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Die Übertragung von Standardinnovationsprozessen auf Umwelttechnik und erneuerbare Energien

Seminararbeit 2012 43 Seiten

BWL - Industriebetriebslehre

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1. Einleitung

2. Der Standardinnovationsprozess
2.1 Generelle Rahmenbedingungen
2.2 Aufbau und Ablauf

3. Innovationsprozesse im Bereich der erneuerbaren Energien
3.1 Generelle Rahmenbedingungen
3.2 Innovationsprozesse bei ausgewählten erneuerbaren Energiearten
3.2.1 Innovationsprozess im Bereich der solaren Stromerzeugung
3.2.2 Innovationsprozess im Bereich der Windenergie
3.2.3 Innovationsprozess bei der geothermischen Stromerzeugung
3.2.4 Innovationsprozess im Bereich der Wasserkraft

4. Schlussbetrachtung

5. Anhang

6. Literarturverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1. Einleitung

„Die Unternehmensumwelt [des 21. Jahrhunderts, d. Verf.] ist geprägt durch hohe Industriedynamik und wachsende Produktkomplexität, kürzere Innovationszyklen sowie eine generelle Globalisierung des Wettbewerbs, welche wiederum den Innovationsdruck auf Unternehmen erhöhen.“[1]

Dieses Zitat verdeutlicht, dass Innovationen in zunehmend international agierenden Unternehmen eine entscheidende Rolle spielen, um Wettbewerbsvorteile gegenüber Konkurrenten zu generieren.[2] Neben dem langfristigen Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit sollen durch Innovationen auch Wachstum und Gewinn erhöht werden.[3] Die immer kürzeren Produktlebenszyklen aufgrund der immer schnelleren Imitation durch Konkurrenten zwingen Unternehmen mittels eines hohen Innovationsgrades ihre Wettbewerbsposition zu erhalten bzw. zu verteidigen.[4]

Da Innovationen für Unternehmen eine so wichtige Bedeutung haben stellt sich die Frage, wie aus den vielen Ideen bzw. Erfindungen oder Verbesserungsvorschlägen innerhalb dieser Unternehmen schließlich Innovationen entstehen und welche Akteure bzw. Rahmenbedingungen Einfluss auf den Innovationsprozess nehmen. Neben dem Aufbau und Ablauf des Standardinnovationsprozesses liegt der Schwerpunkt der folgenden Untersuchung auf der Gestaltung von Innovationsprozessen im Bereich der Umwelttechniken und hier im Speziellen im Sektor der erneuerbaren Energien.

Ziel dieser Arbeit ist es daher zu untersuchen, inwiefern sich die Standardinnovationsprozesse von Innovationsprozessen im Bereich der erneuerbaren Energien unterschieden bzw. auf diese übertragen lassen. Im Folgenden werden zunächst der Aufbau und Ablauf sowie die generellen Rahmenbedingungen des Standardinnovationsprozesses erläutert. Anschließend wird in Kapitel 3 auf die Spezifika von Innovationsprozessen im Bereich der erneuerbaren Energien eingegangen und die Erkenntnisse mit dem Standardmodell verglichen.

2. Der Standardinnovationsprozess

Die Innovationsprozessanalyse gehört zum Bereich des Innovationsmanagements. Unter diesem Begriff wird die „… dispositive Gestaltung von Innovationsprozessen verstanden.“[5] Anhand dieser Aussage wird deutlich, dass die Gestaltung von Innovationsprozessen bzw. des einzelnen Innovationsprozesses die Hauptaufgabe des Innovationsmanagements ist.[6]

Der Begriff des Innovationsprozesses wird in der Literatur in zwei Varianten verwendet. Im weiteren Sinne unterteilt sich der Innovationsprozess in einen Entstehungs- und einen Martkzyklus. Der erst genannte umfasst die Phasen Forschung und Entwicklung, während die Phasen Produktion, Markteinführung, -durchsetzung und Konkurrenz durch Nachahmung dem Marktzyklus zugeordnet werden.[7] „Unter Innovationsprozeß im engeren Sinne versteht man die erfolgreiche Einführung einer neuartigen Sach- oder Dienstleistung in einen Markt.“[8] Bei den folgenden Ausführungen wird der Begriff des Innovationsprozesses im weiteren Sinne zu Grunde gelegt.

Während der Bearbeitung der einschlägigen Literatur zum Thema Innovationsmanagement fiel auf, dass der eine Standardinnovationsprozess nicht existiert. Vielmehr bezeichnen die verschiedenen Autoren je nach Schwerpunktsetzung, Sichtweise (z.B. Ergebnis- oder produktorientiert) und betrachteter Branche die Phasen des Innovationsprozesses unterschiedlich.[9] So legen z.B. Hauschildt/Salomo den Fokus auf Barrieren im Prozessverlauf und die Überwindung von Komplexität, während Herstatt/Verworn besonders auf die frühen Phasen des Innovationsprozesses (auch Fuzzy Front End[10] genannt) eingehen.[11] Um auf reale Situationen übertragbar zu sein, muss ein Innovationsprozessmodell möglichst allgemein dargestellt werden.[12] Dies wirkt sich hingegen negativ auf die Aussagekraft eines solchen Modells aus. Im Gegensatz dazu sind sehr detailliert ausgestaltete Innovationsprozessmodelle besonders aussagekräftig.

Um dies zu erreichen liegen derart konzipierten Modellen jedoch unternehmens- bzw. branchenspezifische Sachverhalte zu Grunde, weshalb sie sich nur selten auf andere Unternehmen bzw. Branchen übertragen lassen.[13] Der Vielzahl an unterschiedlichen Modellen mit differenten Schwerpunkten und Detaillierungsgraden lässt sich hingegen ein bestimmtes Schema zu Grunde legen. Dieses wird bei den folgenden Ausführungen als Standardprozess definiert. Dazu ist anzumerken, dass sich dieses Grundschema, wie auch die meisten anderen Innovationsmodelle, auf den Bereich der klassischen Industriebetriebe bezieht. Bevor jedoch eine Ablaufbeschreibung dieses Prozesses erfolgt, sollen zunächst die generellen Rahmenbedingungen für Innovationen in Deutschland näher untersucht werden.

2.1 Generelle Rahmenbedingungen

Die Rahmenbedingungen, innerhalb derer ein Unternehmen am Markt agiert, haben einen wesentlichen Einfluss auf die Innovationstätigkeit innerhalb desselbigen. So wird ein nahezu mono- oder oligopolistisches Wettbewerbsumfeld einem Unternehmen wenig bis gar keine Anreize liefern, innovativ zu sein. Sieht sich ein Unternehmen hingegen mit einem zunehmend globalisierten Wettbewerbsumfeld konfrontiert, muss es durch Innovationen versuchen, sich in diesem Markt zu behaupten.[14] Gerade in der betrachteten klassischen Branche der Industriebetriebe ist ein Überleben ohne Innovationen nicht denkbar.[15] Weiterhin sind Innovationen von rechtlich-politischen Gegebenheiten wie z.B. Vorschriften, Gesetzen oder staatlichen Förderprogrammen abhängig.[16] Besonders im Industriebereich werden durch die Bundesregierung, die einzelnen Bundesländer und die jeweiligen regionalen IHKs zahlreiche Fördermaßnahmen, i.d.R. finanzieller Natur, angeboten.[17] Die IHK Hessen stellt auf ihrer Internetseite sogar den Innovationsprozess nach Herstatt/Verworn dar und erläutert, welche Aspekte bei der Einführung eines solchen Prozesses von Bedeutung sind.[18]

Um jedoch Fördergelder zu erhalten, werden genau spezifizierte Anforderungen an die Innovationsprojekte gestellt.[19] Daneben üben noch die moralisch-ethischen Vorstellungen und die jeweilige Landeskultur einen Einfluss auf die Innovationstätigkeit aus.[20] Als Beispiel können hier die ostasiatischen Verhaltensregeln (u.a. Begrüßung, Blickkontakte und Berührungen oder Handzeichen) im Vergleich zu den westeuropäischen Gepflogenheiten angeführt werden. Des Weiteren haben in Deutschland z.B. Innovationsleistungen, die durch einzelne Mitarbeiter erbracht wurden, einen geringeren Einfluss auf deren Karriereentwicklung als in den USA.[21]

2.2 Aufbau und Ablauf

Bevor der eigentliche Innovationsprozess anläuft, bedarf es eines Innovationsanstoßes. Dieser wird z.B. durch eine Situationsanalyse des Unternehmens im Vergleich zu den jeweiligen Wettbewerbern (z.B. mittels einer SWOT-Analyse) oder auch durch Kunden- bzw. Lieferantenwünsche initiiert.[22] Erst wenn das Unternehmen eine Notwendigkeit zur Steigerung seines Wettbewerbspotenzials sieht, beginnt der eigentliche Innovationsprozess mit der Phase der Ideengewinnung. In dem Grundschema nach Vahs/Burmester (vgl. Abb. 1) stellt der Innovationsanstoß bereits die erste Phase des Innovationsprozesses dar. Die zweite Phase ist in mehrere Arbeitsschritte unterteilt und beginnt mit der Ideengewinnung. Diese umfasst sowohl die Generierung als auch die Sammlung von Ideen zur identifizierten Problemstellung. Ideensammlung bedeutet das Zurückgreifen auf bestehende Ideenquellen (z.B. Kunden, Mitarbeiter, Lieferanten). Bei der Ideengenerierung werden demgegenüber Fördermaßnahmen zur Entstehung neuer Ideen ergriffen (z.B. Morphologische Analyse, Brainstorming oder Brainwriting).[23] Die auf diese Weise entstandenen Ideen werden in der Folge systematisch erfasst und gespeichert um damit eine Datenbank aufzubauen, mittels derer eine übersichtliche und vergleichbare Darstellung der unterschiedlichen Vorschläge ermöglicht werden soll.[24]

Dieser Schritt erscheint insoweit notwendig, da nicht alle eingereichten Ideen auch wirklich zur Lösung der gestellten Herausforderung beitragen bzw. sich für andere Probleme eignen. Weiterhin sind für eine Reihe von Problemen bereits in der Vergangenheit Lösungsmöglichkeiten entwickelt worden. Diese lassen sich frei zugänglichen Quellen (u.a. Internet, Fachzeitschriften, Publikationen von Hochschulen oder Ministerien) entnehmen, müssen also nur gefunden werden. Eine systematische Suche nach diesen Ideen verringert zudem die Gefahr, wertvolle Ressourcen für die Generierung einer Innovationsidee einzusetzen, welche bereits von einem anderen Unternehmen entwickelt wurde.[25] Den Abschluss der zweiten Phase bildet das sog. Screening oder auch suchfeldorientierte Selektion. Hierbei werden die Ideen für die anschließende Bewertungsphase nach ihrem Reifegrad gefiltert, d.h. Ideen ohne konkreten Problembezug werden verworfen bzw. nicht weiter verfolgt. Dies dient der optimalen Allokation der oftmals knappen finanziellen und zeitlichen Ressourcen.[26]

Der sich an das Screening anschließende Arbeitsschritt ist die Bewertung der gefilterten Ideen und bildet die dritte Phase des Prozesses. In dieser werden die wenig erfolgversprechenden Ideen aussortiert.[27] Weiterhin werden die aussichtsreichen Ideen anhand qualitativer und/oder quantitativer Bewertungsverfahren (z.B. Nutzwertanalyse oder statistischen Wirtschaftlichkeitsrechnungen) sowie mittels eines vorher definierten Kriterienkatalogs hinsichtlich ihres strategischen Fits mit der Problemstellung untersucht. Dies sollte eine Aufgabe des Managements sein, da Fehleinschätzungen in dieser Phase des Prozesses zu erheblichen wirtschaftlichen Nachteilen führen können.[28] Nachdem die Ideen bewertet wurden erfolgt in der vierten Phase die Ideenauswahl. Während die Ideenbewertung i.d.R. vom unteren und mittleren Management durchgeführt wird, erfolgt die endgültige Auswahlentscheidung durch das Top Management, welches letztendlich auch für den Unternehmenserfolg bzw. –misserfolg verantwortlich ist.[29] Die selektierten Ideen sollen in der nächsten Phase (der Ideenumsetzung) als wirtschaftlich erfolgreiche Produkte oder Prozesse realisiert werden.[30]

Dabei bedingen die besonderen Charakteristika innovativer Prozesse mitunter einige Schwierigkeiten bezüglich der präzisen Planung der Umsetzung (sowohl zeitlich als auch kostentechnisch). Im Gegensatz zu den bereits im Unternehmen ablaufenden Prozessen erfolgt bei Innovationen die Umsetzung erstmalig u.U. auch nur einmalig. Weiterhin existiert Unsicherheit z.B. bei Fragen zur technischen Umsetzung oder dem Zeitpunkt der Markteinführung.[31] Nach der erfolgten Umsetzung startet in der sechsten und letzten Phase die Markteinführung. In dieser Phase kommen vor allem klassische Marketinginstrumente (u.a. Distributions-, Preispolitik oder Werbung) zum Einsatz um die Innovation, besonders aus wirtschaftlicher Sicht, zu einem erfolgreichen Projekt zu machen. Über den gesamten Zeitraum des Prozessablaufes hinweg ist der Aufbau eines funktionierenden Controlling-Systems erforderlich, um eine zentrale Steuerung der teilweise parallel und interdependent ablaufenden Phasen zu ermöglichen.[32]

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abb. 1: Grundschema eines Innovationsprozesses

Quelle: Vahs/Burmester (1999), S. 89.

Die Besonderheiten von Innovationsprozessen (Komplexität, Unsicherheit und Variabilität)[33] bringen nicht nur für den Ablauf des Prozesses sondern auch für dessen modellhafte Darstellung einige Schwierigkeiten mit sich. Das oben beschriebene Grundschema stellt nur sehr abstrakt den Ablauf von Innovationsprozessen dar. Dies liegt in der Phasenstruktur begründet, welche einen idealtypischen Verlauf unterstellt, ohne dabei unternehmensspezifische Gegebenheiten zu berücksichtigen. Weiterhin sind einzelne Phasen in der Realität nicht immer klar voneinander abzugrenzen oder werden sogar übersprungen.[34]

In diesem Kapitel wurden die generellen Rahmenbedingungen sowie der Aufbau und Ablauf des Standardinnovationsprozesses erläutert. Im folgenden Kapitel sollen diese Prozesse für den Bereich der erneuerbaren Energien analysiert werden.

3. Innovationsprozesse im Bereich der erneuerbaren Energien

Der Bereich der Umwelttechniken ist eine sehr breit gefächerte Branche. So fallen z.B. die Bereiche der Entsorgungstechnik, der Reinigungstechnik nach Umweltverschmutzungen oder der erneuerbaren Energien in dieses Gebiet. Um eine Beeinflussung durch einen übergeordneten Produktbezug wie bei der Effizienzsteigerung von Motoren durch die Automobilbranche zu vermeiden, wird im Folgenden der Bereich der erneuerbaren Energien näher betrachtet. Da auch dieser Bereich über ein breites Spektrum an Energieträgern (u.a. Biogas, Feste Biomasse, Geothermie, Solarenergie, Wind- und Wasserkraft) verfügt, beschränkt sich die Betrachtung in Kapitel 3.2 auf die Stromzeugung mittels Solarstrahlung und Windkraft als populärer Technik sowie Geothermie und Wasserkraft als bisher eher unbedeutenden bzw. ausgereizten Verfahren.

Erneuerbare Energien sind für den Klimaschutz und die Ressourcenschonung von entscheidender Bedeutung. Dies ist ebenso unbestritten wie die Notwendigkeit weiterer Innovationen in diesem Bereich.[35]

Weiterhin legt die Politik in Deutschland einen besonderen Fokus auf diesen Sektor um u.a. die ehrgeizigen Ziele bei der CO2-Reduzierung und einer verminderten Abhängigkeit bei den Energieimporten zu erreichen. Überdies soll die wachsende Nachfrage nach Energie ökologisch und ökonomisch nachhaltig befriedigt werden.[36] Ebenso ambitioniert ist das Ziel, den Anteil der erneuerbaren Energien am gesamten Stromverbrauch Deutschlands von derzeit knapp über 20 Prozent auf 35 Prozent im Jahr 2020 zu steigern.[37]

Nachfolgend werden zunächst die gegebenen externen Rahmenbedingungen, innerhalb derer die Unternehmen im Bereich der erneuerbaren Energien operieren bzw. Innovationen kreieren können, dargestellt. Anschließend werden der Aufbau und Ablauf des Innovationsprozesses sowie die unterschiedlichen Faktoren bzw. Akteure, die auf einzelne Phasen dieses Prozesses einwirken, erläutert. Dabei werden auch die Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten mit dem in Kapitel 2 skizzierten Standardprozess herausgestellt.

3.1 Generelle Rahmenbedingungen

Bereits im Jahr 2006 kam das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) zu dem Schluss, dass der bestehende marktwirtschaftliche Ordnungsrahmen optimiert werden muss.[38] Der Strommarkt in Deutschland wird trotz der Liberalisierung von 1998 von den vier großen Unternehmen RWE, Eon, Vattenfall Europe und EnBw dominiert, welche 2006 zusammen auf fast 80 Prozent der deutschen Stromerzeugung kamen.[39] Bis zum Jahr 2011 war dieser Anteil jedoch auf nur noch knapp über 50 Prozent gesunken.[40] Weiterhin sollte die ökologische Industriepolitik Innovationen fördern und bei einer schnelleren Markteinführung z.B. durch staatliche Beschaffungsprogramme unterstützen.[41] Auf der rechtlich-politischen Ebene bildet das im Jahre 2000 in Kraft getretene Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG), als Nachfolger des Stromeinspeisungsgesetzes (trat 1991 in Kraft), sowie das 2009 in Kraft getretene Erneuerbare-Energien-Wärmegesetz (EEWärmeG) die wichtigste Grundlagen für den Bereich der erneuerbaren Energien.

Das EEG beinhaltet u.a. eine Vorranregelung beim Netzanschluss sowie Vergütungsvorschriften für die Einspeisung von Strom aus erneuerbaren Energien.[42] Somit bietet der Staat finanzielle Anreize für den Bau und Betrieb diverser Formen der Stromerzeugung mittels Erdwärme, Solarenergie (Photovoltaik) sowie Wind- und Wasserkraft. Allerdings ist im EEG auch festgeschrieben, dass die Vergütungshöhe für die jeweilige Sparte im Laufe der kommenden Jahre kontinuierlich sinkt (Degression).[43] Um irgendwann ohne monetäre staatliche Unterstützung wettbewerbsfähig zu bleiben, sind die Betreiber bzw. Unternehmen gezwungen, innovative Technologien zu entwickeln. Als Beispiel sei hier die zunehmende Konkurrenz aus Fernost im Bereich der Solarenergie genannt. Das EEWärmeG schreibt vor, dass Eigentümer neuer Gebäude einen Teil ihres Wärmebedarfs (und Kältebedarfs) aus erneuerbaren Energien decken müssen. Das gilt für Wohn- und Nichtwohngebäude, deren Bauantrag nach dem 1. Januar 2009 eingereicht wurde. Welche Art von erneuerbarer Energie dabei zum Einsatz kommt ist dem Eigentümer freigestellt. Mit der Novellierung vom 1. Mai 2011 gilt diese Regelung nicht nur für Neubauten, sondern auch für bereits bestehende Bauwerke im Besitz der öffentlichen Hand. Diese sollen so eine Vorbildfunktion einnehmen. Fördermaßnahmen werden z.T. auch von einzelnen Ministerien direkt angeboten.[44] Daneben ist auf staatlicher Seite noch die KfW-Bank (ehemals Kreditanstalt für Wiederaufbau) als bedeutender Förderer der erneuerbaren Energien zu nennen. Die KfW-Bank unterstützt zahlreiche Projekte des im Rahmen der Energiewende angestrebten Ausbaus der erneuerbaren Energien.[45] Die Gelder dafür werden durch das Marktanreizprogramm des Bundes bereitgestellt, welches für das Jahr 2012 ein Volumen von 366 Mio. Euro hat.[46]

Auch auf Landesebene stehen ebenfalls finanzielle Mittel zur Innovationsförderung im Bereich der erneuerbaren Energien zur Verfügung. Das Niedersächsische Umweltministerium fördert u.a. die Forschung und Entwicklung neuer Technologien auf dem Gebiet der erneuerbaren Energien. Unterstützt werden gezielt kleine und mittelständische Unternehmen, die Produkte der erneuerbaren Energien oder innovative Techniken zur Energieeffizienz und Energieeinsparung entwickeln.

Besonders erwünscht sind Kooperationsprojekte mit niedersächsischen Hochschulen. Ziel ist es, den Weg bis zur Marktreife zu beschleunigen und dabei das Know-how der Hochschulen zu nutzen. Diese Maßnahmen sollen die Wettbewerbsfähigkeit der niedersächsischen Unternehmen stärken und gleichzeitig dem Klima- und Ressourcenschutz dienen. Ähnlich verhält es sich mit den Förderprogrammen der anderen Bundesländer. Nach der niedersächsischen Richtlinie zum Innovationsförderprogramm sind u.a. folgende Projektfelder förderfähig: Projekte zur Erforschung und Entwicklung neuer Technologien zur Energieerzeugung aus erneuerbaren Energien wie Wind, Solarenergie, Geothermie oder Wasserkraft. Voraussetzung für eine Förderungszusage ist jedoch, dass die Projekte hinreichend konkretisiert und technologisch Erfolg versprechend sein müssen, einen Beitrag zum gesamtwirtschaftlichen Innovationsprozess leisten, zur Schaffung oder Sicherung von Arbeitsplätzen beitragen und Aussicht auf wirtschaftliche Verwertbarkeit haben. Für die Abwicklung des Innovationsförderprogrammes ist die Innovations- und Förderbank Niedersachsen zuständig.[47]

Ein weiterer nicht unwesentlicher Faktor bei den politischen Rahmenbedingungen ist die angestrebte Energiewende der derzeitigen Bundesregierung und der damit einhergehenden Abschaltung einer Reihe von Kernkraftwerken.[48] Die Bundesregierung strebt außerdem eine stetig sinkende Abhängigkeit von endlichen, fossilen Energieträgern wie Erdöl, Erdgas oder Kohle an. Die dadurch entstehenden Lücken sollen mit einem Ausbau der erneuerbaren Energien geschlossen werden. Das Problem in diesem Bereich liegt z.T. auch darin, dass durch eine zunehmende Verknappung der endlichen Rohstoffe bei gleichzeitig steigender Nachfrage (vor allem aus China und Indien) die Preise entsprechend steigen. Dadurch können einige Akteure (insbesondere die OPEC-Staaten und Mineralölkonzerne) hohe Gewinne erwirtschaften. Diesen Parteien ist folglich nur wenig an einer Energiewende gelegen. Hinzu kommt, dass durch die lange Fokussierung auf fossile und nukleare Energieträger auch die nötige Infrastruktur (Stichwort: Netzausbau) entsprechend ausgebaut wurde. Daraus folgt, dass ein an die Bedürfnisse erneuerbarer Energieträger angepasster Aus- bzw. Umbau der Netzstruktur notwendig ist um weitere Innovationen zu fördern.

Neben den aktuellen Rahmenbedingungen sind historische Ereignisse, wie der Reaktorunfall in Tschernobyl im Jahr 1986, besonders erwähnenswert, da diese eine heftige Debatte um die zukünftige Energieversorgung in Gang setzten. Im Zuge dieser Diskussionen rückten besonders die erneuerbaren Energieformen Windkraft und Photovoltaik in den öffentlichen Blickpunkt. Weiteren Aufschwung für den Sektor der erneuerbaren Energien lieferte der Reaktorunfall in Fukushima im Jahr 2011. Hingegen sollen an dieser Stelle weder die fürchterlichen Schäden dieser Katastrophen für die lokale Bevölkerung außer Acht gelassen werden noch der Eindruck entstehen, dass die Welt mehr Reaktorunfälle bräuchte, um die angestrebte Energiewende umzusetzen bzw. die erneuerbaren Energien technologisch und wirtschaftlich voranzubringen.

Im Folgenden wird untersucht, wie die notwendigen Innovationsprozesse in den Bereichen Wind- und Wasserkraft, Solarenergie bzw. Photovoltaik und der geothermischen Stromerzeugung ablaufen und ob sich diese Prozesse vom Standardprozess unterscheiden bzw. in welchen Phasen sie identisch verlaufen.

3.2 Innovationsprozesse bei ausgewählten erneuerbaren Energiearten

Die erneuerbaren Energien in Deutschland sind stetig auf Wachstumskurs. Der konsequente Ausbau der erneuerbaren Energien ist ein wichtiger Pfeiler der von der Bundesregierung angestrebten Energiewende. Die Branche der erneuerbaren Energien hat inzwischen für die Wirtschaft und für die Technik eine große Bedeutung, die deutlich wird durch steigende Umsatz- und Beschäftigungszahlen sowie durch eine Technologieentwicklung, die auf effiziente Energieausnutzung und Technikinnovationen gerichtet ist.[49] Um die Möglichkeiten der Unternehmen für Innovationen bei den jeweiligen Energiearten aufzuzeigen werden neben dem Innovationsprozess sowohl der aktuelle Stand der Technik als auch mögliche Potenziale bzw. Chancen (Anwendungsfelder) für bereits bestehende Technologien erläutert. Des Weiteren werden die einzelnen Phasen des Innovationsprozesses im jeweiligen Bereich sowie die Unterschiede bzw. Gemeinsamkeiten mit dem Standardprozess herausgestellt. Daneben werden Art und Umfang des Einflusses der verschiedenen Akteure bzw. Faktoren auf die separaten Phasen erläutert.

3.2.1 Innovationsprozess im Bereich der solaren Stromerzeugung

Die Sonne steht als Energiequelle unbegrenzt (im Sinne von unerschöpflich), umweltfreundlich und kostenlos zur Verfügung. Fossile Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Erdöl sind dagegen nur begrenzt vorhanden. Somit stellt die Sonne bereits heute und auch zukünftig eine wichtige Energiequelle dar. Aus der Energie des Sonnenlichts können Strom (mittels Photovoltaik und solarthermischer Kraftwerke) und Wärme (über Solarthermie) gewonnen werden. Für die Stromerzeugung kommt in Deutschland aufgrund der relativ geringen Solarstrahlung nur die Photovoltaik zum Einsatz. Solarthermische Kraftwerke sind nur in Ländern mit hoher Solarstrahlung sinnvoll einsetzbar (z. B. im Mittelmeerraum oder in der Äquatorzone).

Unter Photovoltaik wird die Erzeugung von elektrischem Strom aus Sonnenenergie verstanden. In Solarzellen werden unter Zufuhr von Licht oder Wärme positive und negative Ladungsträger freigesetzt und so Gleichstrom erzeugt, der direkt Motoren antreiben oder Akkus aufladen kann. Für den kommerziellen Betrieb von Verbrauchern mit 230 Volt Wechselspannung oder der Einspeisung ins öffentliche Netz wird ein Wechselrichter benötigt.[50]

Die Photovoltaik hat jedoch zwei Probleme: Wenn die Sonneneinstrahlung nicht hoch genug ist geht die Stromproduktion gegen Null. Die Energieversorger stehen dann vor dem Problem, teure „Ausgleichsenergie“ durch Rückgriff auf konventionelle Energieträger (z.B. Erdöl oder Erdgas, Stein- oder Braunkohle) bereitstellen zu müssen. Zweitens wird Solarstrom nicht zu den Tageszeiten produziert, an denen der Strombedarf besonders hoch ist. Trotz dieser Nachteile ist die Solarbranche in Deutschland in den letzten Jahren stetig gewachsen. Dieser scheinbare Widerspruch ist durch einen stetigen Kostenrückgang bei der Produktion von Solarzellen sowie einer gleichzeitigen Steigerung der Effizienz dieser Zellenpanel zu erklären.[51] Ein weiterer Aspekt ist, dass auf das gesamte Bundesgebiet betrachtet zumindest immer irgendwo die Sonneneinstrahlung hoch genug ist damit die Stromerzeugung mittels Photovoltaik ermöglicht wird.

Wie auch beim Standardprozess wird der Innovationsprozess in der Solarenergiebranche durch einen Innovationsanstoß ins Rollen gebracht.

Im Falle der Photovoltaik stellen stark sinkende Fördersätze die Unternehmen vor eine ständige Herausforderung höhere Wirkungsgrade und geringere Produktionskosten zu realisieren. Innovative Aktivitäten im Bereich der Photovoltaik werden in der Regel in den hightech -Bereich eingestuft. Es existieren unterschiedliche Technologielinien nebeneinander (kristallines Silizium und mehrere Dünnschichttechnologien).[52] Das technologische Innovationsumfeld in der Solarbranche ist dadurch gekennzeichnet, dass bereits bis zum Jahr 1984 im Prinzip alle bedeutenden Aspekte und Bauprinzipien der Photovoltaik bekannt waren (monokristalline SI-Solarzellen sowie drei Dünnschichttechnologien mit industriellem Potenzial).[53] Daraus folgt, dass seitdem der Schwerpunkt der Innovationsforschung auf der Effizienzsteigerung der Solarzellen und ihrer Produktion liegt.

Der gegenwärtige Photovoltaik-Weltmarkt ist charakterisiert durch den enormen Ausbau der drei Technologie-Generationen (Silizium, Dünnschicht, organische und Nanomaterialien) sowie der Konzentrator-Technologie (CPV). In der Silizium-Photovoltaik wird an Neuerungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette gearbeitet, von der Siliziumproduktion über Ingots[54] und Wafer bis hin zu Zellen und Modulen. Innovationsschwerpunkte sind dünnere Wafer, ein Zellaufbau mit höheren Wirkungsgraden und Module, die mehr Sonnenlicht einfangen und in Strom umwandeln.[55] Die Produktion der Technologie der ersten Generation auf Grundlage von Silizium-Wafern hat die höchsten Wachstumsraten erzielt, da die Hersteller die standardisierte Fertigung im großen Stil hochgefahren haben. In der Vergangenheit wurden die Unternehmen jedoch durch Materialengpässe und sprunghafte Preisanstiege beim Rohstoff Silizium ausgebremst, was die Kosten erhöhte und die Produktionsmengen beschränkte. Nachdem die Preise aufgrund einer leichten Krise der Solarbranche im Jahr 2009 wieder gefallen waren und der Engpass so weitgehend überwunden wurde, konnten die Unternehmen große Mengen an Photovoltaikmodulen auf den Markt bringen. Dies führte aufgrund von Skaleneffekten zu beachtlichen Kostensenkungen und einem verschärften Wettbewerb über den Preis.[56] Dadurch wurden die Photovoltaik-Anlagen billiger in der Anschaffung. Dennoch bleibt Silizium ein teurer Rohstoff mit einer langen Wertschöpfungskette und die Hersteller müssen sich auf den Wettbewerb mit vielversprechenden neuen Technologien einstellen um z.B. den Wirkungsgrad der einzelnen Solarzellen weiter zu erhöhen.

Seit 2009 sind sowohl die Förderung als auch die Kosten für Solarstrom um fast 60 Prozent zurückgegangen.[57] Verdeutlicht wird dies durch die Entwicklung der Wattleistung pro 1.000 €. Bekamen Kunden im Jahr 2006 für 1.000 € nur 208 Watt Photovoltaik-Leistung, lag dieser Wert im Jahr 2011 schon bei 480 Watt.[58] Den Aufstieg und damit verbunden die zunehmende Bedeutung der Solarenergie in Deutschland sollen folgende Zahlen verdeutlichen: 2010 hatte der Solarstrom in Deutschland mit 11,7 Mrd. Kilowattstunden (kWh) einen Anteil von 1,9 Prozent am deutschen Stromverbrauch erreicht und damit rund doppelt so viel Strom wie 2009 eingespeist. 2011 wurden schon 19 Mrd. kWh ins Netz eingespeist (Anteil von 3,1 Prozent). Durch die Photovoltaik konnte im Jahr 2010 der Ausstoß von 7,9 Mio. Tonnen CO2 und Jahr 2011 von 12,8 Mio. Tonnen CO2 vermieden werden. Die Anzahl der Beschäftigten in der Solarbranche lag 2011 bei ca. 128.000.[59] Dieses Wachstum wurde besonders durch das EEG begünstigt, indem es durch die Gewährleistung fester Vergütungssätze und eines 20-jährigen Vergütungszeitraum hohe Planungs- und Investitionssicherheit ermöglicht. Die Vergütungssätze sind dabei nach kleinen und großen Anlagen, sowie nach Dach- und Freiflächenanlagen differenziert.[60] Weiterhin besteht ein Anspruch auf Einspeisevergütung für den erzeugten Strom gegenüber dem jeweiligen Netzbetreiber (Energieversorgungsunternehmen). Die Höhe der Vergütung für den Strom hängt von der Energiequelle, der Größe der Anlage sowie vom Zeitpunkt der Inbetriebnahme der Anlage ab.

Je später folglich eine Anlage in Betrieb genommen wird, desto geringer ist die Vergütung (jährliche Degression). Dies soll einen Anreiz schaffen, neu geplante Anlagen möglichst schnell in Betrieb zu nehmen. Bei Anlagen, die 2010 neu errichtet werden, müssen Standort und Leistung an die Bundesnetzagentur gemeldet werden, ansonsten entfällt die Verpflichtung des Netzbetreibers den Strom zu vergüten.[61]

Für den Aufbau und Ablauf des Innovationsprozesses lassen sich folgende Erkenntnisse festhalten: Im Anschluss an den Innovationsanstoß folgt die sog. Pionierphase. Die Funktion dieser Phase ist es, die Innovation aus der Wiege zu heben und ihr Überleben zu sichern. So investieren beispielsweise in der Pionierphase die an neuen Idealen orientierten Akteure Zeit und Geld in noch unprofitable und wenig leistungsfähige Technologien.[62] In dieser Phase laufen dementsprechend die Prozesse der Ideengenerierung und –sammlung, des Screenings sowie der Bewertung ab. Insoweit ist der Phasenablauf mit dem Standardprozess identisch. Unterschiede ergeben sich hingegen bei den Einflussfaktoren auf diese Phasen.

[...]


[1] Vgl. Enkel/Gassmann (2006), S. 42.

[2] Vgl. Gerybadze (2004), S. 3; O’Connor (2012), S.361; Tintelnot (1999), S. 2.

[3] Vgl. Damanpour/Gopalakrishnan (1999), S. 57/58; Isermann (2007), S. 249.

[4] Vgl. Enkel/Gassmann (2006), S. 42.

[5] Hauschildt/Salomo (2011), S. 29.

[6] Vgl. Hauschildt/Salomo (2011), S. 30.

[7] Vgl. Brockhoff (1999), S. 38; Kupsch/Marr/Picot (1991), S. 1073; Gerpott (2005), S. 49f.

[8] Kupsch/Marr/Picot (1991), S. 1073.

[9] Vgl. für eine Übersicht über die Modelle von Brockhoff, Geschka, Pleschak/Sabisch, Thom und Witt siehe Vahs/Burmester (1999), S. 82-88; weitere Modelle von Herstatt/Verworn und Hauschildt siehe Anhang.

[10] Vgl. dazu ausführlicher Herstatt/Verworn (2007); de Brentani/Reid (2012).

[11] Vgl. Hauschildt/Salomo (2011), S. 36ff; Herstatt/Verworn (2007), S. 4ff.

[12] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 82.

[13] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 83.

[14] Vgl. Walz/ Ragwitz (2011), S. 7f.

[15] Vgl. Kupsch/Marr/Picot (1991), S. 1071.

[16] Vgl. Kupsch/Marr/Picot (1991), S. 1084.

[17] Vgl. im Internet u.a. www.leipzig.ihk.de (2012) für Sachsen; www.ihk-koeln.de (2012) für NRW.

[18] Vgl. im Internet www.itb-hessen.de (2012).

[19] Vgl. als Beispiel Anhang A4.

[20] Vgl. Kupsch/Marr/Picot (1991), S. 1084.

[21] Vgl. Kupsch/Marr/Picot (1991), S. 1086.

[22] Vgl. Boutellier/Gassmann/von Zedtwitz (1999), S. 172f; Tintelnot (1999), S. 5.

[23] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 90.

[24] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 90.

[25] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 138.

[26] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 180.

[27] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 91.

[28] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 91, 183ff.

[29] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 220.

[30] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 91.

[31] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 221.

[32] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 91f.

[33] Vgl. Kupsch/Marr/Picot (1991), S. 1078f.

[34] Vgl. Vahs/Burmester (1999), S. 92.

[35] Vgl. Walz/ Ragwitz (2011), S. 1.

[36] Vgl. BMU (2006), S. 10.

[37] Vgl. EEG (2008), § 1.

[38] Vgl. BMU (2006), S. 21.

[39] Vgl. im Internet www.stern.de (2012).

[40] Vgl. Wetzel (2011).

[41] Vgl. BMU (2006), S. 21-22.

[42] Vgl. EEG (2008), §§ 5, 23-32.

[43] Vgl. EEG (2008), §§ 20 und 20b.

[44] Vgl. im Internet zur Innovationsförderung des BAFA http://www.bafa.de (2012).

[45] Vgl. für eine kurze Übersicht im Internet www.kfw.de (2012).

[46] Vgl. BMU (2012a).

[47] Vgl. im Anhang A4 und im Internet www.erneuerbare-energien-niedersachsen.de (2012).

[48] Vgl. BMU (2012b), S. 8.

[49] Vgl. Bruns et al (2009), S.1; im Internet de.statista.com (2012).

[50] Vgl. im Internet www.umwelt.niedersachsen.de (2012).

[51] Vgl. Anhang A 7.

[52] Vgl. Bruns et al (2009), S. 29.

[53] Vgl. Bruns et al (2009), S. 26.

[54] Ingots sind Blöcke aus einem Halbleitermaterial wie z.B. Silizium.

[55] Vgl. Furr/Bradford (2009).

[56] Vgl. Furr/Bradford (2009).

[57] Vgl. im Anhang A 6.

[58] Vgl. Agentur für Erneuerbare Energien (2011), S. 26.

[59] Vgl. Agentur für Erneuerbare Energien (2011), S. 46; im Internet www.unendlich-viel-energie.de (2012).

[60] Vgl. EEG (2008), § 32.

[61] Vgl. EEG (2008), §§ 32, 33.

[62] Vgl. Bruns et al (2009), S. 40.

Details

Seiten
43
Jahr
2012
ISBN (eBook)
9783668087750
ISBN (Buch)
9783668087767
Dateigröße
1.1 MB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v310268
Institution / Hochschule
Helmut-Schmidt-Universität - Universität der Bundeswehr Hamburg – Institut für industrielles Management, Lehrstuhl für Industriebetriebslehre und Technologiemanagement
Note
2,3
Schlagworte
übertragung standardinnovationsprozessen umwelttechnik energien

Autor

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Titel: Die Übertragung von Standardinnovationsprozessen auf Umwelttechnik und erneuerbare Energien