ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN IN DER METROPOLE RUHR

Im Zuge aktueller Trends, wie der Digitalisierung, der Globalisierung, der Energiewende oder aber den Entwicklungen im Feld der künstlichen Intelligenz (KI) stehen Städte und Regionen heute vor Aufgabe den wirtschaftsstrukturellen Wandel aktiv zu gestalten. Die Metropole Ruhr kann in dieser Hinsicht bereits weitreichende Erfahrungen vorweisen. Die Neuordnung von der Industrie- zur Technologieregion schreitet im Ruhrgebiet sukzessive voran. Um auch weiterhin effektive Entwicklungsimpulse setzen und zielgerichtet neue Wachstumspfade einschlagen zu können, ist eine fundierte Einschätzung der vorhandenen zukunftstechnologischen Potenziale von besonderer Bedeutung.

Die technologische Kompetenz und Innovationsfähigkeit wird heutzutage gemeinhin als Basis für die wirtschaftliche Entwicklung einer Region angesehen. Die Innovationsfähigkeit umfasst dabei die Erforschung, Entwicklung und Implementierung neuer bzw. optimierter Verfahren, Produkte und Dienstleistungen. Innovationen fungieren dabei als Treiber von Wachstum und fördern die Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft (Nordhause-Janz/Terstriep, 2017; Hall/Mairesse/Mohnen, 2010).

Ein besonders hohes Innovationspotenzial wird den sogenannten Zukunftstechnologien zugesprochen, da sie das Überspringen von Entwicklungsstufen (Leapfrogging) sowie disruptive Innovationen ermöglichen. Dabei werden die bestehenden Produkte, Geschäftsmodelle und Verfahren auf der Grundlage der neuen Technologien überholt, abgelöst und entwertet. Zukunftstechnologien können so einzelne Branchen und ganze Wertschöpfungsketten grundlegend verändern (Erdmann et al., 2012; Berger et al. 2017).

Für Regionen, wie die Metropole Ruhr, bergen Zukunftstechnologien die Chance neue Märkte und Marktnischen zu erschließen und sich dadurch innerhalb neuer Wertschöpfungsmodelle eine Vorreiterrolle zu sichern. Als internationale Erfolgsbeispiele für hochinnovative Regionen gelten etwa das Silicon Valley oder der Stadtstaat Singapur. In Deutschland sind vor allem die südlichen Regionen um München, Stuttgart oder Karlsruhe für ihre Innovationskraft bekannt.
Der Wirtschaftsbericht Ruhr 2018 widmet sich vor diesem Hintergrund dem Schwerpunkt „Zukunftstechnologien in der Metropole Ruhr“. Neben der Aktualisierung der regional-ökonomischen Kennzahlen in den acht Leitmärkten und dem Industriellen Kern erfolgen im Schwerpunktthema eine definitorische Annäherung und Analyse der zukunftstechnologischen Potenziale der Metropole Ruhr sowie die Darstellung von fünf ausgewählte Unternehmen, die stellvertretend für die technologische Kompetenz des Ruhrgebietes stehen: die Protagen AG, die NanoFocus AG, die Ruhrbotics GmbH, die Sturm GmbH sowie die Hydrogenics GmbH.

DEFINITIONEN VON ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN

Zukunftstechnologien werden auch als sogenannte embryonische Technologien bezeichnet, da sie in einem sehr frühen Stadium des Produktlebenszyklus, nah an der Grundlagenforschung anzusiedeln sind. Vielfach sind sie noch nicht am Markt verfügbar bzw. befinden sich im Stadium der Markteinführung. Aus Sicht der Nachfrager zeichnen sich Zukunftstechnologien durch eine hohe Unsicherheit hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit aus. Andererseits wird ihnen ein großes Wachstumspotential und eine hohe sozioökonomische Relevanz für zukünftige Entwicklungen zugesprochen (vgl. Müller-Prothmann/Dörr, 2014, Rotolo et. al. 2015).

In der technologieorientierten Innovationsforschung werden verschiedene Technologieklassen gemäß ihrer Integration und ihrer Wettbewerbsrelevanz unterschieden: die im frühen Entwicklungsstatus befindlichen Zukunftstechnologien sind weitgehend nicht in Produkte und Prozesse integriert und durch geringe Wettbewerbsvorteile gekennzeichnet. Dem gegenüber weisen die Schrittmachertechnologien bereits abschätzbare bzw. hohe Marktchancen auf. Die im Produktlebenszyklus noch weiter fortgeschrittenen Schlüsseltechnologien finden schon Anwendung in Produkten und Prozessen. Sofern die Technologie abschließend einen so hohen Integrations- und Verbreitungsgrad vorweist, dass sie keine Wettbewerbsvorteile mehr generiert, gilt sie als Basistechnologie.

ÜBERBLICK ÜBER AKTUELLE ZUKUNFTS-TECHNOLOGISCHE ENTWICKLUNGSFELDER

Zentrale Zukunftstechnologien mit Innovations- bzw. Disruptionspotenzial verfügen über eine hohe Relevanz für verschiedene Anwendungsfelder. Beim folgenden Überblick über die zukunftstechnologischen Entwicklungsfelder zeigt sich die große Bandbreite der Zukunftstechnologien sowie zwischen ihnen bestehende Abhängigkeiten. So halten technologische Entwicklungen der Biotechnologie bespielweise Einzug in die Medizin, die Ernährungswirtschaft, die Landwirtschaft oder die Bioinformatik. Die durch den Trend der Minimalisierung getriebene Nanotechnologie weist dem gegenüber große Bedeutung für die Mikroelektronik sowie die grundsätzliche Qualitätsoptimierung und Effizienzsteigerung auf. Optische bzw. optogenetische Zukunftstechnologien finden sich in der Messtechnik, der Datenverarbeitung sowie der Werkstoffbearbeitung wieder. Die Digitalisierung und Automatisierung birgt unter dem Schlagwort Industrie 4.0 eine Vielzahl zukunftstechnologischer Entwicklungen, die sich gegenseitig bedingen und befördern, etwa in den Bereichen Sensorik, Big Data, Robotik, bis hin zur künstlichen Intelligenz und Deep Learning. Daneben entwickeln neue Produktionstechnologien, wie etwa der 3D-Druck ihr besonderes Potenzial in der Kombination mit neuen Materialien und durch eine Integration in bewährte Anwendungsfelder und Prozesse. Unter dem Oberbegriff der Umwelttechnologien werden Zukunftstechnologien aus den Bereichen der Energieerzeugung und -speicherung gefasst, die für die Energiewirtschaft und die Mobilitätswirtschaft eine hohe cross-sektorale Relevanz aufweisen.

ANALYSE DER ZUKUNFTS-TECHNOLOGISCHEN KOMPETENZFELDER IN DER METROPOLE RUHR

Die technologische Leistungsfähigkeit einer Region ist nur bedingt durch klassische beschäftigungsorientierte Wirtschaftsstrukturanalysen abbildbar. Es existieren zwar messbare Indikatoren, wie etwa die Höhe der FuE-Ausgaben oder die Anzahl des wissenschaftlichen Personals; diese lassen jedoch kaum Rückschlüsse auf die Qualität des Innovationsgeschehens oder konkrete technologische Schwerpunkte zu. Patent- und Forschungsdaten ermöglichen dem gegenüber auch eine qualitative Bewertung der Forschungs- und Technologiepotenziale.Im ersten Analyseverfahren wurden daher Daten des Deutschen Patent- und Markenamts hinsichtlich der Zahl der angemeldeten Patente sowie der Dynamik der Anmeldungen in den jeweiligen Technologieklassen ausgewertet. Demnach bestehen in der Metropole Ruhr besondere Schwerpunkte in den Technologiebereichen „organische Chemie“, „Mess- und Prüfsysteme“, „Grundlegende elektrischen Bauteile“ sowie in der „Medizin, Tiermedizin und Hygiene“. Zu den starken zukunftstechnologischen Entwicklungsfeldern zählen insbesondere Produkte und Verfahren der „volumetrische Mengenmessung“, der „dynamoelektrischen Maschinen“ sowie Patenanmeldungen im Bereich von „Systemen zum Speichern elektrischer Energie“ und der „Umwandlung von chemischer in elektrische Energie“. In einem zweiten, ergänzenden Analyseverfahren erfolgte anschließend die Auswertung von Forschungsdaten . Starke zukunftstechnologische Kompetenzen der Metropole Ruhr zeigen sich hier in der „Gesundheitsforschung und Gesundheitswirtschaft“, der „Rationellen Energieumwandlung“, den „Erneuerbaren Energien“, den „Softwaresystemen und Wissenstechnologien“ sowie in den „Kommunikationstechnologien und Diensten“ (vgl. Abbildung 1).

Die strategische Einbeziehung externer Akteure in den betrieblichen Innovationsprozess wird auch als Open Innovation-Ansatz bezeichnet. Es handelt sich bei Open Innovation somit um die Intensivierung des Wissens- und Technologietransfers mit dem Ziel des wechselseitigen Nutzens für alle beteiligten Partner (Chesbrough 2003). So kann zum Beispiel der Prozess der Medikamentenentwicklung und Markteinführung in der pharmazeutischen Industrie deutlich beschleunigt werden, wenn verschiedene kleinere Forschungsinstitute und Startups ihre Ideen, Kompetenzen und Infrastrukturen in den Innovationsprozess einbringen. Diese können wiederum von der Expertise und den Ressourcen etablierter pharmazeutischer Unternehmen bei der Markteinführung neuer Produkte profitieren (Wong 2012).

Ein wesentlicher Treiber von Open Innovation ist die fortschreitende Digitalisierung und Vernetzung von Wertschöpfungsprozessen: Die neuen Technologien machen es möglich, weltweit und in Echtzeit auf Informationen aus dem Innovationsprozess zuzugreifen und entsprechend zu reagieren. Die Koordination der Innovationsaktivitäten kann dadurch auch bei einer großen Zahl an Kooperationspartnern zu geringen Transaktionskosten organisiert werden. Zudem ist die fortschreitende Digitalisierung von Wirtschaft und Gesellschaft für viele Unternehmen mit erheblichen Investitionen bei der Implementierung der neuen Technologien und Systeme verbunden. Durch die Bildung strategischer Allianzen und die Einbindung von IT-Spezialisten kann das Investitionsrisiko minimiert und das für die digitale Transformation notwendige Know-how kurzfristig abgerufen werden (Brandt et al. 2016).

ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN IN

DER METROPOLE RUHR

Im Zuge aktueller Trends, wie der Digitalisierung, der Globalisierung, der Energiewende oder aber den Entwicklungen im Feld der künstlichen Intelligenz (KI) stehen Städte und Regionen heute vor Aufgabe den wirtschaftsstrukturellen Wandel aktiv zu gestalten. Die Metropole Ruhr kann in dieser Hinsicht bereits weitreichende Erfahrungen vorweisen.

...

Die Neuordnung von der Industrie- zur Technologieregion schreitet im Ruhrgebiet sukzessive voran. Um auch weiterhin effektive Entwicklungsimpulse setzen und zielgerichtet neue Wachstumspfade einschlagen zu können, ist eine fundierte Einschätzung der vorhandenen zukunftstechnologischen Potenziale von besonderer Bedeutung.

Die technologische Kompetenz und Innovationsfähigkeit wird heutzutage gemeinhin als Basis für die wirtschaftliche Entwicklung einer Region angesehen. Die Innovationsfähigkeit umfasst dabei die Erforschung, Entwicklung und Implementierung neuer bzw. optimierter Verfahren, Produkte und Dienstleistungen. Innovationen fungieren dabei als Treiber von Wachstum und fördern die Wettbewerbsfähigkeit der Wirtschaft (Nordhause-Janz/Terstriep, 2017; Hall/Mairesse/Mohnen, 2010).

Ein besonders hohes Innovationspotenzial wird den sogenannten Zukunftstechnologien zugesprochen, da sie das Überspringen von Entwicklungsstufen (Leapfrogging) sowie disruptive Innovationen ermöglichen. Dabei werden die bestehenden Produkte, Geschäftsmodelle und Verfahren auf der Grundlage der neuen Technologien überholt, abgelöst und entwertet. Zukunftstechnologien können so einzelne Branchen und ganze Wertschöpfungsketten grundlegend verändern (Erdmann et al., 2012; Berger et al. 2017).

Für Regionen, wie die Metropole Ruhr, bergen Zukunftstechnologien die Chance neue Märkte und Marktnischen zu erschließen und sich dadurch innerhalb neuer Wertschöpfungsmodelle eine Vorreiterrolle zu sichern. Als internationale Erfolgsbeispiele für hochinnovative Regionen gelten etwa das Silicon Valley oder der Stadtstaat Singapur. In Deutschland sind vor allem die südlichen Regionen um München, Stuttgart oder Karlsruhe für ihre Innovationskraft bekannt.
Der Wirtschaftsbericht Ruhr 2018 widmet sich vor diesem Hintergrund dem Schwerpunkt „Zukunftstechnologien in der Metropole Ruhr“. Neben der Aktualisierung der regional-ökonomischen Kennzahlen in den acht Leitmärkten und dem Industriellen Kern erfolgen im Schwerpunktthema eine definitorische Annäherung und Analyse der zukunftstechnologischen Potenziale der Metropole Ruhr sowie die Darstellung von fünf ausgewählte Unternehmen, die stellvertretend für die technologische Kompetenz des Ruhrgebietes stehen: die Protagen AG, die NanoFocus AG, die Ruhrbotics GmbH, die Sturm GmbH sowie die Hydrogenics GmbH.

Definition von Zukunftstechnologien

Zukunftstechnologien werden auch als sogenannte embryonische Technologien bezeichnet, da sie in einem sehr frühen Stadium des Produktlebenszyklus, nah an der Grundlagenforschung anzusiedeln sind. Vielfach sind sie noch nicht am Markt verfügbar bzw. befinden sich im Stadium der Markteinführung.

...

Aus Sicht der Nachfrager zeichnen sich Zukunftstechnologien durch eine hohe Unsicherheit hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit aus. Andererseits wird ihnen ein großes Wachstumspotential und eine hohe sozioökonomische Relevanz für zukünftige Entwicklungen zugesprochen (vgl. Müller-Prothmann/Dörr, 2014, Rotolo et. al. 2015).

In der technologieorientierten Innovationsforschung werden verschiedene Technologieklassen gemäß ihrer Integration und ihrer Wettbewerbsrelevanz unterschieden: die im frühen Entwicklungsstatus befindlichen Zukunftstechnologien sind weitgehend nicht in Produkte und Prozesse integriert und durch geringe Wettbewerbsvorteile gekennzeichnet. Dem gegenüber weisen die Schrittmachertechnologien bereits abschätzbare bzw. hohe Marktchancen auf. Die im Produktlebenszyklus noch weiter fortgeschrittenen Schlüsseltechnolo-gien finden schon Anwendung in Produkten und Prozessen. Sofern die Technologie abschließend einen so hohen Integrations- und Verbreitungsgrad vorweist, dass sie keine Wettbewerbsvorteile mehr generiert, gilt sie als Basistechnologie.

Überblick über aktuelle zukunftstechnologische Entwicklungsfelder

Zentrale Zukunftstechnologien mit Innovations- bzw. Disruptionspotenzial verfügen über eine hohe Relevanz für verschiedene Anwendungsfelder. Beim folgenden Überblick über die zukunftstechnologischen Entwicklungsfelder zeigt sich die große Bandbreite der Zukunftstechnologien sowie zwischen ihnen bestehende Abhängigkeiten. So halten technologische Entwicklungen der Biotechnologie bespielweise Einzug in die Medizin, die Ernährungswirtschaft, die Landwirtschaft oder die Bioinformatik.

...

Die durch den Trend der Minimalisierung getriebene Nanotechnologie weist dem gegenüber große Bedeutung für die Mikroelektronik sowie die grundsätzliche Qualitätsoptimierung und Effizienzsteigerung auf. Optische bzw. optogenetische Zukunftstechnologien finden sich in der Messtechnik, der Datenverarbeitung sowie der Werkstoffbearbeitung wieder. Die Digitalisierung und Automatisierung birgt unter dem Schlagwort Industrie 4.0 eine Vielzahl zukunftstechnologischer Entwicklungen, die sich gegenseitig bedingen und befördern, etwa in den Bereichen Sensorik, Big Data, Robotik, bis hin zur künstlichen Intelligenz und Deep Learning. Daneben entwickeln neue Produktionstechnologien, wie etwa der 3D-Druck ihr besonderes Potenzial in der Kombination mit neuen Materialien und durch eine Integration in bewährte Anwendungsfelder und Prozesse. Unter dem Oberbegriff der Umwelttechnologien werden Zukunftstechnologien aus den Bereichen der Energieerzeugung und -speicherung gefasst, die für die Energiewirtschaft und die Mobilitätswirtschaft eine hohe cross-sektorale Relevanz aufweisen.

Analyse der zukunftstechnologischen Kompetenzfelder in der Metropole Ruhr

Die technologische Leistungsfähigkeit einer Region ist nur bedingt durch klassische beschäftigungsorientierte Wirtschaftsstrukturanalysen abbildbar. Es existieren zwar messbare Indikatoren, wie etwa die Höhe der FuE-Ausgaben oder die Anzahl des wissenschaftlichen Personals; diese lassen jedoch kaum Rückschlüsse auf die Qualität des Innovationsgeschehens oder konkrete technologische Schwerpunkte zu. Patent- und Forschungsdaten ermöglichen dem gegenüber auch eine qualitative Bewertung der Forschungs- und Technologiepotenziale.

Im ersten Analyseverfahren wurden daher Daten des Deutschen Patent- und Markenamts hinsichtlich der Zahl der angemeldeten Patente sowie der Dynamik der Anmeldungen in den jeweiligen Technologieklassen ausgewertet. Demnach bestehen in der Metropole Ruhr besondere Schwerpunkte in den Technologiebereichen „organische Chemie“, „Mess- und Prüfsysteme“, „Grundlegende elektrischen Bauteile“ sowie in der „Medizin, Tiermedizin und Hygiene“. Zu den starken zukunftstechnologischen Entwicklungsfeldern zählen insbesondere Produkte und Verfahren der „volumetrische Mengenmessung“, der „dynamoelektrischen Maschinen“ sowie Patenanmeldungen im Bereich von „Systemen zum Speichern elektrischer Energie“ und der „Umwandlung von chemischer in elektrische Energie“. In einem zweiten, ergänzenden Analyseverfahren erfolgte anschließend die Auswertung von Forschungsdaten . Starke zukunftstechnologische Kompetenzen der Metropole Ruhr zeigen sich hier in der „Gesundheitsforschung und Gesundheitswirtschaft“, der „Rationellen Energieumwandlung“, den „Erneuerbaren Energien“, den „Softwaresystemen und Wissenstechnologien“ sowie in den „Kommunikationstechnologien und Diensten“ (vgl. Abbildung 1).

Entwicklung von Zukunftstechnologien in der Metropole Ruhr

Die Metropole Ruhr bietet als technologieorientierter Agglomerationsraum ein besonderes Milieu für die Entwicklung von Zukunftstechnologien. Neben der räumlichen Nähe und den damit verbundenen Konzentrationseffekten, wie Vertrauen oder der informelle Wissensaustausch fungiert vor allem das dichte Netz an Universitäten, Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen als wichtiger Inkubator für innovative Ideen und neue techno-logische Entwicklungen. So ist beispielsweise die Protagen AG als Spinn-off der Ruhr Uni-versität Bochum (RUB) aus der regionalen Forschungslandschaft hervorgegangen.

STATEMENT

 In Duisburg sind zahlreiche Hidden Champions im technologieorientierten Bereich angesiedelt. Technologiezentren wie das Neudorfer Tectrum fungieren dabei als Keimzelle und Inkubator vieler StartUps. Als Wirtschaftsförderung sind wir präsent, um Existenzgründer und langjährige Unternehmer passgenau zu begleiten – in jeder Entwicklungsphase. Schlüsseltechnologien wie der Breitbandausbau, 5G und Fog-Computing sind notwendig, um den Zugang  für die Wirtschaft 4.0 und digitale Geschäftsmodelle zu schaffen. 

Ralf J. Meurer, Geschäftsführer, Gesellschaft für Wirtschaftsförderung Duisburg mbH
DIESEN ARTIKEL TEILEN

ARTIKEL HERUNTERLADEN