Innovationsdynamik in rohstoffintensiven Produktionsprozessen

Transkript

1 Innovationsdynamik in rohstoffintensiven Produktionsprozessen (Fraunhofer ISI) 7. BMBF-Forum für Nachhaltigkeit Forschung für Nachhaltige Entwicklungen - International November 2010, axica. Berlin

2 Überblick Hintergrund und methodischer Rahmen Ergebnisse zur Wissensbasis Vergleich verschiedener Technologiefelder Vergleich verschiedener Länder s. auch Ostertag / Sartorius / Tercero Espinoza in CIT, Nov Vertiefung zu Recycling : Einschätzungen zur Marktsituation Fazit und offene Fragen 2

3 Warum Ressourcen- / Materialeffizienz? Viele Rohstoffvorkommen sind endlich Globale Nachfragesteigerung, Versorgungs-unsicherheiten und hohe / volatile Preise Gewinnung von Rohstoffen oft sehr energie- und umweltintensiv wachsendes Interesse an Ressourceneffizienz in Wirtschaft, Politik und Gesellschaft Ressourceneffizienz wird wichtiger für die Wettbewerbsfähigkeit Innovationen für Ressourceneffizienz gewünscht 4

4 Funktioniert das Innovationssystem? Funktionen des Innovationssystems: Unternehmerische Aktivitäten Wissensgenerierung (Lernen) Wissensverbreitung über Netzwerke Orientierungshilfen für die Lösungssuche Formierung eines Marktes Mobilisierung von Ressourcen Schaffung von Legitimität / Überwinden von Widerständen gegen den Wandel 5

5 Funktioniert das Innovationssystem? Market Regulation International trade Industrial competences System in sustainability technologies Demand for sustainability technologies Research research System related to sustainability technologies Environmental problems resource availability Policycoordination Environmental regulation Public utility regulation Industrial policy Internationale policies General framework conditions for innovations Context factors for policy design and impacts R&D Policy 6

6 Methodenmix zur Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Innovationssystems: Patente als Innovationsindikatoren Außenhandelsdaten (teilweise) qualitative Kontextanalysen (v.a. Literatur, Experteninterviews) (weitere Ansätze folgen) 7

7 Methodik: Patentindikatoren internationale Patentanmeldungen, d. h. Anmeldungen beim Europäischen Patentamt EPA und bei der World Intellectual Property Organisation WIPO (via PCT-Verfahren) Betrachteter Zeitraum: Verwendete Indikatoren Patentdynamik: Zahl der jährlichen Patentanmeldungen über die Zeit (1991 = 100) Relativer Patentanteil als Spezialisierungsmaß

8 Teilbereiche von Ressourceneffizienz Materialeinsparung: Leichtbau (z. B. Schäume statt massive Bauteile) Einsparung von Roh-, Hilfs- und Betriebsstoffen (z. B. weniger / keine Reinigungsmittel durch Oberflächenbeschichtung => Lotuseffekt) Abfallarme Produktion (z. B. Reduktion von Ausschuss) Langlebigkeit: Erhöhte Stabilität (z. B. durch Verbundwerkstoffe) Beschichtungen (z. B. Korrosionsschutz) Reparaturverfahren (z. B. Auftragsschweißen) Recycling: Zerkleinerung, Sortierung / Stofftrennung (mechanisch / elektrochemisch / metallurgisch ), Aufbereitung 9

9 Anzahl der jährlichen Patentanmeldungen (1991=100) Globale Patentdynamik in Ressourceneffizienz Langlebigkeit Welt Materialeinsparung Welt Recycling Welt Alle Patent Welt 0 Recycling weniger dynamisch 10

10 Deutschlands Dynamik im globalen Vergleich Anzahl der jährlichen Patentanmeldungen (1991=100) Langlebigkeit DE Langlebigkeit Welt Materialeinsparung DE Materialeinsparung Welt Recycling DE Recycling Welt Alle Patent Welt Im Recycling (noch) weniger dynamisch 11

11 Deutschlands Dynamik im Ländervergleich (1) Anzahl der jährlichen Patentanmeldungen (1991=100) Materialeinsparung DE EU27-DE US JP RdW Alle Patente Welt Entwicklung in DE, EU, JP und USA ähnlich Starke Dynamik im Rest der Welt 12

12 Deutschlands Dynamik im Ländervergleich (2) Anzahl der jährlichen Patentanmeldungen (1991 = 100) Recycling DE EU27-DE US JP RdW Alle Patente Welt Japan und Rest der Welt zeigen starke Innovationsdynamik 13

13 Patentanteile bei Ressourceneffizienz ( ) DE EU27-DE US JP RdW Langlebigkeit 18% 20% 28% 22% 12% Materialeinsparung 20% 21% 21% 23% 16% Materialeinsparung_r2 14% 17% 25% 26% 18% Recycling 15% 25% 22% 13% 24% Recycling_r2 13% 21% 24% 17% 25% Alle Patente 14% 20% 31% 16% 19% 0% 20% 40% 60% 80% 100% Anteil von DE allein fast so hoch wie EU 27 (Abstand bei Recycling etwas höher) RdW mit vergleichsweise hohem Anteil insbesondere bei Recycling 14

14 Definition und Interpretation des RPA RPA ij = 100* tanh ln [(p / ) / ( / ij p ij pij Der RPA setzt den Patentanteil des betrachteten Landes beim jeweiligen Technik- Bereich in Relation zu den Patentanteilen des Landes über alle Technologien hinweg. RPA > 0: Spezialisierungsvorteil (Der Patentanteil für das Kompetenzfeld ist überdurchschnittlich hoch.) Signifikante Spezialisierung, wenn RPA>20 oder RPA < -20 i j ij p ij )]

15 Spezialisierungsmuster der Wissensbasis RPA ( ) Langlebigkeit Materialeinsparung DE EU27-DE US JP Recycling RdW Signifikant positive Spezialisierung: DE + JP bei Langlebigkeit und Materialeinsparung EU27 und RdW bei Recycling

16 Spezialisierungsmuster im Außenhandel CA KR CH NL IT GB FR JP RCA Abfall- und Kreislaufwirtschaft DE US Quelle: Walz et al

17 Marktsituation bei Recyling Thesen und Aperçues BDE-Präsident Peter Kurth: dramatisch positive Entwicklung der heimischen Kreislaufwirtschaft (Kommentar anläßlich der IFAT Entsorga 2010 im Umweltbrief 10.10) IW-Studie: Recyclingwirtschaft ist stärkste Wachstumsbranche in Deutschland (BDE-Pressemitteilung vom ) hohe Preise für Primärrohstoffe erhöhen Umsatzmöglichkeiten für Sekundärrohstoffe Im Ländervergleich hohe Recyclingquoten in DE EU Abfallrahmenrichtlinie eröffnet Absatzchancen durch Nachziehen vieler EU-Länder bzgl. strikterer Kreislaufwirtschaftsprinzipien 18

18 Markterfolg und Innovation Funktionen des Innovationssystems: Unternehmerische Aktivitäten Wissensgenerierung (Lernen) Wissensverbreitung über Netzwerke Orientierungshilfen für die Lösungssuche Formierung eines Marktes Mobilisierung von Ressourcen Schaffung von Legitimität / Überwinden von Widerständen gegen den Wandel 19

19 Innovationsbedarf im Recycling? Fünfstufige Abfallhierarchie in der EU- AbfRRL Vermeidung von Abfällen Vorbereitung zur Wiederverwendung Recycling / stoffliche Verwertung sonstige Verwertung (z.b. energetischen Verwertung) Beseitigung weitere parallele Materialeffizienzstrategien: Materialeinsparung und Langlebigkeit Abfallströme und Konzentrationen der enthaltenen Wertstoffe werden kleiner Innovationsbedarf? 20

20 Fazit und offene Fragen Anforderungen an Ressourceneffizienz steigen DE in vielen Feldern der Ressourceneffizienz stark starke Wissensbasis und gute Marktposition Die globale Dynamik bei Ressourceneffizienz ist insgesamt hoch Reagiert das Innovationssystem in DE (ausreichend) auf zunehmende Impulse der Rohstoffverknappung? Sollte die komfortable Marktsituation im Recycling stärker für FuE genutzt werden? 21

21 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt:

22 Ergänzungsfolien

23 Patente als Innovationsindikatoren Patente dokumentieren Wissen Patente charakterisieren (einen Ausschnitt der) Wissensbasis einer Volkswirtschaft Patente als Hinweis auf Innovationsfähigkeit Wie entwickelt sich die Wissensbasis im Bereich Ressourceneffizienz? global? im Vergleich verschiedener Technologiebereiche im Vergleich verschiedener Länder 24

24 Markterfolg und Innovation Funktionen des Innovationssystems: Entrepreneurial Activities Knowledge Development (Learning) Knowledge Diffusion through Networks Guidance of the Search Market Formation Resource Mobilisation Creation of Legitimacy /Counteracting Resistance to Change 25