1995; Wohlgemuh, 2003). Unabhängig von diesen Nacheilen wurden besonders während des Dächer-Programms einige Särken der PV-Technologie deulich. Beispielsweise zeige sich, dass PV- Aufdachsyseme im Vergleich zu solarhermischen Anlagen mi weniger Aufwand in besehende Bauwerke inegrierbar sind. Als weierer relaiver Voreil erwies sich, dass bei Foovolaikanlagen die in das öffenliche Sromnez eingespeise Energiemenge direk am ensprechenden Sromzähler abgelesen werden kann. Diese Möglichkei der bequemen Erfolgskonrolle erhöh unmielbar die Zufriedenhei der privaen Nuzer. Ferner seigere die vom Gesezgeber eingeführe Verpflichung der Nezbereiber zur Abnahme und Vergüung des Solarsroms die Akzepanz der Foovolaik bei Privahaushalen (Jager, 2006b). Nezgekoppele PV-Anlagen enwickelen sich in dieser Phase zum dominierenden Marksegmen. Bereis zu Beginn der 1990er Jahre waren wei über 90 % der in Deuschland insallieren Foovolaikleisung an das Sromnez angeschlossen (Wissing, 2008). Auslöser 63

92 hierfür war die wachsende Nachfrage nach Aufdachanlagen durch Privahaushale. Diese Nachfragegruppe seze sich wie in der vorherigen Enwicklungsphase haupsächlich aus engagieren Umwelschüzern und Technikbegeiseren zusammen. Zu einem Großeil handele es sich hierbei um Akademiker aus mileren und höheren Einkommensklassen, denen die persönliche Außenrepräsenaion bzw. die poenzielle soziale Anerkennung wichig war (Genennig und Hoffmann, 1996). Enscheidender Einflussfakor hinsichlich der Diffusion von PV-Anlagen auf Seien der privaen Nachfrager war hierbei eindeuig das Dächer-Programm. Durch das Programm erhöhe sich die Sichbarkei von Foovolaiksysemen zunehmend. Somi waren poenzielle Ineressenen im Vergleich zu den allerersen Käufern nich mehr so sehr darauf angewiesen, Informaionen akiv in Fachzeischrifen zu suchen oder von Insallaionsfirmen einzuholen (Genennig und Hoffmann, 1996). Auch im sich anschließenden Verbreiungsprozess blieb die Mund-zu-Mund-Propaganda der maßgebliche Kommunikaionskanal; Massenmedien spielen lediglich eine unergeordnee Rolle (Guidolin und Morarino, 2010; Jager, 2006b). Enscheidend begünsig wurde dies durch die hohe Zufriedenhei der Anlagenbesizer. Beispielsweise gaben lediglich drei Prozen der Teilnehmer des Dächer- Programms an, dass sie sich nich wieder an einem derarigen Programm beeiligen würden (Erge e al., 1998). Darüber hinaus agieren Handwerksberiebe in seigendem Maße als Muliplikaoren, die geziel Informaionen über PV-Syseme und deren Insallaion verbreieen (Genennig und Hoffmann, 1996). Zusäzlich hierzu beeinflusse eine weiere Enwicklung den Verbreiungsprozess innerhalb dieses dezenralen Diffusionssysems in bedeuendem Maße: Viele der Anlagenbesizer wuchsen selbs in die Rolle von Veränderungsagenen und Meinungsführern hinein und üben so selbs akiv Einfluss auf die weiere Verbreiung aus (Mauz e al., 2008; Rogers, 1983). Während die Ebene des informellen Informaionsausauschs nach und nach verlassen wurde, rug die vermehre Gründung von Vereinen und Solariniiaiven durch Besizer von PV- Sysemen zu einer wachsenden Professionalisierung bei. Förderlich für den Erfolg dieser Organisaionen war nich nur die berufliche Kompeenz der Miglieder, die häufig Naurwissenschafler bzw. Ingenieure waren, sondern auch deren soziale Nähe zu den Kaufineressenen, da diese of den gleichen Mielschichgruppen angehören (Hübner und Felser, 2001). Die Solariniiaiven enwickelen außerdem das Konzep des Bürgerkrafwerks, bei dem die Finanzierung einer einzelnen Anlage durch mehrere Personen eine Redukion des individuellen finanziellen Risikos ermöglich. Einerseis wurde die Foovolaik dami auch für einkommensschwächere Haushale erschwinglich; andererseis bedeuee die Errichung größerer Gemeinschafsanlagen in Kombinaion mi der Nezeinspeisung gleichzeiig eine langsame Abkehr vom Auarkie-Gedanken der Ökologiebewegung. 64

93 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Indusrielles Wachsum in den Jahren 1997 bis 2005 Die zweie Hälfe der 1990er Jahre wurde maßgeblich durch zwei Trends gepräg, die auf inernaionaler bzw. europäischer Ebene aufraen: Ersens srebe die EU eine särkere Liberalisierung und Deregulierung des Energiesekors an. Zweiens bewirke die aufkommende Debae über den Klimawandel, dass die Redukion der CO 2 -Emissionen von der Poliik als drängendes Problem wahrgenommen wurde (Fuchs und Wassermann, 2008). Als Reakion auf das Kyoo-Prookoll formuliere die EU mi der Vorgabe, dass erneuerbare Energieräger bis zum Jahr 2010 einen Aneil von 12 % am Bruoinlandsenergieverbrauch der Europäischen Union haben sollen, daher im Jahr 1997 ersmals ein konkrees Ziel hinsichlich des Ausbaus der Erneuerbaren Energien (KOM, 1997). Wichigen Einfluss auf die Enwicklung in Deuschland hae zudem der Wechsel zu einer ro-grünen Bundesregierung im Jahr Hierbei is zu beonen, dass auf poliischer Ebene nich allein der Gedanke des Klimaschuzes eine wichige Rolle spiele. Vielmehr seze sich Ende 1990er Jahre mehr und mehr die Erkennnis durch, dass alernaive Energiewandlungsechnologien vor dem Hinergrund des wachsenden Welmarkes langfrisig von wirschaflicher Bedeuung für Deuschland sein können (Saiß, 2003). Mi Blick auf die Foovolaikbranche in Deuschland verblieb die direke Förderung von Forschungs- und Enwicklungsvorhaben in dieser Enwicklungsphase insgesam auf dem Niveau der Vorjahre. Demensprechend erhielen öffenliche Forschungseinrichungen und Universiäen rund Mio jährlich, während die Forschung in den Unernehmen mi durchschnilich Mio pro Jahr unersüz wurde. Unabhängig hiervon veränderen sich die Prioriäen der öffenlichen Förderung, so dass dem Gebie der auf Verbindungshalbleiern beruhenden Solarzellen koninuierlich mehr Miel zugewiesen wurden. Des Weieren wurden vor allem auf Seien der öffenlichen Forschungseinrichungen Arbeien an Dünnschichzellen auf Siliziumbasis zwischen 1995 und 2005 versärk geförder. Bei den Anwendungs- und Demonsraionsprojeken kam es im Gegenzug zu einer besändigen Redukion des Förderbudges. In diesem Zusammenhang is auch darauf hinzuweisen, dass die PV- Unernehmen ab Mie der 1990er Jahre ergänzend zur Forschungsförderung eils Invesiionsbeihilfen von Bund und Ländern erhielen. Ferner war bei Sandoren in srukurschwachen Regionen, z. B. in den Neuen Bundesländern, eine zusäzliche Förderung durch die EU möglich. Der enscheidende Impuls für die Enwicklung der Foovolaik-Branche in Deuschland ging in dieser Phase allerdings von nachfrage-orienieren Förderinsrumenen aus. Nach dem Ende des Dächer-Programms ra zwar ein zwischenzeilicher Bruch auf, den die bereis erwähnen Maßnahmen auf Ebene der Länder und Kommunen nich vollsändig kompensieren konnen (Saiß und Räuber, 2003). Jedoch kamen in der zweien Hälfe der 65

94 1990er Jahre weiere kleine Programme hinzu. Dank dieser Vielzahl kleinerer Maßnahmen brach der Foovolaikmark nich vollsändig zusammen. Beispiele waren ewa Krediprogramme wie das ERP-Umwel- und Energiesparprogramm der Deuschen Ausgleichsbank oder die von manchen Energieversorgern eingeführen grünen Sromarife, bei denen Kunden freiwillig einen erhöhen Tarif zahlen, um so zur Finanzierung von PV-Anlagen beizuragen (Gabler e al., 1998; Haas, 2003; Schaeffer e al., 2004b). Eine erneue Wende markiere die Einführung des Dächer-Programms im Jahr 1999, für das sich Solarenergieverbände und EuroSolar-Parlamenarier schon sei Mie der 1990er Jahre eingesez haen (Jacobsson e al., 2002). Die auf einen Zeiraum von fünf Jahren ausgelege Maßnahme hae eindeuig eine indusriepoliische Zielsezung und solle es deuschen Unernehmen ermöglichen, am inernaional schnell wachsenden Mark zu konkurrieren (Saiß, 2003). Die Erfahrungen aus den Vorjahren haen dabei verdeulich, von welcher Bedeuung poliische Koninuiä und ein großer, sabiler Inlandsmark für die Erreichung dieses Ziels sind. Auf Basis zinsvergünsiger Darlehen der bundeseigenen Krediansal für Wiederaufbau (KfW) solle demensprechend die Insallaion von rund Solaranlagen mi einer durchschnilichen Leisung von 3 kw p geförder werden. Dies ensprach einer Versiebenfachung der in Deuschland im Jahr 1998 insgesam insallieren Leisung. Gleichwohl war das Dächer-Programm aufgrund anfänglicher bürokraischer Probleme und wegen der geringen Höhe der im Sromeinspeisungsgesez fesgelegen Vergüung zu Beginn nich so erfolgreich wie erhoff (Bruns e al., 2009). Der Durchbruch für die PV erfolge Anfang 2000 mi der Einführung des Gesezes für den Vorrang Erneuerbarer Energien (Erneuerbare-Energien-Gesez, kurz: EEG), das als Forschreibung des Sromeinspeisungsgesezes die Nezeinspeisung und Vergüung regeneraiv erzeugen Sroms regel. Zenrales Merkmal des EEG is, dass die Anlagenbereiber für in das Versorgungsnez eingespeisen Srom eine Vergüung erhalen, die sich an den spezifischen Kosen der verschiedenen Energiewandlungsechnologien orienier. Im Gegensaz zum Sromeinspeisungsgesez is die jeweilige Höhe der Vergüungssäze hierbei für einen Zeiraum von 20 Jahren garanier. Ferner werden die durch die Zahlung der Einspeisevergüungen ensehenden Mehrkosen auf Seien der Nezbereiber mi Hilfe eines Umlagesysems auf alle Lezverbraucher vereil. Weieres Kernmerkmal des Gesezes is die fesgelege jährliche Degression, aufgrund derer die Einspeisevergüungen für neu insalliere Anlagen Jahr für Jahr um einen fesen Prozensaz reduzier werden, um seiens der Anlagenherseller einen Anreiz für Kosensenkungen zu schaffen. Ensprechend war für die Vergüung für PV-Srom, die anfangs 0, /kwh berug, ab 2002 eine Redukion von 5 % pro Jahr vorgesehen (Erge e al., 2001). 66

95 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Hinsichlich der Ausgesalung des EEG war es für den Gesezgeber von großem Voreil, dass auf regionaler Ebene bereis vielfälige Erfahrungen mi Einspeiseregelungen gesammel worden waren (Fuchs und Wassermann, 2008). In Kombinaion mi dem Dächer-Programm kam es daher im Bereich der PV-Aufdachanlagen zu einem regelrechen Nachfrageboom, so dass das Dächer-Programm bereis Mie 2003 auslief, weil die vordefiniere Grenze von 300 MW p insallierer Leisung überschrien war. Um die Foovolaik dennoch weier in dem angesreben Ausmaß zu fördern, wurden die EEG-Vergüungssäze zum Jahreswechsel 2003/2004 miels des so genannen PV-Vorschalgesezes ensprechend angepass. Mie des Jahres 2004 ra dann die erse Novelle des EEG in Kraf, in der die Solarsromvergüungssäze des PV-Vorschalgesezes übernommen wurden. Während zu Beginn vor allem Foovolaiksyseme auf Wohnhäusern und landwirschaflichen Gebäuden geförder werden sollen, enfiel mi dieser Novelle auch die ursprünglich fesgelege Leisungsobergrenze von maximal 100 kw p. Dies hae zur Folge, dass ab 2004 auch Freiflächenanlagen mi Leisungen von mehreren MW p in die Förderregelung des EEG aufgenommen wurden Preis kleiner nezgekoppeler Anlagen EEG MWp Kosendeckende Vergüungen, regionale Maßnahmen Dächer- Programm Euro2000/kWp Dächer-Programm 2 0 Anlagen < 90 kwp Anlagen > 90 kwp Abb. 3.4: Enwicklung der Gesamkosen (Orienierungswere) nezgekoppeler Phoovolaikanlagen mi 2-5 kw p in Relaion zur Markenwicklung und den wichigsen Förderinsrumenen (Quellen: Allnoch, 1998; Hirschl e al., 2002; SFV, 2002; Saiß, 2003 u. 2007; Wissing, 2008) Durch die nachfrage-orienieren Maßnahmen sieg das Volumen des deuschen PV-Markes von rund 16 MW p im Jahr 1999 innerhalb von sechs Jahren auf ca. 900 MW p an, was fas einer jährlichen Verdopplung der jeweils insallieren Leisungen ensprach (vgl. auch Tab. 3.1). Zusäzlich zu diesem drasischen Nachfragewachsum selle die Einführung des EEG 67

96 im Vergleich zu den vorigen Maßnahmen, die durch kurze Laufzeien und begrenze Förderbudges gekennzeichne waren, eine bedeuende Seigerung der Planungssicherhei für die PV-Unernehmen dar. Aufgrund dieser Enwicklung wurde die Foovolaikbranche auch für Fremdkapialgeber ineressan, da die finanziellen Risiken verglichen mi den vorherigen Enwicklungsphasen deulich geringer ausfielen. Darüber hinaus reagieren die Lieferanen von Produkionsequipmen auf die zunehmende Massenferigung in der Foovolaikindusrie, in dem sie sich in wachsendem Umfang auf diese Branche spezialisieren (Janzing, 2007a; Renzing, 2007a; vgl. auch GTAI, 2010). Häufig handele es sich hierbei um Mielsändler aus Bereichen, in denen deusche Firmen radiionell sark sind, wie z. B. Beschichungsechnik, opische Technologien, Laserechnik oder Feinmechanik. Ebenso wie die Foovolaik-Pionierunernehmen nuzen diese Unernehmen ihr Fachwissen aus anderen Indusriezweigen und überrugen es auf den PV-Bereich. Auf diese Weise ermöglichen sie es auch ewaigen Neueinseigern, mi forschrilichen Produkionsanlagen in den Foovolaikmark einzuseigen. Zunahme der echnologischen Chancen und sich verschärfende Konkurrenz Zu Beginn dieser Enwicklungsperiode koppele sich die Enwicklung in der Foovolaik immer mehr von der Mikroelekronikindusrie ab, da deren Prozesse nich für Massenprodukionsverfahren in der PV geeigne waren (Menaneau, 2000). Demzufolge waren die wissenschaflich-echnologischen Chancen zunächs eher modera, da die Chancen zur Nuzung von Wissensspillovern abnahmen. Aufgrund des Markwachsums, das durch das Dächer-Programm und das EEG ausgelös wurde, bo sich den PV-Unernehmen jedoch die Möglichke versärk in eigene FuE-Vorhaben zu invesieren. Gleichzeiig ermögliche das wachsende Handelsvolumen den Aufbau und die Nuzung von Erfahrungswissen im Produkionsbereich. Darüber hinaus nahmen mi der seigenden Fokussierung von Zulieferunernehmen auf die Foovolaik auch die Spillovereffeke wieder zu. Im inernaionalen Vergleich haen die deuschen Forschungseinrichungen zudem eine Spizenposiion inne, was für die Unernehmen ebenfalls von großem Voreil war. Einen weieren wichigen Effek hae der Wegfall der Leisungsobergrenze im EEG im Jahr 2004, da hierdurch ein zusäzlicher Teilmark ensand. Im Gegensaz zum Bereich der Aufdachsyseme spielen der Wirkungsgrad und der dami verbundene Plazbedarf bei großen Freiflächenanlagen nur eine unergeordnee Rolle. Somi wurden Freiflächenanlagen zu einer Marknische, in der auch Foovolaikechnologien mi geringeren Wirkungsgraden, wie z. B. Dünnschichsolarzellen auf Basis von Verbindungshalbleiern, konkurrieren konnen. Folglich verbesseren sich die wissenschaflich-echnologischen Chancen für die deuschen PV-Unernehmen im Laufe dieser Enwick- 68

97 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV lungsphase in seigendem Maße. Lediglich der sich abzeichnende Mangel an qualifizieren Absolvenen naur- und ingenieurwissenschaflicher Sudienfächer, der in erser Linie bei den Forschungseinrichungen deulich wurde, hae einen negaiven, allerdings begrenzen, Einfluss (Werner, 2007). Angesichs des drasischen Nachfragewachsums nahmen auch die markseiigen Anreize sark zu. Da die deusche PV-Indusrie auf dieses Wachsum nich angemessen reagieren konne, war Deuschland zunehmend auf Impore angewiesen, weshalb sich die Konkurrenzsiuaion verschärfe. Überdies mache der koninuierliche Kapaziäsausbau ein Umdenken seiens der Herseller erforderlich: Viele der Pionierunernehmen, die ursprünglich aus dem Elekronik- und Energieversorgungsbereich sammen, waren mi der sraegischen Zielsezung einer langfrisigen Sicherung von Markaneilen in den PV-Mark eingesiegen. Die kurzfrisige Erzielung von Gewinnen spiele deshalb anfangs eine unergeordnee Rolle. Demgegenüber führen die seigenden Invesiionssummen in dieser Enwicklungsphase jedoch zu einem wachsenden Kosen- und Qualiäsbewußsein. Zudem exisiere aufgrund der im EEG fesgelegen Degression der Vergüungssäze ein poliisch vorgegebener Zwang zu Kosenredukionen. Gleichzeiig siegen auch die Preise für Reinssilizium gegen Ende dieser Phase drasisch an, da die Lieferanen mi der schnellen Expansion der PV-Indusrie nich Schri halen konnen (Rogol und Fisher, 2005). Ungeache dessen profiieren die Solarzellen- und Modulherseller davon, dass sinkende Preise für BOS-Komponenen und wachsendes Erfahrungswissen seiens der Insallaionsberiebe zur Verringerung der Gesamsysemkosen beirugen. Außerordenlich posiive Wirkung hae ferner die Tasache, dass die ursprüngliche Obergrenze des Insallaionsvolumens von 350 MW p im Jahr 2002 auf 1000 MW p angehoben und mi der Novelle des EEG von 2004 ganz abgeschaff wurde (s. a. BMU, 2002). Für die Unernehmen ensand hierdurch ein Anreiz für langfrisige FuE- Projeke und Invesiionen. Aufgrund des Markwachsums verschlecheren sich die Aneignungsbedingungen gegenüber den vorherigen Enwicklungsphasen zusehends. Insbesondere im Bereich der siliziumbasieren Solarzellen boen die Equipmenlieferanen mi zunehmendem Wachsum der PV- Indusrie wie erwähn immer mehr Produkionsechnologien an, die auf die spezifischen Anforderungen der Foovolaik abgesimm waren. Die Zuliefererbranche rug infolgedessen zur versärken Diffusion von Bes Pracice -Lösungen be so dass auch neu gegründee Unernehmen forschriliche Produke anbieen konnen (Green, 2000, 2005). Folglich floss innovaionsrelevanes Wissen aufgrund von Spillovereffeken immer schneller ab. Die Innovaionsrenen der Unernehmen wurden hierdurch endenziell verringer. Trozdem bo der rasan wachsende Mark die Möglichke schon miels geringer echnologischer Vorsprünge 69

98 große Umsazzuwächse zu generieren. Des Weieren selle die Höhe der nowendigen Anfangsinvesiionen eine Einrisbarriere für ewaige Neueinseiger dar. Wachsender Opimismus förder die Diversifikaion der Innovaionsakiviäen Die Forschungs- und Enwicklungsakiviäen nahmen in der zweien Hälfe der 1990er deulich zu, so dass sich die Anzahl der Paenanmeldungen zwischen 1995 und 2001 verdoppele. Hinsichlich der inhallichen Schwerpunke waren die Forschungsvorhaben nach wie vor heerogen, wobei vor allem das Gebie der Gebäudeinegraion eine hohe Prioriä hae. Daneben rücken auch neuere PV-Technologien, wie z. B. organische Solarzellen, immer mehr in den Fokus (s. Anhang 1-2). Angesichs der guen wissenschaflich-echnologischen Chancen und des Nachfragewachsums konzenrieren sich die Unernehmen nich allein auf eine Technologie, sondern zeigen vielmehr exploraives Verhalen hinsichlich der verschiedenen echnologischen Alernaiven. Dies is u. a. darauf zurückzuführen, dass die Ausgesalung der nachfrageorienieren Fördermaßnahmen auch das Verrauen in die zukünfige Markenwicklung posiiv beeinflusse (Jacobsson e al., 2002). Darüber hinaus ließen neu ensehende Marksegmene, wie z. B. der Bereich der Freiflächenanlagen, und die zu erwarende Knapphei an Reinssilizium eine echnologische Diversifizierung ineressan erscheinen. Gegen eine Diversifizierung sprach die Tasache, dass das den einzelnen Foovolaikechnologien zugrunde liegende Wissen unerschiedlich is. Erfahrungen aus dem Bereich der krisallinen Siliziumzellen lassen sich daher kaum auf die Dünnschich-Ansäze überragen. Vor dem Hinergrund der sich verschlechernden Aneignungsbedingungen war vor allem den Pionierunernehmen das Risiko einer gleichzeiigen Enwicklung mehrerer Technologielinien zu hoch. Sie fokussieren sich sadessen versärk auf inkremenelle Verbesserungen der Ferigungsprozesse für Siliziumsolarzellen. Neben einer särkeren Auomaisierung sand hierbei die Senkung des Siliziumsbedarfs bzw. der Ausschussquoen im Mielpunk (Kazmersk 2006) Aufgrund der sich abzeichnenden Lieferengpässe beim Reinssilizium verfolgen die PV-Herseller zudem zunehmend Sraegien der verikalen Inegraion. Da nur wenige Spezialchemiefirmen, wie z. B. Wacker oder Degussa (heue: Evonik), den benöigen Rohsoff lieferen, versuchen die Foovolaikunernehmen auf Basis von Kooperaionen oder Join Venures mi diesen Lieferanen Versorgungsrisiken zu minimieren (Seier e al., 2006). Die seigenden Siliziumpreise an den Spomärken und die verikale Inegraion der eablieren Unernehmen sellen außerdem Markeinrisbarrieren für ewaige Neueinseiger im Bereich der konvenionellen siliziumbasieren Zell- und Modulprodukion dar (Iken, 70

99 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV 2006a). Radikale Innovaionen und die Einführung neuer echnologische Ansäze waren daher vor allem von Seien ewaiger Neueinseiger zu erwaren. Bei den Dünnschich-Technologien selle sich allerdings die Herausforderung, dass für die Produkionseinrichungen anfangs neue verfahrensechnische Lösungen erarbeie werden mussen, weil nur in geringem Maße auf Erfahrungen aus anderen Bereichen zurückgegriffen werden konne (de Moor e al., 2004a). Zwar is die Hersellung von Dünnschichzellen vergleichsweise leich auomaisierbar, weil sich die phoo-akiven Schichen miels koninuierlicher Prozesse großflächig auf Trägermaerialien wie Glas oder Meall aufbringen lassen. Jedoch is die Dünnschichprodukion genau aus diesem Grund fehleranfällig, da die Module nich aus mehreren Zellen zusammengesez sind, die sich bei Qualiäsmängeln einzeln aussorieren ließen (Green, 2000; Kazmersk 2006). Verbunden mi dem drasischen Markwachsum ergaben sich hieraus hohe Risiken für die ensprechenden Unernehmen, zumal sie permanen zwischen einer schnellen Erweierung ihrer Produkionskapaziäen und dem Sammeln weieren Erfahrungswissens auf Basis vorhandener Anlagen abwägen mussen (Scho, 2003). Verglichen mi der vorherigen Periode enwickele sich die deusche Foovolaikindusrie in dieser Enwicklungsphase insgesam sehr dynamisch, auch wenn sich Mischunernehmen wie ewa Siemens oder RWE/Nukem von dem Mark zurückzogen. So invesiere die ASE auch in Deuschland wieder in neue Produkionskapaziäen. Nach dem Einsieg des Glasspezialisen Scho und der ensprechenden Umbenennung in RWE Scho Solar sieg das Unernehmen 2002 sogar zum größen deuschen Solarzellenherseller auf. Nachdem sich RWE im Jahr 2005 schließlich komple aus der Foovolaik zurückzog, erfolge eine erneue Umbenennung, so dass die ehemalige ASE heue uner dem Namen Scho Solar firmier. Siemens hingegen war 1998 noch Markführer, gab aber im Jahr 2001 seine PV-Spare an Shell ab. Sowohl Shell Solar als auch die ASE bzw. deren Nachfolgeunernehmen konzenrieren sich auf Siliziumsolarzellen und bauen ihre Ferigungskapaziäen konsequen aus. Dennoch wurden beide Unernehmen sowohl hinsichlich ihrer Produkionskapaziä als auch echnologisch schnell von den Firmen Ersol, Q-Cells und SolarWorld eingehol. Lezere raen alle Ende der 1990er Jahre als reine PV-Herseller neu in den Mark ein und profiieren dabei u. a. von der echnologischen Kompeenz der Zuliefererbranche. Darüber hinaus übernahm SolarWorld kurz nach Gründung mi Bayer Solar den damals größen europäischen Produzenen von Siliziumwafern. Obwohl der Schwerpunk dieser drei Neueinseiger eindeuig auf krisallinen Siliziumzellen lag, begann Q-Cells bereis wenige Jahre nach dem Markeinsieg, eine Diversifikaionssraegie zu verfolgen. 71

100 Im Gegensaz dazu beschränken sich die Unernehmen Würh Solar, Sulfurcell, Solarion und Odersun auf die Enwicklung und Vermarkung je einer Dünnschichechnologie auf Verbindungshalbleierbasis, wie z. B. CIS, CIGS, CISCuT oder CdTe. Ähnlich wie Würh Solar, das Ende 1998 gemeinsam vom Zenrum für Sonnenenergie- und Wassersoff- Forschung (ZSW), der Adolf Würh GmbH & Co. KG und der EnBW gegründe wurde, gingen alle diese Firmen mehr oder minder direk aus Forschungseinrichungen hervor. Obwohl die jeweiligen Unernehmensgründungen während der Jahrausendwende safanden, saree die asächliche Produkion von PV-Modulen im kommerziellen Maßsab aufgrund der genannen Probleme ers gegen Ende der 2000er Jahre. ASE RWE / Scho Siemens / Shell SolarWorld Q-Cells Ersol / Bosch Sunways Anec Würh übrige Unern Summe Tab. 3.3: Produkionsmengen deuscher Unernehmen in den Jahren 1997 bis 2008 in MW p (Quellen: Hirshman e al., 2009; Mayock und Bradford, 2007; Maycock e al., 2006) Kennzeichnend für diese Enwicklungsphase is außerdem, dass durch die drasische Zunahme der Nachfrage der Ausbau der Ferigungskapaziäen eine mindesens so hohe Prioriä erhiel wie die echnologische Verbesserung der Solarzellen und -module. War in vorherigen Phasen z. T. eine direke Korrelaion zwischen der Forschrilichkei der Produke eines Unernehmens und dessen Markaneil zu beobachen, so war dieser Zusammenhang jez nich mehr gegeben (s. Anhang 1-3; vgl. auch Haller und Grupp, 2009; Reeker, 2000). Aufgrund des Nachfrageüberhangs konnen ersens auch qualiaiv mielmäßige Module am Mark abgesez werden. Zweiens waren die Unernehmen eilweise nich mehr in der Lage, ihre Forschungsergebnisse aus dem Labor in die schnell anwachsende Produkion zu überragen. 72

101 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Unabhängig hiervon wurden die Verbände der Solarindusrie durch die Markeinrie und das wirschafliche Wachsum der einzelnen PV-Unernehmen in ihrer Posiion gesärk, so dass sie im Vergleich zu den Vorperioden wesenlich höheren poliischen Druck ausüben konnen. Ferner führe das rasane Wachsum des deuschen Foovolaikmarkes dazu, dass auch Diensleisungsunernehmen wie Banken, Versicherungen oder Planungsbüros ihre jeweiligen Kompeenzen in Bezug auf die Foovolaik erweieren. Pluralisierung der Verbreiungswege und Aufsieg zum größen naionalen PV-Mark Auch wenn das Preisniveau nezgekoppeler PV-Syseme während dieser Enwicklungsphase immer noch deulich über dem anderer Sromerzeugungsechnologien lag, ermöglichen das Dächer-Programm und die Einführung des EEG einen wirschaflichen Berieb dieser Anlagen. Ungeache der im EEG vorgegebenen Degression der Einspeisearife kam es durch das resulierende Nachfragewachsum daher sogar zu Preiserhöhungen. Die schnelle Diffusion nezgekoppeler Aufdachanlagen führe außerdem dazu, dass auch die BOS-Komponenen weier verbesser und die Monagekosen gesenk wurden (Sandén und Azar, 2005). Aufgrund dieser Verbesserungen wurden PV-Anlagen immer weniger als komplexe echnische Syseme wahrgenommen, was die Akzepanz weier seigere. Vielmehr hae die Förderung durch das EEG zur Folge, dass PV-Anlagen zunehmend als sichere Kapialanlagemöglichkeien aufgefass wurden, die zusäzlich als weihin sichbare Presigeobjeke fungieren konnen. Exisieren in den vorherigen Enwicklungsphasen noch hohe Unsicherheien hinsichlich der zu erwarenden Vor- und Nacheile von Foovolaiksysemen, so lagen in dieser Periode bereis erse Langzeierfahrungen mi Aufdachanlagen vor. Infolgedessen reduzieren sich diese Ungewissheien dank der nachfrageorienieren Fördermaßnahmen sowohl auf Seien der ersen Anlagenbesizer, der Innovaoren, als auch bei den poenziellen Anwendern (Mauz e al., 2008; Rogers, 1983). Mi wachsender Verbreiung der Anlagen spielen auch die Insallaionsberiebe als Informaionsquelle eine immer geringere Rolle, zumal neben den Umwelschuzvereinen und Solariniiaiven in seigendem Maße auch Anlagenbereiber selbs angesprochen werden konnen (Genennig und Hoffmann, 1996). Zusäzlich is zu beonen, dass sich die Solarechnologien insgesam durch ein sehr posiives Image auszeichneen. Daher herrsche milerweile in breien Teilen der Bevölkerung ein Ineresse an diesen Technologien und nich mehr nur in den angesammen Öko-Kreisen (Hübner und Felser, 2001). Immer mehr Bundesbürger waren der Überzeugung, dass erneuerbare Energien einen hohen Beirag zur zukünfigen Energieversorgung liefern sollen. Sie befürworeen deswegen auch eine ensprechende Förderung durch die Poliik (Insiu 73

102 für Demoskopie Allensbach, 2003, 2004). Ensprechend nahm nach Inkrafreen des EEG der Aneil der Enhusiasen uner den Nachfragern im Foovolaikmark ab. Sadessen kamen neue Nachfragergruppen hinzu, weshalb insgesam vier Verbreiungswege zu unerscheiden waren (Mauz e al., 2008): Die erse Gruppe sellen die Eigenheimbesizer dar, uner denen sich neben engagieren Umwelschüzern und Technikbegeiseren zunehmend rendieorieniere Hausbauer befanden. Ferner sieg auch die Anzahl derjenigen, die sich an Bürgersolaranlagen beeiligen, deulich an. Ursache für das Wachsum dieser zweien Gruppe waren insbesondere die Akiviäen von Solariniiaiven, von denen in der Zei zwischen 1995 und 2000 mehr gegründe wurden als in den einzelnen Perioden zuvor. Nach 2000 erhöhe sich die Menge der Gründungen nochmals (Dewald, 2008; Drücke e al., 2004). Eine weiere große Nachfragergruppe waren die Landwire, die weniger ökologisch moivier sondern vielmehr an den mi PV-Anlagen erzielbaren Rendien ineressier waren. Die Bedeuung dieser Gruppe nahm im Laufe der Zei immer mehr zu, so dass im Jahr 2005 rund die Hälfe der insallieren PV-Leisung auf Scheunendächern oder Freilandflächen monier wurde (Renzing, 2006a). Beim vieren Nachfrageryp handele es sich um privae Invesoren, die auf Basis kommerzieller Beeiligungsmodelle Freiflächenanlagen erricheen. Im Vergleich zu den anderen Nachfragern, die aufgrund der meis nur begrenz verfügbaren Dachflächen neben den Gesamkosen auch hohen Wer auf den Wirkungsgrad einer Anlage legen, sand bei dieser Nachfragegruppe allein das Preis-Leisungs-Verhälnis im Mielpunk. Für die ensprechenden Großanlagen wurden daher of Dünnschich-Module verwende, die zwar nur über geringe Wirkungsgrade verfügen, aber vergleichsweise preiswer sind. Alles in allem enwickele sich der deusche Foovolaikmark in dieser Periode so dynamisch, dass Deuschland bereis 2001 über mehr kumuliere insalliere Leisung als die USA verfüge, den bis dahin zweigrößen Mark nach Japan. Da in Japan außerdem wichige nachfrage-orieniere Förderprogramme ausliefen, wurde Deuschland im Jahr 2005 schließlich zum größen naionalen PV-Mark Inernaionalisierung und Technologiekonkurrenz Dank des anhalenden Markwachsums erreiche die Foovolaikbranche 2005 einen Branchenumsaz von über 8 Mrd. (Hummel, 2006). Angesichs der Tasache, dass deusche Herseller wie Q-Cells oder SolarWorld milerweile zu den welwei größen Produzenen zählen, hae die Foovolaik dami eine nennenswere indusriepoliische Dimension erreich (Bröer, 2007; Schlich, 2007). So selle die PV-Branche im Jahr 2008 in Deuschland insgesam ca Arbeispläze (O'Sullivan e al., 2009). Aufgrund dieser volkswirschaflichen Bedeuung erhielen insbesondere die in Osdeuschland ansässigen Foovolaikunernehmen weierhin Invesiionsbeihilfen sowie zusäzliche Lohnkosenzuschüsse (Iken, 2006b; 74

103 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Renzing, 2007b). Des Weieren kamen den Unernehmen auch die im Rahmen der Finanzkrise aufgelegen Maßnahmen zur Konjunkurförderung zugue. Trozdem wirke sich die Finanzkrise auf neu gegründee Unernehmen nacheilig aus, da wenig Fremdkapial für ewaige Invesiionen zur Verfügung gesell wurde (Fawer und Magyar, 2009). Zusäzlich zu den indusriepoliischen Insrumenen wurde die saaliche Forschungsförderung nach 2005 sowohl für öffenliche als auch für unernehmensseiige FuE-Vorhaben leich erhöh. Der Sellenwer der siliziumbasieren Technologien blieb hierbei auf einem unveränder hohen Niveau, während die Förderung im Bereich der Verbindungshalbleier vor allem auf Seien der Unernehmen weier ausgebau wurde. Darüber hinaus kam es nach 2005 zu zahlreichen Gründungen neuer öffenlicher und privaer Forschungseinrichungen und Teslabors, wie z. B. des zum Fraunhofer-ISE gehörenden Ceners für Silizium-Phoovolaik Halle (CSP Halle), des Phoovolaik-Insius Berlin oder des Labors für Fron-End Silicon Technology for Phoovolaics (FESTpv) in Aachen/Heerlen. Die ohnehin sehr leisungsfähige Forschungsszene in Deuschland wurde hierdurch weier versärk. Ungeache dieser posiiven Enwicklungen resulieren aus dem schnellen Wachsum des deuschen Foovolaikmarkes jedoch auch negaive Folgen. Ersens führen die zunehmenden Vergüungszahlungen zu versärken poliischen Konroversen über die Höhe der Vergüungssäze bzw. deren Degression (vgl. z. B. Frondel e al., 2008). Diesen Debaen versuchen die Unernehmen zwar durch ensprechende Lobby-Arbei zu begegnen, nichsdesoroz lösen sie z. T. sarke Verunsicherungen aus. Zweiens haen einige Modulherseller und Insallaionsberiebe in Anberach des Nachfrageüberhangs die Qualiä ihrer Produke und Diensleisungen reduzier, so dass echnische Mängel sowie ensprechende Kundenbeschwerden die Folge waren. Obwohl erse Prüfvorschrifen für PV-Module bereis sei Mie der 1990er Jahre exisieren, gewann die Zerifizierung von Modulen durch den TÜV sowie die Enwicklung neuer Güe- und Prüfvorschrifen, wie z. B. durch die Güegemeinschaf Solarenergieanlagen e.v., daraufhin an Bedeuung. Ein drier Aspek war, dass mi zunehmender Verbreiung von Dach- und Freiflächenanlagen ebenfalls vermehr Diskussionen über äsheische Aspeke, z. B. über Foovolaikanlagen in Naherholungs- und Tourismusgebieen, geführ wurden (Hirschl e al., 2005; Mauz e al., 2008). Ein weierer Trend, der weireichende Auswirkungen auf die Enwicklung der Foovolaikbranche hae und nach wie vor ha, is die zunehmende inernaionale Verflechung des Markes. So wirken sich nachfrageseiige Veränderungen, wie sie beispielsweise im Jahr 2008 durch die Deckelung des Markes in Spanien hervorgerufen wurden, auf alle Zell- und Modulproduzenen welwei aus, da sich diese zunehmend die verschiedenen Expormärke 75

104 erschließen. Zusäzlich kam es in der akuellen Enwicklungsphase auch auf Seien der Anbieer selbs zu drasischen Veränderungen. Einerseis erricheen einzelne ausländische Unernehmen, z. B. die US-amerikanischen Herseller Firs Solar, Global Solar Energy und Evergreen Solar, aufgrund der Indusriefördermaßnahmen auch Produkionssandore in den Neuen Bundesländern. Da die amerikanischen Forschungsinsiue sich in erser Linie auf Grundlagenforschung fokussieren, profiieren diese Firmen zusäzlich von der indusrienahen Ausrichung der hiesigen wissenschaflichen Einrichungen (Renzing, 2009; Wolersdorf, 2009). Im Vergleich dazu exisier mi Japan zwar ein weieres Land, das ebenfalls eine sehr anwendungsorieniere Forschungslandschaf aufweis. Die dorigen Nezwerke der einheimischen Großindusrieunernehmen, die so genannen Keiresus, sowie das einflussreiche japanische Wirschafsminiserium (METI, früher: MITI) lassen eine Ansiedlung ausländischer Firmen allerdings kaum zu (Jäger-Waldau, 2009; Kimura und Suzuk 2006; Risau, 1998; Shum und Waanabe, 2007; Waanabe e al., 2000). Andererseis wurden im asiaischen Raum schon ab Mie der 2000er Jahre zahlreiche neue Foovolaikunernehmen gegründe, die mi Hilfe massiver saalicher Unersüzung ihre Produkionskapaziäen innerhalb kürzeser Zei sehr schnell ausbauen (Jäger-Waldau, 2004a). Neben einem niedrigen Lohnniveau sowie geringen Energie- und Wasserkosen haen und haben diese neuen Webewerber den Voreil, dass sie auf moderne Ferigungsanlagen von erfahrenen Zulieferern, wie beispielsweise Cenroherm oder Roh & Rau aus Deuschland, zurückgreifen konnen. Die neuen asiaischen Herseller sezen daher fas ausschließlich Anlagen ein, die dem akuellen Sand der Technik ensprechen, während die europäische Konkurrenz zum Großeil über einen äleren, organisch gewachsenen Anlagenbesand verfüg. Des Weieren beziehen diese Unernehmen viel Know-how aus Ausralien, das mi dem Cenre of Excellence for Advanced Silicon Phoovolaics and Phoonics eine sehr renommiere Forschungseinrichung aber kaum ensprechende Indusrie besiz (Renzing und Heup, 2009). Verglichen mi den deuschen Hersellern wie Q-Cells, eine Zei lang der welwei größe Zellherseller, holen die asiaischen Neueinseiger schnell auf, so dass im Jahr 2009 sieben der zehn größen Herseller von Siliziumzellen aus China bzw. Taiwan kamen (Hausmann, 2009). Die wachsende Konkurrenzsiuaion sowie die durch den rasanen Ausbau hervorgerufenen Überkapaziäen zogen drasische Preiseinbrüche nach sich. Parallel sanken die Siliziumpreise und dami die Rohsoffkosen, da neu eingerichee Anlagen für die Reinssiliziumprodukion die Knapphei der Vorjahre beendeen. Dennoch gingen die Gewinnmargen der Foovolaikunernehmen in Folge der Preisenwicklung insgesam merklich zurück. Die deu- 76

105 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV sche PV-Indusrie befinde sich daher in einer Konsolidierungsphase und reagiere z. T. mi Produkionsverlagerungen in den asiaischen Raum. Angesichs der sinkenden Modulprodukionskosen fallen jedoch die Kosen für den Transpor immer mehr ins Gewich. Hinzu komm, dass mi zunehmender Auomaisierung und den angesreben Redukionen des spezifischen Siliziumbedarfs die Lohn- und Energiekosen an Bedeuung verlieren. Mielfrisig könne der komparaive Voreil asiaischer Herseller bzw. Sandore somi wieder abnehmen (vgl. auch Saiß e al., 2010). Gleichzeiig bedeueen die Preisrückgänge aber auch deuliche Schrie in Richung Nezpariä für PV-Srom. Demensprechend wird erware, dass Hausbesizer in Ialien, Kalifornien, Japan und Deuschland bereis in wenigen Jahren Srom günsiger von einer eigenen Dachanlage als über das Sromnez beziehen können (Fawer und Magyar, 2009). Dami is die Ensehung erser naionaler Märke erkennbar, die unabhängig von saalicher Nachfrageförderung sind. Abgesehen davon reduzier sich die Abhängigkei von einzelnen großen Märken wie dem in Deuschland, Spanien und Japan schon jez, da immer mehr Saaen nachfrage-orieniere Maßnahmen einführen. Die meisen Länder verwenden hierbei auf Einspeisearifen basierende Förderinsrumene, da sich diese im inernaionalen Vergleich als außerordenlich effizien erwiesen haben (Jäger-Waldau, 2009; Ragwiz e al., 2006). Poliische Koninuiä und wachsende inernaionale Konkurrenz Angesichs der koninuierlichen, inhallich wei gefächeren Forschungsförderung und der leisungsfähigen deuschen Forschungslandschaf blieben die wissenschaflichechnologischen Chancen in der akuellen Enwicklungsperiode auf einem hohen Niveau. Ebenso sind die marklichen Anreize immer noch als gu einzuschäzen, auch wenn sie sich nich mehr auf dem gleichen Niveau bewegen wie in der vorherigen Periode. Zum einen haben die Markeinrie der asiaischen Unernehmen die Konkurrenzsiuaion deulich verschärf. Vor allem wegen des schnellen Kapaziäsausbaus dieser neuen Webewerber wandel sich der PV-Mark zusehends von einem Verkäufer- zu einem Käufermark. Es bleib daher abzuwaren, ob die akuelle Überangebossiuaion nich auch zu Konsolidierungen seiens der Foovolaikunernehmen führen wird. Zum anderen sind die wirschaflichen Perspekiven roz des globalen Webewerbs durchaus posiiv, zumal für die kommenden Jahre von einem anhalenden Wachsum des Welmarkes von % p. a. ausgegangen wird (Fawer und Magyar, 2009; IEA, 2009b). Demgegenüber nahmen die Aneignungsmöglichkeien immer mehr ab. Einerseis sellen die hohen Anfangsinvesiionen, die für die Errichung von Zell- und Modulprodukionsanlagen nowendig sind, und die gegenwärig sinkenden Gewinnmargen zwar eine Markeinrisbar- 77

106 riere für poenzielle Newcomer dar, die auf Fremdkapial angewiesen sind. Andererseis sellen das milerweile erreiche Markvolumen, die sabilen poliischen Rahmenbedingungen sowie die neu ensehenden naionalen Märke jedoch einen hohen Anreiz für Markeinrie dar. Darüber hinaus wächs die Bedeuung der Equipmen-Lieferanen nach wie vor, da einzelne Unernehmen der Zuliefererbranche inzwischen schlüsselferige Foovolaikfabriken und Trainingsprogramme für das jeweilige Personal anbieen. Aus diesem Grund verreen diese Firmen heuzuage zunehmend die Ansich, in höherem Maße für echnische Neuenwicklungen veranworlich zu sein als die PV-Unernehmen selbs (Neuhoff e al., 2007). Demzufolge ragen die Herseller der Produkionsanlagen enscheidend zu einer beschleunigen Verbreiung echnologischer Neuerungen bei. Beschleuniger Kapaziäsausbau und zunehmende echnologische Diversifikaion Das Markwachsum und die Abnahme der Aneignungsmöglichkeien haen merklichen Einfluss auf das Innovaionsverhalen der Foovolaikunernehmen. Auch wenn die Forschungsausgaben der Zell- und Modulherseller absolu gesehen weierhin zunahmen, so reduziere sich dennoch der relaive Aneil des Umsazes, den die einzelnen Firmen für ihre FuE-Akiviäen ausgaben. Ensprechend lag die FuE-Inensiä der PV-Firmen im Jahr 2007 mi 2,6 % deulich uner der der Zulieferberiebe, die rund 4,7 % ihres Umsazes für die Finanzierung von FuE-Vorhaben verwendeen (Ruhl e al., 2008, s. auch Anhang 1-4). Die PV-Herseller fokussieren sich sadessen särker auf den Ausbau ihrer Produkionskapaziäen, um ihre Markaneile gegenüber den aufsrebenden asiaischen Konkurrenen behaupen zu können. So übernahm SolarWorld im Jahr 2006 den Siliziumzellenbereich von Shell (vormals Siemens Solar) und baue seine Kapaziäen auch in den Folgejahren koninuierlich weier aus. Q-Cells löse in Folge seines Wachsumskurses den japanischen Herseller Sharp im Jahr 2007 als welwei größen Zellherseller ab. Auffällig is außerdem, dass wegen des erreichen Markvolumens und der absehbaren Ensehung neuer Märke milerweile auch wieder Großunernehmen, wie z. B. Bosch, E.On und Schüco, im Foovolaikbereich akiv werden. In Anberach der Preissenkungen, die diese zunehmende Anbieerkonkurrenz und den Kapaziäsausbau nach sich ziehen, is zu erwaren, dass sich das Wachsum der Branchenumsäze in naher Zukunf verlangsamen wird. Es is ebenfalls davon auszugehen, dass sich auch die FuE-Budges der einzelnen Unernehmen mielfrisig sabilisieren. Eine weiere Folge der neuen Konkurrenzsiuaion und des Übergangs hin zu einem Käufermark is, dass die Foovolaikunernehmen ihre Markeingakiviäen deulich inensivieren (Münch e al., 2007). Haen die Firmen bisher primär in Fachzeischrifen geworben, kommen inzwischen 78

107 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV immer mehr Werbekampagnen in Massenmedien zum Einsaz. Zusäzlich hierzu reagieren einige Herseller auf die nachfrageseiigen Kaufkrafverluse, die durch die Finanzkrise ausgelös wurden, mi einer Inegraion nachgelagerer Sufen innerhalb der Werschöpfungskee. Ein Beispiel is die Ende 2007 vom Zellenherseller Q-Cells gegründee Projekierungsgesellschaf Q-Cells Sysems, die sowohl die Planung und den Aufbau als auch die Überwachung und Warung großer PV-Anlagen als Service anbiee. In Hinblick auf die echnologische Enwicklung is auch in der akuellen Enwicklungsphase eine zunehmende Diversifizierung in Richung der verschiedenen Dünnschich-Technologien auf Seien der Unernehmen zu beobachen. Die eilweise geäußeren Befürchungen, dass das durch die Fördermaßnahmen ausgelöse schnelle Nachfragewachsum dazu führen könne, dass sich die PV-Indusrie zunehmend auf die inkremenelle Verbesserung und Vermarkung der schon relaiv wei enwickelen Siliziumzellen beschränk, erwiesen sich somi als falsch (vgl. z. B. Menaneau, 2000). Eine der wesenlichen Ursachen hierfür war die bereis erwähne Siliziumknapphe die die Spomarkpreise für Reinssilizium von rund 25 $/kg im Jahr 2004 auf $/kg in den darauf folgenden Jahren anseigen ließ (Bernreuer, 2009; Renzing, 2007c). Überdies war mi den Freiflächenanlagen eine Marknische ensanden, in der die vergleichsweise niedrigen Wirkungsgrade von Dünnschich- Modulen weniger ins Gewich fielen (Bröer, 2008; Günnewig e al., 2007). Dünnschich-Spezialisen wie Würh Solar oder Sulfurcell bauen ihre Produkionskapaziäen demensprechend weier aus und sareen die Vermarkung ihrer Module. Anec hingegen gelang es nich, in größerem Umfang Module herzusellen und zu verkaufen. Bereis 2002 wurde ein Insolvenzverfahren eröffne. Seidem befinde sich das Unernehmen anhalend in wirschaflichen Schwierigkeien (Müller, 2008; Saiß, 2003). Zusäzlich zu diesen Firmen, die sich auf die Enwicklung einer einzelnen Dünnschich-Technologie fokussieren, begannen auch Herseller, die zuvor in erser Linie krisalline Siliziumzellen produzieren, mi Akiviäen im Dünnschichbereich. Prominenes Beispiel is das Unernehmen Q-Cells, das schon relaiv früh verschiedene Tocherfirmen gründee, die neben CIGS- und CdTe-basieren Ansäzen auch siliziumbasiere Dünnschichkonzepe verfolgen. Mi Ersol, Shell und Scho Solar begannen zudem weiere Herseller, sich ebenfalls echnologisch zu diversifizieren, wobei sie z. T. mi anderen Unernehmen wie Sain-Gobain Glass oder Wacker kooperieren. Infolge des wachsenden Marksegmens der Freiflächenanlagen erricheen des Weieren auch ausländische Dünnschich-Herseller, wie beispielsweise FirsSolar, Global Solar Energy, Signe Solar oder Nanosolar, Produkionsanlagen in Deuschland. 79

108 Wachsendes Verrauen in die Technologie, Foovolaik als Kapialanlage Ungeache der Diskussionen über die Höhe der EEG-Vergüungszahlungen is die Akzepanz der Foovolaik bei der deuschen Bevölkerung nach wie vor ausgesprochen hoch. Umfragen zufolge is in Europa allgemein die Ansich wei verbreie, dass die Erforschung erneuerbarer Energien und insbesondere der Solarechnologien weierhin öffenlich geförder werden soll, unabhängig von der poliischen Ausrichung oder dem Einkommensniveau der Befragen (EuroSa, 2006; Puhe, 2006). Hierbei werden nich nur die finanziellen Förderaufwendungen, sondern auch die echnischen Anlagen selbs von einer breien Mehrhei befürwore. Demnach akzepier ein Großeil der Bevölkerung Einrichungen zur Erzeugung regeneraiven Sroms in seiner unmielbaren Nachbarschaf. Darüber hinaus zeig sich, dass Personen, die selbs in der Nähe einer solchen Anlage leben, der Nuzung und dem Ausbau der erneuerbaren Energien überdurchschnilich of eine hohe Bedeuung beimessen (forsa, 2009). Für die Diffusion der Foovolaik in Deuschland spiele auch in dieser Enwicklungsphase die Mund-zu-Mund-Propaganda eine enscheidende Rolle. Bedeuenden Einfluss hae dabe dass die überwiegende Mehrhei der Anlagenbesizer mi ihrer Anlage zufrieden war und in ihrem sozialen Umfeld darüber berichee. Daher konnen ewaige Unsicherheien in Bezug auf die langfrisige Zuverlässigkei von PV-Anlagen seiens poenzieller Nachfrager roz zwischenzeilicher Beriche über echnische Mängel von Monagegesellen oder PV-Modulen beseiig werden. Des Weieren erhöhen von Einrichungen wie dem TÜV durchgeführe Zerifizierungsmaßnahmen das Verrauen in diese Technologie zusäzlich. Unabhängig hiervon seigeren auch wachsende Bedenken hinsichlich der Energieversorgungssicherhei und durch schwankende Energiepreise hervorgerufene Verunsicherungen das Ineresse an Foovolaiksysemen. Das Funkionsprinzip der Syseme selbs schein dabei bei den Käufern von PV-Anlagen heuzuage nich mehr so sehr von Ineresse zu sein wie in früheren Phasen. Sadessen rück der Aspek der erzielbaren Rendie immer särker in den Vordergrund. Technikenhusiasen spielen demnach als Nachfrager im Foovolaikmark milerweile kaum noch eine Rolle. Da der Preis von Foovolaikanlagen zwischen den Jahren 2000 und 2009 um rund 50 % zurückging, sind in der akuellen Enwicklungsperiode jedoch roz der Degression der EEG-Vergüungssäze Rendien von z. T. über 6 % erreichbar, so dass die Rendieerwarungen vieler Kaufineressenen erfüll werden. Hervorzuheben is hierbe dass der Rückgang der Sysempreise nich allein auf die Preisreduzierungen bei den PV-Modulen zurückzuführen is. Auch die Preise der BOS-Komponenen gingen weier zurück. Ebenso konnen die 80

109 3 Technischer Wandel und Markenwicklung in der PV Monagezeien von Aufdachanlagen sei dem Jahr 2000 noch einmal halbier werden (Janzing, 2007b). Aufgrund der geseigeren Rendieerwarungen der Nachfrager wirk sich auch die akuelle Wirschafskrise auf deren Verhalen aus, wobei jedoch zwei gegenläufige Effeke aufreen. Einerseis lös die Rezession vor allem bei Großprojeken Finanzierungsprobleme aus, da auf Seien poenzieller Invesoren weniger Kapial zur Verfügung seh. Andererseis biee die Insallaion einer PV-Anlage wegen des niedrigen Zinsniveaus eilweise eine bessere Kapialverzinsung als Anlageproduke einer Bank. Wie sensibel primär rendieineressiere Foovolaiknachfrager reagieren, zeig das Verhalen der Landwire während des zwischenzeilichen Preisansiegs in den Jahren 2005 und 2006: Der Aneil dieser wichigen Nachfragergruppe an der Gesamnachfrage ging in dieser Phase um mehr als die Hälfe zurück (Bernreuer, 2008; Münch e al., 2007). Neben der geseigeren Rendieorienierung der Nachfrager wurde in dieser Enwicklungsperiode ein weierer Trend immer deulicher: Fand die Diffusion von Foovolaikanlagen zu Beginn der Enwicklung vor allem in Säden und Sadrandgebieen sa, verlagere sie sich nach der Jahrausendwende zunehmend in ländliche Gebiee (Linder und Viejo, 2009). Als Ursache hierfür is anzunehmen, dass Bewohner in Ballungsräumen zwar höheren Einkommensklassen angehören und endenziell offener gegenüber Neuerungen sind, insgesam jedoch über weniger eigene nuzbare Gebäude bzw. Dachflächen verfügen. Im Vergleich hierzu is das Gesampoenzial auf dem Land wesenlich höher, da dor Ein- und Mehrfamilienhäuser dominieren, die sich im Besiz der jeweiligen Bewohner befinden. Hieraus kann sich jedoch mielfrisig ein srukurelles Hemmnis für die Verbreiung der Foovolaik ergeben, weil aus der Höhe der Invesiionskosen, die bei der Anschaffung einer Aufdachanlage anfallen, vorers eine Begrenzung auf Miglieder der Mielschich resulier (Mauz e al., 2008). Beeiligungsmodelle wie Bürgersolar- oder Freiflächenanlagen bieen hier evenuell einen Ausweg. Unabhängig hiervon sell die Srukur des Sromnezes einen weieren begrenzenden Fakor hinsichlich der weieren Diffusion der Foovolaik dar, da das Nez in seiner heuigen Form nich auf einen hohen Aneil dezenraler flukuierender Einspeisung ausgeleg is. Langfrisig kann die Markdurchdringung der Foovolaik daher durch fehlende Erweierungen der Nezinfrasrukur eingeschränk werden. 81

110 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik Angesichs der Poenziale der Foovolaik und der gewachsenen indusriepoliischen Bedeuung wurden die in dieser Branche ablaufenden Innovaionsprozesse wie bereis erwähn schon von verschiedenen Auoren analysier. Da der Großeil dieser Arbeien auf sysemischen Ansäzen basier, wurden auch die zahlreichen Inerakionen zwischen den einzelnen relevanen Akeuren, die an der Enwicklung, Hersellung und Vermarkung von PV-Anlagen beeilig sind, schon beschrieben (vgl. z. B. Bruns e al., 2009). Eine dynamische, simulaionsgesüze Analyse der komplexen wechselseiigen Beziehungen zwischen den Akeuren, die insbesondere das Zusammenspiel saalicher Technology-Push - und Marke-Pull - Maßnahmen verdeulich, exisier jedoch noch nich. Ziel is es daher, die angesrebe mahemaische Formalisierung im Bereich der Innovaionssysemansäze weier voranzureiben und zu diesem Zweck ein ensprechendes Simulaionsmodell zu enwickeln, das auf den Berachungen des vorherigen Kapiels aufbau. Zenrales Ineresse gil hierbei den spezifischen Eigenschafen der echnologischen Wissensbasis und den verschiedenen Lernmechanismen, die dem Kompeenzaufbau der einzelnen Akeure zugrunde liegen, sowie den unerschiedlichen Sraegien der PV-Unernehmen. Ergänzend soll auch der Einfluss der Nachfrageseie mi einbezogen werden. Durch die explizie Berücksichigung der Wechselwirkungen zwischen dem Verhalen der heerogenen Akeursgruppen und der Gesamenwicklung des Innovaionssysems werden darüber hinaus Ansäze aus den Bereichen der auf die Mikroebene fokussieren behaviorisischen Konzepe und der auf die Meso- bzw. Makro-Ebene ausgericheen Sysemansäze mieinander verknüpf. Auf diese Weise soll zum einen der Einfluss der nachfrageorienieren Maßnahmen auf die im inernaionalen Vergleich sehr dynamische Enwicklung der Foovolaikindusrie in Deuschland analysier werden. Zum anderen beseh eine zenrale Zielsezung dieser Arbei auch darin, die Tragfähigkei des Konzeps des hisory-friendly modelling kriisch zu überprüfen. Sofern möglich wird dabei auch versuch, zur Weierenwicklung dieses Konzeps beizuragen, indem keine rein qualiaive, sondern eine weiesgehend quaniaive Analyse sowie eine umfassendere Einbindung von Poliikmaßnahmen vorgenommen wird. 82

111 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik Umwel Poliik PV-Herseller Mark Nachfrager Equipmen- Lieferanen Banken Forschungseinrichung Inverer- Herseller Abb. 4.1: Srukur des Simulaionsmodells Ausgangspunk der Modellenwicklung is die Idenifikaion derjenigen Akeure, deren Verhalen für das Innovaionsgeschehen im deuschen Foovolaikmark maßgeblich is. Diese Akeure gil es anschließend als einzelne Agenen im Simulaionsmodell abzubilden. Ausgehend von der Analyse der Akeursbeziehungen im vorherigen Kapiel werden demensprechend die folgenden Akeure in das Modell inegrier (s. Abb. 4.1): Forschungseinrichungen, Herseller von Foovolaiksysemen und Lieferanen von Produkionsequipmen, Nachfrager, Invererproduzenen, Banken sowie die Poliik. Ergänzend hierzu wird der Einfluss ausländischer Foovolaikherseller in Form einer exogenen Größe berücksichig. Den Kern des Modells bilden die Herseller der PV-Syseme und die Nachfrager sowie die Forschungseinrichung. Die Rolle der Herseller-Agenen beschränk sich dabei nich allein auf die Produkion von Foovolaikmodulen. Vielmehr sind sie besreb, ihre Produke permanen zu verbessern, um sich so von der Konkurrenz abheben zu können. Sie verfügen daher über eigene FuE-Abeilungen, die die Verbesserung der Foovolaikmodule und der ensprechenden Produkionsprozesse voranreiben. Hierbei werden die resulierenden PV-Syseme innerhalb des Modells anhand der Merkmale Anlagenpreis, Wirkungsgrad sowie Langzeisabiliä bzw. Garaniedauer charakerisier. Um den wissenschafsbasieren Charaker der PV-Technologie explizi zum Ausdruck zu bringen, is die echnologische Enwicklung auf Unernehmensebene direk abhängig von der Fähigkei der einzelnen Unernehmen, akuell verfügbare wissenschafliche Erkennnisse aufzunehmen, weierzuenwickeln und in den Produkionsprozess umzusezen. Bei der Modellbildung is außerdem zu beachen, dass sich die deusche Foovolaikbranche aus verschiedenen Typen von Unernehmen zusammensez. Konkre sind dies die Pioniere AEG/Telefunken und Siemens bzw. deren Nachfolgeunernehmen Scho Solar und Solar- 83

112 World, die schnell wachsenden PV-Unernehmen der zweien Generaion wie Q-Cells und Ersol sowie die Spezialisen für auf Verbindungshalbleiern basierende PV-Technologien. Da sich diese Unernehmensypen durch ihre jeweiligen Ziele, Sraegien und Kosensrukuren voneinander unerscheiden, werden diese spezifischen Charakerisika ebenfalls in das Agenenmodell überragen. Insgesam ergeben sich Enwicklungen auf der übergeordneen Makroebene, wie z. B. der echnologische Forschri der PV-Technologie und die Gesamdynamik des Foovolaikmarkes, dann aus der Kombinaion der individuellen Verhalensweisen der verschiedenen Unernehmen auf der Mikroebene. Grundlegende wissenschafliche Erkennnisse sammen primär aus der öffenlichen Forschung. Diese erhäl ebenso wie die Unernehmen Fördermiel von saalicher Seie. Das im Rahmen saalich finanzierer Forschungsprojeke generiere Wissen wird dabei in Form von wissenschaflichen Veröffenlichungen und Konferenzbeirägen öffenlich zugänglich gemach. Im Gegensaz hierzu wird proprieäres Wissen, das während indusrieller Aufragsforschungsprojeke enseh, ausschließlich den beaufragenden Unernehmen zur Verfügung gesell. Auf Seien der Nachfrager wird im Modell der Tasache Rechnung geragen, dass sich die poenziellen Nachfrager von Foovolaikanlagen sowohl in Bezug auf ihr Adopionsverhalen als auch hinsichlich ihrer Präferenzen voneinander unerscheiden. Des Weieren werden der gegenseiige Informaionsausausch, der die Grundlage des Diffusionsprozesses darsell, und das dabei aufreende unerschiedliche Kommunikaionsverhalen der einzelnen Nachfragerypen ebenfalls explizi abgebilde. Den Lieferanen von Produkionsequipmen, den Invererproduzenen sowie den Banken komm innerhalb des Modells eine weniger akive Rolle zu. Die Produkionsanlagenherseller reagieren lediglich auf das Invesiionsverhalen der PV-Herseller: In Abhängigkei von der Geschwindigke mi der lezere ihre Produkionskapaziä erweiern, beginnen sie, das von ihnen angeboene Equipmen echnisch weierzuenwickeln. Da dieses normalerweise nich vollsändig dem vorherrschenden indusriellen Leisungssand ensprich, seigern sie hierdurch die Markeinsiegschancen für poenzielle Newcomer. Ähnliches gil für die Herseller von Wechselrichern, die koninuierlich das Preis-Leisungs-Verhälnis ihrer Produke verbessern je mehr sie von diesen absezen. Sie ragen dami unmielbar dazu be dass die leisungsbezogenen Kosen von Foovolaiksysemen reduzier werden, wodurch diese für poenzielle Nachfrager arakiver werden. Die Banken repräsenieren mögliche Engpässe für Fremdkapial, welches für die Gründung neuer PV-Unernehmen nowendig is. Ihr Verhalen wirk sich somi direk auf die Markeinsiegsmöglichkeien ewaiger Newcomer aus. 84

113 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik In Anberach des großen Einflusses, den die poliischen Rahmenbedingungen auf die Enwicklung der deuschen Foovolaikbranche haen und immer noch haben, spiel der Agen Poliik innerhalb des Modells eine zenrale Rolle: Dieser Agen vergib Fördermiel für FuE- Vorhaben, biee Invesiionskosenzuschüsse an, sell Kredie zu vergünsigen Kondiionen berei und leg die Höhe der Einspeisearife fes. Nichsdesoroz wird auf eine Modellierung der poliischen Enscheidungsprozesse selbs bewuss verziche, da sa des Zusandekommens poliischer Enscheidungen allein die Wirkungen der von der Poliik vorgegebenen Rahmenbedingungen von Ineresse sind. Die saalichen Fördermaßnahmen, die im Modell einzeln von außen vorgegeben werden, sellen demensprechend eine bedeuende exerne Sellgröße dar. Ergänzend is zu erwähnen, dass einzelne Sachverhale bei der Modellbildung bewuss vereinfach oder sogar vernachlässig wurden. So wird in der innovaionswissenschaflichen Lieraur miuner die Bedeuung, die die Eablierung eines so genannen dominanen Designs für das Innovaionsgeschehen in einer Branche ha, hervorgehoben. Im Mielpunk seh hierbei die Frage, welche Auswirkungen die Konkurrenzsiuaion zwischen verschiedenen Ausgesalungen einer echnischen Lösung bzw. die Exisenz nur einer Ausprägung dieser echnischen Lösung auf die Mark- und Innovaionsprozesse einer Indusrie haben (vgl. z. B. Abernahy und Uerback, 1978; Safarzynska und Van den Bergh, 2007; Uerback und Abernahy, 1975; Windrum und Birchenhall, 1998). Überragen auf die Foovolaik ließen sich daher die vielfäligen Verwendungsmöglichkeien dieser Technologie sowie die ensprechende Enwicklung der verschiedenen Teilmärke analysieren. In dieser Arbei seh jedoch allein der Bereich der nezgebundenen PV-Syseme im Mielpunk. Diese Fokussierung schein angesichs der Tasache, dass der Mark der nezunabhängigen PV-Anlagen noch vergleichsweise klein is, gerechferig. Da im Bereich der nezgebundenen PV-Anlagen sei Beginn der Enwicklung Syseme dominieren, die sich aus den PV-Modulen selbs, einem ensprechenden Gesell sowie einem Inverer zusammensezen, spiel die Eablierung dieses dominanen Designs allenfalls eine unergeordnee Rolle für das Innovaionsgeschehen in der deuschen Foovolaikbranche. Dessen ungeache wird die innerhalb des Markes der nezgebundenen Syseme vorliegende Konkurrenzsiuaion zwischen den verschiedenen PV-Technologien durchaus im Modell aufgegriffen. Hierzu finde eine vereinfachende Fokussierung auf eine dominane Technologielinie, die mono- und mulikrisallinen Siliziumzellen, und eine echnologische Alernaive, die auf Verbindungshalbleiern basierenden Dünnschichzellen, sa. Weiere alernaive Ansäze, die bis jez hinsichlich des Markgeschehens eine unergeordnee Rolle spielen, wie z. B. Silizium-Dünnschichsrukuren oder PV-Technologien der drien Generaion, werden nich berache. Außerdem wird der Schwerpunk der Analyse auf das echnologisch 85

114 anspruchsvollere Gebie der Foovolaikzellen und dami auch auf die Herseller der Zellen geleg. Die Enwicklung und das Verhalen der reinen Modulproduzenen werden demgemäß vernachlässig. Eine zusäzliche bedeusame Vereinfachung is, dass lediglich zwischen drei verschiedenen Unernehmensypen differenzier wird. Insofern werden nur die oben genannen Typen der Pionierunernehmen, der PV-Herseller der zweien Generaion sowie der Dünnschichspezialisen voneinander unerschieden. Einen weieren wichigen Schwerpunk dieser Arbei sell die Analyse der verschiedenen Mechanismen der Wissensgenerierung dar, die dem Kompeenzaufbau der beracheen Akeure zugrunde liegen. Troz dieser Fokussierung auf die in Abschni genannen Lernmechanismen is zu beonen, dass keine Unerscheidung zwischen grundlagen- und anwendungsorienieren Forschungs- und Enwicklungsakiviäen vorgenommen wird. Demzufolge wird auch die Aufeilung saalicher Fördergelder auf die ensprechend ausgericheen Vorhaben nich berache. Da die einzelnen unernehmensseiigen Mechanismen der Wissensgenerierung im Mielpunk des Ineresses sehen, sollen außerdem in erser Linie diejenigen saalichen Technology-Push - und Marke-Pull -Insrumene unersuch werden, die in unmielbarem Zusammenhang mi diesen Mechanismen sehen. Andere Insrumene und Rahmenbedingungen, die von saalicher Seie angewand bzw. vorgegeben werden können, wie beispielsweise öffenliche Informaionskampagnen, die Feslegung von Normen und Sandards oder die Einrichung von Ausbildungseinrichungen werden daher bei der Modellbildung nich berücksichig. Ähnliches gil für die innerhalb der Innovaionsforschung häufig hemaisiere Problemaik der Verfügbarkei von Fremd- bzw. Risikokapial, die hier nur in sark vereinfacher Form aufgegriffen werden kann. Ein lezer Aspek, der ebenfalls vernachlässig wird, da die Umsezung im Modell sehr aufwendig wäre, is die horizonale und die verikale Inegraion von Unernehmen. Obwohl die Unernehmen im deuschen Foovolaikmark z. T. asächlich Inegraionssraegien verfolgen, um ihre Markposiion zu särken oder auch ihre Rohsoffversorgung zu sichern, können diese Sraegien nich im Modell abgebilde werden (s. auch Seier e al., 2006; Susman, 2008). Während die in der Realiä exisierenden PV-Firmen demzufolge durchaus unerschiedlich große Teile der Werschöpfungskee abdecken, wird hier vereinfachend angenommen, dass alle Herseller sowohl Zell- als auch Modulproduzenen sind. 4.1 Einzelne Agenen und ihre jeweiligen Funkionen Ensprechend der in Kapiel formulieren Zielsezung sellen die Prozesse, die zu echnischen Verbesserungen von PV-Sysemen und zur Diffusion dieser Technologie beiragen, 86

115 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik die Kernelemene des Modells dar. Eine der enscheidenden Einflussgrößen hinsichlich der echnologischen Enwicklungsprozesse is dabei die der PV-Technologie zugrundeliegende Wissensbasis mi ihren spezifischen Eigenschafen (vgl. Kap. 2.1). So is zu vermuen, dass Prozesse des Erfahrungslernens ( Learning by Doing ) im Bereich der Foovolaik eine eher unergeordnee Rolle spielen, da die Foovolaik wie in Kapiel 3 erwähn zu den wissenschafsbasieren Technologien zähl. Dahingegen besiz die sich im zeilichen Verlauf nur schriweise aufbauende Wissensbasis eine durchaus hohe Relevanz. Das Hervorbringen von Innovaionen is in diesem Sinne kein Versuch und Irrum -Prozess, bei dem Erfahrungswissen von geringem Einfluss wäre. Von daher is bei der Verbesserung der Foovolaiksyseme und ihrer Komponenen von einer hohen Kumulaiviä des echnologischen Wissens auszugehen. Aufgrund dieser hohen Kumulaiviä und der hohen Wissenschafsbindung der PV-Indusrie spiel nich nur die Generierung, sondern auch der Transfer von Wissen zwischen einzelnen Akeuren eine zenrale Rolle. Da in der Vergangenhei zu beobachen war, dass Newcomer- Unernehmen meis mi echnologisch sehr forschrilichen Produken in den PV-Mark einreen, schein es möglich zu sein, erhebliche Teile des nowendigen Erfahrungswissen von exernen Quellen, z. B. von den Lieferanen des Produkionsequipmens, zu beziehen. Offenbar kann das echnologische Erfahrungswissen also vergleichsweise schnell ransferier werden. Dennoch is angesichs der hohen Wissenschafsbindung der PV-Indusrie anzunehmen, dass die Unernehmen, die ihre Produke echnologisch weierenwickeln wollen, ses über eine hohe Aneignungskompeenz verfügen müssen, um neue wissenschafliche Erkennnisse effekiv umsezen zu können Die Forschungseinrichung Vor dem Hinergrund der hohen Wissenschafsbindung der Foovolaik komm dem Agenen Forschungseinrichung, der ein öffenliches Forschungsinsiu repräsenier, eine wichige Bedeuung innerhalb des Modells zu. Wie bereis angedeue, is es Aufgabe dieses Agenen, sowohl öffenliches als auch proprieäres Wissen zu generieren. Die Ausrichung der Forschungsakiviäen wird dabei unmielbar durch die jeweilige Finanzierung der Forschungseinrichung besimm: Ensprechend Gleichung (1) häng die Generierung öffenlichen Wissens ( W vom Poliik-Agenen erhäl ( Kˆ öff ) direk von der Höhe der Fördermiel ab, die die Forschungseinrichung Pol F ), wobei λ einen Skalierungsparameer darsell. 8 Äquiva- F 8 Der Index i dien der Differenzierung zwischen den beiden beracheen Technologielinien. Er kann demensprechend nur die Were eins (siliziumbasiere Zellen) oder zwei (Dünnschichzellen auf Basis von Verbindungshalbleiern) annehmen. 87

116 len hierzu is das proprieäre Wissen ( W prop F j ), auf das ausschließlich PV-Unernehmen j zugreifen kann, direk proporional zum Umfang der Forschungsaufräge ( ), die die- j F, ses Unernehmen der Forschungseinrichung ereil (2). öff 1 prop 1 (1) W = Kˆ i, Pol F, (2) W = K F j, j F, λ λ F, i F, i K N prop W F, F j, j = 1 öff (3) = ( 1 β ) T + W + i, i F, 1 T (4) ϕ po F, η, i, = exp ~ η F, γ η~ + T F, η, i F, F, (5) (6) po limi 1 wenn ϕf, η, > ϕη, limi ϕ F, η, = mi ϕη, ~ uniform(0,1) 0 sons ~ = ~ TF, η + F, ηf, 1 ϕ F, η, ~ (7) η F, i, = ~ ηf, η max, i ηf, 1 Das auf diese Weise generiere Wissen nuz der Agen Forschungseinrichung im anschließenden Schr um seine echnologische Leisungsfähigkei T F zu erweiern. 9 Hierbei wird, wie Gleichung (3) verdeulich, der kumulaive Charaker des echnologischen Wissens explizi im Modell abgebilde. Um gleichzeiig auch die begrenze Halbwerszei innovaionsrelevanen Wissens zu berücksichigen, verale dieses in Abhängigkei der Degradaionsrae β nach einer gewissen Zei und is somi nich mehr für echnische Innovaionen nuzbar. Darüber hinaus wurde der Aspek der Unsicherhei bzw. der sochasische Charaker von η Innovaionsprozessen ebenfalls in das Modell inegrier: Ersens wird angenommen, dass die po Chance ϕ zur Erhöhung des normieren Zellwirkungsgrades ~ F, η mi seigender echnolo- F gischer Leisungsfähigkei wächs, während sie mi zunehmendem Enwicklungssand geringer wird (4). 10 Auf diese Weise wird erreich, dass ewaige Forschrie bei der Annäherung 9 Bei dem hier zur Modellierung des Innovaionsprozesses verwendeen Ansaz handel es sich um eine Modifikaion des ursprünglich von Lehmann-Waffenschmid (2008) enwickelen Modells. 10 Die an dieser Selle dargeselle Srukur wird ebenso für die Modellierung von Produkinnovaionen im Bereich der Langzeisabiliä als auch für Prozessinnovaionen verwende. Darüber hinaus gil sie für beide Technologieopionen gleichermaßen. Aus Plazgründen wird auf eine ausführlichere Darsellung verziche. 88

117 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik an echnologische Grenzen zunehmend schwieriger werden. Der Parameer γ dien dabei F, η wiederum der Skalierung. Zweiens werden echnologische Verbesserungen nur realisier, wenn der akuelle Wer von ϕ po F, η den Wer der Zufallsvariablen limi ϕ überschreie (5). Der in η Folge eines solchen Innovaionsereignisses realisiere echnologische Forschri häng gemäß Gleichung (6) ebenfalls von der Leisungsfähigkei der Forschungseinrichung als auch vom akuellen Enwicklungssand ab. Da die Variable ~ in diesem Zusammenhang lediglich angib, welcher Sand in Relaion zur echnologischen Grenze is es nowendig, den asächlichen Wer des Zellwirkungsgrads (7) zu ermieln. ηf η erreich wurde, max η mi Hilfe von Gleichung F An dieser Selle is hervorzuheben, dass die Vergabe von Forschungsaufrägen an öffenliche Forschungseinrichungen durch die Unernehmen zu einem posiiven exernen Effek führ: Forschungseinrichungen können bei der Bearbeiung von Drimielprojeken Synergieeffeke nuzen, die lezendlich von Voreil für alle Beeiligen sind. Im Modell wird dieser Effek indirek abgebilde, in dem die Summe der einzelnen Forschungsaufräge zu einem beschleunigen Innovaionsforschri und somi zu einem schnelleren Ansieg des echnologischen Enwicklungssandes beiräg. Hiervon können wiederum alle Herseller profiieren, da der echnologische Forschri seiens der Unernehmen durch den Enwicklungssand der Forschung begrenz wird (s. Abschni , Gleichung 45) Die Herseller Die Herselleragenen nehmen innerhalb des Modells mehrere Funkionen wahr. Zum einen ragen sie ebenso wie die Forschungseinrichung zur Weierenwicklung der PV-Technologie bei. Zum anderen sind sie für die Produkion und die Vermarkung ihrer jeweiligen Produke veranworlich. Demensprechend wurden die Herselleragenen jeweils in einzelne Module unerglieder, um die genannen Funkionen adäqua im Modell abzubilden. Die Feslegung der Produkionsmengen und der Verkaufspreise, die Besimmung der Budges für FuE- Akiviäen und ewaige Kapaziäserweierungen sowie die grundsäzliche Enscheidung über den Markeinri erfolgen daher im Modul Unernehmensleiung. Das Modul Forschung und Enwicklung hingegen umfass sämliche Prozesse, die zur Generierung von Innovaionen beiragen. Hierbei werden sowohl echnische Forschrie hinsichlich der PV- Module selbs als auch Verbesserungen der Produkionsprozesse berücksichig. Ergänzend hierzu wird das Modul Produkion dazu genuz, die mi der Modulhersellung verbundenen Maerial- und Ferigungskosen zu ermieln. 89

118 Die Unernehmensleiung Da die einzelnen Herselleragenen ihre Produke und Produkionsprozesse permanen verbessern, sind die von ihnen angeboenen PV-Module heerogene Güer. Gleichwohl handel es sich um beinahe vollkommene Subsiue. Die Herseller werden deshalb im Modell als Preissezer abgebilde, die je nach Markaneil über begrenze Markmach verfügen. j, i Demensprechend sez ein Unernehmen j den Preis P für ein auf Technologie i basierendes Modul, indem es die spezifischen Durchschniskosen j, i DK um einen gewissen Aufschlag erhöh (8). Bei Markeinri des Unernehmens is dieser Aufschlag fix und somi unabhängig von der vorherrschenden Marksiuaion. In den darauf folgenden Perioden wird der Aufschlag jedoch flexibel an die Markverhälnisse angepass. Zenrale Einflussgrößen sind hierbei das Verhälnis zwischen der produkspezifischen Nachfrage ges y j und der vorhandenen Produkionskapaziä ProdKap sowie die Markmach des Unernehmens. Leze- j Ac Ω j i Ac re häng unmielbar von der Angeboskonzenraion E, auf dem Teilmark A C und dem Markaneil ϑ des Unernehmens ab (s. auch Anhang 2-8). Während der Parameer ges j diesem Zusammenhang lediglich der Skalierung dien, kann mi Hilfe von N kmu und fix kmu, max E in var kmu, A kmu die individuelle Preissezungssraegie der verschiedenen Herselleragenen fesgeleg werden. Zusäzlich hierzu bring die Zufallsgröße P random die begrenze Raionaliä der Akeure zum Ausdruck. Grundlage hierfür is die Annahme, dass die Markeilnehmer nich immer über vollsändige Informaionen hinsichlich der akuellen Kosen- und Marksiuaion verfügen. Dami beruhen ihre Preiskalkulaionen lezendlich auf fehlerbehafeen Abschäzungen. (8) P 1,2 = Φ fix ( 1 + kmu ) DK P random wenn Z sons 1 Φ = fix N var ( 1+ kmu ) kmu 0,9 + ( 1 + kmu ) 1 + kmu ges y ProdKap var kmu A E max E E Ac Ω i Ac max ϑ ges DK P random mi P random ~ N(1,0; 0,01) 90

119 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik Nachdem die Preise von den Unernehmen fesgeleg wurden, werden im anschließenden Schri die einzelnen Nachfragemengen nach den verschieden Produken ermiel (s. Abschni 4.1.3). Um den Einfluss von Imporen auf die Marksiuaion zu berücksichigen, wird hierbei der Markaneil der ausländischen Anbieer Imp, ges ϑ in Form einer Zeireihe exogen vorgegeben und von der produkspezifischen Gesamnachfrage subrahier (Gleichung 9, s. auch Anhang 2-1). (9) y ( 1 ) Imp, D ges ges ges j = ϑ yd (10) x = MIN( ProdKap ; y ) j,, d= 1 Die resulierende Neonachfrage ges y j wird von den Hersellern unmielbar befriedig, falls ihre Produkionskapaziä dies zuläss (10). Aufgrund dieses Make o order -Mechanismus werden ewaig aufreende Überangeboe und der dami verbundene Aufbau von Lagerbesänden im Modell nich berücksichig. Unmielbar aus den Produkionsmengen und den zuvor fesgelegen Preisen ergeben sich die Umsäze U j, i, die Unernehmen j miels auf Technologie i basierenden PV-Modulen generier (11). Des Weieren kann durch Subrakion der anfallenden Hersellkosen HK j, i der jeweils erziele Überschuss j, i Ü berechne werden (12). Uner Einbeziehung der Kapialsröme für nich produkionsbezogene Ausgaben ( (13). ab K, i j ) ergib sich somi der Gewinn G j, i (11) U = P x j, (12) Ü = U HK j, ProdKap = (14) H ( K + Ü + ProdKap ) G U HK K (13) ( ) ab = 2 j, Pˆ i= 1 Anhalspunk für den Gesamwer eines Unernehmens ( H ) is demensprechend die Summe aus den angesammeles Gewinnrücklagen j K j, dem akuellen Überschuss und dem Anlagevermögen (14). Lezeres ensprich näherungsweise dem Produk aus der vorhandenen Produkionskapaziä und dem akuellen Preis ProdKap Pˆ für Ferigungsanlagen. Die Höhe der Gewinnrücklagen ergib sich wiederum aus der Differenz der nich unmielbar produkionsbezogenen Kapialsröme zu K j und K ab sowie dem Sarkapial des Unernehmens j Sar K j 91

120 (15). Der Kapialsrom K ab j sez sich hierbei aus den Ausgaben für Forschung und Enwicklung FuE K j, Verwalung und Verrieb Bank K j zusammen (16). VuV K j sowie ewaigen Kredirückzahlungen (15) (16) K j, Sar K = K + K 1 zu K ab ab FuE VuV Bank K = K + K + K j, wenn Akiv sons 1 = 0 und Sar = 1 Die Höhe des Kapialsroms zu K j hingegen is von der wirschaflichen Siuaion des Unernehmens abhängig: Überschreie die Auslasung der Produkionsanlagen AP den Grenz- j wer von 80 %, so wird der Aneil pprodkap j des Überschusses für Erweierungsinvesiionen genuz. Dies gil selbsversändlich nur, wenn in der Periode ein posiiver Überschuss erwirschafe werden konne. Der verbleibende Res fließ ensprechend der Gewinnrücklage zu. Lieg keine hohe Auslasung der Ferigungsanlagen vor, wird der gesame Überschuss den Rücklagen zugeführ. Tri die Siuaion ein, dass der Periodenüberschuss negaiv is, werden die Gewinnrücklagen für den finanziellen Ausgleich verwende, sofern die Höhe der Rücklagen dies zuläss. Weiere Voraussezung is hierbei eine Auslasung von über 70 % (17). Anderenfalls schein ein Verkauf nich genuzer Ferigungsanlagen sinnvoller (s. u.). (17) K Zu ( 1 pprodkap ) Ü = Ü 0 sons Ü wenn Ü wenn Ü wenn Ü < 0 und K 0 und AP 0 und AP + Ü 0,8 < 0,8 0 und AP 0,7 K = χ (19) FuE 1 pfue U, (18) ( ) j χ j, = UW ~ Ac Ω j, i Ac UW c ~ Ac Ω j, i Ac UR UR c ~ Ac Ω j, i Ac ET E c VuV (20) K = pvuv HK j, Unabhängig von der Höhe des erwirschafeen Überschusses nuzen die Unernehmen einen firmenspezifischen Aneil 92 pfue ihres Umsazes für Forschungs- und Enwicklungsak- j iviäen. Allerdings is hierbei zu berücksichigen, dass die Unernehmen die Inensiä ihrer Forschungsakiviäen in Abhängigkei von der vorherrschenden Marksiuaion variieren. Die

121 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik Höhe des Forschungsbudges FuE K j häng daher auch vom Umsazwachsum (UW), der Umsazrenabiliä (UR) und der Marksrukur (ET) des jeweiligen Teilmarkes A C ab (18). 11 Die Parameer c UW, c UR und c E sellen hierbei Gewichungen der einzelnen Einflussgrößen dar (19). Hinsichlich der Kosen für Verwalung und Verrieb VuV K j wird vereinfachend angenommen, dass diese proporional ( pvuv ) zu den Hersellkosen HK sind (20). j j Die Produkionskapaziä wird ersmals bei Gründung des Unernehmens fesgeleg. Ensprechend wird zum Zeipunk der Gründung eine Anfangsinvesiion geäig, deren Höhe primär vom angesreben Markaneil abhäng (vgl. Anhang 2-2). In den Folgeperioden ergib sich die akuelle Produkionskapaziä aus der Höhe des Besands sowie den periodenbezogenen Erhöhungen bzw. Verringerungen Zu ProdKap j und ProdKap ab (21). Erweierungen j der Produkionskapaziä werden, wie im Zusammenhang mi Gleichung (17) bereis angedeue, vorgenommen, wenn die Auslasung der vorhandenen Anlagen die Grenze von 80 % überschreie und zusäzlich ein posiiver Periodenüberschuss erwirschafe werden konne. Das Ausmaß der Erweierung häng dabei vom verfügbaren Budge sowie vom akuellen Preis für Produkionsanlagen ProdKap Pˆ ab (22). 12 Is der Periodenüberschuss negaiv während gleichzeiig eine geringe Auslasung der Ferigungsanlagen vorherrsch, so werden so viele Anlagen verkauf wie nowendig sind, um das Defizi auszugleichen. Die Höhe der Gewinnrücklagen bleib in diesem Fall folglich unveränder, obwohl sie ebenfalls für den Ausgleich des Defizis verwende werden können. Eine andere Siuaion ergib sich, wenn die Summe der Rücklagen geringer is als das Periodendefizi. Dann is das Unernehmen unabhängig vom akuellen Auslasungsgrad gezwungen, Ferigungsanlagen zu veräußern, um den verbleibenden Fehlberag zu begleichen. In allen anderen als den beracheen Fällen bleib die Höhe der Produkionskapaziä unveränder (23). (21) (22) ProdKap Sar ProdKap = ProdKap 1 + ProdKap zu wenn Akiv ProdKap 1 ab = 0 und Sar sons pprodkap Ü Zu wenn Ü,, 0 und AP,, 0,8 ProdKap j i j i ProdKap = Pˆ 0 kwp sons = 1 11 Für die Berechnung der aggregieren Größe χ werden nich die asächlichen Were verwende. Sadessen wird auf die exponeniell gegläeen Mielwere der genannen Größen zurückgegriffen, die zusäzlich auf den Werebereich [0, 1] normier sind. 12 Die Preisenwicklung wird nich modellendogen ermiel. Der Preis für Produkionsanlagen is sadessen exogen in Form einer Zeireihe vorgegeben (s. Anhang 2-3). 93

122 0 kwp 0 kwp Ab (23) ProdKap = ( 1) ( 1) Ü Pˆ K ProdKap + Ü ProdKap Pˆ wenn Ü wenn Ü wenn Ü sons 0 < 0 und K und AP < 0 und K und AP + Ü 0,7 + Ü < 0,7 0 0 (24) Zu ProdKap ProdKapW = (25) ProdKap AP = j, x ProdKap Als Ergebnis der Kapaziäsveränderungen ergeben sich dami die periodenbezogene Ausbaurae ProdKapW (24) sowie der Auslasungsgrad AP (25). j j Zusäzlich zu der Feslegung der Preise und der Produkionsmengen sowie den Enscheidungen über die Kapialverwendung is die Markeinrisenscheidung eine der zenralen Aufgaben der Unernehmensleiung. Hierbei is hervorzuheben, dass die Markeinrisenscheidung sich nich nur auf den Aspek der Markeilnahme als solches beschränk. Da mehrere Technologieopionen zur Verfügung sehen, bei deren Umsezung unerschiedliche Produkionsprozesse nowendig sind, müssen die Unernehmen zusäzlich abwägen, ob sie sich auf eine Technologie konzenrieren oder ob sie mehrere Opionen verfolgen wollen. Im ersen Fall ergib sich zwar die Möglichke Skaleneffeke zu nuzen; gleichzeiig beseh jedoch die Gefahr, den Anschluss zu verlieren, wenn sich eine der nich verfolgen Technologieopionen langfrisig als überlegen herauskrisallisieren solle. Aus diesem Grund enscheiden die Unernehmen sowohl anhand der vorherrschenden Marksiuaion als auch auf Basis der echnologischen Enwicklung darüber, ob und mi welcher Technologie sie in den Foovolaikmark einseigen. Das Sarsignal für den Markeinsieg wird demgemäß ausgelös, wenn die aggregiere Größe Sowohl der Grenzwer ME einen fesgelegen Grenzwer überschreie (26). j limi ME j als auch die Parameer me U, me UW und me UR sind in diesem Zusammenhang unernehmensspezifisch. So häng es von der Sraegie des jeweiligen Unernehmens ab, welche Bedeuung den einzelnen Größen Gesamumsaz, Umsazwachsum und Umsazrendie bei der Markeinrisenscheidung jeweils beigemessen wird (27). Die Höhe des Grenzwers limi ME j spiegel dabei die individuelle Risikofreudigkei wider. 94

123 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik (26) (27) Sar ME limi 1 wenn ME > ME j und Akiv 1 = 0 = 0 sons ~ = U ges U me j ~ UW ges UW me j ~ UR ges UR me j Umgekehr beseh auch die Möglichkei der Insolvenz. Solle der Gesamwer eines Unernehmens nach drei oder mehr Simulaionsperioden Geschäfsakiviä geringer sein als 1 Mio., werden die Variablen Akiv j und Akiv, 1 j gleich null gesez, woraufhin der Mark, 2 verlassen wird (28). Gleiches gil für den Fall, dass ein Unernehmen es nich schaffen solle, den bei der Gründung aufgenommenen Kredi innerhalb von 75 Simulaionsperioden zurückzuzahlen (Resschuld C j, größer als ). Die Berechnung des Unernehmensalers 1 Z sowie der Dauer der Krediinanspruchnahme ZC erfolg hierbei auf Basis der Gleichun- j j gen (29) bis (31). Zudem gil der Gründungskredi als komple geilg, sobald sich uner Berücksichigung der akuellen Tilgungszahlung weniger ergib (31). TC eine Resschuld j C von 10 oder j (28) (29) Akiv Sar 1 wenn Sar = 1und Akiv 1 = wenn H < 1 10 und Akiv = 1und Z 1 i = 0 wenn ZC > 75 und C > 1000 und Akiv 1 Akiv sons 1 0 j wenn Akiv 1 = wenn Akiv 1, Sar sons = 0 und Sar = 0 und Sar = 0 = 1, 3 1 = 1 (30) Z j, 0 = Sar wenn Akiv sons 1 = 0 und Sar = 0 0 (31) ZC = 0 wenn C TC < 10 und ( Akiv = 1oder Akiv = 1) 1 1, 1 j, 2, 1 MIN( ; ) sons wenn Akiv 1, Sar j,1, 1 = 0 u.sar 2, Sar 1, = 0 u. Akiv 2, 1 = 0 u.sar 2, = 0 Um den Gründungskredi zu ilgen, greifen die Unernehmen auf die verfügbaren Gewinnrücklagen K j ges zurück (32). Die an die Bank überwiesene Tilgungszahlung K j ensprich Bank 95

124 dabei normalerweise einem fesen Aneil der Rücklagen ( pbank ), maximal wird indes die von der Bank gefordere Summe FC gezahl (33). Bank j j ges = (33) K = MAX( 0 ; MIN( pbank K ; FC ) ges (32) K K + K j, 1, 2, j Bank, j Bank Die FuE-Abeilung In dem Modul Forschung und Enwicklung sind alle Vorgänge zusammengefass, die zu echnologischen Verbesserungen führen, wobei sowohl Produk- als auch Prozessinnovaionen berücksichig werden. Maßgebliche Einflussgröße sind hierbei die jeweiligen FuE- Budges der einzelnen Unernehmen. Da die Unernehmen ebenso wie die öffenlichen Forschungseinrichungen saaliche Fördermiel erhalen, ergib sich die Gesamhöhe dieser Budges aus der Summe der Fördermiel K und den FuE-Ausgaben Pol j FuE K j. Von diesen eigen Pol Mieln werden fese Aneile ( kaufrag j, kaufrag j ) für die Vergabe von Forschungsaufrägen ( K F j ) bzw. für eigene Forschungsakiviäen ( K ) verwende (34 und 35). Lg j FuE j K = 1 kaufrag K + 1 kaufrag K eigen FuE Pol j, j (34) ( ) ( ) Lg FuE, j j Pol i eigen FuE Pol (35) K = kaufrag K + kaufrag K j F, j j Pol Hinsichlich der Forschungsakiviäen werden dabei insgesam drei Aren der Wissensgenerierung differenzier: Learning by Searching, die sraegische Nuzung von Wissensspillovern sowie Learning by Doing. Das Wissen in W j, das durch Learning by Searching gebilde wird, is hierbei proporional zu dem Aneil in kfue j des Budges K Lg j FuE j, den Unernehmen j für diese Ar von Innovaionsakiviä ausgib (36). Der verbleibende Teil wird demensprechend für den Aufbau echnischen Vorwissens AF W j, das für das Versändnis und die Verarbeiung exern verfügbaren Wissens nowendig is, eingesez (37). Bei den Parameern β und λ handel es sich um die bereis erwähne Degradaionsrae sowie um einen FuE weieren Skalierungsparameer. in kfue K in in j Lg j FuE j, AF (36) W = ( 1 β ) W + j, i, i j, 1 (37) W = ( 1 β ) i λ FuE, i W AF j, i, 1 + in ( 1 kfue ) j λ K FuE, i Lg j FuE j, i, 96

125 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik (38) x ) k x (39) = = k = 0 W LbD = W LbD = 0 ln( LF) ) ln 2 ) ( x ) ( ) 1 + x x 1 ln( LF) ) ln 2 ( x = 0 ) ln( LF) ln 2 Im Vergleich zu den beiden vorherigen Prozessen der Wissensgenerierung is der Mechanismus des Learning by Doing unabhängig von der Höhe der verfügbaren finanziellen Miel. Sadessen is das Erfahrungslernen unmielbar von der kumulieren Produkionsmenge x ) des jeweiligen Unernehmens abhängig (38). Gleichung (39) basier demenspre- j chend auf dem Lernkurvenansaz und beschreib wie Learning by Doing zur Erweierung der Wissensbasis beiräg. Die Variable LF bezeichne hierbei den so genannen Lernfakor, der auf Were größer eins gesez wird. Ein Wer von 1,2 implizier beispielsweise, dass jede Verdopplung des kumulieren Produkionsvolumens eine 20 %-ige Seigerung der Wissensbasis nach sich zieh. Neben diesen inernen Lernprozessen spielen in der Foovolaikindusrie auch Spillover- Effeke eine wichige Rolle (Braun e al., 2010; Neme, 2007; Yu e al., 2009). Um inraindusrielle Wissensspillover abzubilden, wird daher in einem ersen Schri die Menge des, ProdI ex. echnologischen Wissens W j ermiel, die Unernehmen j poenziell von außen aufnehmen kann. Grundlage hierfür sind das vom Forschungsinsiu generiere öffenliche Wissen W öff. sowie die echnologische Leisungsfähigke die die Konkurrenz von Unernehmen j öff Konk bereis erreich ha (40). Die Parameer σ und σ dienen zum einen der Skalierung und repräsenieren zum anderen die Komplexiä bzw. den implizien Charaker des echnologischen Wissens. Wieviel exernes Wissen ( Spillover W j, ProdI ) ein Unernehmen lezendlich aufnimm, häng sowohl von der Menge des insgesam verfügbaren Wissens als auch von der Aneigungsfähigkei Posiion AF j ab. Ergänzend führen Verbesserungen der relaiven echnologischen R j, d. h. Annäherungen an den akuellen Forschungssand, zu einem abneh-, ProdI menden Nuzen des exernen Wissens (41-43). Dabei sellen die Parameer P und σ Skalierungsparameer dar. 13 (40) AF N W ex. öff Konk W = σ W + σ T (41) j, ProdI, öff., k, ProdI, 1 = k= 1 AF 1 EXP AF k j σ AF σ, Spillover σ 13 Hier is wiederum lediglich der Zusammenhang für Produkinnovaionen dargesell. Für Prozessinnovaionen gil ein äquivalener Mechanismus. 97

126 (42) W Spillover ProdI, i, 1 ex. = W Spillover j, ProdI, AFj σ 1 R EXP P σ, ProdI, i, ( 1 R ) j, ProdI, i, (43) R = ProdI, η heor., η F, Inerindusrielle Wissensspillover, d. h. der Transfer von Wissen aus echnologisch verwanden Gebieen wie der Halbleierbranche oder der Flachbildschirmprodukion, sind zwar ebenfalls von Bedeuung, lassen sich jedoch nich unmielbar in das Modell inegrieren. Der einzige Ausweg beseh darin, diese Form der Wissensgenerierung und -überragung in Form einer exogenen Größe zu berücksichigen, indem die Wissenssände der einzelnen Akeure mi ensprechenden Weren vorbeleg werden. Auf diese Weise kann beispielsweise abgebilde werden, dass ein Unernehmen, das in die Produkion von Dünnschichmodulen einseig, möglicherweise (Vor-)Wissen nuz, das ursprünglich aus dem Bereich der Flachbildschirmechnologie samm. Insgesam ergib sich die echnologische Leisungsfähigkei T j eines Unernehmens, ProdI somi aus dem Wissen, das miels Learning by Searching und Learning by Doing generier wurde, sowie durch die Nuzung von Spillover-Effeken und die Verwerung der Resulae aus exern vergebenen Forschungsaufrägen (44). Die relaive Bedeuung der einzelnen Prozesse läss sich hierbei mi Hilfe der Gewichungsparameer Aufrag ω anpassen. ProdI, i (44) T = ( 1 β ) ProdI, i + ω + ω T in ProdI, i Spillover ProdI, i ProdI, 1 W W in + ω Spillover ProdI, LbD ProdI, i + ω W LbD Aufrag ProdI, i W in ω, ProdI, i prop, F LbD ω, ProdI, i Spillover ω und ProdI, i In Abhängigkei von ihrer echnologischen Leisungsfähigkei können die Unernehmen im nächsen Schri den Wirkungsgrad und die Langzeisabiliä der von ihnen angeboenen PV-Module erhöhen (Produkinnovaionen) sowie die jeweiligen Produkionsprozesse verbessern (Prozessinnovaionen). Der Prozess des echnologischen Forschris is dabei wieder in Form eines zufallsbehafeen Mechanismus in das Modell inegrier wie schon beim Agenen Forschungseinrichung beschrieben. Ergänzend zu den gerade erläueren Mechanismen is der Fall zu berücksichigen, dass ein Unernehmen neu in den Foovolaikmark einseig. Für diese Siuaion gil, dass der echnologische Enwicklungssand der PV-Module sowie der Produkionsprozesse durch die Leisungsfähigkei des vom Lieferanen bezogenen Produkionsequipmens vorgegeben wird 98

127 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik (s. Abschni 4.1.6). Außerdem wird angenommen, dass die Unernehmen hinsichlich der echnologischen Enwicklung maximal den von der Forschungseinrichung erzielen Sand erreichen können. Der Leisungssand der Forschungs- und Enwicklungsabeilungen der einzelnen Unernehmen wird daher anhand der folgenden Gleichungen ermiel (45): (45) η heor, ηeql, = MIN η F, ; ~ η wenn Akiv η max, i heor, 1 = 0 und Sar sons = 1 Zusäzlich wird im Modell zwischen dem akuellen Wissenssand eines Unernehmens und dem asächlichen echnologischen Sand in der Produkion unerschieden (46), weil die Ergebnisse aus Forschung und Enwicklung bei einem schnellen Ausbau der Produkionskapaziäen miuner nich mehr adäqua in die Produkion überragen werden können. Auch wenn die Geschwindigkei des Kapaziäsausbaus keinen direken Einfluss auf die Innovaionsakiviäen selbs ha, so wird die Umsezung des generieren Wissens dennoch erschwer. Im Modell wird deshalb vereinfachend davon ausgegangen, dass die Verzögerung der echnischen Umsezung V unmielbar von der Geschwindigkei des Kapaziäsausbaus ProdKapW abhäng (47 und 48). Parameer kma is hierbei der Gläungsfakor der miels der Gleichung (47) vorgenommenen exponeniellen Gläung der Ausbaurae, während die Parameer δ und δ der Skalierung k Exp dienen. (46) η = η ( 1 V ) ech, heor, (47) ProdKapW ( 1 kma) = ProdKapW 1 k ProdKapW (48) V = MIN ( 0,99 );MAX ( 0,0) ; δ ProdKap + kma ProdKap Exp δ Zu Die Produkion Aufgabe des Moduls Produkion is die Berechnung der unernehmens- und echnologiespezifischen Kosen, die bei der Produkion von Foovolaikmodulen anfallen. Die von diesem Modul ermielen Kosensäze sind dami Grundlage für die Preissezung in der Unernehmensleiung. Da die Kosensrukuren möglichs einfach abgebilde werden sollen, wird hinsichlich der Hersellkosen lediglich zwischen Maerial- und Ferigungskosen unerschieden. In Bezug 99

128 auf die Maerialkosen wird dabei bei beiden beracheen Technologieopionen zwischen den Kosen für die Halbleiermaerialien und den Kosen für die reslichen Maerialien (Glas, Folien ec.) differenzier. Grund hierfür is, dass die Halbleierkosen wesenlichen Einfluss auf die Gesamkosen haben und sich im zeilichen Verlauf signifikan anders enwickel haben als die reslichen Maerialkosen. Dies gil insbesondere für die Kosen von hochreinem Silizium (s. Anhang 2-4). Ferner sind die Auswirkungen, die Innovaionen auf die Maerial- und Ferigungskosen haben, in das Modell zu inegrieren. Wie Abbildung 4.2 verdeulich, is insbesondere zu berücksichigen, dass Wirkungsgradseigerungen den Maerialbedarf verringern, so dass neben Prozess- auch Produkinnovaionen zu Redukionen der Hersellkosen beiragen (vgl. auch Neme, 2007). Prozessinnovaionen Ferigungskosen Hersellkosen Produkinnovaionen (Wirkungsgrad) Maerialkosen Preise der Halbleiermaerialien (z. B. S In, Se) = f() Preise der reslichen Maerialien (Glas ec.) = kons. Abb. 4.2: Der Einfluss von Produk- und Prozessinnovaionen auf die Hersellkosen Demensprechend werden die Maerialsückkosen M 1 ( im Modell auf Basis der in Gleichung (49) dargesellen Srukur berechne. Die Maerialpreise Si Pˆ, HL Pˆ, NSi Pˆ und gehen hierbei als exogene Größen in das Modell ein. Da sich der Siliziumpreis im beracheen Zeiraum z. T. drasisch veränder ha, wird dieser in Form einer Zeireihe von außen vorgegeben. Verglichen hiermi sind die Preise für die reslichen Maerialien (Glas, Folien ec.) auf annähernd gleichem Niveau geblieben, weshalb konsane Preise angenommen werden. NHL Pˆ (49) ( M Si NSi = ssibed Pˆ + snsibed Pˆ 1, (50) ( M HL NHL = shlbed Pˆ + snhlbed Pˆ 2, 100

129 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik Im Gegensaz hierzu sind die Zusammenhänge zwischen Produk- bzw. Prozessinnovaionen und den spezifischen Bedarfsgrößen ssibed und j snsibed bzw. j shlbed und j snhlbed explizi abgebilde (51-54). 14 Um den unrealisischen Fall zu verhindern, dass j sich mi forschreiender echnologischer Enwicklung langfrisig negaive Maerialsückkosen ergeben, wird miels Gleichung (55) zusäzlich ein Grenzwer M vorgegeben, der min nich unerschrien werden kann. 15 Mi Hilfe des Parameers τ läss sich hierbei der Über- MK gang zu diesem Grenzwer skalieren. η ech.,1, = 0 (51) ssibed = ssibed PI 0, 001 = 0 ech.,1, kwp η ech.,1, η ech.,1, = 0 (52) ( ( ) ) snsibed = snsibed 0,17 ln PI + 0,08 kwp η = 0 ech.,1, 1 ech.,1, η ech., 2, = 0 (53) shlbed = shlbed PI 0, 01 = 0 ech., 2, kwp η ech., 2, η ech., 2, = 0 (54) snhlbed = snhlbed 2 PI 0, 01 = 0 ech., 2, kwp η ech., 2, (55) M 0,5 ( 2 2 ( τ ) + ( M M ) ( = + M + M MK, i U j, min, i j, min, i Hinsichlich der Ferigungssückkosen ( F ( ) wird davon ausgegangen, dass diese allein von j Prozessinnovaionen beeinfluss werden, so dass sich der in den Gleichungen (56) und (57) dargeselle Zusammenhang ergib. Parameer pf gib in diesem Zusammenhang den j Basiswer der unernehmensspezifischen Ferigungssückkosen vor. Bei Unernehmen, die ers während eines Simulaionslaufs in den Foovolaikmark einseigen, is F EqL als Iniialwer heranzuziehen. Die Höhe dieses Wers, der allein während der jeweiligen Sarperiode gil, wird unmielbar durch die echnologische Leisungsfähigkei des Produkionsanlagenlieferanen beeinfluss (s. Abschni 4.1.6). In den darauf folgenden Perioden ergeben sich die Deailliere Informaionen zu der Hilfsgröße PI, zu den funkionalen Zusammenhängen zwischen Produk- bzw. Prozessinnovaionen und den resulierenden Hersellkosen sowie zur Besimmung der verschiedenen Parameerwere finden sich in Anhang 2-5. Für die Hilfsgröße PI wurde kein Grenzwer fesgeleg. Somi können sich bei hohen Weren von PI gemäß den Gleichungen (51) bis (54) negaive Maerialbedarfe ergeben, was in der Realiä naürlich nich möglich is. 101

130 Ferigungssückkosen aus dem Basiswer EqL pf, der ebenfalls von dem Leisungssand des Lieferanen abhäng, sowie aus den von den jeweiligen Unernehmen realisieren Prozessinnovaionen. Darüber hinaus wird ähnlich wie bei den Maerialkosen auch hier ein unerer Grenzwer F vorgegeben. min, i (56) ( F 1, pfj,1 EXP = FEqL,1, EqL pf EXP = j,1, Sar ( 0,23 PI ) ech,1, ( 0,23 PI ) ech,1, wenn Akiv wenn Akiv sons 1, = 0 1, 1 = 1 = 0 und Sar 1, = 1 (57) ( F 2, pf 2 EXP = FEqL, 2, EqL pf EXP = j, 2, Sar ( 0,63 PI ) ech,1, ( 0,63 PI ) 2 2 (58) F 0,5 ( τ ) + ( F F ) ech,1, wenn Akiv wenn Akiv sons ( ( = + F + F j, FK, i min, i j, min, i 2, = 0 2, 1 = 1 = 0 und Sar 2, = 1 Ergänzend zu den Produk- und Prozessinnovaionen wird ebenso der Einfluss der Produkionsmenge x auf die Höhe der Hersellkosen j HK modellier (59). Hierbei werden die j Parameer der Produkionskosenfunkion vfa, vfb und vfc mi Hilfe der Produkionskapaziä der Herseller ProdKap und dem jeweiligen Hersellkosensaz, der vom akuellen Niveau j der Ferigungs- und der Maerialkosen ( F bzw. j M ) abhäng, fesgeleg (60-62). Es wird j vereinfachend angenommen, dass bei Erreichen der Kapaziäsgrenze die durchschnilichen Produkionskosen genau dem Hersellkosensaz ensprechen. Zusäzlich läss sich der genaue Verlauf der Produkionskosenfunkion mi Hilfe des Parameers kfm noch weier beeinflussen. Die sich auf diese Weise ergebenden durchschnilichen Hersellkosen DK (63) bilden wie erwähn die Basis für die Feslegung des Modulpreises (s. Ab- j schni ). HK 3 2, = vfa x + vfb x + vfc x 1 1 (59) j 6 ( ) 2 ( ) (60) vfa 24 ( 1 kfm) ( F + M ), j, 1 j ( ) (61) vfb = 1 2 vfa j, ProdKap ProdKap = 2 vfc = F, + M vfa ProdKap vfb ProdKap 1 1 (62) ( ) ( ) j

131 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik (63) HK DK = x Ausgehend von der dargesellen Gesamsrukur der Herselleragenen lassen sich die individuellen Eigenschafen und Sraegien der verschiedenen deuschen Foovolaikunernehmen in das Modell überragen. Vereinfachend werden hierbei drei Typen von Unernehmen berache: Zum einen die Pionierunernehmen wie AEG/Telefunken und Siemens sowie die PV-Firmen der zweien Generaion wie Q-Cells und Ersol und zum anderen die aus Universiäen und Forschungseinrichungen hervorgegangenen Spezialisen für auf Verbindungshalbleiern basierende Dünnschichkonzepe. Insgesam ergeben sich dami die in Tabelle 4.1 dargesellen Eigenschafen der beracheen Unernehmensypen als Ausgangspunk für die Kalibrierung der ensprechenden Agenen. Firmenyp Finanzierung des Markeinsiegs Technologisches Wissen und FuE Markeinri FuE-Sraegie Risikoneigung Typ I PV-Pioniere Eigenkapial und saaliche Fördermiel Überragung von Vorwissen aus dem Halbleierbereich milere bis hohe FuE-Quoe, moderae Nuzung von Spillovern gering Typ II 2. Generaion Fremdkapial (Kredie, Risikokapial) und saaliche Fördermiel Technologisches Know-How der Equipmenlieferanen wird genuz hohe FuE-Quoe, höheres Gewich auf Spillover- Nuzung hoch Typ III Dünnschichspezialisen Fremdkapial (Kredie, Risikokapial) und saaliche Fördermiel Verwendung eigenen Vorwissens aus FuE- Akiviäen an Forschungseinrichungen Tab. 4.1: Charakerisierung der verschiedenen Herseller-Agenen sehr hohe FuE- Quoe, wenig Nuzung von Spillovern modera Die Nachfrager Die Nachfrager bilden zusammen mi den verschiedenen PV-Unernehmen und der Forschungseinrichung den Kern des Simulaionsmodells. Ihr Verhalen besimm nich nur darüber, wie sich der PV-Mark insgesam enwickel, sondern auch über den wirschaflichen Erfolg der einzelnen Unernehmen. Hinsichlich des Adopionsverhalens der Nachfrager is dabei feszusellen, dass sich die Moive für den Kauf einer PV-Anlage innerhalb der lezen 25 Jahre signifikan veränder haben. Wie in Kapiel 3.2 dargesell, waren die ersen Nach- 103

132 frager enweder ökologisch moivier oder an der PV-Technologie als solches ineressier. Ökonomische Aspeke waren demensprechend von unergeordneer Bedeuung. Berache man jedoch die gesame Enwicklung, so is roz allem die Rendie, die mi dem Berieb einer PV-Anlage erzielbar is, als enscheidende Einflussgröße auf den Diffusionsprozess anzusehen. Aus diesem Grund wurden die Nachfrageragenen in Form von Preisnehmern in das Modell inegrier, die über ein separaes Modul zur Berechnung der erzielbaren Rendie verfügen. Die Srukur dieses Moduls orienier sich hierbei an den gebräuchlichen Sofwareprogrammen ( Solarrechner ). Ausgehend vom spezifischen Sromerrag einer PV-Anlage ermiel das Modul daher zuers die während der Anlagenberiebsdauer generierbaren Einnahmen EN (s. Anhang 2-6). Anschließend wird die Summe der Ausgaben AG kalkulier, die mi der Insallaion und dem Berieb eines PV-Sysems verbunden sind. Bei diesen Berechnungen werden auch die saalichen Fördermaßnahmen, wie z. B. Einspeisearife, Kredie mi vergünsigen Kondiionen und Invesiionskosenzuschüsse, berücksichig. Im lezen Schri läss sich auf Basis dieser Informaionen die mi einer konkreen Anlage erzielbare Rendie r besimmen (64). (64) EN = (65) r AG AG r N 2 j= 1 i= 1 = N 2 ( r ϑ ) ϑ j= 1 i= 1 ~ 1 wenn r > rmax = r r min wenn rmin < r < r max min max 0 sons 1 (66) r ( r r ) Da der Diffusionsprozess primär vom allgemeinen Preisniveau und weniger vom Preis einzelner Anlagen abhäng, wird anschließend miels Gleichung (65) ein gewicheer Durchschni r berechne. Die Größe ϑ seh dabei für den Markaneil des Unernehmens j, der mi dem auf Technologie i basierenden PV-Sysem zum Zeipunk erreich wurde. Der gewichee Mielwer wird außerdem auf Basis von Gleichung (66) ransformier, um den Werebereich anzupassen. Der resulierende normalisiere Wer ~ r sell dann eine der zenralen Einflussfakoren bei der Berechnung der Budges B dar, die die Nachfrager je Simulaionsperiode für die Anschaffung von PV-Anlagen ausgeben (67). Darüber hinaus häng die Höhe des Gesambudges von der Anzahl der Adoper D, dem durchschnilichen Budge b je Adoper sowie von dem gruppen-spezifischen Sensiiviäsparameer ε ab. 104

133 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik ~ ε ( r ) (67) b D > d, wenn D d, 0 0 sons ) d 1 Bd, = Um die Tasache zu berücksichigen, dass sich die Gesammenge der Nachfrager aus verschiedenen Gruppen mi unerschiedlichen spezifischen Eigenschafen zusammensez, wird der soziale Prozess der Technologiediffusion im Modell separa für jede der beracheen Nachfragergruppen abgebilde. Ausgehend von den empirischen Beobachungen (s. Kapiel 3.2) und den in Abschni dargesellen diffusionsheoreischen Grundlagen werden dabei insgesam fünf verschiedene Gruppen differenzier (s. auch Tabelle 4.2). Für die Modellierung des Verbreiungsprozesses selbs wird auf eine Modifikaion eines einfachen Diffusionsmodells zurückgegriffen, das ursprünglich von Bass (1969) enwickel wurde (68-70). Grundgedanke des Originalmodells is, dass die Kaufenscheidungen von Individuen hinsichlich Innovaionen in erser Linie durch das Kaufverhalen des unmielbaren sozialen Umfeldes, d. h. durch Nachbarn, Freunde usw., sowie durch die Massenmedien beeinfluss werden. Da der Diffusionsvorgang im Bereich der PV-Anlagen haupsächlich auf dem sprichwörlichen Effek der Mundpropaganda beruh, sind durch Medien bzw. Werbung verursache exerne Einflüsse in diesem Fall nahezu vernachlässigbar. Der Fokus lieg deshalb auf der Modellierung der sozialen Prozesse, die sich sowohl innerhalb der einzelnen Nachfragergruppen als auch zwischen diesen Gruppen abspielen. (68) D Ψ 1 0 ) (s.u.) wenn D ) > 0 d, d, 1 limi = wenn D = 0 und NB > NB d, d, 1 d sons Ψ d, = ~ ε ) d Medien ( r ) q ( MP D ) d d + q + q passiv, ex d passiv, in d d, 1 ( MP D ) d d, 1 D NB MP e e= 1 ) D d, 1 ( MP D ) ( ) d ) ) d, 1 MPd 1 ) ) (69) D = D + D d, d, 1 d, (70) NB q = D akiv d d = 1 ) D d, 105

134 Mi Blick auf den Anfang des Diffusionsprozesses gil demensprechend, dass die einzelnen Gruppen dann mi dem Kauf von PV-Sysemen beginnen, wenn der spezifische Grenzwer hinsichlich des zunehmenden sozialen Drucks ( NB limi ) überschrien wird (68). Die Größe NB seh hierbei für den sozialen Druck, der durch die Gesammenge der Adoper aufgebau wird ( Nachbarschafseffek ). Der Wer von NB häng daher von der Gesamanzahl der Personen bzw. Haushale, die bereis eine PV-Anlage besizen, sowie von dem gruppenspezifischen Parameer akiv q ab (69 und 70). Der Parameer akiv q gib in diesem Zusammenhang an, wie sehr die Miglieder der verschiedenen Nachfragergruppen moivier sind, akiv auf das Verhalen anderer Personen einzuwirken. Beim sich ergebenden Verbreiungsvorgang wird das gruppenspezifische Anwachsen der Adoperanzahl sowohl durch den gerade beschriebenen globalen Nachbarschafseffek als auch durch Abläufe, die primär auf Ebene der einzelnen Gruppen safinden, beeinfluss. Die relaive Bedeuung dieser beiden parallel aufreenden Effeke läss sich hierbei mi Hilfe der so genannen Imiaionskoeffizienen passiv, ex passiv, in q und q feslegen. Der zusäzliche Einfluss durch Berichersaung und Werbung in den Medien kann miels Medien q paramerisier werden. Ergänzend hierzu wird wie erwähn berücksichig, dass die Geschwindigkei des Diffusionsprozesses auch enscheidend von der durchschnilichen Rendie, die sich mi der Invesiion in eine PV-Anlage erzielen läss, beeinfluss wird. Eine weiere maßgebliche Größe is schließlich das Markpoenzial MP, das angib, wie viele Personen bzw. Haushale insgesam evenuell ein PV-Sysem kaufen werden. Um dem Umsand Rechnung zu ragen, dass Individuen, die zwar der gleichen Nachfragergruppe zuzuordnen sind, rozdem unerschiedliche Produke kaufen, wird für die Modellierung der Kaufenscheidung ein abgewandeler Love for variey -Ansaz verwende, der im Wesenlichen auf dem ursprünglich von Dixi und Sigliz (1977) enwickelen Konzep der Nuzenfunkionen mi konsanen Subsiuionselasiziäen beruh (vgl. auch Dawid und Reimann, 2003; Wersching, 2007). Für die repräsenaiven Konsumenen der einzelnen beracheen Nachfragergruppen ergib sich daher die Nuzenfunkion (71). Da die von den PV-Unernehmen angeboenen Module annähernd vollkommene Subsiue darsellen, wird der Komplemenariäsgrad α hierbei auf einen Wer nahe eins gesez. An dieser Selle is gleichwohl darauf hinzuweisen, dass andere poenzielle Subsiue, wie beispielsweise solarhermische Anlagen oder auch andere Kapialanlagemöglichkeien, z. B. Windfonds, im Modell nich berücksichig werden. Angesichs der Tasache, dass der Schwerpunk dieser Arbei nich auf der Diffusion der Foovolaik, sondern vielmehr auf dem Einfluss saalicher Fördermaßnahmen auf das Innovaionsgeschehen lieg, is dies durchaus verrebar. Dar- 106

135 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik über hinaus is feszuhalen, dass selbs Simulaionsmodelle, deren Schwerpunk ausschließlich auf dem Diffusionsprozess im Bereich der Foovolaik lieg, andere subsiuive Güer vernachlässigen (vgl. z. B. Denholm e al., 2009). N 2 α (71) u ( y, K, y ) ( A ) = d, d 1,1, d N, 2, d, yd i= 1 j= 1 1 α gesam (72) η = η PR ech., 1 gesam 1 gesam gesam (73) η~ gesam gesam ( η η ) = ηmax ηmin 0 min wenn wenn sons η η gesam gesam min > η < η gesam max gesam < η gesam max 1 1 (74) r~ r r ( r r ) wenn > r = wenn r < r < r max min min min max 0 sons ~ ~, η = (76) Bd Rendie a η gesam (75) ( ) ( ) a A j d, w d rj, + w d r max N 2, P yd i= 1 j= 1 Von zenraler Bedeuung für die Enwicklung des Markes und die jeweiligen wirschaflichen Chancen der unerschiedlichen PV-Unernehmen is, dass die Nachfragergruppen heerogene Präferenzen hinsichlich der einzelnen Produkmerkmale aufweisen. Die Variable A j, d bezeichne demensprechend die Präferenz der Nachfragergruppe d für die verschiedenen verfügbaren PV-Anlagen. Die Höhe der Präferenz für eine von Unernehmen j auf Basis von Technologie i produziere Anlage häng dabei von dem normieren Wer des produkspezifischen Gesamwirkungsgrads η~ sowie von dem ebenfalls normieren Wer der erzielba- gesam j, i ren Rendie ~ ab, wobei der Gesamwirkungsgrad eines PV-Sysems dem Produk aus r j, i Modulwirkungsgrad und Performance Raio ensprich (72-76). Die Parameer Rendie w d und η w d wiederum sind charakerisisch für die einzelnen Nachfragergruppen und repräsenieren die jeweiligen Präferenzen in Bezug auf die wirschaflichen bzw. echnischen Produkmerkmale. Ergänzend dien der Parameer a dazu, den Gesichspunk des abnehmenden Grenznuzens in das Modell zu inegrieren. Er wird folglich auf einen Wer kleiner eins gesez. Ausgehend von den spezifischen Präferenzen läss sich im lezen Schri der Produkmix besimmen, der uner Berücksichigung der jeweiligen Budgeresrikion (77) den individuellen Nuzen der einzelnen repräsenaiven Nachfrager maximier. Da die Nachfrager annah- 107

136 megemäß als Preisnehmer modellier werden, ergib sich schlussendlich die nachfolgende Nachfragekurve: y = d, (77) d α 1 ( 1 α ) ( 1 α ) N 2 A k, s, d, j i P,, P k, s, k= 1 s= 1 A d, k, s, B P Die Variable y bezeichne dabei die Menge der auf Technologie i basierenden Anlagen, d i die die Individuen der Gruppe d von Unernehmen j nachfragen. Ähnlich wie bei den PV-Hersellern ermöglich es die gerade dargeselle Srukur der Nachfrageragenen, die spezifischen Charakerisika der einzelnen beracheen Nachfragergruppen in das Modell zu überragen. Ausdrücklich zu erwähnen is hierbei die Rolle, die den Innovaoren und den frühen Annehmern zukomm, da diese selbs kaum auf den Nachbarschafseffek reagieren, aber selbs akiv Einfluss auf andere ausüben und somi als Meinungsführer innerhalb ihres Umfelds agieren (s. Tabelle 4.2). Außerdem is darauf hinzuweisen, dass insbesondere den beiden Gruppen der späen Mehrhei und der Nachzügler nich nur Privahaushale, sondern auch sark rendie-orieniere Landwire sowie insiuionelle Invesoren angehören, die eher geringen Wer auf den Wirkungsgrad einer PV-Anlage legen. Für die beiden genannen Nachfragergruppen gil daher, dass die Gesampräferenz hinsichlich des Wirkungsgrades als modera einzusufen is. Innovaoren Frühe Annehmer Frühe Mehrhei Späe Mehrhei sehr gering Nachfrageryp Markpoenzial Rendieorienierung Einflussnahme auf andere Imiaionsverhalen Reakion auf globalen Nachbarschafseffek Reakion auf gruppeninernen Druck sehr gering modera sehr gering modera Präferenzen Rendie Wirkungsgrad sehr gering sehr hoch gering sehr gering hoch gering hoch gering sehr hoch modera hoch gering modera modera modera hoch hoch sehr hoch Nachzügler hoch sehr hoch sehr gering sehr gering hoch gering hoch modera gering gering sehr hoch modera Tab. 4.2: Charakerisierung der Nachfrageragenen (Die Angaben basieren auf insgesam 40 Expereninerviews. Vgl. hierzu Kiofsky, 2009) 108

137 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik Der Mark Hinsichlich des beracheen Sysems sellen die auf dem PV-Mark äigen Großhändler keine Akeure dar, die maßgeblichen Einfluss auf das Innovaionsgeschehen als solches ausüben. Dennoch is das Markmodul ein zenraler Besandeil des Simulaionsmodells. Zum einen führ die Tasache, dass der Großeil der PV-Module indirek über Großhändler und Handwerker bezogen wird, dazu, dass von den Hersellern vorgenommene Änderungen der Angebospreise nur mi einer gewissen zeilichen Verzögerung an die Endkunden weiergegeben werden (vgl. auch Siemer, 2009). Dieser Zusammenhang wird im Modell anhand einer exponeniellen Gläung abgebilde, die mi Hilfe des Gläungsparameers kma p paramerisier werden kann: (78) P ( 1 kma ) P + = > kma P wenn P 0 P 1 P 1 P sons kwp Da ewaig aufreende Überreakionen bei dem Zusammenspiel von Angebo und Nachfrage auf diese Weise abgeschwäch werden, räg dieser einfache Mechanismus in hohem Maße zur Sabiliä des Modells bei. Zum anderen is hervorzuheben, dass das im Rahmen dieser Arbei erselle Modell sich von anderen Simulaionsmodellen in Bezug auf den Markmechanismus und die abzubildenden Marksrukuren abheb. Bisher enwickele Modelle umfassen zumeis enweder einen einzelnen Mark mi nur einem Produk, das über eine einzige charakerisische Eigenschaf verfüg, oder über mehrere klar gerenne Teilmärke, auf denen jeweils gleicharige Produke gehandel werden. Im Vergleich dazu zeichne sich dieses Modell dadurch aus, dass sich die Produke neben dem Preis hinsichlich zweier Eigenschafen, dem Wirkungsgrad und der Langzeisabiliä, voneinander unerscheiden. Darüber hinaus können mehrere Teilmärke exisieren, die nich srik gegeneinander abgegrenz sind. Anlass hierfür is die Srukur des deuschen Foovolaikmarks: Privae Nachfrager mi begrenzer Dachfläche favorisieren endenziell PV-Module mi hohem Wirkungsgrad, während im Bereich der Freiflächenanlagen die Prioriä auf das Preis-Leisungs-Verhälnis geleg wird, wobei der Wirkungsgrad eine eher unergeordnee Rolle spiel. Zu welchem Teilmark das konkree Produk eines Unernehmens jeweils zähl, häng dabei von der echnischen Enwicklung dieses Produks und der Preissezung des Unernehmens ab. Im Modell wird deshalb auf einen Cluseralgorihmus zurückgegriffen, der ähnliche Produke dynamisch zu jeweils einem Marksegmen zusammenfass (s. Anhang 2-7). Die Exisenz eines Teilmarks und die jeweilige Zuordnung einzelner Produke werden somi in jeder Simulaionsperiode neu besimm. 109

138 Ausgehend hiervon werden für die einzelnen Teilmärke als auch für den Gesammark verschiedene Kenngrößen, wie z. B. die Höhe des Nachfragevolumens, die Markaneile der Unernehmen, die Höhe des Branchenumsazes und dessen Wachsum sowie die Höhe der Umsazrendie, berechne (s. Anhang 2-8). Diese Größen bilden wiederum eine wichige Grundlage für das Enscheidungsverhalen der einzelnen PV-Unernehmen (vgl. Abschni ) Die Banken Im Vergleich zu den gerade erläueren Agenen spiel der Agen Bank, dem die Vergabe und die Verwalung von Gründungskredien oblieg, eine eher passive Rolle. Zunächs sell der Agen den Unernehmen das Geld zur Verfügung, das diese für den Markeinsieg benöigen. Dies is zum einen das für die Maerialbeschaffung nowendige Sarkapial K Sar sowie zum anderen das Geld, das für den Kauf von Produkionsanlagen erforderlich is. Hierbei werden Markeinrie in die beiden Technologiebereiche separa berache, so dass sich die Gesamhöhe des Kredis Kapialmengen zusammensez (79). C j aus der Summe der jeweils in Anspruch genommenen (79) C K j K = 0 C Sar,1, Sar 2, 1 + ProdKap + ProdKap wenn C TC Sar 1, Sar 2, 1 Pˆ Pˆ ProdKap 1, ProdKap TC + C + C 2, 1, < 10 und wenn Akiv wenn Akiv 1, 1 2, 1 = 0 und Sar = 0 und Sar = 1 = 1 ( Akiv = 1oder Akiv = 1) sons 1, 1 1, j, 2, j, 2, 1 (80) FC Bank p = p kon, A Bank, kon, A Bank, C C + c + C 1 + c 2 wenn c sons 1 + c 2 < C kon, A A (81) p ( 1+ ) 1 pˆ = Bank, Bank, kon, A (83) TC K p C j, j Bank, Bank, = 0,1 (82) c i C Sar =, = j i 10 5a Sar (84) ZC = MIN( ) i 1 i 2 Die sich ergebende periodenbezogene Forderung der Bank FC Bank j sez sich aus der pro Periode fälligen Zinszahlung p C kon, A und den ensprechenden Tilgungsraen Bank j, 1 c j und c j, 2 zusammen (80). Die Unernehmen zahlen den geforderen Berag jedoch nich immer 110

139 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik in voller Höhe. Wenn der Kredi nahezu vollsändig geilg is, kann somi der Fall einreen, dass die ursprünglich fesgelegen Tilgungsraen höher ausfallen als der verbleibende Reskredi. In diesem Fall reduzier sich die Forderung der Bank ensprechend. Darüber hinaus is hinsichlich des Kredizinssazes zu berücksichigen, dass ein Kalenderjahr in zehn Simulaionsperioden unerglieder is. Der als Zeireihe vorgegebene Zinssaz A pˆ (s. Anhang 2- Bank A 9) is daher mi Hilfe von Gleichung (81) in den konformen Kredizinssaz p kon, zu ransformieren. In Bezug auf die Tilgungsraen wird des Weieren die Annahme geroffen, dass die Unernehmen die Zielsezung verfolgen, den Gründungskredi innerhalb der ersen fünf Jahre ihrer Geschäfsäigkei zurückzuzahlen (82). Je nach wirschaflicher Siuaion eines Unernehmens kann die asächlich von einem Unernehmen gezahle Tilgung TC jedoch von der vorgesehenen Tilgungsrae abweichen. Sie j ergib sich aus der Differenz zwischen der vom Unernehmen geleiseen Zahlung Bank K j Bank und dem anfallenden Kredizins (83). Insgesam gil der Kredi dann als geilg, wenn die Differenz aus dem Reskredi der Vorperiode C j, und der akuell vom Unernehmen geä- 1 igen Tilgung TC den vordefinieren Wer von 10 unerschreie (79). j, Eine weiere enscheidende Größe sell die Dauer der Krediinanspruchnahme ZC j dar: Wird der Gründungskredi nich innerhalb von 7,5 Jahren 16 zurückgezahl, so gil das Unernehmen als zahlungsunfähig und scheide aus dem Mark aus (84, s. a. 28). Maßgeblich is hierbei allerdings der Zeipunk des Markeinris in einen der Teilmärke, der zeilich weniger wei zurücklieg Die Herseller von Produkionsanlagen Ebenso wie die Bank sind die Lieferanen von Produkionsequipmen eher passiv, da sie auf vergleichsweise einfache Ar und Weise auf das Invesiionsverhalen der PV- Unernehmen reagieren. Es wird angenommen, dass die von den Lieferanen angeboenen Produkionsanlagen hinsichlich der erreichbaren Produkqualiä nich vollkommen dem akuellen Sand der echnologischen Enwicklung ensprechen solange der Mark sagnier. Seig die Rae der Kapaziäserweierung seiens der PV-Unernehmen hingegen an, so beginnen die Zulieferberiebe, die Produkionsanlagen echnologisch zu opimieren. Dieser Prozess is für bereis eabliere 16 Diesem Wer lieg die Annahme zugrunde, dass die Fremdkapialgeber i. d. R. erwaren, dass die von ihnen gewähren Kredie in einem Zeiraum zwischen 5 und 10 Jahren geilg werden. 111

140 Unernehmen zwar ohne Bedeuung, da diese ihre Anlagen selbs einrichen. Aus Sich poenzieller Neueinseiger können sich die Markeinsiegsbedingungen aufgrund des Verhalens der Equipmenlieferanen indessen erheblich verbessern. Ausgangspunk für die Berechnung der Qualiä der angeboenen Produkionsanlagen is der durchschniliche indusrielle Leisungssand (85-88), wobei die Größe ϑ dem Markaneil j des Unernehmens j ensprich. Ergänzend komm die relaive Leisungsfähigkei der Equipmenlieferanen miels der Vorfakoren I II κ und κ zum Ausdruck. Die Differenzierung zwischen diesen beiden Variablen is nowendig, da echnologische Verbesserungen hinsichlich der beracheen Merkmale sowohl in abnehmenden (Kosen) als auch in aufseigenden Zahlenweren (Wirkungsgrad, Lebensdauer) resulieren. In Bezug auf die Ferigungssückkosen und den Leisungssand hinsichlich der Prozessinnovaionen ergeben sich dami die in den Gleichungen (85) bis (87) beschriebenen Zusammenhänge. Die für den Wirkungsgrad gülige Gleichung (88) wird äquivalen auch auf die Lebensdauer angewand. (85) (87) F EqL I j= 1 = N PI N ( F ϑ ) ϑ j= 1 κ (86) ( PI ϑ ) ech, II j= 1 = EqL, N N ϑ j= 1 κ (88) pf η N i EqL j= 1 = N ( pf ϑ ) ϑ j= 1 ( η ϑ ) ech, II j= 1 = κ EqL, N N ϑ j= 1 Um die Wirkungsbeziehung zwischen dem Invesiionsverhalen der PV-Unernehmen und der echnologischen Enwicklung auf Seien der Equipmenlieferanen wie angesreb abzubilden, wurde die Hilfsgröße L eingeführ. In Abhängigkei von dieser Größe wird der relaive echnologische Leisungssand der Lieferanen schriweise veränder (89 und 90). Zusäzlich vorgegebene Grenzwere verhindern dabe dass die Lieferanen leisungsfähiger werden als die PV-Unernehmen selbs. I I I 1 I II II II II (89) κ MAX( κ ; MIN( κ ; κ )) (90) κ MIN( κ ; MAX( κ ; κ ) = min max L 1 = max min L 1 I I II II mi κ 1, 05 ; κ 1, 15 mi κ 0, 85 ; κ 0, 95 min = max = min = max = dl (91) dl neural L = MIN L ; MAX L ; UW EqL,, + 1 UW max min i duw duw 112

141 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik (92) = 1 0,5 dl (93) = 1+ 0,5 dl L min L max mi dl = 0, 05 ; duw = 0, 1 ; UW neural = 0, 05 Hinsichlich der Hilfsgröße L wird des Weieren ein linearer Zusammenhang mi dem durchschnilichen Umsazwachsum UW unersell (91-93). Die ensprechenden Parameer EqL sind in diesem Fall so fesgeleg, dass ein Umsazwachsum von fünf Prozen keine Veränderungen bewirk ( UW neural ). Wird dieser Wer jedoch überschrien, erfolg mi jedem zusäzlichen Prozenpunk Wachsum pro Simulaionsperiode eine 0,5 %-ige Seigerung der echnologischen Leisungsfähigkei der Zulieferer (dl und dw). Das Umsazvolumen der Equipmenlieferanen bzw. die Wachsumsrae dieser Größe ergib sich dabei aus der Summe der Invesiionen der einzelnen PV-Unernehmen (94 und 95). Um den Einfluss kurzfrisiger Schwankungen der Markenwicklung zu begrenzen, wird ergänzend eine exponenielle Gläung vorgenommen (96). ProdKap (94) U K EqL, i, (95) = N j= 1 UW EqL, U = EqL, U U EqL, 1 EqL, 1 UW = 1 kma UW + kma UW (96) EqL, ( ) EqL, 1 EqL, Die Invererproduzenen Der Wirkungsgrad und der Preis von PV-Inverern ( Wechselricher ) sowie der reslichen BOS-Komponenen wirken sich maßgeblich auf die Anschaffungskosen einer Foovolaikanlage und auf deren Gesamleisung aus. Demensprechend sind die Invererproduzenen, die permanen an der Senkung der leisungsbezogenen Kosen ihrer Produke arbeien, ein weier wichiger Besandeil des Simulaionsmodells. Aufgrund der Tasache, dass sich hisorisch eine unmielbare Korrelaion zwischen der Anzahl der in Deuschland verkaufen PV-Syseme und der Enwicklung des Preis-Leisungs- Verhälnisses von BOS-Komponenen fessellen läss, wird der Prozess des echnologischen Forschris an dieser Selle auf Basis eines einfachen Lernkurvenansazes modellier (vgl. Anhang 2-10). Der Preis BOS P und der Wirkungsgrad BOS η werden dabei gerenn be- 113

142 rache, da sich die Were der jeweiligen Lernraen K η LR und BOS LR deulich voneinander BOS unerscheiden (98-100). Zenrale Einflussgröße is bei dem gewählen Ansaz die Summe der PV-Syseme, die insgesam insallier wurden, so dass neben den von der einheimischen Indusrie verkaufen Anlagen ges (97) = k = x + x x j auch die Impore x Imp l zu berücksichigen sind (97). ( ) k N 2 k M 2 x ) Impl, (98) ( ) ( K ( ( ) ) 1 gesam ln 1-LR BOS BOS BOS x ln 2 P = P 1 = 0 ) gesam x = 0 j= 1 i= 1 = 0 l= 1 i= 1 = 0 (99) P BOS 6000 = 0,5 kwp 2 BOS BOS 2 ( τ ) + ( P P ) BOS ( min ( + P BOS + P BOS min ) wenn x sons ges < 2500 kwp (100) 0,9 1 ( ) 1 ln BOS η = - 2 = 0 x D, = 0 ( ) ( ) ( η ) ) LR BOS xd, 1 1 η ln 1 BOS ) wenn sons ) x ges < 2500 kwp Des Weieren is zu beachen, dass sich der Preis und der Wirkungsgrad der Inverer bzw. der BOS-Komponenen während einer kurzen Phase zu Beginn der Markenwicklung kaum veränder haben. Die jeweiligen Were wurden deshalb ensprechend fesgeleg. Zusäzlich wurde die Preisunergrenze paramerisierbar is. BOS P eingeführ, wobei der Übergang wiederum miels min τ BOS Die Poliik Die Poliik is einer der zenralen Akeure im beracheen Innovaionssysem, da sie mi Hilfe von Fördermaßnahmen enscheidende Impulse sezen kann. Auf eine explizie Modellierung poliischer Enscheidungsprozesse wird allerdings verziche, da wie erwähn, nich das Zusandekommen poliischer Enscheidungen, sondern allein die Wirkungen saalicher Fördermaßnahmen im Mielpunk dieser Arbei sehen. Deshalb komm dem Agenen Poliik die Aufgabe eines exogenen Einflussfakors zu, der dazu genuz wird, Zeireihendaen über Maßnahmen zur Forschungsförderung sowie ensprechende Daen über nachfrageorieniere Förderprogramme (Einspeisearife, Invesiionskosenzuschüsse ec.) in das Modell einzuspeisen (s. Anhang 2-11). Hinsichlich der Aufeilung der unernehmensbezogenen Forschungsförderung sell sich hierbei das Problem, dass die Anzahl der Unernehmen sich während der Simulaionsläufe dynamisch ändern kann. Eine direke Zuordnung der Fördermiel zu einzelnen Unernehmen is demzufolge wenig sinnvoll. Von daher wird die Gesammenge der unernehmensbezoge- 114

143 4 Agenenbasieres Simulaionsmodell des Innovaionssysems Foovolaik nen Fördermiel FuE Kˆ proporional zu deren eigenen Forschungsbudges auf die einzelnen Pol Unernehmen vereil (101). Dies ensprich näherungsweise dem asächlich zu beobachenden Vereilungsschlüssel (vgl. auch Anhang 2-11). FuE K (101) FuE = Kˆ Pol,, N j i Pol, FuE K K k= 1 k, 4.2 Inerakionen zwischen den Agenen und Gesamdynamik des Modells Ausgehend von den Prozessen, die das individuelle Verhalen der einzelnen Agenen besimmen, lassen sich einige zenrale Wirkungsmechanismen idenifizieren, die maßgeblich für die Dynamik des Gesammodells sind. Eine besondere Rolle spiel der relaive Einfluss, den die beiden Aren von Lernprozessen Learning by Searching und Learning by Doing auf Produk- und Prozessinnovaionen haben. Basieren echnologische Verbesserungen beispielsweise in erser Linie auf dem Prozess des Erfahrungslernens, so sind diejenigen Effeke, die von dem in Forschungseinrichungen generieren öffenlich verfügbaren Wissen beeinfluss werden, endenziell geringer ausgepräg. Folglich fäll dann auch der poenzielle Einfluss saalicher Maßnahmen zur Forschungsförderung geringer aus. Im Gegenzug gewinnen nachfrage-orieniere Förderinsrumene an Bedeuung, da eine erhöhe Nachfrage das Learning by Doing unersüz. Darüber hinaus kann ein hoher Einfluss des Erfahrungslernens speziell dann, wenn Spillover-Effeke nur in geringem Umfang aufreen, dazu führen, dass eabliere Unernehmen einen echnologischen Vorsprung erreichen, der von ewaigen Neueinseigern nur schwer einzuholen is. Demzufolge beeinflussen die den Innovaionsprozessen zugrundeliegenden Mechanismen der Wissensgenerierung nich nur die Wirkung saalicher Maßnahmen, sondern auch die Marksrukur. Auf ähnliche Weise können sich auch die spezifischen Eigenschafen der echnologischen Wissensbasis auf den wirschaflichen Erfolg der unerschiedlichen Unernehmen und dami auf die Marksrukur auswirken. So häng die Möglichkei exernes Wissen aufzunehmen und zu verarbeien uner anderem von der unernehmensspezifischen Aneignungskompeenz ab (s. Abschni ). Da der Aufbau dieser Fähigkei durch die Kumulaiviä des echnologischen Wissens beeinfluss wird, ha diese Wissenseigenschaf auch Einfluss auf 115

144 die Geschwindigkei mi der diese Kompeenz aufgebau werden kann. Folglich häng das Ausmaß, in dem Firmen Spillover-Effeke nuzen können, nich nur von dem implizien Charaker des echnologischen Wissens, sondern auch von dessen Kumulaiviä ab. Eine hohe Kumulaiviä erschwer somi endenziell Markeinrie für ewaige Neueinseiger. Währenddessen beseh für eabliere Unernehmen uner diesen Umsänden die Möglichkei zur Nuzung von Firs-Mover-Voreilen, so dass insgesam eine Marksiuaion mi einer höheren Anbieerkonzenraion endenziell begünsig wird. Ebenso ha das Verhalen der Nachfrager, das in hohem Maße durch die gruppenspezifischen Präferenzen deerminier wird, bedeuenden Einfluss auf die Enwicklung des Markes und dessen Srukur: Sollen die Nachfrager beispielsweise eine ausgepräge Tendenz besizen, nur Produke zu erwerben, die exak ihren Vorlieben ensprechen, ohne eine gewisse Variabiliä zuzulassen, so haben allein diejenigen Herseller wirschaflichen Erfolg, die ensprechende Produke anbieen. Langfrisig führ derariges Nachfragerverhalen bei Unernehmen, die mi alernaiven Produkvarianen in den Mark einseigen wollen, zu deulich verminderen Erfolgschancen. Hieraus kann folglich eine Marksrukur resulieren, die nich nur durch ein geringes (echnologisches) Varianenreichum, sondern auch durch eine hohe Anbieerkonzenraion gepräg is ( Success breeds success ). Umgekehr wirken sich die Enwicklung des Markes und dessen Srukur wiederum auf das individuelle Verhalen der einzelnen Akeure aus. So häng die Markeinrisenscheidung ewaiger Neueinseiger unmielbar vom Volumen und vom Wachsum des Markes ab. Hinzu komm, dass hohe Umsazrendien und das Vorliegen einer hohen Anbieerkonzenraion miuner ein Nachlassen der Innovaionsakiviäen seiens der Unernehmen nach sich ziehen und dass ein schneller Kapaziäsausbau, der durch ein hohes Markwachsum ausgelös wird, die echnische Umsezung von Forschungsergebnissen verzöger. Hieraus resulierende Verlangsamungen der echnologischen Enwicklung bieen Neueinseigern die Möglichke ihre Webewerbsfähigkei im Vergleich zu eablieren Unernehmen zu seigern. Weiere Einflüsse auf die Erfolgsaussichen neu gegründeer Unernehmen ergeben sich aus den posiiven exernen Effeken, die durch Wissensspillover sowie durch das Verhalen der Equipmenlieferanen und der Invererproduzenen hervorgerufen werden. Diese Effeke sind ihrerseis ebenfalls von der Markenwicklung abhängig. Das im Rahmen dieser Arbei enwickele Agenenmodell verfüg demnach über vielfälige Rückkopplungsmechanismen. Wie sich diese jeweils auf das Mark- und Innovaionsgeschehen auswirken und welchen Einfluss saaliche Fördermaßnahmen hierbei haben, zeigen die Simulaionsexperimene im folgenden Kapiel. 116

145 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche Übergeordnees Ziel dieser Arbei is es, mi Hilfe des ersellen Agenenmodells Erkennnisse darüber zu gewinnen, wie saaliche Technology-Push - und Marke-Pull -Maßnahmen mieinander zu kombinieren sind, um das Innovaionsgeschehen im Bereich wissenschafsbasierer Indusrien effekiv unersüzen zu können. Aus innovaionswissenschaflicher Sich is hierbei der Einfluss, den poliische Fördermaßnahmen sowohl auf die Geschwindigkei als auch auf die Richung des echnischen Wandels in einer Branche ausüben, von Bedeuung. Da im Rahmen dieser Arbei die Enwicklung der deuschen PV-Branche im Mielpunk der Berachung seh, gil das Ineresse außerdem der Frage, wie mi Hilfe von Technology-Push - und Marke-Pull -Insrumenen die indusriepoliische Zielsezung des Aufbaus einer webewerbsfähigen Indusrie in einem Hochechnologiebereich sowie das umwel- und energiepoliische Ziel des Ausbaus der erneuerbaren Energien so wirkungsvoll wie möglich erreich werden können. Im Hinblick auf die Richung der echnologischen Enwicklung in der Foovolaikindusrie seh dabei die Frage im Mielpunk, ob die verschiedenen echnologischen Opionen (krisalline Siliziumechnologien, Dünnschichechnologien) nebeneinander exisieren können und auch weierenwickel werden oder ob es zu einer Lock-In-Siuaion komm, in der nur noch eine der Alernaiven verfolg wird. Wichige Zielgrößen sind deshalb die Geschwindigke mi der der jeweilige echnologische Leisungssand (Wirkungsgrad, Produkionskosen) bei den verschiedenen echnologischen Alernaiven von den Forschungseinrichungen und den Unernehmen vorangerieben wird, sowie die Markaneile, die die einzelnen Technologien am PV-Mark haben. Aus indusriepoliischer Sich beseh das wesenliche Ziel der saalichen Förderung in dem Aufbau einer inländischen Indusrie, die hinsichlich ihrer echnologischen und wirschaflichen Leisungsfähigkei eine inernaionale Führungsposiion einnehmen kann. Im Fokus sehen demzufolge sowohl die Anzahl und die Größe der inländischen PV-Unernehmen als auch deren jeweilige echnologische Leisungsfähigkei. In Bezug auf den umwel- bzw. energiepoliischen Aspek beseh die wesenliche Zielsezung in einer vermehren Verbreiung von PV-Anlagen. Enscheidende Kenngröße bezüglich 117

146 dieser angesreben Diffusion von PV-Sysemen auf Seien der verschiedenen Nachfragergruppen bzw. in den einzelnen Nischenmärken is daher die Gesammenge der insallieren Anlagen. Insgesam spiel gleichzeiig auch die Effizienz der poliischen Maßnahmen eine zenrale Rolle. Demensprechend wichig sind diejenigen Fakoren, die die Wirkung der Förderinsrumene negaiv beeinflussen können. Gleiches gil für ewaige Ineffizienzen, welche aus den Fördermaßnahmen selbs resulieren können. Im Bereich des PV-Markes sind hierbei vor allem mögliche Fälle von Markversagen, die durch das Aufreen von Markmach ausgelös werden können, relevan. Ensprechende Aufmerksamkei komm jenen Größen zu, die auf das Vorliegen von Markmach hindeuen, wie beispielsweise der Anzahl der Anbieer und deren Markaneilen sowie der Höhe der Gewinnmargen. Diese Größen geben gleichzeiig Hinweise darauf, ob evenuell Markeinrisbarrieren vorliegen, die das Zusandekommen einer hohen Markkonzenraion begünsigen. Um den Einfluss saalicher Fördermaßnahmen auf die genannen Zielgrößen mi Hilfe des im vorherigen Kapiel beschriebenen Agenenmodells analysieren zu können, is das Modell, das in der Simulaionsumgebung Simplex3 (vgl. Anhang 3 und Schmid, 2000) angeleg wurde, zunächs zu kalibrieren. Im Anschluss daran sollen mi Hilfe verschiedener Simulaionsexperimene, bei denen einzelne Inpudaen und Parameer variier werden, Erkennnisse über die Wirkung einzelner poliischer Maßnahmen sowie über deren Zusammenspiel gewonnen werden. Ausgehend hiervon lassen sich dann Aussagen in Bezug auf die effekive Gesalung sowie Kombinaion von Technology-Push - und Marke-Pull -Insrumenen reffen. 5.1 Kalibrierung des Agenenmodells Wie in Kapiel dargesell, wird beim hisory-friendly modelling angesreb, in sich konsisene Simulaionsmodelle zu enwickeln, die in der Lage sind, den echnischen Wandel und die dami zusammenhängende Evoluion einer konkreen Indusrie korrek wiederzugeben. Die Zielsezung beseh daher darin, das im Rahmen dieser Arbei erselle Agenenmodell so zu kalibrieren, dass die in Kapiel 3.2 beschriebene Enwicklung der deuschen Foovolaikindusrie nich nur qualiaiv, sondern nach Möglichkei auch quaniaiv nachgebilde wird. Ein wesenliches Problem im Zusammenhang mi agenenbasieren Modellen is hierbe dass viele der benöigen Parameer nich auf Basis quaniaiver, saisischer Mehoden ermiel werden können, da die nowendigen Informaionen ofmals nich öffenlich zugäng- 118

147 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche lich sind oder nich in dem erforderlichen Deaillierungsgrad vorliegen. Aus diesem Grund sind zahlreiche Parameer zu schäzen bzw. so feszulegen, dass sich auf Basis des jeweiligen Modells robuse Ergebnisse generieren lassen, die den empirisch beobacheen Enwicklungsmusern ensprechen. Dieses Vorgehen mach es andererseis aber auch erforderlich, im Rahmen so genanner konra-fakischer Simulaionsläufe zu überprüfen, ob abweichende Parameereinsellungen zu Ergebnissen führen, die im Widerspruch zur hisorischen Enwicklung sehen Mio FuE-Einrichungen Unernehmen Abb. 5.1: Öffenliche Förderung der PV-Forschung in Deuschland (Quelle: FöKa, 2009) Alles in allem konnen zahlreiche Informaionen über die PV-Branche auf Basis von Lieraurund Daenbankrecherchen sowie Expereninerviews zusammengeragen werden. Insbesondere hinsichlich der saalichen Förderprogramme im Foovolaikbereich sowohl zur direken Forschungsförderung (s. Abb. 5.1) als auch zu den nachfrage-orienieren Programmen sehen umfangreiche Daen zur Verfügung, so dass bei der Kalibrierung des Agenen Poliik auf akuelle, belasbare Primärdaen zurückgegriffen werden konne. Ähnliches gil für Daen über die echnologische Enwicklung von PV-Zellen und -Modulen sowie für Informaionen über die naionale und inernaionale Markenwicklung, die auf Basis diverser Marksudien und Indusrieberiche generier wurden. Ausgehend von diesen Referenzdaen konnen sowohl die Parameer für die Innovaionsmechanismen im Agenen Forschung als auch die Inpudaen über die zeiliche Enwicklung der Markaneile ausländischer Anbieer fesgeleg werden (s. Abb. 5.2, vgl. auch Tab. 3.1 und Anhang 2-1). 119

148 % kris. Silizium CIS CdTe Abb. 5.2: Enwicklung der Wirkungsgrade von Laborzellen (Quellen: Green e al., ; Maycock, 1995; Surek, 2003) In Bezug auf die Foovolaikherseller wurde versuch, die verschiedenen in Deuschland ansässigen Unernehmen mi ihren jeweiligen Zielen, Sraegien und Kosensrukuren in das Modell zu überragen. Ein Problem waren hierbei die diversen Unernehmensübernahmen und -zusammenschlüsse, die im Agenenmodell nich abgebilde werden (vgl. auch Seier e al., 2006). Die Pioniere AEG/Telefunken und Siemens bzw. deren Nachfolgeunernehmen Scho Solar und SolarWorld werden deshalb vereinfachend in Form eines jeweils durchgängig exisierenden Herselleragenen in das Modell inegrier (s. Kapiel 3, vgl. auch Bruns e al., 2009; Seefeld e al., 2007). Zusäzlich zu diesen PV-Hersellern werden die schnell wachsenden Unernehmen der zweien Generaion Q-Cells und Ersol (bzw. Bosch Solar Energy) sowie das auf die CIS-Technologie spezialisiere Würh Solar als einzelne Agenen berücksichig. Die anderen auf Verbindungshalbleier spezialisieren Anbieer wie Sulfurcell, Solarion und Odersun sowie die ensprechenden Akiviäen von Q-Cells-Tochergesellschafen werden dahingegen sellverreend von nur einem Agenen repräsenier. Der Herseller Sunways is bisher vor allem als Nischenanbieer, z. B. für ransparene PV-Zellen, in Erscheinung gereen und ha demzufolge nur geringen Einfluss auf den Mark für dachmoniere Syseme. Sunways wird aus diesem Grund zwar als eigensändiger Agen abgebilde, jedoch werden die ensprechenden Parameer so gewähl, dass der Markaneil dieses Agenen vergleichsweise gering bleib. 17 Insgesam ergeben sich somi die in den Tabellen 5.1 bis 5.4 aufgeführen Herselleragenen. Die in den Tabellen dargesellen spezifischen Charakerisika der einzelnen Agenen basieren hierbei in erser Linie auf einschlägigen Marksudien sowie auf den Geschäfsbe- 17 Neben den genannen Unernehmen exisieren mi Firmen wie Anec weiere Herseller, die jedoch nich berücksichig werden. Anec beispielsweise befand sich forwährend in finanziellen Schwierigkeien und ha nie nennenswere Produkionsvolumina realisieren können (vgl. Kap ). 120

149 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche richen der börsennoieren Unernehmen (vgl. auch Anhang 2-5). Informaionen über die Firmensraegien und die ensprechende Mielvereilung innerhalb der Unernehmen, wie beispielsweise über die Höhe der FuE-Quoen waren somi verfügbar (s. Tab. 5.2). Ebenso ließen sich die spezifischen Risikoneigungen der einzelnen Anbieer, die sich im jeweiligen Invesiionsverhalen niederschlagen, abschäzen (s. Tab. 5.1, Spale Invesiionen ). Kosensrukur Preissezung Invesiionen Unernehmensyp Unernehmen Technologie Ferigungssückkosen Markup, fixer Aneil Markup, variabler Aneil Aneil des Überschusses, der für Invesiionen verfügbar is Typ I PV-Pioniere Typ II 2. Generaion pf kmu fix kmu var pprodkap AEG/Telefunken ,1 0,4 0,6 Scho Solar Siemens ,1 0,41 0,56 Solar World Q-Cells 1-0,1 0,5 0,63 2-0,1 0,48 0,5 Ersol Bosch 1-0,1 0,5 0,63 Solar Energy Sunways 1-0,1 0,5 0, Typ III Würh Solar ,1 0,5 0,58 Dünnschichspezialisen Sulfurcell ,1 0,5 0,58 Tab. 5.1: Paramerisierung der verschiedenen Herselleragenen (Techn. 1: kris. Siliziumzellen, Techn. 2: Dünnschichzellen auf Verbindungshalbleierbasis) Darüber hinaus konnen die echnologischen Leisungssände der Unernehmen bei deren Markeinri (s. Tab. 5.4) sowie die individuelle echnologische Weierenwicklung anhand umfangreicher Daen, die in Markübersichen über PV-Module aufgeführ sind, analysier werden (vgl. Anhang 1-3). Ausgehend von diesen Angaben wurden ähnlich wie beim Forschungsagenen die Parameer für den Innovaionsmechanismus in der FuE-Komponene der Herselleragenen fesgeleg. Die dem Forschungs- und Invesiionsverhalen der Herselleragenen zugrunde liegende Daenbasis is folglich, auch wenn die nowendigen Angaben nich zu jedem Unernehmen 121

150 und in Einzelfällen auch nich für den gesamen beracheen Zeiraum vorhanden sind, sehr umfassend. Troz dieses umfangreichen Daenmaerials bleib dennoch das Problem besehen, dass einzelne Parameer aufgrund ihres eher absraken Charakers nich unmielbar besimmbar und daher anhand der vorliegenden Informaionen abzuschäzen sind, so wie z. B. die Priorisierung der unernehmensinernen Erzeugung von Wissen gegenüber der Aufnahme exernen Wissens (s. Tab. 5.2, Parameer Gewichung der inernen Wissensgenerierung ). FuE Gewichung der inernen Wissensgenerierung Unernehmensyp Unernehmen Technologie FuE- Quoe Aneil d. eigenen FuE- Budges, der in Aufragsforschung fließ Aneil d. Fördermiel, der für Aufragsforschung genuz wird Typ I PV-Pioniere Typ II 2. Generaion pfue kaufrag eigen kaufrag Pol kfue in AEG/Telefunken 1 0,12 0,1 0,4 0,8 Scho Solar Siemens 1 0,1 0,1 0,4 0,8 Solar World Q-Cells 1 0,12 0,1 0,4 0,7 2 0,11 0,15 0,4 0,7 Ersol Bosch 1 0,13 0,1 0,4 0,7 Solar Energy Sunways 1 0,13 0,1 0,4 0, Typ III Würh Solar 2 0,14 0,15 0,4 0,85 Dünnschichspezialisen Sulfurcell ,15 0,15 0,4 0,85 Tab. 5.2: Paramerisierung der verschiedenen Herselleragenen (Forsezung von Tab. 5.1) Daen über die individuelle Kosensrukur der verschiedenen Unernehmen sind im Gegensaz zu den zuvor genannen Größen nich öffenlich zugänglich. Angaben über die zeiliche Enwicklung der Rohsoffkosen konnen jedoch ensprechenden Daenbanken und Indusrieberichen ennommen werden (vgl. Anhang 2-4). Zusäzlich ließ sich mi Hilfe von Abschäzungen aus verschiedenen Sudien die ungefähre zeiliche Enwicklung der echnologiespezifischen Ferigungskosen ermieln, so dass die Kosensrukur von Zell- und Modul- 122

151 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche produkionsprozessen zumindes abgeleie werden konne. Auf Basis der so gewonnenen Informaionen wurde demensprechend auch der echnologiespezifische Einfluss von Produk- und Prozessinnovaionen auf die Hersellungskosen berechne (vgl. Anhang 2-5). Da die im Modell hinerlegen Mechanismen für die Markeinrisenscheidung und für die Preissezung eine sarke Vereinfachung der realen Prozesse darsellen, liegen für die jeweiligen Parameer keine verwendbaren empirischen Daen vor. Aus diesem Grund wurden die einzelnen Einflussgrößen, die die ensprechenden Handlungen der einzelnen Herselleragenen regeln, anhand des bisherigen Akeursverhalens abgeschäz, um so die spezifischen Prioriäen sowie die individuelle Risikoneigung abzubilden (s. Tab. 5.2 und Tab. 5.3). So wird beispielsweise angenommen, dass die Großunernehmen AEG/Telefunken und Siemens im Vergleich zu Newcomern wie Q-Cells risikoaverser sind und bei der Preissezung weniger aggressiv sind bzw. langsamer auf Änderungen der Marksiuaion reagieren. Der ensprechende Parameer kmu var, der die Höhe des variablen, d. h. von den Markgegebenheien abhängigen, Aneils des Preisaufschlags beeinfluss, is deshalb bei den Herselleragenen des Typs I niedriger angesez als bei den reslichen Agenen (vgl. Tab. 5.2). Gesam berache is die verwendee Daengrundlage für die Kalibrierung der Herselleragenen, mi Ausnahme der beiden lezgenannen Aspeke, sehr umfangreich, so dass sich alle Parameer auch wenn nich immer unmielbar ensprechend ermieln bzw. abschäzen ließen. 123

152 124 Grenzwer für d. Markeinrisenscheidung Unernehmensyp Typ I PV-Pioniere Typ II 2. Generaion Unernehmen Technologie Sarkapial K Sar Ferigungskapaziä Gewichung des akuellen Umsazvolumens Markeinri Gewichung des akuellen Umsazwachsums Gewichung der akuellen Umsazrendie angesreber Markaneil ProdKap Sar me U me UW me UR limi Sar ME ϑ AEG/Telefunken 1 21 Mio. 350 kw p /a Scho Solar Siemens 1 22 Mio. 300 kw p /a Solar World Q-Cells ,2 0,3 0,2 0,02 0, ,3 0,2 0,15 0,3 0,1 Ersol Bosch ,2 0,3 0,2 0,1 0,55 Solar Energy Sunways ,2 0,3 0,2 0,05 0, Typ III Würh Solar ,2 0,4 0,1 0,1 0,1 Dünnschichspezialisen Sulfurcell ,2 0,4 0,1 0,2 0,1 Tab. 5.3: Paramerisierung der verschiedenen Herselleragenen (Forsezung von Tab. 5.1)

153 echn. Leisungsfähigkei (Prozessinnovaionen) Unernehmensyp Typ I PV-Pioniere Typ II 2. Generaion Unernehmen Technologie Wirkungsgrad Vorwissen und Nuzung von Spillovern echnologischer Leisungssand beim Markeinri Lebensdauer Prozessinnovaionen echn. Leisungsfähigkei (Produkinnovaionen) Wissen aus Learning by Doing η ech LD ech PI ech T ProdI T ProzI W LbD AEG/Telefunken 1 7,8 5,0 1,0 0,001 0,001 0,05 Scho Solar Siemens 1 8,4 5,0 1,0 0,001 0,001 0,05 Solar World Q-Cells ,0045 0,005 0, ,005 0,005 0,03 Ersol Bosch ,0045 0,005 0,02 Solar Energy Sunways ,0045 0,005 0, Typ III Würh Solar 2 6,9 15,0 1,6 0,0055 0,005 0,03 Dünnschichspezialisen Sulfurcell 2 7,4 16,0 1,7 0,0055 0,005 0,03 Tab. 5.4: Paramerisierung der verschiedenen Herselleragenen (Forsezung von Tab. 5.1) 125

154 In Bezug auf die Nachfrageseie sanden nur wenige Informaionen zur Verfügung, die sich direk in das Modell überragen ließen. Daher mussen ausgehend von der vorhandenen Daenbasis viele der einzelnen Parameer der verschiedenen Nachfrageragenen abgeleie bzw. abgeschäz werden. Angesichs der Tasache, dass nur wenig empirische Daen zum Diffusionsprozess der Foovolaik in Deuschland sowie zu den Kaufmoiven der verschiedenen Nachfragergruppen exisieren, wurden im Rahmen dieser Arbei zahlreiche Expereninerviews mi PV-Unernehmen, Solariniiaiven, Energieberaungszenren und Handwerksberieben ( Solareure ) durchgeführ. Ergänzend konne auf exerne Daen einer Bevölkerungsumfrage zugegriffen werden (s. Puhe, 2006). Auf Basis der so erhalenen Informaionen ließen sich anschließend diejenigen Parameer feslegen, die den Diffusionsprozess und das charakerisische Kaufverhalen der Nachfrageragenen besimmen (s. Tab. 5.5). Insofern wurde z. B. für die Gruppen der Innovaoren und der frühen Annehmern ein hoher Wer für den Imiaionskoeffizienen akiv q gewähl, um deren Rolle als akive Muliplikaoren im Modell zu berücksichigen. Auf die gleiche Weise wurden die höhere Rendiesensiiviä der frühen und der späen Mehrhei sowie der Nachzügler als auch die gruppenspezifischen Präferenzen hinsichlich der einzelnen Produkmerkmale in das Modell inegrier (vgl. auch Tab. 4.2). Nachfragerypen: Innovaoren Frühe Annehmer Frühe Mehrhei Späe Mehrhei Nachzügler Markpoenzial MP Grenzwer sozialer Druck Rendiesensiiviä Imiaionskoeffizien Imiaionskoeffizien Imiaionskoeffizien Innovaionskoeffizien Präferenz Rendie Präferenz Wirkungsgrad NB limi ε 0,1 0,2 1,4 1,8 1,8 akiv q 0,40 1,00 0,10 0,05 0,00 passiv, ex q 0,02 0,03 0,08 0,10 0,03 passiv, in q 0,08 0,18 0,10 0,03 0,02 Medien q 0, , , , , Rendie w 0,05 0,15 0,3 0,4 0,5 η w 0,8 0,8 0,7 0,6 0,6 Tab. 5.5: Paramerisierung der Nachfrageragenen (Gesambudge je Adoper: ) 126

155 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche Hinsichlich der Wirkungsgrad- und der Preisenwicklung der BOS-Komponenen sanden umfassende Daenzeireihen zur Verfügung, so dass sich die Lernkurvenparameer für den Agenen Invererproduzen miels einfacher Regressionsanalysen besimmen ließen (vgl. Kapiel und Anhang 2-10). Für die Kalibrierung der Equipmenlieferanen waren empirische Daen hingegen nur in sehr begrenzem Umfang vorhanden, weshalb sowohl der im Modell hinerlege Mechanismus als auch die verwendeen Parameer auf vereinfachenden Schäzungen beruhen (s. auch Anhang 1-4). Bezüglich der Zinssäze, die für die Gründungskredie der Unernehmen bzw. für die Anschaffung von PV-Anlagen durch Privahaushale gelen, waren wiederum umfangreiche Zeireihen verfügbar (s. Anhänge 2-6 und 2-9). Die zeiliche Enwicklung der jeweiligen Zinssäze wurde demensprechend in dem Agenen Bank hinerleg Simulaion der hisorischen Enwicklung Auf Basis der im vorherigen Abschni genannen Daen wurde das Agenenmodell kalibrier und ein ensprechender Simulaionslauf durchgeführ, um zu überprüfen, ob es möglich is, die hisorische Enwicklung der deuschen Foovolaikindusrie wie angesreb nich nur qualiaiv, sondern auch quaniaiv nachzuzeichnen. Mi Blick auf die zu Beginn des Kapiels erwähnen Zielgrößen zeig sich dabe dass zwar keine vollsändige, aber eine dennoch gue Übereinsimmung zwischen den Simulaionsergebnissen und den empirischen Daen erreich wird. Dies riff nich nur auf die Mikroebene der beracheen Innovaionsprozesse, sondern auch auf die Makroebene der Markenwicklung zu % % Technologie 1 Technologie 2 Pionier 1 Pionier 2 Newcomer 1 Newcomer 2 Newcomer 3 DS-Spez. 1 DS-Spez. 2 Abb. 5.3: Ergebnisse des Referenzlaufs: Die Wirkungsgradverbesserungen auf Seien der Forschung (links) und der Indusrie (rechs; Pionier- und Newcomer-Unernehmen: Techn. 1, Dünnschichspezialisen: Techn. 2) als Maß für die Enwicklung der jeweiligen echnologischen Leisungsfähigkei 18 Wie Abbildung 5.3 verdeulich, wird die Geschwindigke mi der der echnologische Leisungssand bei den beracheen echnologischen Alernaiven von den Forschungseinrich- 18 Die in dieser und den folgenden Abbildungen dargesellen Simulaionsergebnisse basieren alle auf eigenen Berechnungen. 127

156 ungen und den Unernehmen vorangerieben wird, sowohl qualiaiv als auch quaniaiv vom Modell gu wiedergegeben (vgl. auch Abb. 5.2). 19 MWp % Pionier 1 Pionier 2 Newcomer 1 Newcomer 2 Newcomer 3 DS-Spez. 1 DS-Spez. 2 Technologie 1 Technologie 2 Abb. 5.4: Simulaionsergebnisse: Vergleich der Produkionsmengen 20 der Herselleragenen sowie der Markaneile der beiden Technologievarianen (vgl. auch die in Tab. 3.2 und 3.3 aufgeführen realen Produkionsmengen der beracheen Akeure) In Bezug auf die Herselleragenen is hingegen feszusellen, dass die individuelle Enwicklung einzelner PV-Unernehmen nich vollkommen korrek abgebilde werden kann, auch wenn auf der Makroebene hinsichlich des Markwachsums und der Preisenwicklung insgesam eine gue Übereinsimmung zwischen Simulaionsergebnissen und empirischen Weren erreich wird (s. Abb. 5.4 und Abb. 5.5). Neueinseiger wie die Newcomer-Unernehmen 1 und 2 schaffen es zwar, die Pionierunernehmen in Bezug auf die Produkionsvolumina zu überholen, jedoch ensprechen die individuellen Produkionsmengen der einzelnen Agenen nich exak den empirischen Daen MWp Simulaion reale Enwicklung 2000/kWp Simulaion empirische Daen (min) Reihe2 empirische Daen (max) Abb. 5.5: PV-Insallaionen pro Jahr und Enwicklung der Modulpreise (gewicheer Mielwer) Eine vergleichende Analyse des Einflusses verschiedener Zufallszahlenfolgen finde sich in Anhang 4. Ein Jahr is in zehn Simulaionszeischrie unereil. Demzufolge sind die Were zehn aufeinanderfolgender Simulaionsschrie zu addieren, um Jahreswere zu berechnen. 128

157 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche Eine der Ursachen hierfür is, dass die Sraegien der Herselleragenen für den gesamen Simulaionslauf fesgeleg sind und nich miels Algorihmen, z. B. aus dem Bereich der Künslichen Inelligenz-Forschung, dynamisch angeglichen werden, wie es bei anderen Agenenmodellen zum Teil der Fall is. Angesichs der Komplexiä des im Rahmen dieser Arbei ersellen Modells wurde hierauf bewuss verziche, da in erser Linie der Einfluss der unerschiedlichen Lernmechanismen auf das Innovaionsgeschehen analysier werden soll. Eine zusäzliche Seigerung der Modellkomplexiä häe zur Folge, dass die jeweilige Wirkung einzelner Mechanismen und Fakoren nur noch schwer zu differenzieren wäre. Der Fokus lieg demzufolge nich auf der genauen quaniaiven Berachung der Enwicklung der einzelnen Herselleragenen. Es is vielmehr von Ineresse, welche Überlebenschancen die verschiedenen Unernehmensypen, die von den Agenen repräsenier werden, uner besimmen Rahmenbedingungen haben. Berache man also die Gesamenwicklung der Marksrukur sowie die Markaneile, die die einzelnen Technologien am PV-Mark haben, sind die Simulaionsergebnisse durchaus als zufriedensellend einzusufen. So spiegeln die Resulae des Simulaionslaufs beispielsweise die akuelle Lage der Dünnschichspezialisen wider: War anfangs ein Ansieg des Markaneils der Dünnschichkonzepe zu verzeichnen, da die jeweiligen Technologien über Kosen- bzw. Preisvoreile verfügen, is gegenwärig eine Änderung der Siuaion zu beobachen. Der derzei safindende Preisverfall bei den siliziumbasieren Modulen verringer den bisherigen Kosenvoreil der alernaiven Konzepe deulich und riff die ensprechenden Unernehmen in einer frühen Enwicklungsphase Zwischenfazi und weieres Vorgehen Insgesam läss sich feshalen, dass das enwickele Agenenmodell in der Lage is, auf Basis der zu Beginn dieses Abschnis beschriebenen Parameersäze und Inpudaen die bisherige Enwicklung des deuschen Foovolaikmarkes wie angesreb nich nur qualiaiv, sondern auch quaniaiv in ausreichendem Umfang nachzubilden. Sowohl in Bezug auf die grundlegenden Innovaionsvorgänge und die resulierenden Markaneile der beracheen Technologieopionen als auch hinsichlich der Prozesse der Preis- und der Markenwicklung, die auf der übergeordneen Ebene angesiedel sind, is eine zufriedensellende Übereinsimmung zwischen empirischer Daenbasis und Simulaionsergebnissen feszusellen. Im anschließenden Schri sind nun ausgehend von dem vorherigen Simulaionslauf konrafakische Simulaionen durchzuführen. Zweck dieser Experimene is es, zu prüfen, ob Parameersäze, die bewuss so gewähl werden, dass sie im Widerspruch zu den angenommenen Rahmenbedingungen und den silisieren Faken sehen, zu Simulaionsergebnis- 129

158 sen führen, die merklich von der hisorischen Enwicklung abweichen (vgl. Kap ). Diese konra-fakischen Simulaionsläufe bieen gleichzeiig die Möglichke den echnischen Wandel in der deuschen Foovolaikbranche aus verschiedenen Perspekiven heraus zu unersuchen. Daher werden die folgenden Simulaionsexperimene dazu genuz, die Bedeuung der verschiedenen Lernmechanismen sowie den Einfluss der saalichen Förderinsrumene auf das Innovaionsgeschehen näher zu analysieren. Hierbei is jeweils ein Vergleich zwischen zwei Simulaionsläufen nowendig. Der obige Lauf dien dabei als Referenzfall, während für das jeweilige Simulaionsexperimen geziele Parameervariaionen durchgeführ werden. Der Vergleich der Simulaionsergebnisse mi denen des Referenzlaufs ermöglich dann Rückschlüsse auf den Einfluss der beracheen Parameer. 5.2 Simulaionsexperimen 1: Der Einfluss der Lernprozesse auf Technologie- und Markenwicklung Unersuchungsgegensand des ersen Simulaionsexperimens is die Bedeuung der unerschiedlichen Lernprozesse für das Innovaionsgeschehen (vgl. Abschni ), insbesondere in Hinblick auf die Wirkung von Technology-Push - und Marke-Pull -Maßnahmen. Da die Foovolaik zu den wissenschafsbasieren Technologien zähl, wurde das Agenenmodell so paramerisier, dass Learning by Searching deulich mehr zur Generierung echnologischen Wissens beiräg als Learning by Doing. Auf Unernehmensebene is der Beirag des Lernens aus FuE-Akiviäen bei der Hervorbringung eigenen Wissens daher mehr als doppel so groß wie der des Erfahrungslernens. Hierbei ragen beide Prozesse insgesam zu rund zwei Driel zur Erzeugung des innovaionsrelevanen Wissens bei. Das resliche Wissen samm aus Forschungsaufrägen, die an die Forschungseinrichung vergeben wurden, sowie aus der Nuzung von Spillover-Effeken und dami aus exernen Quellen. In Bezug auf die saaliche Innovaionsförderung is in diesem Zusammenhang von Bedeuung, dass Learning by Searching -Prozesse sowohl in öffenlichen Forschungseinrichungen als auch in Unernehmen von poliischer Seie direk durch Technology-Push - Maßnahmen angesoßen werden können. Von dem in den öffenlichen Einrichungen generieren Wissen profiieren wiederum auch die Firmen. Zusäzlich hierzu is die Inensiä der FuE-Akiviäen in den Unernehmen selbs jedoch auch von der Markenwicklung abhängig. Während zunehmende Umsäze in einem sich enwickelnden Mark primär Seigerungen der FuE-Budges nach sich ziehen, kann ein schnelles Markwachsum sich gleichwohl auch dämpfend auswirken, wie der sei dem Jahr 2000 zu beobachende Rückgang der FuE- Quoen gezeig ha (s. Anhang 1-4). Der Prozess des Erfahrungslernens is im Vergleich hierzu allein von der Enwicklung des Markes abhängig und wird daher unmielbar vom 130

159 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche Kaufverhalen der Nachfrager und somi auch von nachfrage-orienieren Fördermaßnahmen beeinfluss. Insgesam is daher zu vermuen, dass die Wirkungen nachfrage-orienierer Förderinsrumene versärk werden, wenn der Aneil, den Learning by Doing zur Wissenserzeugung beiräg, seig. Dies riff allerdings nich nur auf die posiiven, sondern auch auf die poenziell nacheiligen Effeke zu. Falls Learning by Doing in Relaion zu Learning by Searching eine bedeuende Rolle spiel, so seh beispielsweise zu erwaren, dass Markeinseiger im Vergleich zu eablieren Unernehmen endenziell benacheilig werden. Grund hierfür is, dass Wissen und dami auch Innovaionen bei einem hohen Einfluss des Erfahrungslernens primär durch den erfolgreichen Absaz von Produken am Mark generier werden können. Nachfrage-orieniere Fördermaßnahmen kämen demzufolge in erser Linie denjenigen Unernehmen zugue, die bereis über einen hohen Markaneil verfügen. Gleichzeiig wird der Einfluss von Insrumenen zur Forschungsförderung abgeschwäch. Insofern beseh die Möglichke dass in Fällen, in denen Learning by Doing maßgeblich für die Wissensgenerierung is, die Ensehung von Markmach begünsig wird. Hieraus ergib sich auch eine höhere Wahrscheinlichkei echnologischer Lock-In-Siuaionen, zumal es ofmals Markeinseiger sind, die neue Technologievarianen enwickeln und anbieen. Um die Wirkung der verschiedenen Lernprozesse auf das Innovaions- und Markgeschehen mi Hilfe des Agenenmodells zu unersuchen, wurden zunächs zwei Simulaionsexperimene durchgeführ, bei denen ausgehend vom Referenzlauf diejenigen Parameer variier wurden, die den Beirag von Learning by Searching und Learning by Doing im Hinblick auf die Wissensgenerierung seuern (s. Tab. 5.6). in ω LbD ω Parameer Referenzlauf 1a Experimen Prod.-Innovaionen 0,1 0,05 0,03 Proz.-Innovaionen 0,075 0,038 0,025 Prod.-Innovaionen 0,05 0,1 0,15 Proz.-Innovaionen 0,1 0,2 0,3 Tab. 5.6: Parameervariaionen für die Simulaionsexperimene 1a und 1b (gil für beide Technologievarianen) 1b Ergänzend hierzu wurden im Rahmen zweier weierer Experimene der zusäzliche Einfluss einer weieren Eigenschaf des echnologischen Wissens, der Kumulaiviä, sowie der Zusammenhang zwischen saalichen Forschungsfördermaßnahmen und Learning by Doing analysier. 131

160 5.2.1 Ergebnisse des ersen Simulaionsexperimens Wie Abbildung 5.6 veranschaulich, ergib sich bei den Simulaionsexperimenen 1a und 1b im Vergleich zum Referenzfall (s. Abb. 5.3) ein wesenlich beschleuniger Forschri hinsichlich der Produkinnovaionen. Ähnliches gil auch für die Prozessinnovaionen, bei denen der relaiv hohe Einfluss des Erfahrungslernens noch weier geseiger wurde % % Pionier 1 Pionier 2 Newcomer 1 Newcomer 2 Newcomer 3 DS-Spez. 1 DS-Spez. 2 Pionier 1 Pionier 2 Newcomer 1 Newcomer 2 Newcomer 3 DS-Spez. 1 DS-Spez. 2 Abb. 5.6: Die Wirkungsgradenwicklung auf Seien der Indusrie im Falle der Simulaionsexperimene 1a (links) und 1b (rechs) als Maß für deren echnologische Leisungsfähigkei Aus dieser höheren echnologischen Enwicklungsgeschwindigkei resulier ein schnelleres Markwachsum, welches wiederum eine Beschleunigung der Innovaionsprozesse zur Folge ha. Diese sich selbs versärkende Wechselwirkung zwischen Learning by Doing und Wachsum des Markes wird durch exerne Effeke, die z. B. durch die Anbieer der BOS- Komponenen oder Spillover-Mechanismen verursach werden, zusäzlich inensivier. Unabhängig hiervon wird mi Blick auf die Abbildungen 5.7 und 5.8 aber auch deulich, dass sich in Bezug auf die beiden beracheen Technologiealernaiven eine andere Marksrukur enwickel. In beiden Simulaionsexperimenen können sich die Dünnschichechnologie- Anbieer nich in gleichem Maße am Mark eablieren wie im Referenzlauf. Abb. 5.7: Die Produkionsvolumina der Herselleragenen in den Simulaionsexperimenen 1a und 1b verglichen mi denen des Referenzlaufs 132

161 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche % Techn. 1 (Ref.) Techn. 2 (Ref.) Techn. 1 (1a) Techn. 2 (1a) Techn. 1 (1b) Techn. 2 (1b) MWp reale Enwicklung Referenzlauf Exp. 1a Exp. 1b Abb. 5.8: Die resulierenden Markaneile der beiden Technologien in den Simulaionsexperimenen 1a und 1b (links) sowie die jeweilige Enwicklung des PV-Markes (rechs) Hervorgerufen wird diese unerschiedliche Enwicklung durch die versärke Wissensprodukion und die dami verbundene Zunahme von Spillover-Effeken im Bereich der Siliziumechnologie. Diese wird früh auf dem Mark angeboen und kann im Vergleich zum Referenzfall in ihrer echnologischen Enwicklung noch schneller voranschreien bevor die Dünnschichkonzepe ihren Weg auf den Mark finden (vgl. Abb. 5.6 und Abb. 5.7). Der höhere Einfluss des Erfahrungslernens särk folglich die Posiion der eablieren Unernehmen; gleichzeiig nimm die Pfadabhängigkei der echnologischen Enwicklung zu. Darüber hinaus komm es auch innerhalb der Gruppe der Produzenen siliziumbasierer PV- Module zu Veränderungen. Insbesondere das Newcomer-Unernehmen 3, das verglichen mi den anderen Neueinseigern eine weniger aggressive Markeinrissraegie verfolg, wächs im Gegensaz zum Referenzlauf sehr dynamisch. Es kann besonders von den o. g. exernen Effeken (Wissensspillover, Kosenredukionen bei den BOS-Komponenen) profiieren. Unabhängig hiervon fäll in Hinsich auf die Dünnschichspezialisen auf, dass sie im Rahmen des Simulaionsexperimens 1b höhere Produkionsvolumina erreichen als dies bei Lauf 1a der Fall is. Diese unerschiedliche Enwicklung is vor allem darauf zurückzuführen, dass sich der Prozess des Erfahrungslernens aufgrund des geringen Ausgangsniveaus hinsichlich der Produkionsmengen bei dieser Technologiealernaive überproporional auswirk. Außerdem können die auf Dünnschichechnologien fokussieren Herseller u. a. einen Voreil daraus ziehen, dass die eablieren Unernehmen wegen der beschleunigen Kapaziäserweierungen ihre Forschungs- und Enwicklungsergebnisse nich mehr im gleichen Umfang in die Produkion umsezen können. Troz dieses Effeks, der z. T. ebenfalls für das dynamische Wachsum von Newcomer-Unernehmen 3 veranworlich is, sind die Dünnschich-Unernehmen miel- bis langfrisig im Nacheil gegenüber den anderen Produzenen. Hieran änder auch die Tasache nichs, dass die eablieren Unernehmen infolge ihrer 133

162 zunehmenden Markmach ihre eigenen FuE-Ansrengungen eilweise reduzieren. Angesichs der geringen Bedeuung, die dem Learning by Searching in diesen Simulaionsexperimenen zukomm, wirk sich diese Reakion der Herselleragenen, die durch die geändere Marksiuaion hervorgerufen wurde, kaum aus. Somi läss sich konsaieren, dass durch das beschleunige Markwachsum einerseis posiive Rückkopplungsmechanismen, wie z. B. die bereis genannen Spillover-Effeke, ausgelös werden, die zu einem schnelleren Anwachsen des PV-Markes und dami auch der Unernehmen beiragen. Andererseis verschlechern sich aufgrund der gerade erwähnen Mechanismen gleichzeiig die Aneignungsbedingungen für die innovierenden Akeure. Wie die Ergebnisse der beiden Simulaionsexperimene zeigen, können daher vor allem diejenigen Herselleragenen eine dominierende Markposiion erreichen, die sich auf inkremenelle Verbesserungen einer Technologie fokussieren. Dies wird vor allem durch den Vergleich der Newcomer 1 und 2 deulich: Newcomer 2 konzenrier sich auf die Siliziumechnologie und wächs schneller als das konkurrierende Unernehmen, das in beide Technologiebereiche einseig. Aus innovaionswissenschaflicher Sich is hierbei von Bedeuung, dass die Wirkung nachfrage-orienierer Fördermaßnahmen offenbar durch die der jeweiligen Technologie zugrundeliegenden Lernmechanismen beeinfluss wird. Nachfrage-orieniere Insrumene bzw. das durch sie ausgelöse Markwachsum führen zu einer deulichen Verbesserung der wirschaflichen Chancen für die Markakeure. Es exisier dami ein höherer Anreiz zu innovieren, da ensprechende Ansrengungen eine größere Aussich auf wirschaflichen Erfolg haben. Zum einen kann diese posiive Wirkung durch den Einfluss des Erfahrungslernens versärk werden. Zum anderen sink mi zunehmender Bedeuung von Learning by Doing gegenüber Learning by Searching jedoch der Innovaionsanreiz hinsichlich radikaler Innovaionen, da diese im Vergleich zu inkremenellen Verbesserung zu riskan erscheinen. Hierdurch erhöh sich folglich die Gefahr eines echnologischen Lock-Ins, zumal es aus Sich der Unernehmen voreilhafer is, auf die Ausnuzung von Lernkurveneffeken und Massenprodukionsvoreilen bei der eablieren Technologie zu sezen. Aus der Rolle, die die unerschiedlichen Lernprozesse bei der Generierung echnologischen Wissens spielen, ergeben sich überdies auch Konsequenzen für die Marksrukur. In erser Linie resulieren diese aus den sich ändernden Erfolgschancen für Newcomer-Unernehmen. So is anhand des in Abbildung 5.7 dargesellen Vergleichs zu erkennen, dass mi einer Erhöhung der Bedeuung des Erfahrungslernens eine Abnahme der Webewerbsinensiä 134

163 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche einhergeh. Dies führ u. a. dazu, dass die Umsazrendien 21 der Herseller siliziumbasierer PV-Module merklich höher ausfallen, weil diese aufgrund ihrer Markmach ihre Preisaufschläge anheben (s. Abb. 5.9). 40% Umsazrendie 30% 20% 10% 0% Techn. 1 (Ref.) Techn. 1 (1a) Techn. 1 (1b) Abb. 5.9: Enwicklung der Umsazrendie (gewicheer Durchschni der Anbieer von Technologie 1) Der Einfluss der Halbwerszei des Wissens auf die Markenwicklung Eine zusäzliche Größe, die in diesem Zusammenhang relevan is, is der kumulaive Charaker des echnologischen Wissens. Diese Wissenseigenschaf sag nich nur ewas über die Halbwerszei angesammeler echnologischer Kompeenzen aus, sondern beeinfluss auch unmielbar die Geschwindigke mi der neugegründee Unernehmen ihre Fähigkei zur Absorpion exernen Wissens aufbauen können. Da im Bereich der Foovolaikechnologie von einer relaiv hohen Kumulaiviä des innovaionsrelevanen Wissens auszugehen is, is anzunehmen, dass durch diese Einflussgröße die Ensehung von Siuaionen mi einer hohen Markkonzenraion endenziell begünsig wird. Ausgehend vom Referenzlauf wurden deshalb zwei Simulaionsläufe durchgeführ, bei denen der Kumulaiviäsparameer noch weier erhöh wurde. Die in Abbildung 5.10 dargesellen Simulaionsergebnisse zeigen hierbe dass die Enwicklungschancen der Newcomer-Unernehmen uner diesen geänderen Bedingungen asächlich geringer ausfallen, während die eablieren Herseller in ihrer Posiion gesärk werden. 21 Es is zu beachen, dass die Umsazrendie hier als der Quoien aus Umsaz minus Hersellungskosen und Umsaz definier is. Invesiionen in Kapaziäserweierungen, FuE-Miel sowie Aufwendungen für Verwalung und Verrieb sind demnach nich berücksichig. 135

164 Abb. 5.10: Produkionsvolumina der Herselleragenen bei erhöher Kumulaiviä des echnologischen Wissens (Erhöhung um 10 % (Mie) bzw. 20 % (rechs) ggü. dem Referenzfall (links)) Besonders deulich wird dies anhand des Newcomers 1, der sich kaum am Mark durchsezen kann bzw. sogar in Insolvenz geh. Gleichzeiig nimm mi seigender Kumulaiviä des echnologischen Wissens auch die Tendenz zur Ensehung einer Lock-In-Siuaion zu. Offensichlich is es für die Unernehmen bzw. für poenzielle Neueinseiger wenig aussichsreich, radikale Innovaionen in Form einer neuen Technologievariane auf den Mark zu bringen. Sadessen erschein es erfolgversprechender, auf dem vorhandenen Wissen aufzubauen und inkremenelle Verbesserungen der besehenden Technologie voranzureiben. Der Effek von Learning by Doing auf die Wirkung von FuE-Fördermaßnahmen Die These, dass ein hoher Aneil von Learning by Doing an der Wissensgenerierung den poenziellen Einfluss von Insrumenen zur Forschungsförderung abmindere, wurde in einer ergänzenden Variane der Experimene 1a und 1b überprüf. Hierzu wurden zunächs die FuE-Fördermiel, die den Unernehmen zufließen, für beide Technologiesränge ab dem Markeinriszeipunk des ersen Newcomer-Unernehmens um 30 % erhöh. Der Aneil, der gemäß dem in Kapiel dargesellen Vereilungsschlüssel den Pionierunernehmen 1 und 2 zusünde, wurde dabei allerdings um 30 % reduzier und aneilig den einzelnen neu gegründeen Unernehmen zugewiesen. Diese Umvereilung wird während des gesamen reslichen Simulaionslaufs beibehalen. Um die Wirkung dieser Fördermielerhöhung zu analysieren, wurde im ersen Schri ein ensprechender Simulaionslauf mi ansonsen gleicher Paramerisierung wie im Referenzfall ausgeführ. 136

165 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche Abb. 5.11: Produkionsvolumina der Herselleragenen bei erhöher Förderung der Newcomer Vergleich man die Ergebnisse dieses Simulaionsexperimens mi denen des Referenzlaufs (s. Abb. 5.11), is ein dynamischeres Wachsum der Newcomer, insbesondere von Herselleragen 3, erkennbar. Demnach können die neu gegründeen Unernehmen uner den gegebenen Voraussezungen von der geseigeren FuE-Förderung profiieren. Abb. 5.12: Produkionsvolumina der Herselleragenen bei erhöher Förderung der Newcomer und ansonsen gleicher Paramerisierung wie in den Simulaionsläufen 1a (Mie) und 1b (rechs) Im zweien Schri wurden die Änderungen der Forschungsfördermaßnahmen auf die Simulaionsexperimene 1a und 1b, bei denen der Einfluss des Learning by Doing verglichen mi dem Referenzfall höher is, überragen. Die Resulae dieser beiden Simulaionsläufe verdeulichen, dass sich in diesem Fall durch die für Newcomer verbesseren Förderbedingungen kaum Veränderungen ergeben (s. Abb. 5.7 und 5.12). Demzufolge is die Wirkung der 137

166 versärken Forschungsförderung deulich eingeschränk, weil der Einfluss des Erfahrungslernens zu hoch is Schlussfolgerungen Zusammenfassend läss sich fessellen, dass die eingangs formuliere These, nachfrageorieniere Förderinsrumene würden mi zunehmender Bedeuung von Learning by Doing in ihrer Wirkung versärk, durch die Simulaionsexperimene besäig werden konne. So is einerseis ein schnelleres Wachsum des Markes zu beobachen. Andererseis ri dabei auch der Effek auf, dass es vor allem bei derjenigen Technologieopion, die bereis über einen Enwicklungsvorsprung verfüg, zu einer vermehren Wissensprodukion komm. Hieraus resulieren zum einen posiive Rückkopplungen, die die Dominanz dieser Technologievariane weier seigern. Zum anderen erhöhen sich in dem ensprechenden Technologiebereich die Möglichkeien zur Nuzung von Spillover-Effeken, so dass sich gleichzeiig die Aneignungsbedingungen für die innovierenden Akeure zunehmend verschlechern. Um ihre Markposiion zu sichern, fokussieren sich die Unernehmen daher darauf, die eabliere Technologie schriweise weier zu verbessern. Eine weiere Sraegie, die bei dem sich ergebenden Innovaionsregime erfolgversprechend zu sein schein, is die von Herselleragen 5 repräseniere Vorgehensweise: Dieser Akeur verfolg eine weniger aggressive Markeinrissraegie, da er einen Nischenmark bedienen will. Dabei is er ebenfalls gezwungen, mi der echnologischen Enwicklung Schri zu halen. Jedoch zieh er einen vergleichsweise hohen Nuzen aus den aufreenden posiiven exernen Effeken, indem er Wissen, das im Bereich der eablieren Technologie von den Markführern generier wird, schnell aufnimm und für sich nuz. Dahingegen erscheinen radikale Innovaionen in Form alernaiver echnologischer Ansäze als zu riskan. Im Endeffek ergib sich somi eine särkere Tendenz zur Markkonzenraion sowie zu einer echnologischen Lock-In-Siuaion. Auf Basis der Simulaionsexperimene konne zudem gezeig werden, welchen Einfluss Charakerisika der echnologischen Wissensbasis, wie z. B. die Kumulaiviä, auf das Innovaions- und Markgeschehen ausüben. So wurde anhand der im Rahmen des Experimens durchgeführen Parameervariaionen deulich: Eine höhere Kumulaiviä zieh eine zusäzliche Versärkung der im vorherigen Absaz beschriebenen Effeke nach sich. Darüber hinaus ließ sich die Vermuung besäigen, dass Insrumene zur Forschungsförderung mi seigendem Aneil des Erfahrungslernens an dem Prozess der Wissensgenerierung in ihrer Wirkung abgeschwäch werden. Je höher also die Bedeuung des Learning by Doing bei einer gegebenen Technologie is, deso geringer sind demnach die Möglichkeien 138

167 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche für die Poliik, miels Forschungsfördermaßnahmen direken Einfluss auf die echnologische Vielfal zu nehmen. Aus mehodischer Sich is feszuhalen, dass die für diese ersen konra-fakischen Simulaionsläufe gewählen Parameereinsellungen asächlich zu Ergebnissen führen, die deulich von der hisorischen Enwicklung bzw. von den Resulaen des Referenzfalls abweichen. Dies is zum einen als Hinweis auf die Plausibiliä und die Konsisenz des Parameersazes zu weren, der dem Referenzlauf zugrunde geleg wurde. Zum anderen zeigen die konrafakischen Läufe, dass auf Basis des enwickelen Modells das Ineinandergreifen der wesenlichen Wirkungsbeziehungen sowie die resulierenden Effeke auf das Innovaions- und Markdynamik unersuch werden können. Demnach schein das Agenenmodell geeigne, den echnischen Wandel in der deuschen Foovolaikbranche aus verschiedenen Perspekiven heraus zu analysieren. Die Ergebnisse lassen jedoch auch erkennen, dass einzelne Parameer aufgrund der zahlreichen im Modell abgebildeen Rückkopplungsmechanismen durchaus bedeuenden Einfluss auf das Modellverhalen und dami auf die Simulaionsergebnisse ausüben können. Wenngleich das Ineresse bei diesen ersen Simulaionsexperimenen vor allem auf die Rolle der verschiedenen Lernmechanismen geriche war, so is die poenzielle Wirkung saalicher Forschungsförderungsmaßnahmen bereis ansazweise deulich geworden (vgl. Abb. 5.11). Die Analyse direker Forschungsförderung seh demensprechend im Fokus des anschließenden Experimens. 5.3 Simulaionsexperimen 2: Förderung echnologischer Diversifikaion Eines der wichigsen Enscheidungsprobleme, mi dem die Poliik bei der Unersüzung neuer Technologien konfronier is, is die Abwägung zwischen der Erhalung einer hohen echnologischen Flexibiliä und der Förderung einer hohen Enwicklungsgeschwindigkei: Nimm die Poliik eine Fokussierung auf eine echnologische Alernaive vor, um eine möglichs schnelle Enwicklung im Bereich dieser einen Opion zu forcieren, so beseh die hierbei Gefahr, dass sich diese langfrisig als unerlegen im Vergleich zu alernaiven Ansäzen erweis. Dieses Enscheidungsproblem bilde den Ausgangspunk dieses Simulaionsexperimens. Es soll analysier werden, wie sich unerschiedliche Schwerpunksezungen bei der poliischen Förderung auf die jeweiligen Enwicklungschancen und -geschwindigkeien der geförderen Technologievarianen auswirken. 139

168 Im Bereich der Foovolaik ergib sich hierbei das Problem, dass innovaive Konzepe of von neu gegründeen Unernehmen, z. B. von Spin-Offs aus Forschungseinrichungen, hervorgebrach werden. Im Vergleich zu anderen Hersellern seigen diese zumeis ers verhälnismäßig spä in den Mark ein und verfügen demensprechend über relaiv kleine FuE- Budges, da sie aufgrund ihrer begrenzen Produkionsvolumina nur verhälnismäßig geringe Umsäze generieren können. Bezogen auf die Höhe der verfügbaren FuE-Miel kann eine direke saaliche Unersüzung vermulich also einen signifikanen Beirag leisen. Es sell sich dabei allerdings die Frage, ob sich eine geziele Förderung junger Unernehmen auch miel- bis langfrisig auszahl, wenn andere Herseller bereis eine dominierende Sellung auf dem Mark erreich haben. Demnach wäre es aus Sich der Poliik u. U. naheliegender, sich von vorneherein auf die Förderung lediglich einer Technologieopion zu konzenrieren. Des Weieren is bei der angesreben Markeinführung mehrerer echnologischer Alernaiven die Reakion der Nachfrageseie zu berücksichigen: Je eher die Nachfrager sich nich nur darauf beschränken, das hinsichlich eines einzigen Merkmals am weiesen forgeschriene Gu zu kaufen, deso größer sind die Markchancen für Newcomer-Unernehmen, die neuarige Produke anbieen. Sind die Präferenzen der Nachfrager jedoch homogen und is deren Kaufverhalen einzig und allein darauf ausgeriche, nur das Produk mi dem besen Preisleisungsverhälnis zu erwerben, is zu erwaren, dass sich die Erfolgsaussichen für Neueinseiger erheblich reduzieren. Auf Basis des Agenenmodells wurden daher insgesam vier Simulaionsexperimene durchgeführ, um die Wirkung gezieler Technologiefördermaßnahmen sowie den ensprechenden Einfluss des Nachfragerverhalens näher analysieren zu können. Beim ersen Simulaionsexperimen (2a) wurde dabei die direke Förderung der auf Dünnschich-Technologien spezialisieren Unernehmen im Vergleich zum Referenzlauf um 30 % erhöh. Im Fall des zweien Experimens (2b) wurden die ensprechenden Fördersummen sadessen den Hersellern siliziumbasierer PV-Module zugewiesen. 22 Ausgehend hiervon seh bei den beiden nachfolgenden Experimenen die Rolle der Nachfrager im Fokus, weshalb hierbei der so genanne Komplemenariäsgrad gegenüber dem Ausgangsfall noch weier erhöh wurde. Dieser Parameer seuer, inwiewei die Nachfrageragenen unerschiedliche Produke als vollkommene Subsiue ansehen, so dass ein höherer Wer eine geseigere Sensiiviä der Nachfrager in Bezug auf Qualiäs- und Preisänderungen zur Folge ha (s. Kapiel 4.1.3). 22 Im Gegensaz zum vorherigen Experimen (s. Kap. 5.2) finde hier keine Unerscheidung nach Unernehmensaler sa. Es wird lediglich nach den beiden beracheen Technologievarianen differenzier. Die jeweiligen Ergebnisse dieser Simulaionsläufe sind insofern nich unmielbar vergleichbar. 140

169 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche Resulae des zweien Simulaionsexperimens Hinsichlich der direken Förderung der echnologisch unerschiedlich ausgericheen Herselleragenen veranschaulich Abbildung 5.13, dass nur die höhere Förderung der Dünnschich- Unernehmen (Experimen 2a) einen signifikanen Effek auf die dor safindenden FuE- Akiviäen ha. Eine vergleichbare Wirkung is nich zu beobachen, wenn die gleiche Fördermielsumme auf Seien derjenigen Herseller eingesez wird, die sich auf die Siliziumechnologie fokussieren. Hier können die jeweiligen Neueinseiger kaum einen Nuzen aus der Zusazförderung ziehen % % Pionier 1 Pionier 2 Newcomer 1 Newcomer 2 Newcomer 2 Newcomer 3 Newcomer 3 Pionier 1 Pionier 2 Newcomer 1 Newcomer 2 Newcomer 2 Newcomer 3 Newcomer 3 Abb. 5.13: Die Wirkungsgradenwicklung in der Indusrie in den beiden Simulaionsexperimenen 2a (links) und 2b (rechs) Dieser Unerschied is vor allem darauf zurückzuführen, dass die im Bereich der Siliziumechnologie äigen Unernehmen bei ihren FuE-Akiviäen zu einem nennensweren Teil von der Nuzung von Spillover-Effeken profiieren. Die echnologiebezogene Förderung ha daher auch einen unerschiedlichen Einfluss auf den Markerfolg der jeweiligen Unernehmen und dami auf die Markaneile der beiden beracheen Technologien: Werden die Dünnschichherseller versärk geförder, erreichen sie Markaneile von knapp 20 %. Komm die zusäzliche Förderung dagegen der eablieren Technologie zugue, lieg ihr Aneil bei maximal 15 % (vgl. Abb. 5.14). Demensprechend komm es in erser Linie im Fall von Simulaionsexperimen 2a zu einer erkennbar anderen Markenwicklung als im Referenzlauf. Die Ergebnisse des Experimens 2b unerscheiden sich dahingegen nur marginal von denen des Ausgangsfalls (vgl. Abb. 5.15). Unabhängig davon is feszusellen, dass die zusäzliche Förderung in beiden Fällen kaum Einfluss auf das Gesamwachsum des Foovolaikmarkes ha. Insgesam seig das Markvolumen im beracheen Zeiraum um lediglich ein Prozen. 141

170 % 60 % Technologie 1 Technologie 2 Technologie 1 Technologie 2 Abb. 5.14: Markaneile der beiden Technologieopionen in den Simulaionsläufen 2a (links) und 2b (rechs) Abb. 5.15: Die Produkionsvolumina im Fall der Simulaionsexperimene 2a und 2b Anhand der Simulaionsergebnisse läss sich daher folgende Schlussfolgerung ziehen: Eine direke Förderung von FuE-Akiviäen is vor allem während der Markeinführungsphase neuer echnologischer Konzepe wirkungsvoll. Der Effek is dabei umso särker, je weniger die jeweiligen Akeure in ihrem Technologiebereich die Möglichkei haben, Spillover- Mechanismen zu nuzen. In einer späeren Enwicklungsphase is der Einfluss direker Fördermaßnahmen jedoch sehr begrenz. Vielmehr exisier hierbei die Gefahr, dass sich durch eine versärke direke Förderung, zumindes aus Perspekive eablierer Unernehmen, die Aneignungsbedingungen verschlechern. Lezendlich kann dies u. U. sogar zu einem verminderen Anreiz hinsichlich eigener Forschungsansrengungen führen. Hervorzuheben is darüber hinaus die Rolle der unerschiedlichen Unernehmenssraegien. Insbesondere bei Newcomer 1 fäll auf, dass die Unernehmensenwicklung unabhängig von den jeweiligen Förderbedingungen zu sein schein. Ursache hierfür is die von diesem Agenen verfolge Early-Follower -Sraegie: Newcomer 1 ri sowohl bei der klassischen Silizium- als auch bei der Dünnschichechnologie ers in den Mark ein, wenn andere die Techno- 142

171 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche logieenwicklung in dem ensprechenden Bereich bereis vorangerieben haben. Auf diese Weise biee sich dem Unernehmen die Möglichkei zur Nuzung von Spillover-Effeken, wobei dies durch die jeweilige Förderung noch weier erleicher wird. Infolgedessen enwickel sich der Herselleragen Newcomer 1 in beiden beracheen Fällen ähnlich. Der Einfluss des Nachfragerverhalens auf die Markenwicklung Auf Basis der Experimene 2a und 2b wurden wie erwähn zwei weiere Simulaionsläufe durchgeführ, bei denen die Sensiiviä der Nachfrager bezüglich Qualiäs- und Preisänderungen erhöh wurde. Die Nachfrageragenen sind demensprechend selekiver bei ihren Kaufenscheidungen, so dass schon sehr geringe Preis-/Leisungsdifferenzen erhebliche Anpassungsreakionen hinsichlich der Nachfragemengen auslösen. Wie die in Abbildung 5.16 dargesellen Simulaionsergebnisse zeigen, ändern sich durch diese Parameervariaion die Markaneile der Dünnschich-Unernehmen im Vergleich zum jeweiligen Ausgangsexperimen kaum. Demnach haben die Dünnschichkonzepe auch dann eine Möglichke sich am Foovolaikmark durchzusezen, wenn die Nachfrager sehr empfindlich auf Unerschiede hinsichlich des Preis-Leisungsverhälnisses reagieren. Ein wesenlicher Grund hierfür sind die heerogenen Präferenzen der einzelnen Nachfragergruppen. So exisieren zum einen Nachfrager, die nich nur an der mi einer PV-Anlage realisierbare Rendie ineressier sind, sondern ebenfalls Wer auf einen möglichs hohen Modulwirkungsgrad legen. Demensprechend frag diese Gruppe in erser Linie siliziumbasiere PV- Module nach. Zum anderen gib es auch rein rendie-orieniere Nachfrager, die aus Kosengründen vor allem die Dünnschich-Technologie präferieren. Abb. 5.16: Produkionsvolumina der Herselleragenen bei erhöher nachfrageseiiger Sensiiviä und ansonsen gleicher Paramerisierung wie im Fall der Simulaionsläufe 2a (Mie) und 2b (rechs) 143

172 Im Gegensaz hierzu ergeben sich infolge der Parameervariaion auf Seien der Herseller siliziumbasierer Module deuliche Unerschiede hinsichlich der Unernehmensenwicklungen. Da die Nachfrager innerhalb des ensprechenden Marksegmens selbs auf geringse Preisunerschiede unmielbar reagieren, hängen die miel- bis langfrisigen Erfolgsaussichen der Unernehmen in hohem Maße davon ab, welches Preis-Leisungsverhälnis sie bereis beim Einri in den Mark anbieen können ( success breeds success ). Auffallend sind in diesem Zusammenhang auch die z. T. erheblichen Schwankungen der Markaneile der Newcomer 1 und 2: Diese Herseller verfolgen die Sraegie, ihre Angebospreise und Produkionsmengen im Gegensaz zu den eablieren Unernehmen sehr flexibel an die Reakionen der Nachfrager anzupassen. Lezendlich ha diese Vorgehensweise jedoch keinen Erfolg, denn die Firs-Mover -Voreile der Pionierunernehmen 1 und 2 überwiegen. Hervorzuheben is außerdem, dass sich aufgrund des geänderen Nachfragerverhalens insbesondere die wirschafliche Siuaion von Newcomer 1 drasisch verschlecher. Erwies sich seine Early-Follower -Sraegie im Ausgangsfall noch als sehr sabil, is sie in diesem Fall weniger ragfähig. Die Nachfrageragenen sind derar sark auf das Preis- Leisungsverhälnis der angeboenen Produke fokussier, dass lediglich die Technologieführer erfolgreich wachsen können. Der Agen Newcomer 1 ha deshalb Schwierigkeien, sich am Mark durchzusezen. Auch wenn die Experimene insgesam zeigen, dass unabhängig von der Sensiiviä der Nachfrageragenen ein poenzieller Mark für Dünnschich-Konzepe exisier, verdeulichen die Simulaionsergebnisse ebenfalls, welche Bedeuung Firs-Mover -Voreilen u. U. zukommen kann. Überragen auf das Marksegmen der Dünnschich-Foovolaik bedeue dies, dass die Enwicklungschancen der jeweiligen einheimischen Unernehmen möglicherweise begrenz sind, wenn sich der echnologische Vorsprung von ausländischen Anbieern wie z. B. FirsSolar als zu groß erweisen solle. Da ausländische Herseller im Modell nur in Form exogen vorgegebener Imporaneile abgebilde sind, wird deren echnologischer Enwicklungssand nich berücksichig. Eine ensprechende simulaionsgesüze Analyse der gerade genannen Problemaik is an dieser Selle deshalb nich möglich Schlussfolgerungen Ebenso wie beim ersen Experimen unerscheiden sich die Resulae der im Rahmen dieses Experimens durchgeführen konra-fakischen Simulaionsläufe von denen des Referenzfalls. Dabei ließ sich u. a. die eingangs formuliere Vermuung, die Poliik könne vor allem während der Markeinführung einer Technologie direk Einfluss auf die jeweilige Enwicklung nehmen, besäigen. So is der Markerfolg der zweien Technologievariane in dem hier beracheen Fall noch unmielbar beeinflussbar, obwohl diese wesenlich späer in den 144

173 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche Mark eingeführ wird als der eabliere Ansaz. Zusäzliche direke Forschungsfördermaßnahmen im Bereich von Technologieopionen, die bereis erfolgreich auf dem Mark angeboen werden, zeigen indessen vergleichsweise wenig Wirkung. Grund hierfür is, dass die FuE-Akiviäen in forgeschrienen Markphasen zunehmend miels der wachsenden Unernehmensumsäze finanzier werden, weshalb auch die relaive Bedeuung der saalichen Fördermiel immer mehr abnimm. Demgegenüber ha sich die Erwarung, dass die Erfolgsaussichen alernaiver echnologischer Konzepe durch eine geseigere Sensiiviä der Nachfrager gegenüber Preis- und Qualiäsdifferenzen sark eingeschränk werden können, in dieser Form nich besäig. Sadessen werden unabhängig von der Sensiiviä der Konsumenen beide echnologischen Alernaiven nachgefrag. Veranworlich hierfür sind insbesondere die heerogenen Präferenzen der beracheen Nachfragergruppen. Dennoch is anhand der Simulaionsergebnisse ebenfalls deulich geworden, dass die Bedeuung von Firs-Mover -Voreilen zunimm je empfindlicher die Nachfrager auf Differenzen hinsichlich des Preis- Leisungsverhälnisses reagieren. Hieraus resulieren nich nur geringere Erfolgschancen für Imiaions- bzw. Early-Follower -Sraegien bei ensprechenden Rahmenbedingungen. Gleichzeiig wird verdeulich, welche Gefahr für einheimische Unernehmen poenziell von ausländischen Anbieern ausgeh, falls diese über einen echnologischen Vorsprung im Dünnschichbereich verfügen sollen. Dami demonsrieren die Ergebnisse dieses zweien Simulaionsexperimens bereis, auf welche Weise Technology-Push - und Marke-Pull -Fakoren in Bezug auf das Innovaionsgeschehen im deuschen Foovolaikmark ineinandergreifen. Demnach ha die Poliik einerseis durchaus die Möglichke mi Hilfe direker Forschungsförderungsmaßnahmen Einfluss auf die echnologische Vielfal zu nehmen. Andererseis wird die resulierende Enwicklung auch in hohem Maße vom Verhalen der Nachfrager beeinfluss. Insofern läss sich ein weierer Ansazpunk für saaliche Fördermaßnahmen idenifizieren, zumal das Subsiuionsverhalen sowie die Priorisierung einzelner (echnischer) Aspeke durch die Nachfrager zumindes eilweise miels saalicher Maßnahmen seuerbar sind. Folglich können nachfragegerichee Insrumene wie beispielsweise Fassadenboni bei ensprechender Ausgesalung ebenfalls zu einer echnologischen Diversifikaion beiragen. Einschränkend is an dieser Selle darauf hinzuweisen, dass sich auf Basis des Simulaionsexperimens lediglich zeigen ließ, welche posiiven Wirkungen direke Forschungsförderungsmaßnahmen auf das Innovaionsgeschehen haben können. Eine ewaige Überversorgung mi öffenlichen Güern, z. B. mi Wissen, kann dagegen nich analysier werden. Ensprechende Fehlenwicklungen, bei denen Unernehmen - vermulich auch in Folge zu umfangreicher Fördermaßnahmen - ungeache der Nachfragerpräferenzen echnisch überrie- 145

174 ben forschriliche Produke enwickeln, lassen sich mi dem Agenenmodell nich abbilden (vgl. hierzu auch Grupp, 1997). Ein weierer Aspek, der sich im Rahmen dieses Simulaionsexperimens als Schwäche des Agenenmodells herausgesell ha, is die Inegraion ausländischer Herseller in Form exogen vordefinierer Imporaneile. Eine zusäzliche Berücksichigung des jeweiligen echnologischen Enwicklungssands ließe weiergehende Analysen in Hinblick auf den Einfluss dieser Unernehmen zu. 5.4 Simulaionsexperimen 3: Die Wirkung von Technology- Push - und Marke-Pull -Insrumenen in Abhängigkei von der Markphase Die Ergebnisse der ersen beiden Simulaionsexperimene haben bereis vor Augen geführ, wie Technology-Push - und Marke-Pull -Fakoren bzw. ensprechende saaliche Fördermaßnahmen auf das Verhalen der verschiedenen Akeure und somi auf die echnologische Enwicklung sowie die daraus resulierende Dynamik des Foovolaikmarkes einwirken. Hierbei ließen sich sowohl die Poenziale saalicher Fördermaßnahmen als auch einzelne mi den jeweiligen Insrumenen verbundene Nacheile aufzeigen. Im Folgenden soll daher ausgehend von den vorherigen Experimenen unersuch werden, inwiefern die Wirkungen der verschiedenen Förderinsrumene vom Enwicklungssand der beracheen Branche abhängen. Zudem gil es zu analysieren, wie Forschungsförderungsmaßnahmen und nachfrageseiige Förderprogramme mieinander zu kombinieren sind, um eine möglichs effekive Förderung der Enwicklung zu gewährleisen. Die genannen Aspeke sellen hierbei zenrale Fragesellungen dieser Arbei dar. Hinergrund hierfür is die Tasache, dass in der einschlägigen Lieraur insbesondere zur Wirkung nachfrage-orienierer Poliikmaßnahmen sich eilweise widersprechende Thesen zu finden sind (vgl. Kap ). So wird auf der einen Seie argumenier, nachfrageseiige Maßnahmen wirken vor allem dann, wenn die ensprechende Technologie fas webewerbsfähig bzw. markreif sei. Primär werde dabei der Anreiz zu inkremenellen Verbesserungen bereis forgeschriener Technologievarianen versärk. Es wird demzufolge vermue, nachfrage-orieniere Förderinsrumene unersüzen haupsächlich die echnologische Enwicklung im Bereich der klassischen Siliziumzellen. Von daher lieferen diese Maßnahmen also keinen signifikanen Beirag zu Innovaionen. Darüber hinaus werde in erser Linie die echnologische Enwicklung in nachgelageren Werschöpfungssufen, also bei den BOS-Komponenen angesoßen. Da Kosenredukionen in der PV-Modulprodukion jedoch im Wesenlichen von direken Invesi- 146

175 5 Simulaionsgesüze Analysen der PV-Branche ionen in FuE-Akiviäen abhingen, wären in diesem Bereich infolge nachfrage-orienierer Maßnahmen kaum Forschrie zu erwaren. Auf der anderen Seie exisier auch die Ansich, saaliche Markförderung fördere das Verrauen in das Zukunfspoenzial einer Technologie und unersüze dami auch Markeinrie sowie weiere Forschungs- und Enwicklungsansrengungen. Hierbei führen nachfrageseiige Förderprogramme besonders dann zu radikalen Innovaionen, wenn neben einer hohen Sicherhei hinsichlich der zukünfigen Markenwicklung weiere Einflussgrößen den zu erwarenden wirschaflichen Erfolg radikaler Innovaionen zusäzlich seigeren (z. B. Veränderungen der Fakorpreise). Unabhängig von der Diskussion über nachfrage-orieniere Insrumene exisieren auch in Bezug auf die öffenliche Forschungsförderung verschiedene poenzielle Vor- und Nacheile, die eilweise bereis in den vorherigen Simulaionsexperimenen zuage gereen sind. So kann die direke saaliche Unersüzung von Forschungsakiviäen in einer wissenschafsbasieren Branche wie der Foovolaik zum einen durchaus zu einer Erhöhung der echnologischen sowie der wirschaflichen Erfolgschancen beiragen. Zum anderen kann der Effek aufreen, dass sich direke Fördermaßnahmen nur begrenz auf das Innovaionsgeschehen auswirken, wenn Technologie- und Markenwicklung schon weier forgeschrien sind (s. Abschni 5.3.1). Zudem erhöhen Forschungsförderungsmaßnahmen endenziell die öffenliche Verfügbarkei echnologischen Wissens. Aus Sich innovaiver Akeure verringern sie daher auch die Aneignungsmöglichkeien und reduzieren infolgedessen den Anreiz zu weieren selbsfinanzieren Forschungsansrengungen. Alles in allem lieg dabei die Vermuung nahe, dass sich bezüglich der einzelnen Förderinsrumene kaum allgemeingülige Thesen formulieren lassen, weil deren jeweilige Wirkung je nach Enwicklungssand einer Branche unerschiedlich sein kann. Welcher der o. g. Effeke bei den verschiedenen Fördermaßnahmen lezendlich überwieg, häng demensprechend von der beracheen Markphase sowie den sich ergebenden Rückkopplungen zwischen dem vorherrschenden Innovaionsregime und den Reakionen der Akeure ab. Insofern wurde eine zweisufige Vorgehensweise gewähl, um den jeweiligen Einfluss von Technology-Push - und Marke-Pull -Insrumenen in Abhängigkei von der Enwicklungsphase des Markes genauer analysieren zu können. Im ersen Schri seh hierbei die Förderung der Nachfrageseie im Mielpunk des Ineresses. Es soll demensprechend unersuch werden, welche Wirkungen poenziell mi einer früheren bzw. späeren Einführung nachfrage-orienierer Förderprogramme verbunden gewesen wären. Für das erse Simulaionsexperimen (3a) wurde daher der im Rahmen des Dächer-Programms gewähre Invesiionskosenzuschuss (rund 70 %) um zweieinhalb 147

176 Jahre und die im Sromeinspeisungsgesez sowie im EEG fesgelegen Vergüungssäze um je vier Jahre zeilich nach vorne verschoben. Im ergänzenden Simulaionsexperimen (3b) sind die gerade genannen Einspeisevergüungen für PV-Srom im Vergleich zum Referenzfall um vier Jahre nach hinen verlager. Der anschließende zweie Schri umfass zusäzliche Veränderungen der Forschungsförderungsmaßnahmen. So wird zum einen der frühere Beginn der nachfrage-orienieren Programme aus dem Simulaionslauf 3a mi einer Redukion der Forschungsförderung kombinier (3c). Gegensand der zweien Variane is ensprechend eine Verknüpfung des Simulaionsexperimens 3b mi einer höheren und dabei gleichmäßigeren Förderung von FuE- Akiviäen (3d). Als Inpu für die Simulaionsexperimene 3c und 3d ergeben sich somi die in der folgenden Abbildung dargesellen Forschungsförderungsmaßnahmen: Abb. 5.17: Paramerisierung der Forschungsförderung für die Simulaionsexperimene 3c und 3d im Vergleich zum Referenzfall Ein weierer Aspek, der neben den Simulaionsläufen 3a-d in einem ergänzenden Experimen analysier werden soll, is die Degression der Vergüungssäze. Vorwiegend sehen bei der Diskussion über die Höhe der Einspeisevergüung energiewirschafliche Aspeke im Vordergrund. Dennoch sollen an dieser Selle die poenziellen Konsequenzen sowohl einer verschärfen als auch einer abgemilderen Vergüungsdegression aus innovaionsökonomischer Perspekive beleuche werden. Um die wesenlichen Effeke mi Hilfe des Agenenmodells zu unersuchen, wurden deshalb vier zusäzliche Simulaionen durchgeführ, bei denen die jährliche Redukion der Vergüungssäze für Solarsrom ab dem Jahr 2004 zwischen vier und zwölf Prozen variier wurde. 148