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FRIEDER MEYER-KRAHMER
ZUKUNFTSTECHNOLOGIE: ENTWICKLUNGSVERLÄUFE UND GESELLSCHAFTLICHER BEDARF


1. Einleitung

In den letzten Jahren sind zahlreiche Studien zur Einschätzung sogenannter „kritischer Technologiebereiche" in führenden Industrieländern, insbesondere USA und Japan, entstanden. Ziel dieser Bemühungen war, Forschungsktivitäten und -ressourcen auf diejenigen Technologiebereiche zu konzentrieren, denen ein entscheidender Einfluß auf die künftige Problemlösungsfähigkeit der Volkswirtschaften zugesprochen wird.

Zuerst möchte ich in meinen Ausführungen auf diese neueren Versuche der Technikvorausschau eingehen. Ich werde kurz die Ansätze in den USA und Japan schildern, danach etwas ausführlicher Ansätze und Ergebnisse in der Bundesrepublik Deutschland zur sogenannten Technologie am Beginn des 21. Jahrhunderts. Danach möchte ich auf die jüngsten deutschen Versuche zu einer längerfristigen Vorausschau wichtiger wissenschaftlich-technischer Trends und erwartbarer Innovationen eingehen (sog. Delphi-Befragung). Dieser Ansatz verknüpft in erheblich größerem Umfang eine technische Sichtweise mit den Anwendungen neuer Zukunftstechniken und beleuchtet damit das Feld zwischen technisch Machbarem und Bedarf. Abschließend möchte ich auf die Frage eingehen, wie der Brückenschlag zwischen diesen wissenschaftlich-technischen Trends und privatem und gesellschaftlichem Bedarf erreicht und die Frage beantwortet werden kann, zu welchen Problemlösungen die Zukunftstechnologien eigentlich beitragen. Dies tue ich nicht, um dem Motto dieser Tagung zu genügen, sondern aufgrund der Erkenntnis der Innovationsforschung, daß die Anwendung von Zukunftstechniken - Innovationen - besonders dann Aussicht auf Erfolg hat, wenn sehr frühzeitig eine enge Verbindung zur Nachfrage hergestellt und die sozialen, rechtlichen, politischen und ökologischen Voraussetzungen

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und Konsequenzen offengelegt sind. Angesichts wachsender Kosten und Komplexität von Innovationen ist diese frühzeitige Klärung von zunehmender Bedeutung. Theorien wie die Chaostheorie, die Synergetik und die evolutionäre Innovationsforschung weisen darauf hin, daß neue Techniken zunächst noch flexibel gestaltbar sind, während im Laufe ihrer Entwicklung diese Offenheit verlorengeht und sie in „technological trajectories" (bestimmte Techniklinien) münden. In der Frühphase des Technikeinsatzes ist also der Handlungsspielraum von Wissenschaft, Wirtschaft und Staat am größten.

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2. Technikvorausschau in den USA und Japan

In den letzten Jahren ist vor allem in den Vereinigten Staaten und in Japan eine Reihe von Studien zur Einschätzung der sogenannten kritischen Technologiebereiche für die mittelfristige Zukunft erstellt worden. Eine Übersicht über die ausländischen Studien ist Bestandteil einer deutschen Untersuchung zur „Technologie am Beginn des 21. Jahrhunderts", die vom ISI in Zusammenarbeit mit Projektträgern des Bundesministeriums für Forschung und Technologie erarbeitet wurde (Grupp 1993). Diese Studien arbeiten im wesentlichen die Zusammenhänge zwischen Technologie und den „klassischen" ökonomischen Themen Wirtschaftswachstum und Wettbewerbsfähigkeit heraus. Nur vereinzelt wird auf den Problemlösungsbeitrag der Zukunftstechnik für wichtige gesellschaftliche Bereiche eingegangen. In den Untersuchungen aus Japan ist allerdings dieser Aspekt weiter fortgeschritten als in den vergleichbaren Versuchen in den Vereinigten Staaten.

Weitere Untersuchungen zur kritischen Technologie sind zu erwarten. In den Vereinigten Staaten dürften sich aufgrund der neuen Präsidentschaft eher verstärkte Aktivitäten in der Forschungsplanung einstellen; so hat die dortige Regierung als Folge der bisherigen Arbeiten zur kritischen Technologie ein „Critical Technologies Institute" gegründet, das als dauerhafte Einrichtung bei der RAND Corporation angelagert ist.

In Japan führt das National Institute of Science and Technology Policy (NISTEP) eine längerfristige Technikvorausschau durch (vgl. im folgenden BMFT 1993). So ist es insbesondere an der fünften japanischen Delphi-Untersuchung beteiligt (die erste fand 1971 statt). Den japanischen Adressaten in Politik und Wirtschaft kommt es nicht so sehr auf eine exakte Prognose zukünftig eintretender Ereignisse an. Vielmehr spielt die Delphi-Untersuchung eine wichtige Rolle als Hinweisgeber auf sich schleichend vollziehende Trends in Wissenschaft und Technik, die die Aufmerksamkeit des Managements in Forschung und Entwicklung verdienen. Die wichtigsten Stärken des japanischen Delphi-Ansatzes sind demgemäß die folgenden:

  • Die wissenschaftliche und technische Gemeinschaft wird periodisch gezwungen, ernsthaft und detailliert über wichtige Trends und deren Verhältnis zu wichtigen sozio-ökonomischen Prioritäten und Hemmnissen nachzudenken. Dies erweitert den Blick über das Tagesgeschäft im FuE-Laboratorium hinaus.
  • Durch die Beteiligung von Fachleuten aus wissenschaftsorientierten Unternehmen und Forschungseinrichtungen werden Regierungsstellen in die Lage versetzt, Trends im Hinblick auf zukünftige Herausforderungen an das nationale Innovationssystem überblicken zu können. Projektierte industrielle und gesellschaftliche Problembereiche können systematisch dargestellt werden.

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  • Eine Umfrage dieser Art umfaßt alle wichtigen Fachgebiete in Wissenschaft und Technik und ist in der Lage, durch eine geeignete disziplinäre Verschränkung von Einzelthemen zu einem ganzheitlichen Ansatz beizutragen. Insbesondere können im Entstehen begriffene interdisziplinäre Teilgebiete in einem frühen Stadium in traditionelle Fachgebiete „eingeschleust" werden (und dies sogar mehrfach).
  • Die konsensbildenden Aspekte der Delphi-Untersuchung sind für die japanische Gesellschaft besonders wichtig, da führende wissenschaftliche, regierungsamtliche und privatwirtschaftliche Forscher ohne Gesichtsverlust in einem schriftlichen Disput das Ausmaß ihrer Übereinstimmung über nationale Visionen von mittel- und langfristigen FuE-Vorhaben austauschen können. Dieses Verfahren trägt ebensosehr durch den Prozeß wie durch das Ergebnis zu einer klaren Reflexion der sozialen Bedingungen der technologischen Wahlmöglichkeiten bei.

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3. Technikvorausschau in der Bundesrepublik Deutschland

Das Bundesministerium für Forschung und Technologie hat am Beginn dieser Legislaturperiode eigene Studien in Auftrag gegeben, um im Bereich der Technologie-Früherkennung verstärkt aktiv zu werden. Folgende Fragen sollten beantwortet werden: Welche Chancen bieten sich unserer Industriegesellschaft zur und nach der Jahrtausendwende? Welche neuen Möglichkeiten werden Physik, Chemie und Biologie je für sich allein und in ihrem Zusammenwirken eröffnen? Welchen Erkenntnisgewinn und welche wirtschaftlichen Vorteile können wir in Deutschland aus dem ständig zunehmenden Wissen über molekulare Vorgänge in der belebten und unbelebten Natur ziehen? Wo liegen neue Aufgaben für Forschungseinrichtungen des Staates und der privaten Wirtschaft? Im April 1993 wurde der Öffentlichkeit die Studie „Technologie am Beginn des 21. Jahrhunderts" vorgestellt; sie konzentriert sich auf die wichtigen Aspekte in den nächsten zehn Jahren. Für die lange Perspektive von 30 Jahren hat sich international, vor allem in Japan, das sogenannte Delphi-Verfahren bewährt, das in einer weiteren Untersuchung nun auch erstmals in großem Maßstab in Deutschland angewandt wurde. Nach japanischem Vorbild - und Japan hat auf dem Gebiet der Technikvorausschau die meiste Erfahrung gesammelt, wie manche europäischen Wettbewerber schmerzhaft erfahren mußten - geht die deutsche Delphi-Umfrage detailliert durch 16 wichtige Gebiete in Forschung und Technik und versucht den gesammelten Sachverstand deutscher Experten konsensorientiert zu einer Prognose zusammenzuführen. Mit dieser Untersuchung wurde das Fraunhofer-lnstitut für Systemtechnik und Innovationsforschung (ISI) beauftragt, das die Aufgabe in enger Zusammenarbeit mit einem japanischen Institut in einer „wegweisenden Untersuchung" gelöst hat. Diese zitierte Bewertung stammt vom Bundesforschungsminister und Sie können sich sicherlich vorstellen, daß es einen Institutsleiter freut, wenn die Leistungen seiner Mitarbeiter eine solche Wertschätzung finden.

Auf beide Untersuchungen möchte ich nun im einzelnen eingehen. Die Technologie am Beginn des 21, Jahrhunderts ist einem spezifischen Prozeß der Technikgenese unterworfen. Auch wenn unterschiedliche Phasen der Entwicklung von Wissenschaft, Technik und ihrer Einführung in den Markt unterschieden werden können, so ist doch die Realität des Innovationsprozesses durch eine hohe Vernetzung der verschiedenen Phasen mit vielfältigen Rückkopplungen gekennzeichnet. Dennoch lassen sich ge-

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Abbildung 1:
Basis- und Anwendungswelle der technischen Entwicklung

wisse Verlaufsmuster feststellen. Exemplarisch sei dies in Abbildung 1 am Beispiel der Laser dargestellt (Grupp, Schmoch 1993). Oft erkennt man ein erstes Aufleben der technischen Realisierung kurz nach den ersten Durchbrüchen. Marktumsätze werden aber praktisch nicht erzielt. Häufig geht auch die Erfindungstätigkeit dann wieder zurück und frühstartende Firmen erleben bedrohliche Einbrüche. Ausgelöst durch neue Nachfrage einerseits und neue Lösungen aus der Wissenschaft andererseits lebt die Erfindungstätigkeit dann später wieder auf, begleitet von einer stark anwachsenden Einführung auf dem Weltmarkt. Einem stärker wissenschaftsgetriebenen Zyklus folgt ein zweiter nachfragegetriebener Zyklus. In Analogie dazu wurde für die Analyse der Technologie am Beginn des 21. Jahrhunderts ein verfeinertes Raster (Abbildung 2) entwickelt und die untersuchten Techniken nach dem Jahr 1992 bzw. der erwarteten Positionierung im Jahr 2000 geordnet. Eine Übersicht über das Ergebnis findet sich in Abbildung 3. Viele der untersuchten Themen haben einen großen Entwicklungssprung vor sich.

„Die Technologie am Beginn des 21. Jahrhunderts ist nach herkömmlichen Gesichtspunkten nicht mehr aufteilbar", konstatieren die Autoren der deutschen Studie, „so verschieden die einzelnen Entwicklungslinien auch sein mögen, sie wirken alle letztlich zusammen." Was die Unternehmen eines Wirtschaftszweiges künftig beherrschen müssen, ist angesichts der wachsenden Verflechtung fraglich geworden; „Dies können sehr wohl Technologien sein, die nicht in den Kernbereich ihrer Kompetenz fallen." [Fn.1: Dieser und die folgenden drei Absätze sind dem Beitrag von Grupp (1994) entnommen.]

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Praktisch heißt das: Ein Unternehmen der ehemals „klassischen" Elektrotechnik muß seinen Nachwuchs inzwischen auch aus Festkörperphysik, Informatik und angewandter Mathematik, aus Bioelektronik oder Biotechnologie rekrutieren, um sich entscheidende Entwicklungssprünge aneignen und am Markt bestehen zu können. Eine neue Disziplin wie die Mikrosystemtechnik führt von vornherein Physik und Biologie mit Elektrotechnik, Feinstwerktechnik und Mikromechanik zusammen. In den Materialwissenschaften, die sich mittlerweile als eigenständiger, interdisziplinärer Forschungszweig etabliert haben, kooperieren Ingenieurwissenschaften mit Physik, Chemie und angewandter Mathematik, die wiederum die Computersimulation und die Modellierung einbringt.

Die Zusammenhänge der Zukunftstechnik am Beginn des 21. Jahrhunderts sind in der Studie qualitativ erläutert worden. Darüber hinaus wurde mit einem mathematischen Algorithmus, der multidimensionalen Skalierung, versucht, aus den Einschätzungen der Fachleute zur relativen Verwandtschaft der einzelnen technologischen Aufgaben eine neue,

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  1. Erste explorative Forschung im wissenschaftlichen Bereich
  2. Gut entwickelte Forschung; aber noch ausbaufähig
  3. Forschung entfaltet; erste technische Realisierung; Prototypen
  4. Schwierigkeiten bei der wirtschaftlichen Umsetzung des Forschungsstandes erkennbar
  5. Zeitweilige Stagnation in Wissenschaft und Technik; Umorientierungen
  6. Industrielle FuE sieht neue Möglichkeiten; aber noch ausbaufähig
  7. Erste kommerzielle Anwendungen; industrielle FuE und wirtschaftliche Entwicklung entfalten sich voll
  8. Durchdringung aller Märkte; FuE nimmt bezogen auf den Umsatz an Bedeutung ab.

aus der Studie gewonnene Gruppierung abzuleiten. Bei der Fahndung nach Verbindungen zwischen bislang als getrennt wahrgenommenen wissenschaftlichen oder technischen Gebieten, nach Überlappungen und Querbefruchtungen identifizierte die Projektgruppe schließlich knapp 90 Themen, die für die Technologie am Beginn des 21. Jahrhunderts bedeutsam sein werden. Sie lassen sich der Übersichtlichkeit halber unter acht Oberbegriffe fassen, die jedoch in erheblichem Umfang überlappend sind (siehe Abbildung 4): eine mehr oder weniger willkürliche Einteilung, weil zahlreiche Themen sich einer eindeutigen fachspezifischen Zuordnung entziehen und mehreren Oberbegriffen zugeordnet werden können. So sind etwa die Hochleistungswerkstoffe für Photonik wie Mikroelektronik relevant, andererseits schafft die Nanotechnik durch kontinuierliche Verkleinerung der Kristalle eine völlig neue Klasse von Werkstoffen, die sich speziell an vorgegebene Anwendungsprofile anpassen lassen. Die hauptsächlichen Anwendungen der Nanotechnik werden jedoch in der Nanoelektronik gesehen, so daß auch dieses Feld sich zwischen Materialwissenschaften und Mikroelektronik herausbildet. Wenn chemische Prozesse und Reaktionen zum Studium neuer Werkstoffeigenschaften per Computer modelliert werden, ist die Verbindung zum Oberthema „Software und Simulation" offenkundig.

Besonders interessant ist, daß die einzeltechnologischen Einschätzungen der an der Studie beteiligten Fachleute und das dann angewendete mathematische Verfahren dazu führen, daß das Oberthema „Software und Simulation" nicht mit der Mikroelektronik oder der informationstechnischen Hardware identifiziert wird, sondern im Zwischenbereich zwischen Mikroelektronik und Lebenswissenschaften angesiedelt wird. Die vielfältigen Bemü-

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hungen, Lebensvorgänge insbesondere im Nervensystem und im Gehirn („Neuro...") bei der Softwaregestaltung auszunutzen, führt auch hier wiederum zu einem transdisziplinären Gebiet zwischen mikroelektronischer Hardware und belebten Vorgängen.

Bei zunehmender Anwendungsnähe bleiben wichtige Bereiche in den nächsten Jahren unverändert stark von der Grundlagenforschung dominiert (Bioinformatik, Aufbau- und Verbindungstechnik in der Mikrosystemtechnik, Fertigungsverfahren für Hochleistungswerkstoffe, Oberflächenwerkstoffe und andere). Damit wird nicht nur der (klassische) Transfer von der Grundlagenforschung zur industriellen Forschung bedeutsamer, sondern auch der entgegengerichtete Transfer von komplexen industriellen Problemstellungen in die Grundlagenforschung erhält eine neue Bedeutung (Grupp, Schmoch 1992). Daneben werden die Multi- und Interdisziplinarität der Technikentwicklung und der Innovationsaufwand weiterhin zunehmen.

Das deutsche Szenario zur Zukunftstechnologie sollte nicht nur Wettbewerbsaspekte, sondern ausdrücklich auch gesellschaftliche und ökologische Brennpunkte berücksichtigen, Um das entsprechende Potential neuer Techniken auszuloten, wird in der Studie ein differenziertes Bewertungsverfahren angewendet. Es zieht neben technisch-naturwissenschaftlichen Maßstäben auch ökonomische, ökologische, soziale, rechtliche und ethische Kriterien heran. Hierauf möchte ich an dieser Stelle nicht weiter eingehen.

Hinter den genannten Technologiebereichen stehen 86 Techniklinien (Abbildung 5), die hinsichtlich ihres Anwendungspotentials, der sie positiv wie negativ bestimmenden Rahmenbedingungen und ihrer wirtschaftlichen Bedeutung bewertet wurden (ein Beispiel gibt Abbildung 6). Bei allen Schwierigkeiten, allgemeine Aussagen hierüber zu machen, läßt sich folgendes feststellen: Die Technologie am Beginn des 21. Jahrhunderts wird in höherem Maße als bisher folgende Kennzeichen aufweisen:

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Abbildung 6:
Technologieprofile


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  • hohe Innovationskosten
  • Zunahme interdisziplinärer und transdisziplinärer Felder
  • wachsende Bedeutung der Grundlagenforschung
  • zunehmende Notwendigkeit der Vernetzung zwischen Technikproduzenten und -anwendern.

Neben der Identifizierung wichtiger Techniklinien wurden im Rahmen einer breit angelegten Delphi-Befragung (in Zusammenarbeit mit japanischen Stellen, die dies seit Anfang der siebziger Jahre durchführen) auf 16 Gebieten rund 1.000 Innovationen und der Zeitraum ihrer voraussichtlichen technischen Realisierbarkeit ermittelt. Der Voraussagegrad der japanischen Befragung ist mit rund 60 % relativ gut (Beispiele siehe Abbildung 7), nicht eingetretene Vorhersagen (Abbildung 8) sind in hohem Maße durch den Einfluß nichttechnischer Randbedingungen gekennzeichnet.

Abbildung 7: Beispiele eingetroffener Vorhersagen

  • Kommerzielle Produktion polymerer, physiologisch wirksamer Substanzen (künstliches Insulin u. a.) durch Organismen oder Zellen (1971 vorausgeschätzt für 1987-94)
  • Verwirklichung eines satellitengestützten, weltweiten Wetterbeobachtungssystems (1971 vorausgeschätzt für 1977-82)
  • Möglichkeit der wirtschaftlichen Förderung von Mineralöl im kontinentalen Off-Shore-Bereich bei einer Wassertiefe von mehr als 200 m (1971 vorausgeschätzt für 1981-85)
  • Praktische Anwendung von Displays in Informationssystemen, die auf Plasmazellen, Elektrolumineszenz oder Flüssigkeiten beruhen (1971 vorausgeschätzt für 1979-85)
  • Errichtung von regionalen Informationsnetzen zur Überwachung, Messung und Vorhersage der Umweltverschmutzung und zur Alarmmeldung von Schäden (z. B. in der Region Groß-Tokyo) (1971 vorausgeschätzt für 1978 84)


Abbildung 9 gibt Beispiele der gestellten Fragen, Abbildungen 10 und 11 stellen Ergebnisse für die Zukunft der Technik im privaten Haushalt und im Gesundheitswesen dar. Gleichzeitig werden auch Faktoren genannt, die neben der technischen Realisierbarkeit für die Verwirklichung dieser Innovationen entscheidend sein dürften. Die Chronologie der Ergebnisse zeigt deutliche Unterschiede. Innovationen im Bereich der Feinstrukturen im Nanobereich treten voraussichtlich als Schub im Zeitraum 2002-2006 auf (Abbildung 12), während Innovationen im Bereich erneuerbarer Energiequellen und der rationellen Energienutzung im Zeitraum 1998-2010 kontinuierlicher auftreten (Abbildung 13).

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Abbildung 8: Einige nicht eingetretene Vorhersagen

  • Die Präzision von mittel- und langfristigen Wettervorhersagen wird größer und Vorhersagetechniken für Frostschäden und Trockenheit werden eingeführt (Realisierungszeitpunkt gemäß der japanischen Schätzung von 1971:
  • Sichere Pharmazeutika (einschließlich Hefe) werden eingesetzt, welche die in der Tierzucht verwendeten Antibiotika im Körper oder im Produkt zersetzen (Realisierungszeitpunkt gemäß der japanischen Schätzung von 1971:
  • Weltweite Schiffskontrollsysteme, die künstliche Satelliten nutzen, werden verwirklicht (Realisierungszeitpunkt gemäß der japanischen Schätzung von 1971:
  • Internationale Zulassungsstandards für Medikamente werden etabliert (Realisierungszeitpunkt gemäß der japanischen Schätzung von 1971: 1981-1987)
  • Durch Optoelektronik werden sehr schnelle Logikschaltkreise und sehr schnelle Speicher verwirklicht (Realisierungszeitpunkt gemäß der japanischen Schätzung von 1971:1983-1990)


Abbildung 9: Unterschiede in der Zeitschätzung

Frage

Schätzung des Zeitraums

in JapanDeutschland

Es werden Medikamente entwickelt, die vor Entstehung von Krebs schützen.

2007-2019

2005-2021

Der Vorgang des Alterns wird aufgeklärt.

2008-2018

2012-2020

Der Alzheimer-Krankheit kann vorgebeugt werden.

2006-2017

2003-2014

Eine AIDS-Therapie wird eingeführt.

2001-2011

1998-2008

Eine hochwirksame Therapie gegen Arteriosklerose wird klinisch angewandt.

2003-2013

2006-2015

Pflegeroboter für bettlägerige Menschen werden in der Praxis eingesetzt.

2001-2006

2002-2012

Erdbeben der Stärke größer sieben werden einige Tage im voraus vorhergesagt.

2005-2019

2002-2013

Vulkanausbrüche können 2-3 Tage mit Sicherheit vorausgesagt werden.

2001-2012

1997-2003

Elektroautos mit der gleichen Fahrleistung wie Benzinautos finden Verwendung.

2004-2011

2006-2019

Büroarbeit zu Hause (mit Bildtelefon, Online-Computer, Fax) ist weit verbreitet.

2002-2009

2001-2006

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Abbildung 12: Chronologie der Delphi- Fragen zu den Feinstrukturen im Nanobereich

Nr.

Frage

Zeitraum Median
(25 %-75 %)

Wichtigkeit (Index)

1/101

Die Klebemechanismen der Grenzflächen von Metallen und Polymeren werden geklärt.

2002 (1998-2005)

55

1 /99

Eine Metallspiegelbearbeitungstechnik findet praktische Anwendung, mit deren Hilfe Oberflächenrauhigkeiten in der Größenordnung von Nanometern erreicht werden.

2002 (2000-2004)

48

1 /106

Eine Technik, mit der man anhand von Scanning Tunnel Microscope (STM) und Atomic Force Microscope (AFM) den Aufbau von Molekülanordnungen in beliebigen, dispergierenden Systemen analysiert, wird allgemein angewandt.

2003 (2001-2006)

54

1/63

Die ALE-Technik (Atomic Layer Epitaty) und das Ätzen atomarer Schichten finden an beliebigem Verbindungshalbleitern allgemeine Anwendung.

2003 (2001-2009)

79

1 /83

Ein Syntheseverfahren wird entwickelt, mit dem man Substanzen mit neuen Eigenschaften (z. B. Polymerkristalle mit sehr geringen Bindungskräften) produziert, indem man unterschiedliche Bindungsarten im atomaren Bereich kombiniert.

2004 (2000-2009)

49

1 /79

Organisch-nichtorganische Verbundwerkstoffe werden entwickelt, deren Bestandteile in der Größenordnung von mehreren nm bis mehreren 10 nm liegen.

2004 (2001-2008)

50

1/67

Nach einer beim STM (Scanning Tunnel Microscope) angewandten Technik werden Methoden entwickelt, um Oberflächenfehler auf kristallinen Siliziumscheiben zu regenerieren und Verunreinigungen zu verschließen.

2004 (2001-2009)

50

1 /78

Organische Verbundwerkstoffe, die auf der Beherrschung monomolekularer Schichten basieren, werden entwickelt.

2005 (2002-2009)

54

1/85

Eine Technik wird entwickelt, mit der es möglich ist, den Aufbau und die Eigenschaften von Festkörpergrenzflächen im atomaren Bereich zu beherrschen.

2006 (2001-2010)

69

1 /71

Es werden Produktionstechniken für feinste, beliebige Polymer-Strukturen in einer Größenordnung von ca. 1 bis 10 nm entwickelt.

2006 (2003-2010)

56

1/88

Große Mengen neuer Materialien werden hergestellt, die aus Ionen oder Korpuskularstrahlen aufgebaut sind, und auf diese Weise werden vorbestimmte Eigenschaften gebildet.

2010 (2003-2022)

34

Besonders die in den Abbildungen 10 und 11 dargestellten Ergebnisse illustrieren und belegen die Notwendigkeit, sehr frühzeitig neben der technischen Realisierbarkeit die wirtschaftlichen, rechtlichen, sozialen, politischen und ökologischen Voraussetzungen und Auswirkungen von Zukunftstechniken zu berücksichtigen. Abbildung 14 zeigt, wie eine integrierte Technikvorausschau - technische Entwicklungslinien und Nachfrageentwicklung - auf Unternehmensebene praktiziert werden kann. Analog hierzu kann der Staat durch ihm in den letzten Jahren sowieso zugewachsene neue Rollen wie Moderation und Dialog zur Identifikation von weitsichtigen Innovationsstrategien Ähnliches vorantreiben. Das

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Abbildung 13: Chronologie der Delphi-Fragen zu den erneuerbaren Energiequellen und zur rationellen Energienutzung

Nr.

Frage

Zeitraum Median (25 %-75 %)

Wichtigkeit (Index)

11/52

Ein Heiz- und Kühlsystem mit einer Wärmepumpe auf der Basis der Nutzung von Solarenergie wird praktisch angewendet.

1998(1995-2001)

91

7/11

Windkraftanlagen im MW-Leistungsbereich finden praktische Verwendung.

1999(1996-2003)

59

7/16

Neuartige passive Solarhäuser werden in der Praxis eingesetzt, die erneuerbare Energien effizient nutzen.

2001 (1998-2004)

78

7/13

Energiegewinnung aus Biomasse findet weltweit allgemeine Anwendung.

2002(1999-2006)

68

7/18

Eine Technik findet allgemeine Anwendung, bei der man Gülle oder sonstige Abfälle aus der Viehzucht verarbeitet und daraus Futter, Düngemittel oder Brennstoffe wie Methangas gewinnt.

2002(1999-2006)

59

11/54

Eine dezentrale Verbund-Energieerzeugung (Wärme- und Stromversorgung) durch Brennstoffzellen wird praktisch angewandt.

2003(2001-2006)

88

7/17

Es findet eine Technik allgemeine Anwendung, mit der man kostengünstig Abfälle zur Weiterverwendung biotechnolo-gisch verarbeitet und dabei Energie in Form von nutzbarem Methangas gewinnt.

2004 (2000-2008)

59

7/12

Großflächige Dünnfilmsolarzellen mit einem Wirkungsrad von über 20 % finden praktische Verwendung.

2004(2001-2008)

83

3/29

Techniken, mit denen aus Sonnenenergie biochemische Energie (Umwandlung, Speicherung usw.) gewonnen wird, finden praktische Anwendung.

2006(2002-2011)

91

7/15

Solarzellen zur Stromversorgung privater Haushalte finden allgemeine Verwendung.

2006(2002-2011)

60

1 /22

Mehrschicht-Solarzellen, die einen Wirkungsgrad der Energieumwandlung von mehr als 50 % erreichen, werden in der Praxis verwendet.

2007(2003-2010)

90

11/53

Durch Fortschritte in der effektiven Energienutzung, z. B. durch dauerhafte Wärmespeicherung aus natürlichen Energiequellen, sind energieautarke Gebäude und Wohnhäuser weit verbreitet.

2007(2003-2010)

98

7/14

Ein Energieversorgungssystem findet praktische Anwendung, in dessen Rahmen saubere Energie im Ausland in einen Energieträger wie Wasserstoff umgewandelt und von dort ins Inland transportiert wird.

2010(2005-2018)

71

Bundesministerium für Forschung und Technologie hat in den letzten Jahren wichtige Initiativen ergriffen, auch der kürzlich gegründete Technologierat kann in dieser Hinsicht eine wichtige Rolle spielen.

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4. Weitsichtige Innovationsstrategien: Zukunftstechniken mit gesellschaftlicher Perspektive verbinden

Weder das Setzen auf bisherige Stärken - die Leitlinie der achtziger Jahre - noch die zum Beispiel von Konrad Seitz für die neunziger Jahre favorisierte alleinige Priorität von Hochtechnologie sind wegen ihrer Angebotslastigkeit ausreichende Antworten auf die künftigen technologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen. Notwendig ist eine ganzheitliche und weitsichtige Innovationsstrategie, die auch folgende Elemente enthalten sollte (Abbildung 15):

  • Die Innovationsforschung zeigt, daß der Erfolg von Innovationen von ihrer engen Verbindung mit einer dynamischen Nachfrage abhängt. Der strategische Ansatz, nicht mehr Anbieter von Massenprodukten zu sein, sondern dem Kunden Komplettlösungen mit hohem Dienstleistungsgehalt (einschließlich Finanzierung, Inbetriebnahme, Wartung, Instandhaltung und Aufrüstung) anzubieten, wird künftige Erfolge in den alten und neuen Märkten ermöglichen. Das in Europa gegenüber den USA und Japan höhere Qualitäts- und Sicherheitsbewußtsein der Konsumenten läßt z. B. neue Märkte entstehen (Gesundheit, Verkehr, Umwelt, private Haushalte, Sprachenvielfalt). Die hervorragende Stellung Deutschlands in der Umweltschutztechnik (größter Welthandelsanteil) oder das weit überdurchschnittliche Exportwachstum von Produkten zur rationelleren Energienutzung sind erfolgreiche Beispiele, die bislang von Politik und öffentlicher Diskussion kaum wahrgenommen werden. Fazit: Innovationsstrategie bedeutet, eine sich wandelnde Nachfrage frühzeitig aufzugreifen und Technik als Instrument für Problemlösungen einzusetzen. Das japanische Beispiel „Mechatronics" zeigt, wie wichtig es ist, daß Visionen frühzeitig angedacht und popularisiert werden und neue Impulse entfalten.
  • Neue Innovations- und Unternehmensstrategien erfordern ein Umdenken im traditionellen Selbstverständnis gerade auch unserer bisher wettbewerbsstarken Industriezweige. Für den Automobilbau z. B. bietet sich ein neues Selbstverständnis an, mit dem sich die Branche als „Mobilitätsindustrie" definiert und ihren Geschäftszweck darin sieht, Instrumente und komplette Systemlösungen zur Deckung des Mobilitätsbedarfs anzubieten - mit oder ohne Auto ist dann keine Frage des Überlebens, sondern der Zweckmäßigkeit. Die stärkere Berücksichtigung des Lebenszyklus von Produkten wird dazu führen, daß sich die Aufmerksamkeit vieler Unternehmen in allen Branchen von einer effizienten Produktion auf die Optimierung der Nutzung von Produkten verschieben wird. Fazit: Innovationsstrategie bedeutet, sich rechtzeitig auf neue industrielle Leitbilder einzustellen.

Um im globalen Wettbewerb zu bestehen, ist eine nüchterne und weitsichtige Positionierung auf alten und neuen Märkten wichtiger als die gegenwärtige Hektik von immer neuen Technologie- oder anderen „Offensiven". Diese sollten ersetzt werden durch systemares und intelligentes Verbinden von bisherigen deutschen Stärken im technologischen Wettbewerb, Zukunftstechniken, neuen Märkten und veränderten industriellen Leitbildern. Die gegenwärtige deutsche „Entlassungsgesellschaft" braucht dringend Langfrist-Perspektiven; sonst lassen sich Motivation, Kreativität und Leistungswillen als entscheidende Motoren für Innovationen nicht mobilisieren.

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Die bisherige Entwicklung der Industriestaaten kann hinsichtlich des Verbrauchs von Ressourcen, der Gefährdung des Klimas und des Beschäftigungsabbaus langfristig nicht fortgesetzt werden. Die staatliche (Technologie-)Politik muß das dringend erforderliche Einschwenken auf einen verträglicheren Pfad der Wirtschaftsentwicklung vorbereiten, der auf Wissensnutzung statt Ressourcenverbrauch, Internalisierung externer Kosten und einer ausgeklügelten Kreislaufwirtschaft beruht. Hierzu müssen visionäre Anwendungen

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neuer Techniken mit neuen Forschungsaufgaben verbunden werden, ohne die bestehenden Verantwortlichkeiten der Akteure zu verwischen. Solche Ziele können z. B. sein: Die schornsteinlose Fabrik, das intelligente Gebäude, das integrierte Nah- oder Fernverkehrssystem, der arbeitsverträgliche Technikeinsatz, der gesunde alte Mensch. Wesentlich ist, daß diese Ziele nicht von der Technik, sondern vom Problem und Bedarf her definiert werden. Die staatliche Technologiepolitik - besser: Innovationspolitik - kann durch eine intelligente Mischung von klassischer Forschungsförderung, Stimulierung der Nachfrage, günstigen Rahmenbedingungen und langfristig stabilen Signalen für Wissenschaft und Wirtschaft einen wichtigen Beitrag dazu leisten. Dies setzt strategischen Dialog voraus, für den die Technikvorausschau wichtige Grundlagen liefern kann.

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Literatur

Bundesministerium für Forschung und Technologie (Hrsg.) (1993): Deutscher Delphi-Bericht zur Entwicklung von Wissenschaft und Technik, Bonn (Studie des Fraunhofer-lnstituts für Systemtechnik und Innovationsforschung [ISI] im Auftrag des BMFT)

Grupp, H. (1994): Vorausschauende Technikbewertung konkret: Herausforderung überkommener Denkmuster, in: W. Fricke (Hrsg.) Jahrbuch Arbeit und Technik 1994, Bonn: Dietz, S. 308-317

Grupp, H. (Hrsg.) (1993): Technologie am Beginn des 21. Jahrhunderts, Schriftenreihe des Fraunhofer-lnstituts für Systemtechnik und Innovationsforschung (ISI) 3; Heidelberg: Physica

Grupp, H., U. Schmoch (1992): Wissenschaftsbindung der Technik. Panorama der internationalen Entwicklung und sektorales Tableau für Deutschland; Heidelberg: Physica

Lay, G. (1993): Perspektivwechsel in der Planung von Forschungs- und Entwicklungszielen, FhG-ISI, Karlsruhe

Legier, H., H. Grupp u. a. (1992): Innovationspotential und Hochtechnologie - Technologische Position Deutschlands im internationalen Wettbewerb: Heidelberg: Physica

Meyer-Krahmer, F. (1993): Innovationsökonomie und Technologiepolitik. Forschungsansätze und politische Konsequenzen; Schriftenreihe des Fraunhofer-lnstituts für Systemtechnik und Innovationsforschung (ISI) 1; Heidelberg: Physica


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