AUSWERTUNG DER EXPERTENINTERVIEWS DER … · Kernaussagen isoliert und eine SWOT-Analyse generiert werden, welche in Abschnitt 3 näher erläutert ist. Ziel der weiteren Analyse war

Stärken, Schwächen, Chancen, Risiken Deutschlands in Bezug auf die Biologische Transformation Stand: 30. Oktober 2018

NOBELSTR. 12,

70569 STUTTGART

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4 ,

44227 DORTMUND

WÖHERSTR. 11, 79108 FRE IBURG STE INBACHSTR. 17, 52074 AACHEN

NÖTHNITZER STR. 44, 01187

DRESDEN

AUSWERTUNG DER EXPERTENINTERVIEWS DER VORUNTERSUCHUNG BIOTRAIN

SWOT-ANALYSE

Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e. V.

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Im Rahmen der von der Fraunhofer Gesellschaft durchgeführten und vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Voruntersuchung BIOTRAIN wurden über 100 hochrangige Experten befragt, Workshops mit über 200 Teilnehmern durchgeführt, über 250 Technologiebeispiele gesammelt, ausgewählte Use-Cases entwickelt, die nötigen Basis- und Befähigertechnologien identifiziert und bewertet sowie über 200 Forschungs- und über 150 Gestaltungsthemen identifiziert, die die industrielle Wertschöpfung, ausgehend vom Hochtechnologiestandort Deutschland maßgeblich verändern werden. Um ein umfängliches Bild über die Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken Deutschlands bzw. den Status-Quo der deutschen Volkswirtschaft im Hinblick auf die Biologische Transformation zu zeichnen wurden die Aussagen der befragten Interview-Experten mit entsprechenden Zahlen, Daten und Fakten verifiziert und geprüft. Statistiken und Kennzahlen, die die getroffenen Aussagen untermauern bzw. quantifizieren wurden hierzu in einer umfassenden Recherche ermittelt und darüber hinaus weitere themenspezifische Rechercheergebnisse ergänzt.

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Inhalt

Inhalt ....................................................................................................... 3

Abbildungsverzeichnis .............................................................................. 4

1 Einleitung ....................................................................................... 5

2 Interviewleitfaden .......................................................................... 6

2.1 Die Experten ........................................................................................ 7 2.2 Methodisches Vorgehen ....................................................................... 9 2.3 Vorgehen mit Zwischenergebnissen .................................................... 11

2.3.1 Technologie .................................................................................................... 12 2.3.2 Mensch ........................................................................................................... 13 2.3.3 Organisation ................................................................................................... 13 2.3.4 Rahmenbedingungen ..................................................................................... 14

2.4 Hypothesenbildung ............................................................................ 15

3 Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken Deutschlands ................ 19

3.1 Stärken .............................................................................................. 26 3.2 Schwächen ......................................................................................... 29 3.3 Chancen ............................................................................................. 32 3.4 Risiken ............................................................................................... 34

4 Abschließende Bewertung und Ausblick ......................................... 37

Literaturverzeichnis ................................................................................. 39

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Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: BIOTRAIN Handluns- und Fokusthemenfelder .................................................... 6 Abbildung 2: Vorgehensweise zur Erstellung des Interview-Leitfadens ................................. 10 Abbildung 3: Methode zur Aufstellung von Hypothesen ........................................................ 11 Abbildung 5: Kernbranchen der Befragten ............................................................................ 19 Abbildung 6: Mitarbeiteranzahl und Umsatz der Unternehmen der Expertengruppe ........... 20 Abbildung 7: Wesentliche Befähigertechnologien der Forschungsfelder .............................. 20 Abbildung 8: Status Quo und Position Deutschlands im Themenfeld "Technologie" ............. 21 Abbildung 9: Status Quo und Position Deutschlands im Themenfeld "Mensch" .................... 22 Abbildung 10: Status Quo und Position Deutschlands im Themenfeld "Organisation" ......... 24 Abbildung 11: Status Quo und Position Deutschlands im Themenfeld "Rahmenbedingungen" ............................................................................................................................................... 25 Abbildung 12: Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken Deutschlands in Bezug auf die Biologische Transformation der Wertschöpfung ................................................................... 26 Abbildung 13: EU-USA-China: Handelsbeziehungen (Export) (UNCTADstat 2016) ................ 27 Abbildung 14: Jährliche Ausgaben für tertiäre Bildung pro Student/ Azubi (staatlich und privat) (OECD 2016) ............................................................................................................... 29 Abbildung 15: Risikokapitalzugang in Deutschland und im internationalen Vergleich (Biotech Report EY 2017) ..................................................................................................................... 30 Abbildung 16: Regulierung zur Zulassung von Versuchen mit menschlichen Embryonen im internationalen Vergleich (Drze 2018) ................................................................................... 31 Abbildung 17: Anzahl und Umsatz von Biotechnologieunternehmen im internationalen Vergleich (Biotech Deutschland, Biotech EU, Biotech USA) ................................................... 32 Abbildung 18: Durchschnittliches Bildungsniveau der erwachsenen Bevölkerung (25-64 Jahre) (OECD Edu. level) ......................................................................................................... 33

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1 Einleitung

Die industriellen Wertschöpfungssysteme weltweit werden sich in den kommenden Jahren und Jahrzehnten bedingt durch Ressourcenknappheiten und dadurch resultierender immer stärkerer Forderung nach Nachhaltigkeit mit einer Umstrukturierung nach dem Vorbild der Biologischen Transformation auseinandersetzen müssen. Die BIOTRAIN-Broschüre ergänzend, bietet das vorliegende Dokument eine Analyse des Forschungs- und Wirtschaftsstandorts Deutschland auf dem Gebiet der Biotechnologie im internationalen Vergleich. Dieser Vergleich basiert auf der Expertise von mehr als 200 ausgewählter nationaler und internationaler Experten verschiedenster Fachgebiete aus Wissenschaft, Industrie und Politik. Eine kurze Übersicht der interviewten internationalen Wissenschaftler ist im Abschnitt 2.1 aufbereitet. An dieser Stelle sei allen Befragten und Beteiligten recht herzlicher Dank für ihre Teilnahme und den Einsatz für das BIOTRAIN-Projekt ausgesprochen. Aus den persönlichen Gesprächen konnten im weiteren Verlauf der Analyse wichtige Kernaussagen isoliert und eine SWOT-Analyse generiert werden, welche in Abschnitt 3 näher erläutert ist. Ziel der weiteren Analyse war es diese Kernaussagen zusätzlich durch Statistiken und Kennzahlen zu bestätigen oder ggf. zu widerlegen und darüber hinaus zu quantifizieren. Auf Basis abgeleiteter Indikatoren, welche den Status Quo der zu vergleichenden Biotechnologiesektoren charakterisieren, konnte eine ausführliche Literaturrecherche zur Gewinnung von Daten und Statistiken durchgeführt werden. So konnte der Biotechnologiesektor Deutschlands auf klar definierter Basis quantitativ verglichen und im internationalen Umfeld eingeordnet werden.

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2 Interviewleitfaden

Der folgende Abschnitt stellt die Grundlage dar, auf derer der Biotechnologiesektor Deutschlands im weiteren Verlauf der Analyse anhand von abgeleiteten Kennzahlen quantifiziert und international verglichen wird. Die unter 2.1 aufgeführten Experten, welche sich in Fachgesprächen mit dem Leiter des Fraunhofer Instituts für Produktionstechnik und Automatisierung (IPA) Prof. Dr. Thomas Bauernhansl zu der Thematik äußerten, lieferten mit ihren Ansichten, ihren Visionen und Kritiken die Basis zur Ableitung der Indikatoren in Abschnitt 3. Die Thesen der Experten wurden dabei stets und direkt mit den Ergebnissen der vorangegangen Akteursinterviews aus dem Arbeitspaket 2 des BIOTRAIN Projekts korreliert, sodass sie bereits an dieser Stelle einer ersten Validierung unterzogen wurden. Dem Aufbau der Voruntersuchung zur Biologischen Transformation entsprechend, wurden die Kernaussagen der Interviewpartner den vier Teilbereichen des Interviewleitfadens Technologie, Mensch, Organisation und Rahmenbedingungen zugeordnet:

Abbildung 1: BIOTRAIN Handluns- und Fokusthemenfelder

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2.1 Die Experten

Für die Mitarbeit als Experte und/oder Workshopteilnehmer danken wir den im Folgenden aufgelisteten Personen:

Dr. Gerd Bachmann, Technologieberater, Abteilung Zukünftige Technologien Consulting, VDI Technologie-Zentrum GmbH; Thomas Bächle, CEO, Sanitätshaus Bächle GbR; Prof. Dr. Wilhelm Bauer, Institutsleiter, Fraunhofer IAO; Prof. Dr. Thomas Bayer, Dekan Fachbereich Chemieingenieurwesen, Provadis Hochschule; Dr. Thomas Behr, Leiter RD/RTH Hardware & Digital Technologies, Daimler AG; Dr. Markus Bieri, Geschäftsführer, ECOBEL GmbH; Dr. Lars Böttcher, President R&D Process Technologies, Sartorius; Jannis Breuninger, Leiter Produktentwicklung, Mecuris GmbH; Tobias Brode, Geschäftsfeldleiter Medizin- und Biotechnik, Fraunhofer IPA; Prof. Dr. Ralph Bruder, Institut für Arbeitswissenschaft, TU Darmstadt; Prof. Dr. Gerald Byrne, College Principal and Dean of Engineering, University College Dublin (IRL); Prof. Dr. Lucio Colombi Ciacchi, Hybrid Materials Interfaces Group, Universität Bremen; Dr. Rosita Cottone, Referentin in Referat 511, BMBF; Prof. Dr. Rüdiger Dillmann, Ehem. Leiter Humanoids and Intelligence Systems Laboratories, Karlsruher Institut für Technologie; Prof. Dr. Dimitri Dimitrov, Industrial Engineeriung, University Stellenbosch (SA); Kai Uwe Dobbertin, Produktentwickler, Kurago Biotek; Frank Eicher, Betriebsrat, Fraunhofer IPA; Andreas Eigenberger, Fachbeirat Medizintechnik, Verein Deutscher Ingenieure e.V.; Rudolf Einsiedel, Vertriebsleiter, CORDENKA GmbH; Helgo Feige, Projektleiter Symbiofilter, Aqua Light GmbH; Dr. Christoph Glasner, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Fraunhofer UMSICHT; Dr. Uwe Gottschalk, Chief Scientific Officer, Lonza AG; Dr. Verena Grimm, Projektleiterin, BIOREGIO Stern; Dr. Tim Guhl, Department Manager Smart Manufacturing and Robotics at Saint-Gobain Sekurit, Saint-Gobain; Mathias Haas, Geschäftsführender Gesellschafter, SLOGAN Werbung Marketing Consulting GmbH; Prof. Dr. Hugo Hämmerle, Geschäftsführer, Naturwissenschaftliches und Medizinisches Institut (NMI), Universität Tübingen; Dr. Thomas Helle, Geschäftsführer, Novis GmbH; Gihan Hewage, Bio-based Materials and Chemicals Intelligence, Lux Research Inc.; Wolf Hirschmann, Geschäftsführender Gesellschafter, SLOGAN Werbung Marketing Consulting GmbH; Markus Hittmann, Abteilungsleiter, ANDREAS STIHL AG & Co. KG; Prof. Dr. Ulrich Holzbaur, Professor für Nachhaltige Entwicklung, Projektmanagement und quantitative Methoden, Hochschule Aalen; Dr. Raimund Jäger, Gruppenleiter Polymertribologie und biomedizinische Materialien, Fraunhofer IWM; Arnd Jambor, Leiter Fahrzeug Vorentwicklung i.R., Daimler AG; Prof. Dr. Albert Jeltsch, Abteilungsleiter Biochemie, Institut für Biochemie und Technische Biochemie, Universität Stuttgart; Frank Jirjis, Gründer, sustainpoint; Dr. Günter Jordan, Associated Partner, A.T. Kearney GmbH; Dr. Peter Klein, Wissenschaftlicher Mitarbeiter, Abteilung Optimierung, Fraunhofer ITWM; Franziska Köppe, Inhaberin, Madiko Lebens- und Arbeitswelten mit Zukunft; Dr. Hubert Krammer, Forschungskoordinator, Fraunhofer-Gesellschaft; Raphael Lang, Gründer / CTO, BABYBE GmbH Dr. Klaus Marx, Ehem. Director Robotic Systems, Robert Bosch GmbH; Dr. Tino Langer, Abteilungsleiter, Fraunhofer IWU; Prof. Dr. Norbert Link, Group Coordinator, Institute for Applied Research, Karlsruher Institut für Technologie; Prof. David Minzenmay, Corporate Sector Research and Advance Engineering Construction, Robert Bosch GmbH Renningen; Wolfgang Müller-Pietralla, Abteilungsleiter Zukunftsforschung, Volkswagen AG; Dr. Odd Myklebust, Product and Production Development, SINTEF Raufoss Manufacturing AS (NOR); Dr. Michaela Noll, Geschäftsführerin, Amedrix GmbH; Dr. Klaus-Stephan Otto, Geschäftsführender Gesellschafter, SLOGAN Werbung Marketing Consulting GmbH; Thomas Pflugfelder, Senior Consultant / Head of Electric Mobility Infrastructure, Siemens AG; Prof. Dr. Andreas Pott, Juniorprofessor am Institut für

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Steuerungstechnik der Werkzeugmaschinen und Fertigungseinrichtungen, Universität Stuttgart; Prof. Dr. Ulrich Prahl, Professor für Umformtechnik, TU Freiberg; Frank Reinauer, Leiter Produktion und Innovation Biomaterialien, KLS Martin Group; Prof. Dominiek Reynaerts, Head of Micro and Precision Engineering Group, KU Leuven (BEL); Dr. Stefan Rösler, Geschäftsführender Gesellschafter, OekoCoach; Dr. Arne Rost, Head of Technology Cluster Robotics, BSH Hausgeräte GmbH; Dr. Elisabeth Saken-Braunstein, Referentin, Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg; Dr. Walter Schaaf, Abteilungsleiter Vorentwicklung, J. Schmalz GmbH; Dr. Jochen Schließer, Leiter Research Strategy and Innovation Process, Festo AG & Co. KG; Jürgen R. Schmid, Geschäftsführender Gesellschafter, Design Tech; Dr. Ulrike Schmid-Staiger, Gruppenleiterin Technische Mikrobiologie, Fraunhofer IGB; Dr. Urs Schneider, Bereichsleiter, Fraunhofer IPA; Dr. Hans-Peter Schöner, Senior Automotive Expert, Daimler AG; „Insight from Outside“ – Consulting; Prof. Dr. Thomas Speck, Leiter Plant Biomechanics Group und Direktor des Botanischen Gartens, Universität Freiburg; Claus Spiecker, Senior Research, Fachhochschule Potsdam; Dr. Thomas Sommer-Dittrich, Daimler AG; Prof. Dr. Rudolf Stauber, Geschäftsführer, Fraunhofer-Projektgruppe für Wertstoffkreisläufe und Ressourcenstrategie (IWKS); Dr. Thomas Stegmaier, Abteilungsleiter, Deutsches Institut für Textil- und Verfahrenstechnik; Dr. Reinhard Stumpe, Transfermanager Produktionstechnologie, Wirtschaftsförderung Stuttgart; Quirin Tyroller, BMW AG; Dr. Ana Lucia Vasquez, Gruppenleiterin Aseptische Technologien, Fraunhofer IGB; Prof. Dr. Ernst Ulrich von Weizsäcker, Ko-Präsident, Club of Rome; Dr. Manfred Wittenstein, Vorsitzender des Aufsichtsrats der WITTENSTEIN SE u.v.m.1

Bei den internationalen Experten handelt es sich um weitere anerkannte Akteure der Wissenschaft und Wirtschaft aus aller Welt – von der Westküste der USA bis hin nach Neuseeland. So verschieden sich die geographischen Standorte manifestieren, so verschieden sind auch die jeweiligen Forschungsgebiete der Experten. Zusammenfassen lassen sie sich aber dennoch unter dem Oberbegriff der Biotechnologie. Im Detail standen die folgenden Experten dem IPA Institutsleiter Prof. Dr. Thomas Bauernhansl ausführlich Rede und Antwort: Prof. Philip B. Messersmith Prof. Messersmith ist Leiter der Messersmith Research Group der University of California, Berkeley. Hauptforschungsgebiete der Arbeitsgruppe sind Bioinspirierte Materialen und Bioengineering. Die Muschel-inspirierte Klebung in feuchten und turbulenten Umgebungen oder auch Antifouling-Coatings sind aktuelle Beispiele seiner Forschung. Anwendung finden die erzielten Forschungserbnisse bspw. in der Medizin wie auch der Industrie (Messersmith RG 2018). Oshiorenoya Agabi Ph.D. Als promovierter Neuroscience und Engineering Wissenschaftler gründete Agabi 2015 die Firma Koniku Inc., welcher er derzeit als CEO vorsteht. Koniku forscht an der Integration von biologischen Neuronen in elektrische Bauteile. Anwendung könnten solche Bauteile bspw. als neuartige Brain-Machine-Interfaces oder als hocheffiziente Computerchips finden (Koniku Inc. 2018). Prof. Robert Full

1 Namentlich genannt wurden nur Personen, die einer Veröffentlichung zugestimmt haben

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Prof. Full ist Professor des Fachbereichs der integrativen Biologie der University of California, Berkeley. Full’s Forschungen zielen auf ein umfassenderes Verständnis der Physiologie und der Abläufe der Fortbewegungen von Tieren ab. Die große Diversität der Ergebnisse bietet in enger interdisziplinärer Zusammenarbeit weite Anwendungsbereiche – von Fortbewegungsmechanismen für Roboter bis bspw. hin zu künstlichen Lungen (UC Berkeley R.F. 2018). Prof. Leo Cheng Als Professor am Institut für Bioingenieurswesen der University of Auckland, Neuseeland, beschäftigt sich Cheng mit der elektrophysiologischen Erforschung des menschlichen Gastrointestinaltrakts und Kardial-Systems im Hinblick auf neue medizinische nicht-invasive Diagnostikmethoden, sowie auch für die Entwicklung von Smarter Foods (Uni. Auckland L.C.). Paul L J Tan Der ehemalige Professor der University of Auckland, mit mehr als 20 Jahren Berufserfahrung, gründete 2016 die Biotechnologie-Firma NZeno. Diese beschäftigt sich mit der Entschlüsselung und Sequenzierung von menschlicher und tierischer DNA, insbesondere Schweine-DNA. Erklärtes Ziel der Firma ist es durch DNA-Modifizierung die Abstoßung des menschlichen Körpers von tierischen bzw. künstlich gezüchteten Organen zu eliminieren (NZeno 2018). Prof. Enzo Palombo Als Professor des Fachbereichs Chemie und Biotechnologie der Swinburne University, Australien, beschäftigt sich Palombo schwerpunktmäßig mit der Virologie und Bakteriologie. Der Fokus seiner Forschung liegt auf der Erweiterung der Anwendungen von Pflanzen und Pilzen für Medizin und Nahrung (Swin. Uni E.P. 2018). Nishar Hameed Ph.D. Dr. Hameed ist mehrfach ausgezeichneter Materialwissenschaftler der Swinburne University und widmet seine Untersuchungen der Erforschung und Entwicklung von Smart Materials. Derzeitig stehen dabei Nanostructured Composite – Materialen im Fokus seiner Betrachtungen. Als Materialwissenschaftler befasst sich Hameed darüber hinaus auch mit der alternativen Verwertung von Plastik und anderen Abfallprodukten (Swin. Uni N.H. 2018).

2.2 Methodisches Vorgehen

Die Zielsetzung der Methodik ist die systematische Erarbeitung und Bewertung relevanter Themen zur Biologischen Transformation. Hierfür werden zunächst Themenfelder erarbeitet, welche einen relevanten Bezug zur Biologischen Transformation aufweisen. Diese Themenfelder werden anhand von Herausforderungen und Trends geclustert. In einem nächsten Schritt werden in jedem Themenfeld jeweils mehrere Fokusthemenfelder definiert. Zu jedem Fokusthemenfeld wird zunächst eine Initialrecherche durchgeführt und bestehende Ansätze identifiziert. Diese Ansätze werden aggregiert, sodass Hypothesen für jedes Fokusthemenfeld nach der Logik einer SWOT-Analyse erstellt werden. Die Vorgehensweise zur Erstellung des Interview-Leitfadens ist in Abbildung 22 dargestellt.

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Definition FeinanalyseGrobanalyse

Definition von Themenfeldern

Clustern von Herausforderungen und Trends

Definition von Fokusthemenfeldern

Identifikation von Analysekriterien für die Interviews

Erarbeitung von Interviewfragen

Strukturierung des Fragebogens

Initialrecherche zu den definierten Fokusthemenfeldern

Identifikation bestehender Ansätze

Definition von Hypothesen

Abbildung 2: Vorgehensweise zur Erstellung des Interview-Leitfadens

In einem iterativen Prozess werden im ersten Schritt Themenfelder definiert, die analog zum Verständnis in die Themenfelder eines soziotechnischen Systems gegliedert werden. Diesen Themenfeldern werden anschließend sogenannte Fokusthemenfelder zugeordnet, welche eine inhaltliche Vertiefung des jeweiligen Themenfeldes in Bezug auf die Biologische Transformation darstellen. Das Vorgehen zur Definition der Fokusthemenfelder erfolgt in einem iterativen Prozess anhand von drei Schritten. Im ersten Schritt wird die Definition möglicher Fokusthemenfelder, welche Differenzierungsfaktoren darstellen, erfasst. Danach erfolgen im zweiten Schritt eine Definition eines Leitbegriffs und eine eindeutige Zuordnung zu den vier Themenfeldern. Schließlich wird im letzten Schritt eine Kurzbeschreibung des Fokusthemenfelds erfasst. Diese Kurzbeschreibung richtet sich an die folgenden drei Leitfragen:

Warum wird das Fokusthemenfeld dem Themenfeld zugeordnet?

Was sind die wesentlichen Kernaspekte, die durch das Fokusthemenfeld adressiert werden?

Zu welchen Forschungsfragen steht das Fokusthemenfeld im Bezug? Wo liegen die Schwerpunkte?

Im nächsten Schritt werden aus den Fokusthemenfeldern Hypothesen abgeleitet, die wiederum die Basis für die Erstellung des Fragebogens bilden. Aufgabe der Hypothesenbildung umfasst die Aufstellung von Hypothesen in Bezug auf die Fokusthemenfelder, welche eine Aussage zum aktuellen Stand, den Potenzialen sowie den Bedarfen und Hemmnissen der Biologischen Transformation zulassen. Hierbei ist es wichtig die folgenden vier Richtlinien zur Hypothesenerstellung zu beachten:

Stärken Deutschlands im internationalen Wettbewerb

Schwächen Deutschlands im internationalen Wettbewerb

Chancen und Potenziale ausgehend von dem beschriebenen Fokusthemenfeld

Risiken und Bedrohungen ausgehend von dem beschriebenen Fokusthemenfeld

Der Bezugsrahmen zur Hypothesenbildung ist in Abbildung 33 dargestellt.

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Initiale Recherche zu den definierten Fokusthemenfeldern zur

Identifikation bestehender Anknüpfungspunkte

Initialrecherche

Aufstellung von Hypothesen zu den Fokusthemenfeldern bezüglich der

zentralen Potentiale und Handlungsfelder

Hypothesenbildung

Fokusthemenfeld1

Fokusthemenfeld 2

Fokusthemenfeld1

Fokusthemenfeld 2

Hypothese 1.1

Hypothese 1.2

Hypothese 2.1

Hypothese 2.2

Abbildung 3: Methode zur Aufstellung von Hypothesen

Im folgenden Schritt werden auf Basis dieses stufenweisen Vorgehens einerseits relevante Aspekte eines jeden Fokusthemenfeldes erarbeitet und andererseits Gesichtspunkte, die nicht im unmittelbaren Zusammenhang zur Biologischen Transformation stehen, herausgefiltert. Ausgangsbasis sind hierbei die Kriterien je Fokusthemenfeld. Ziel ist es, die Hypothesen anhand der Kriterien zu validieren und das Kriterien-Set insbesondere um qualitative Aspekte zu ergänzen. Die Analyse bildet den Aufbau einer soliden Informationsbasis. Auf dieser Grundlage werden Fragen für die persönlichen Interviews formuliert. Im Ergebnis steht somit ein themenrelevanter, umfänglicher und valider Fragebogen/ Gesprächsleitfaden, der von unterschiedlichen Expertengruppen beantwortet werden kann. Der Gesprächsleitfaden wird anschließend in Experteninterviews genutzt, um das Potenzial der Biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung im Hinblick auf die definierten makro- und mikroökonomischen Herausforderungen aus technischer, ökonomischer, ökologischer und sozialer Sicht zu ermitteln. Der Fragebogen/ Gesprächsleitfaden wird derart gestaltet, dass relevante Ergebnisse in Bezug auf die Biologische Transformation der Wertschöpfung in den Experteninterviews effektiv und effizient erarbeitet werden kann.

2.3 Vorgehen mit Zwischenergebnissen

Die Basisdaten für die Identifikation der Themen- und Fokusthemenfelder wurden durch eine multidisziplinäre Arbeitsweise erarbeitet, die sowohl die biologische, als auch die technologische Sichtweise, in Form von Expertenaussagen aus verschiedenen Instituten der beiden Ressorts, beinhaltet. Analog zum Verständnis des vorher genannten Vorgehens wurden die Themenfelder folgendermaßen definiert: • Technologie • Mensch • Organisation • Rahmenbedingungen. Den Themenfeldern Technologie, Mensch, Organisation und Rahmenbedingungen wurden, wie zuvor beschrieben, Fokusthemenfeldern zugeordnet, sodass eine detailliertere Betrachtung für den Fragebogen/ Gesprächsleitfaden ermöglicht werden konnte, siehe 1. Die vier Themenfelder werden nachfolgend näher erläutert.

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2.3.1 Technologie

Das Themenfeld Technologie beschäftigt sich mit Technologien, die besonders in Zusammenhang mit der Biologischen Transformation relevant sind. Technische Herausforderungen auf makroökonomischer Ebene sind vor allem die Überwindung komplexer Zielkonflikte und die Erschließung von Synergien zur Umwandlung in Innovationen. Hierbei stellt Vernetzung ein neues Innovationsparadigma dar, welches aber die Bereitschaft von Unternehmen und Institutionen zur Vernetzung voraussetzt. Um beantworten zu können, in welchen Bereichen Technologien einen zentralen Beitrag zur erfolgreichen Umsetzung der Biologischen Transformation leisten, wurden die folgenden fünf Fokusthemenfelder definiert. • Radikale Innovationen • Kompatibilität/ Standardisierung • Robustheit • Wertschöpfungs-Zellularität • Ressourcenschonung und –effizienz Radikale Innovationen Radikale Innovationen sind am Markt erfolgreiche Inventionen, welche bestehende Wirtschaftsbereiche oder Geschäftsmodelle durch neue Technologien revolutionieren. Ziel des Fokusthemenfeldes ist es zu eruieren, inwieweit die Biologische Transformation das Potenzial für radikale Innovationen in diversen Bereichen der industriellen Wertschöpfung bietet. Kompatibilität/ Standardisierung Sowohl für die Kooperation als auch für die Assimilation sind im Zuge der Biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung technische Lösungen, welche die Interaktion technischer und biologischer Systeme ermöglichen, von herausragender Bedeutung. Das Feld der Kompatibilität/ Standardisierung stellt somit aus technologischer Sicht große Potenziale sowie Risiken für das Gelingen der Biologischen Transformation dar. Robustheit Der Begriff der Zellularität entstammt ursprünglich der Biologie und bezieht sich im Wertschöpfungszusammenhang auf dezentrale autonome Systeme bzw. Einheiten, welche sowohl als Netzwerk als auch autark agieren bzw. interagieren können. In diesem Zusammenhang sind vor allem technologische Ansätze relevant, die einen derartigen Aufbau von Wertschöpfungssystemen ermöglichen. Darüber hinaus spielt die Entwicklungsfähigkeit solcher Systeme eine zentrale Rolle. Wertschöpfungs-Zellularität Unter Robustheit wird aus Technologiesicht die Stabilität und Qualität von Produkten und Prozessen verstanden. Durch die Biologische Transformation und der damit einhergehenden Integration biologischer Komponenten in Systeme und Prozesse erhöht sich die Varianz und Komplexität, wodurch der Aufwand zur Sicherstellung der Robustheit tendenziell steigt. Gleiches gilt in Bezug auf die Datensicherheit und die Kontrolle von Informationen und Prozessen. Ressourcenschonung und -effizienz

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In Bezug auf die Ressourcenschonung und -effizienz bietet die Biologische Transformation das Potenzial, die Ressourceneffizienz durch Betrachtung der gesamten Wertschöpfungskette zu verbessern. Zudem erfahren nachhaltig produzierte Güter eine zunehmende gesellschaftliche Wertschätzung und gewinnen deshalb zunehmend an Relevanz. Daher ist die Frage nach technologischen Ansätzen, die eine ressourcenschonende und gleichzeitig wirtschaftliche Wertschöpfung ermöglichen, von hoher Bedeutung.

2.3.2 Mensch

Der Mensch besitzt Eigenschaften, die in Bezug auf die Biologische Transformation besondere Bedeutung erlangen. Auf gesellschaftlicher Ebene stellt die Akzeptanz verschiedener Technologien und Transformationen eine große Herausforderung dar. Des Weiteren müssen kontroverse ethische, rechtliche und soziale Fragen diskutiert werden und Eingang in politische Debatten finden. Soziale Herausforderungen auf mikroökonomischer Ebene entstehen durch sich verändernde Arbeitsbedingungen und die Angst vor dem Verlust von Arbeitsplätzen. Um auf die Frage einzugehen, welche Anforderungsfelder an den Menschen entstehen, damit die Biologische Transformation gelingen kann, wurden die drei Fokusthemenfelder • Arbeit und Sicherheit, • Bildung und Qualifikation sowie • Ethischer Anspruch und Akzeptanz definiert. Arbeit und Sicherheit Das Fokusthemenfeld Arbeit und Sicherheit bezieht sich zum einen auf Arbeitsschutzmaßnahmen im Speziellen und die Arbeitsplatzgestaltung im Allgemeinen. Es besteht durch die Biologische Transformation die Möglichkeit, dass sich die Arbeitsprozesse und -inhalte sowie die Gestaltung des Arbeitsplatzes grundlegend ändern werden, um aus biologischer Sicht die Sicherheit der Mitarbeiter zu gewährleisten. Bildung und Qualifikation Der Bildungsstand einer Gesellschaft ermöglicht es, die Potenziale, die die Biologische Transformation bietet, zu identifizieren und ist damit von herausragender Relevanz für die Akzeptanz der Biologischen Transformation. Daher sind Fragen zu Aus- und Weiterbildungsmöglichkeiten relevant. Dies bezieht sich zum einen auf die Qualifikation von Mitarbeitern, die zur Umsetzung der Biologischen Transformation befähigen, zum anderen auf die Qualifizierung von Forschern, die die Biologische Transformation initial ermöglichen. In beiden Fällen wird die Interdisziplinarität/ Transdisziplinarität zunehmen. Ethischer Anspruch und Akzeptanz Die Biologische Transformation hat, wie der Name sagt, einen starken Bezug zur Biologie bzw. zu biologischen Systemen. Aufgrund der starken Verknüpfung von Biologie und Ethik sind daher Fragestellungen hinsichtlich der Akzeptanz und des ethischen Anspruchs relevant. Insbesondere die Gentechnik und deren Folgen wie bspw. Eingriffe in Ökosysteme werden kontrovers diskutiert und haben Einfluss auf die Innovationsfreudigkeit und Chancen im Zuge der Biologischen Transformation.

2.3.3 Organisation

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Die Biologische Transformation stellt Anforderungen an Organisationen und Organisationsstrukturen. Auf dem globalen Markt strebt die deutsche Industrie nach Alleinstellungsmerkmalen in ihren Produkten. Des Weiteren befinden sich Geschäftsmodelle im Wandel. Um zu erfassen, welche Eigenschaften von Organisationen im Zusammenhang mit der Biologischen Transformation relevant sind, wurden die drei Fokusthemenfelder • Geschäftsmodelle, • Entwicklungsfähigkeit und • Unternehmensorganisation definiert. Geschäftsmodelle Die Biologische Transformation bietet, ähnlich wie die digitale Transformation, das Potenzial für neue Geschäftsmodelle. Durch die Verteilung der Wertschöpfung ist eine neue Art der Leistungserstellung möglich. Zudem wird die Möglichkeit für neue Service- und Ertragsmodelle gegeben, die auf einer neuen Art der Vernetzung und Interaktion basieren. Entwicklungsfähigkeit Die Neugestaltung von Organisationen und Systemen, basierend auf biologischen Paradigmen, kann zu evolutionären Organisationsstrukturen führen, welche eine eigene Entwicklungsfähigkeit aufweisen. Um derartige Strukturen zu ermöglichen ist eine Wandlungsfähigkeit von Organisationen erforderlich, sowohl was interne Kommunikation und Abläufe als auch das Wissensmanagement betreffen. Daher stellt sich die Frage, unter welchem Aufwand die Etablierung neuer Strukturen möglich ist. Unternehmensorganisation Die Biologische Transformation bietet die Möglichkeit der Wandlung der bekannten Unternehmensorganisationen nach dem Vorbild biologischer Strukturen. Im Zuge der Biologischen Transformation können daher Ansätze aus der Biologie auf Unternehmensebene übertragen werden, die vielfältige Auswirkungen (u.a. auf die Mitarbeiterstruktur, Arbeitsformen und Netzwerkgestaltung) haben. Daher erfahren Fragen zum Aufwand, der Notwendigkeit und dem Nutzen der Umsetzung besondere Bedeutung.

2.3.4 Rahmenbedingungen

Rahmenbedingungen stellen in jedem soziotechnologischen System eine wichtige Komponente dar. Radikale Veränderungen am Markt durch ein sich wandelndes Kundenverhalten und politische Willensbildung sind makroökonomische Herausforderungen. Die drei Fokusthemenfelder • Zugang zu Absatz- und Beschaffungsmärkten, • Kapital- und Ressourcenzugang sowie • Gesellschaftlicher Wille & Restriktionen wurden definiert, um relevante Rahmenbedingungen für den Erfolg oder Misserfolg der Biologischen Transformation abstecken zu können. Zugang zu Absatz- und Beschaffungsmärkten Die Biologische Transformation besitzt das Potenzial, das Wettbewerbsumfeld von Unternehmen drastisch zu verändern, was Auswirkungen auf vor- und nachgelagerte

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Prozesse der Wertschöpfung der Unternehmen haben kann. Ein besonderer Fokus muss hierbei auf Absatz- und Beschaffungsmärkte gelegt werden, sodass weiterhin der (Test-)Marktzugang und der Zugang zu Technologieanbietern gewährleistet werden kann, um in einem sich stetig verändernden Umfeld wettbewerbsfähig zu bleiben. Kapital- und Ressourcenzugang Im Zuge der Biologischen Transformation können neue Ressourcen und der Zugang zu diesen als zentrale Wertschöpfungsvoraussetzung in den Fokus der Unternehmen rücken. In Kombination mit dem Zugang zu Kapital stellt dieser Punkt eine zentrale Prämisse dar. Das Ziel besteht darin, in einer Kreislaufwirtschaft regional und global die Ressourcenverfügbarkeit zu garantieren und (Risiko-)Kapital, Forschungsförderungen und weitere Anreize für den Technologietransfer zur Verfügung zu stellen. Gesellschaftlicher Wille und Restriktionen Die Biologische Transformation muss sich dem gesellschaftlichen Willen beugen und regulatorische Anforderungen erfüllen. Dabei spielen sowohl die politische und gesellschaftliche Stabilität als auch Gesetze, Normen und Richtlinien, die sowohl durch den Gesetzgeber als auch NGO's oder Verbände (z.B. VDI) verabschiedet werden, eine herausragende Rolle. Der Staat kann politischen Druck ausüben und dabei selbst als Nachfrager fungieren.

2.4 Hypothesenbildung

Radikale Innovationen Stärke: Die in Deutschland, in Tiefe und Breite, ausgeprägte Forschungslandschaft der Bionik, Biotechnologie und Bioökonomie bildet die Basis für radikale Innovationen und die hohe Innovationsfähigkeit und -bereitschaft. Schwäche: In Deutschland ist die Biotechnologie durch die Gesetzgebung, insbesondere im Beriech der Gentechnik, stark eingeschränkt. Dies führt zu einem Verlust von Experten und Wissenschaftlern und damit zu einer Erosion der Wissensbasis in Deutschland. Chance: Die Biologische Transformation der Wertschöpfung bildet eine Grundlage zur Durchsetzung radikaler Innovationen, da sie völlig neue Denkweisen und Disziplinen vereint, wodurch ein innovativer Fundus an Kombinationsmöglichkeiten entsteht, der in der Lage ist, gesellschaftliche Fragen zu beantworten und grundsätzlich andere technologische Lücken zu schließen. Risiko: Wegen der hohen Neuartigkeit mit unabsehbaren Risiken sowie der externen Standardisierung (bspw. durch die FDA im Pharma-Bereich) birgt die Biologische Transformation ein hohes Risiko für irreversible F&E-Entscheidungen und die Markteinführung neuer Produkte mit sich. Kompatibilität/ Standardisierung Stärke: Deutschland ist Vorreiter auf dem Gebiet der Standardisierung/ Normung (z.B. DIN), sowie stark in der Durchsetzung von Normen über Organisationen und Dachverbände (z.B. VDI, DECHEMA). Beispiele sind Standards im Bereich Industrie 4.0 sowie der Bionik, welche in ISO-Normen überführt wurden.

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Chance: Die Interaktion biologischer und technischer Fertigungssysteme steht erst am Anfang. In Zukunft wird es zu einer deutlichen Ausweitung dieser Interaktion in allen Branchen kommen. Risiko: Eine mangelnde Standardisierung (zu früh, zu spät oder zu stark) ist ein Risiko für die Prozessstabilität/ Robustheit, konkurrierender technischer Lösungen und das vorhandene Innovationspotenzial. Wertschöpfungs-Zellularität Stärke: Deutschland hat Erfahrungen mit autonomen Systemen und Selbstoptimierung/ Machine Learning in Industrie 4.0 durch Demofabriken der Automobilbranche für dezentrale Produktionssysteme. Schwäche: Deutschland ist im Bereich Kybernetik/ Cobotics/ Informatik/ Machine Learning/ Schwarmintelligenz im internationalen Vergleich schwach aufgestellt. Deutschland wird vielfach, trotz großer Fortschritte in verschiedenen Bereichen, nicht als Kompetenzführer für neue Ansätze wahrgenommen. Risiko: Eine mangelnde Transparenz und Kontrolle bei autonomen und selbstoptimierenden Systemen bringt hohe Risiken/ Unsicherheiten (Beherrschbarkeit) mit sich. Robustheit Stärke: Produkte und Technologien aus Deutschland genießen international hohes Ansehen, besonders in Bezug auf ihre Qualität. Prozesse und Produkte werden international als robust angenommen. Schwäche: Deutschland fehlt die Balance zwischen Perfektion und Agilität in der Entwicklung. Chance: Mit Hilfe eines gezielten Zusammenspiels von Bionik, Bio-, Produktions- und Informationstechnologie lässt sich die Robustheit von Produkten und Prozessen durch die meist adaptiven bzw. selbstregulierenden Fähigkeiten von biologischen Systemen deutlich verbessern. Risiko: Der Einsatz bio-inspirierter bzw. bio-integrierter Technologien in Fertigungsumgebungen führt zu völlig unterschiedlichen Anforderungen an die Qualität und Stabilität von Produkten und Prozessen, die in den meisten Fällen hohe Varianzen aufweisen. Dies kann eine Verschlechterung der Robustheit der Prozesse und Produkte zur Folge haben. Ressourcenschonung, Effizienz und Effektivität Chance: Über den gesamten Lebenszyklus eines Produktes tragen bio-inspirierte bzw. bio-integrierte Produktionstechnologien erheblich stärker zur Ressourcenschonung bei als herkömmliche Produktionstechnologien und -prozesse. Arbeit und Sicherheit Stärke: In deutschen Unternehmen spielt der Arbeitsschutz eine wichtige Rolle. Das Vertrauen der Mitarbeiter in die Arbeitsschutzmaßnahmen ist gewährleistet. Dies unterstützt die Umsetzung der Biologischen Transformation.

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Schwäche: Hohe Anforderungen an Sicherheit und Arbeitsschutz sind für aufwändige Prozesse und hohe Kosten verantwortlich und stellen ein Risiko für Deutschland als attraktiven Wertschöpfungsstandort dar. Chance: Die Biologische Transformation bietet das Potenzial, Arbeitsplätze in der Wertschöpfung zu sichern und neue zu schaffen. Risiko: Neue Technologien sind durch mangelnde Beherrschbarkeit, wie beispielweise der Eingriff biologischer Entitäten in bestehende Ökosysteme, hochkomplex und risikobehaftet. Die Risikoeinschätzung und -bewertung gestaltet sich schwierig. Bildung und Qualifikation Stärke: Interdisziplinäre Studiengänge und das duale Ausbildungssystem in Deutschland sind eine gute Grundlage für eine anpassungsfähige, multidisziplinäre Ausbildung für die Biologische Transformation. Risiko: Es gibt Kommunikations- und Erfahrungsprobleme bei der interdisziplinären Zusammenarbeit von Arbeitnehmern (z.B. Ingenieure und Biologen). Die Kooperation und Assimilation mit bzw. von biologischen Prozessen und Produkten ist aufgrund des eingeschränkten Verständnisses der Mechanismen in der Biologie nur eingeschränkt möglich. Ethischer Anspruch und Akzeptanz Stärke: Die hohen Sicherheitsanforderungen in Deutschland werden als hinreichend wahrgenommen und stärken das Ansehen deutscher Produkte und Produktion im Ausland (z.B. Sicherheits-Gütesiegel). Mit dem wachsenden Wohlstand in Schwellenländern wächst daher Deutschlands Rolle als Vorreiter vertretbarer Technologien und Produkte. Schwäche: Die Akzeptanz gegenüber der Biologischen Transformation der Wertschöpfung kann nicht garantiert werden, da eine grundsätzliche Skepsis gegenüber dem Einsatz biologisch transformierter Systeme, bspw. durch Gentechnik, in der deutschen Gesellschaft existiert. Der daraus entstehende hohe Anspruch an ethische Korrektheit hemmt die Innovationsfähigkeit und -freude in Deutschland und stellt somit ein Hindernis für eine schnelle Biologische Transformation dar. Geschäftsmodelle Schwäche: Deutsche Firmen fokussieren sich auf risikoaverse und konservative Geschäftsmodelle. Chance: Durch die Biologische Transformation können Versäumnisse bei der Entwicklung internetbasierter Geschäftsmodelle aufgeholt werden. Entwicklungsfähigkeit Stärke: Deutschland besitzt eine starke KMU-Landschaft, welche als Basis für Agilität und Wandlungsfähigkeit der deutschen Industrie dient. Unternehmensorganisation Schwäche: Deutsche Unternehmen haben Probleme, ihre bisherigen Strukturen durch neuartige, auf biologischen/ evolutionären Erkenntnissen basierende, Formen zu ersetzen. Vor allem die Interdisziplinarität der Mitarbeiter, die zur Implementierung

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biologisch transformierter Systeme essentiell ist, ist derzeit in den Mitarbeiterprofilen nicht zu erkennen. Chance: Neue Organisationsformen und biologische Strukturen ermöglichen einen höheren Grad der Mitarbeiterbeteiligung und effizientere Arbeitsprozesse. Zugang zu Absatz- und Beschaffungsmärkten Stärke: Deutschland hat seit langem einen umfangreichen internationalen Zugang zu unterschiedlichen Märkten/ Ländern (Exportweltmeister). Dabei stärkt und vereinfacht insbesondere der europäische Binnenmarkt die internationale Zusammenarbeit und den Absatz im EU-Wirtschaftsraum. Risiko: Aufgrund verschiedener staatlicher Regularien können der Import und Export biologisch transformierten Produkten behindert werden. Kapital- und Ressourcenzugang Schwäche: Unternehmen in Deutschland verfügen derzeit nicht über einen ausreichenden Zugang zu (Risiko-)Kapital, um eine Integration von Bio-, Produktions- und Informationstechnologie voranzutreiben. Unternehmen in Deutschland haben derzeit wenige Anreize, einen Technologietransfer im Sinne der Biologischen Transformation anzustoßen. Für ein Gelingen der Biologischen Transformation ist eine deutliche Ausweitung des Risikokapitals und der Forschungsförderung notwendig. Gesellschaftlicher Wille & Restriktionen Stärke: Die stabile politische Situation kombiniert mit der wirtschaftlichen Lage Deutschlands stellt eine gute Basis für Entwicklungen im Rahmen der Biologischen Transformation dar. Schwäche: Deutschland ist generell sehr zurückhaltend und konservativ im Umgang mit biologischen Produkten und deren Optimierung (z.B. Gentechnik).

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3 Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken Deutschlands

Entsprechend der beschriebenen Vorgehensweise wurde eine Expertenbefragung mit Industrievertretern zur Validierung der in Bezug auf die Fokusthemenfelder aufgestellten Hypothesen durchgeführt. In Abbildung 4 ist eine Aufteilung der Experten nach den Kernbranchen Chemie, IT, Groß- und Einzelhandel, Automobil, Anlagen- und Maschinenbau, Transport- und Logistik, Freiberufliche, wissenschaftliche und technische DLs sowie sonstige Branchen, dargestellt.

Chemie

IT

Groß und Einzelhandel

Automobil

Anlagen- und Maschinenbau

Transport - und Logist ik

Freiberufliche, w issenschaft liche

und technische

DLs

S onst iges

KERNBRANCHEN DER BEFRAGTEN

Abbildung 4: Kernbranchen der Befragten

Die befragten Experten wurden ausgewählt, um eine breite Perspektive, sowohl aus der Industrie als auch aus der Wissenschaft, zu erlangen. Wie in Abbildung 4 dargestellt, kommen über ein Viertel der Befragten aus der Chemie, Automobil, Groß-und Einzelhandel und IT-Branche. 35% kommen aus der Branche des Anlagen- und Maschinenbaus und aus der Transport- und Logistik Branche. 35% der Befragten sind in freiberuflichen, wissenschaftlichen und technischen Dienstleistern beschäftigt. Der Rest der Befragten ist in verschiedenen Branchen tätig. Ferner wiesen die Unternehmen der befragten Experten auch eine Unterscheidung der Mitarbeiteranzahl und der Höhe des Jahresumsatzes auf. Dies ist in Abbildung 5 dargestellt.

20


0

5

10

15

20

25

30

1 - 249 250 -499

500 -999

1.000 -4.999

5.000 -9.999

>10.000

An

zah

l

Mitarbeiter pro Unternehmen

0

5

10

15

20

25

30

<1 1 - 49 50 - 99 100 - 499 500 - 999

An

zah

l

Jahresumsatz der Unternehmen [Mio. €]

Abbildung 5: Mitarbeiteranzahl und Umsatz der Unternehmen der Expertengruppe

Als wesentliche Forschungsfelder zur erfolgreichen Umsetzung der Biologischen Transformation werden die Verfahrenstechnik, das Recycling, die Vernetzungsforschung, Health Care sowie Automatisierung identifiziert. Hierzu werden Befähigertechnologien bestimmt, wovon die wichtigsten nachfolgend in Abbildung 6 mit entsprechender Gewichtung aufgeführt sind.

Als wesentliche Forschungsfelder zur erfolgreichen Umsetzung der Biologischen Transformation wurden die Verfahrenstechnik, das Recycling, Vernetzungsforschung, Health Care sowie Automatisierung identifiziert.

Hierzu wurden Befähigertechnologien bestimmt, wovon die wichtigsten folgend mit entsprechender Gewichtung aufgeführt sind:

Biotechnologie

Künstliche Intelligenz

Materialtechnik

Robotik

Systemintegration

Gentechnik

Digitalisierung

22

19

13

8

7

6

6

Abbildung 6: Wesentliche Befähigertechnologien der Forschungsfelder

Die Stärken und Schwächen Deutschlands in Bezug auf die Biologische Transformation ergeben sich aus der in Kap.2 beschriebenen Vorgehensweise. Dabei wird eine Stärke verstanden als Zusammentreffen der wahrgenommenen Relevanz und der Position Deutschlands in einem bestimmten Fokusthemenfeld. Entsprechend ergibt sich eine Schwäche durch eine merkliche Differenz beider Merkmale. Aus den Stärken bzw. Schwächen lassen sich Chancen und Risiken für den Standort Deutschland ableiten. Die Expertenbefragung gliedert sich in die vier Themenfelder „Technologie“, „Mensch“, „Organisation“ und „Rahmenbedingungen“, welche zur weiteren Detailierung in insgesamt 14 Fokusthemenfelder unterteilt sind. Diese werden nachfolgend erläutert. In Abbildung 7 sind die Auswertungen der Expertenumfrage zu den fünf Fokusthemenfeldern des Themenfeldes „Technologie“ mit der jeweils wahrgenommenen Relevanz und Positionierung Deutschlands dargestellt. Diese Fokusthemenfelder werden anhand einer kurzen Definition nachfolgend erläutert. Weiterhin ist die Standardabweichung der Expertenmeinungen jeweils für jedes Kriterium dargestellt.

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Relevanz des Fokusthemenfelds

unwichtig wichtig

Position Deutschlands im Fokusthemenfeld

schwach stark

Radikale Innovationen


unwichtig wichtig


schwach stark

Kompatibilität/ Standardisierung


unwichtig wichtig


schwach stark

Wertschöpfungs-Zellularität


unwichtig wichtig


schwach stark

Robustheit


unwichtig wichtig


schwach stark

Ressourcenschonung

Standardabweichung

Abbildung 7: Status Quo und Position Deutschlands im Themenfeld "Technologie"

Unter radikalen Innovationen sind am Markt erfolgreiche Inventionen, welche bestehende Wirtschaftsbereiche oder Geschäftsmodelle durch neue Technologien revolutionieren, zu verstehen. Im Bereich der „Radikalen Innovationen“ nimmt Deutschland international eine eher schwache Position ein. Generell bietet die stark ausgeprägte Forschungslandschaft jedoch ein hohes Potenzial für radikale Innovationen. Statt auf radikale Innovationen ist man hierzulande eher auf die inkrementelle Weiterentwicklung und Optimierung fokussiert. Dies liegt zum einen an einer geringen Risikobereitschaft. Zum anderen werden Technologien bzw. Entwicklungen, welche das Potenzial für eine radikale Innovation bergen, nicht entsprechen vermarktet oder die Investitionen bleiben deutlich unter dem erforderlichen Maße. Darüber hinaus bergen die restriktive Gesetzgebung und Regulierung, insbesondere in den Forschungsbereichen der Gentechnik, ein hohes Risiko für die innovative Gestaltung der Biologischen Transformation. Neben Gesetzen stellt das Fehlen eines dominanten Designs und Standards ein hohes wirtschaftliches Risiko. Generell bietet die Biologische Transformation das Potenzial für eine umfassende Änderung in Bezug auf Produkte, Prozesse und Geschäftsmodelle. Die sich im Zuge der Biologischen Transformation ergebenden Innovationen müssen jedoch nicht zwangsweise radikal sein. Das Fokusthemenfeld der Kompatibilität/ Standardisierung betrachtet im Rahmen der industriellen Wertschöpfung die technischen Lösungen, welche die Interaktion technischer und biologischer Systeme ermöglichen. Deutschland nimmt im Bereich der „Kompatibilität/ Standardisierung“ international eine starke Position ein und ist mit seinen Abläufen und Vereinigungen international anerkannt. Standardisierung wird als Mittel gesehen, um Unsicherheiten der Biologischen Transformation zu verringern und Gefahren, vor allem in Bezug auf Arbeitssicherheit und Prozessstabilität, effektiv vorzubeugen. Aufgrund der prognostizierten starken zukünftigen Verbreitung biotechnischer Systeme wird dem Fokusthemenfeld Kompatibilität/ Standardisierung ein besonders hoher Stellenwert beigemessen. Trotz der deutschen Stärke in diesem Gebiet wird die Normierung und Standardisierung im Zuge der Biologischen Transformation als Herausforderung und zugleich kritischer Erfolgsfaktor angesehen. Das Fokusthemenfeld der Wertschöpfungs-Zellularität umfasst im Rahmen des Wertschöpfungszusammenhangs dezentrale autonome Systeme bzw. Einheiten, welche sowohl als Netzwerk, als auch autark agieren bzw. interagieren können. Die Biologische Transformation kann zur Etablierung einer zellulären Wertschöpfung beitragen, wenn sie Belastungen der Mitarbeiter und der Umwelt reduziert und gleichzeitig wirtschaftlich ist. Die derzeit führenden Länder bei Innovationen in den Themenfeldern Kybernetik/ Cobotics/ Informatik/ Machine Learning/ Schwarmintelligenz sind neben Deutschland die USA, Japan, Korea, China und Israel. Der Mangel an gemeinsamen Kommunikationsstandards, insbesondere Verbindungen zwischen künstlicher Intelligenz und gentechnischen Anwendungen, stellen ein großes

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Risiko im Zusammenhang mit dezentral autonomen Systemen im Allgemeinen dar. Gerade Sicherheit ist auf diesem Gebiet als kritischer Erfolgsfaktor zu nennen. Aus Technologiesicht bezeichnet das Fokusthemenfeld der Robustheit die Stabilität und Qualität von Produkten und Prozessen. Deutschland nimmt im Bereich der „Robustheit“ international eine starke Position ein. Die Relevanz der Robustheit für den Erfolg der Biologischen Transformation wird grundsätzlich als wichtig bezeichnet. Auch Hochwertigkeit wurde als Überbegriff identifiziert. Größter Schwachpunkt deutscher Produkte ist der Ruf, traditionelle Produkte anstatt bahnbrechender Innovationen zu liefern. Weitere Schwachpunkte sind der Preis sowie das ästhetische Design. Deutsche Unternehmen sind strategisch eher auf qualitativ hochwertige Produkte fokussiert, was sich teilweise zu Lasten der Innovationskraft auswirkt. Die Schaffung innovativer Produkte und Dienstleistungen ist jedoch ein ebenso erfolgskritischer Bestandteil, welcher nicht zugunsten der Qualität vernachlässigt werden sollte. Adaptive und selbstregulierende Fähigkeiten der Natur können auf lange Sicht in die industrielle Wertschöpfung übertragen werden. Industrie 4.0 ebnet den Weg zu weiterem Verständnis der Vernetzung und der späteren Selbstregulierung der Systemkomponenten. Letztendlich beinhaltet das Fokusthemenfeld der Ressourcenschonung die technologischen Ansätze, welche eine ressourcenschonende und gleichzeitig wirtschaftliche Wertschöpfung ermöglichen. Ressourcenschonung ist aus gesellschaftlicher und unternehmerischer Sicht ein wichtiger Faktor für eine erfolgreiche Wertschöpfung. Dies wird auch in Zukunft bestand haben, was bioinspirierten bzw. biointegrierten Produktionstechnologien für diesen Zweck enorme Bedeutung zuspielt und diese auch in Zukunft weiter gefördert werden müssen. Angetrieben werden diese Entwicklungen durch mehrere Gründe: Ressourcenverknappung, Klimawandel und Populationswachstum in Kombination mit dem steigenden Wohlstandslevel in vielen Schwellenländern einerseits sowie die Wettbewerbsfähigkeit und die Optimierungskultur der Unternehmen andererseits beeinflussen das alltägliche Leben und führen zu einem Umdenken im allgemeinen Umgang mit Ressourcen. Die Auswertung der Expertenumfragen zu dem Status Quo und der Positionierung Deutschlands zu dem Themenfeld „Mensch“ und den dazugehörigen Fokusthemenfeldern ist in Abbildung 8 abgebildet. Die Fokusthemenfelder werden anhand einer kurzen Definition nachfolgend erläutert. Weiterhin ist die Standardabweichung der Expertenmeinungen jeweils für jedes Kriterium dargestellt.

Arbeit und Sicherheit Bildung und Qualifikation


unwichtig wichtig


schwach stark


unwichtig wichtig


schwach stark


unwichtig wichtig


schwach stark

Ethischer Anspruch und Akzeptanz

Standardabweichung

Abbildung 8: Status Quo und Position Deutschlands im Themenfeld "Mensch"

Das Themenfeld Arbeit und Sicherheit bezieht sich zum einen auf Arbeitsschutzmaßnahmen im Speziellen und die Arbeitsplatzgestaltung im

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Allgemeinen. Deutschland nimmt im Bereich der „Arbeit und Sicherheit“ international eine starke Position ein. Der deutsche Arbeitsschutz wird im internationalen Vergleich als besonders gut wahrgenommen und das Vertrauen der Mitarbeiter in die getroffenen Arbeitsschutzmaßnahmen wird ebenfalls als gut eingeschätzt. Die Chance, dass im Zuge der Biologischen Transformation neue Arbeitsplätze in der industriellen Wertschöpfung entstehen, wird positiv eingeschätzt. Der Anteil der industriellen Wertschöpfung in Hochlohnländern kann mithilfe Biologischer Transformation gesichert werden, indem menschliche Arbeit durch Robotik substituiert wird, welche besser in der Lage ist, mit der Komplexität der Biologischen Transformation umzugehen. Die Komplexität der Prozessentwicklung wird zunehmen, während die Anwendung der Prozesse einfacher wird. Der Bildungsstand einer Gesellschaft ermöglicht es die Potenziale, die die Biologische Transformation bietet, zu identifizieren und ist damit von hoher Relevanz für die Akzeptanz der Biologischen Transformation. Das deutsche Ausbildungssystem ist im internationalen Vergleich fortschrittlich. Die vermittelten Inhalte werden im Allgemeinen den Berufsanforderungen vollumfänglich gerecht. Die größten Stärken der deutschen Ausbildungslandschaft sind Anwendungsnähe, Vielfalt, weitgehend kostenfreier Zugang und die weitgehend hohe Qualität. Das Risiko von Kommunikations- und Erfahrungsproblemen bei der interdisziplinären Zusammenarbeit von Arbeitnehmern wird als bedeutsam angesehen. Im Zuge der Biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung existiert das Potenzial, komplexe Prozesse zu vereinfachen, indem Prozesszyklen verkürzt werden. Durch die Adaption natürlicher Prozesse können evolutionäre Fortschritte der Natur übernommen werden. Ferner sind aufgrund der starken Verknüpfung von Biologie und Ethik Fragestellungen hinsichtlich der Akzeptanz und des ethischen Anspruchs relevant. Deutsche Unternehmen weisen sehr gute Voraussetzungen in den Bereichen Sicherheit und Umweltschutz auf und zählen weltweit zu den fortschrittlichsten. Gleichzeitig können diese Themen kontinuierlich weiterentwickelt werden. Da Deutschland bereits große Erfahrungen mit diesen Themen hat sollte der Anspruch darin bestehen, eine Vorreiterrolle in der Biologischen Transformation einzunehmen. Wichtig wird die eindeutige Kommunikation der Unterschiede zwischen den Bereichen Gentechnik und Biologischer Transformation, sodass klar wird, dass im Zuge der Biologischen Transformation ethische Ansprüche eingehalten werden. Es besteht die Gefahr, dass hohe Ansprüche an ethische Korrektheit die Innovationsfähigkeit hemmen. Dem muss gegengesteuert werden, indem bereits in frühen Phasen der Transformation Aufklärung betrieben wird, sodass eine generell positive Einstellung erzeugt wird. In Abbildung 9 sind die Auswertungen der Expertenumfragen zu den drei Fokusthemenfeldern mit der jeweils wahrgenommenen Relevanz und Positionierung Deutschlands für das Themenfeld „Organisation“ dargestellt. Die Fokusthemenfelder werden anhand einer kurzen Definition nachfolgend erläutert. Weiterhin ist die Standardabweichung der Expertenmeinungen jeweils für jedes Kriterium dargestellt.

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unwichtig wichtig


schwach stark

Geschäftsmodelle


unwichtig wichtig


schwach stark

Entwicklungsfähigkeit


unwichtig wichtig


schwach stark

Unternehmens-organisation

Standardabweichung

Abbildung 9: Status Quo und Position Deutschlands im Themenfeld "Organisation"

Die Biologische Transformation bietet, ähnlich wie die digitale Transformation, das Potenzial für neue Geschäftsmodelle. Im Expertenkreis sind nur wenige erfolgreiche neuartige Geschäftsmodelle, welche sich im Zuge der Digitalisierung von Deutschland ausgehend etabliert haben, bekannt. Dies belegt die vorherrschenden risikoaversen und konservativen Geschäftsmodelle in Deutschland, die eine innovationsfreudige Unternehmenslandschaft hemmen. Im Zuge der Biologischen Transformation kann Deutschland jedoch eine Vorreiterrolle im internationalen Vergleich einnehmen. Dazu ist eine Steigerung des Bekanntheitsgrades erforderlich, sodass Verständnisprobleme vermieden werden. Öffentliche Arbeit und gutes Informationsmanagement auf europäischer Ebene können dafür sorgen, dieses Ziel zu erreichen. Die Neugestaltung von Organisationen und Systemen basierend auf biologischen Paradigmen kann zu evolutionären Organisationsstrukturen führen, welche eine eigene Entwicklungsfähigkeit aufweisen. Die Stärke der deutschen KMU‘s ist unbestritten und ein Grundstein für den wirtschaftlichen Stellenwert, den Deutschland besitzt. Ob diese Unternehmen auch als Basis für Agilität und Wandlungsfähigkeit stehen, ist strittig. KMU werden ebenso häufig als traditionell und risikoavers charakterisiert, wie diese als Innovationstreiber wahrgenommen werden. Die Wandlungsfähigkeit in Deutschland wird insgesamt auf einem guten Niveau gesehen. Als fortschrittliches, hochentwickeltes Land sollte jedoch der Anspruch bestehen, bei diesem Thema zu den Spitzennationen zu gehören, sodass hier weiterer Entwicklungsbedarf besteht. Ferner können im Zuge der Biologischen Transformation Ansätze aus der Biologie auf Unternehmensebene übertragen werden, die vielfältige Auswirkungen u.a. auf die Mitarbeiterstruktur, Arbeitsformen und Netzwerkgestaltung haben. Daher erfahren Fragen zum Aufwand, zur Notwendigkeit und zum Nutzen der Umsetzung besondere Bedeutung. Aufgrund hierarchischer Strukturen agieren deutsche Unternehmen vielfach starr und altmodisch. Flexible bzw. auf biologischen Erkenntnissen basierende Unternehmensstrukturen würden dem entgegenwirken und die deutsche Industrie weiterentwickeln. Diese werden momentan als schwach ausgeprägt charakterisiert. Die Biologische Transformation wird auch im Bereich der Unternehmensorganisation positiv gesehen. Organisches Wachstum ist nachhaltiger, da Knowhow selbst angesammelt und entwickelt wird. Eine Schwarmintelligenz – also das Vorhandensein vom selben Wissen bei mehreren Mitarbeitern – führt dazu, dass Knowhow nicht durch das Ausscheiden einzelner Mitarbeiter verloren gehen kann. Somit hat die Biologische Transformation enorme Chancen im Bereich der Unternehmensorganisation. Letztendlich ist die Auswertung der Expertenumfragen zum Status Quo zu dem Themenfeld „Rahmenbedingungen“ mit den entsprechenden Fokusthemenfeldern und der jeweils wahrgenommenen Relevanz und Position Deutschlands in Abbildung 10 dargestellt. Die Fokusthemenfelder werden anhand einer kurzen Definition

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nachfolgend erläutert. Weiterhin ist die Standardabweichung der Expertenmeinungen jeweils für jedes Kriterium dargestellt.

Zugang zu Absatz-und Beschaffungsmärkten

Kapital- und Ressourcenzugang


unwichtig wichtig


schwach stark


unwichtig wichtig


schwach stark


unwichtig wichtig


schwach stark

Gesellschaftlicher Wille & Restriktionen

Standardabweichung

Abbildung 10: Status Quo und Position Deutschlands im Themenfeld "Rahmenbedingungen"

Das Fokusthemenfeld des Zugangs zu Absatz- und Beschaffungsmärkten setzt einen besonderen Fokus auf die notwendigen Fähigkeiten, um selbst in einem sich drastisch verändernden Wettbewerbsumfeld weiterhin (Test-)Marktzugang und Zugang zu Technologieanbietern zu haben und wettbewerbsfähig zu sein. Seit vielen Jahren genießt Deutschland eine außergewöhnliche internationale Stellung auf dem Handelsmarkt, insbesondere im EU-Wirtschaftsraum. Das implementierte internationale Netzwerk ist von großer Bedeutung für den wirtschaftlichen Erfolg heutiger Unternehmen. Diese Stellung kann durch protektonische, in Schlüsselmärkten teilweise auftretende Tendenzen gefährdet werden. Besonders asiatische Länder werden als wichtige zukünftige Absatzmärkte der deutschen Industrie gesehen, wodurch protektionistische Tendenzen dort besonders kritisch sind. Die deutsche Abhängigkeit von Rohstoffen wird in diesem Zusammenhang besonders kritisch gesehen. Eine weitestgehende Vermeidung von Abhängigkeiten in diesen Märkten sollte angestrebt werden. Des Weiteren beinhaltet das Fokusthemenfeld des Kapital- und Ressourcenzugangs die Themen einer Kreislaufwirtschaft, des (Risiko-)Kapitals, der Forschungsförderung und weiteren Anreizen zum Technologietransfer. Die geringe Verfügbarkeit von Risikokapital in Deutschland wird als kritisch angesehen. Verglichen mit anderen Industrienationen besteht deutlicher Verbesserungsbedarf. Gleichzeitig ist Kapital ein sehr wichtiger Faktor bei der Umwandlung von Inventionen zu Innovationen. Von Seiten der Industrie wird daher eine klare Steigerung der Verfügbarkeit gewünscht. Der Ressourcenzugang spielt eine ähnliche Rolle wie das Kapital. Deutschland ist bei vielen Ressourcen stark von anderen Nationen abhängig. Diese Abhängigkeit stellt eine große Gefahr für die Wirtschaft dar. Die Biologische Transformation kann an dieser Stelle zu einer Reduktion der Ressourcenabhängigkeit beitragen. Letztendlich muss sich die Biologische Transformation dem gesellschaftlichen Willen beugen und regulatorische Restriktionen einhalten. Deutschland ist politisch außerordentlich stabil, was sich positiv auf die Industrie auswirkt. Auf dieser Basis ist es möglich, die Biologische Transformation in Deutschland erfolgreich anzustoßen. Der Staat hat als Treiber von Innovationen eine bedeutende Rolle. Besonders mit der Unterstützung der Grundlagenforschung können wichtige Meilensteine hin zu einer erfolgreichen Implementierung erbracht werden. Sehr wichtig bei der erfolgreichen Umsetzung einer Innovation ist der gesellschaftliche Zuspruch. Ohne diesen kann ein Transformationsvorhaben in der Regel nicht gelingen. Momentan herrscht in

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Deutschland eine gewisse Skepsis gegenüber Veränderungen, da Risiken von Innovation stärker gewichtet werden als deren Chancen – besonders von älteren Teilen der Bevölkerung. Die Umfragen zu den entsprechenden Fokusthemenfeldern wurden entsprechend der SWOT- Logik konzipiert und durchgeführt. Eine zusammenfassende Darstellung der Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken ist in Abbildung 11 dargestellt. Auf die darin aufgeführten Stichpunkte wird in den folgenden Unterkapiteln näher eingegangen.

Abbildung 11: Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken Deutschlands in Bezug auf die Biologische Transformation der Wertschöpfung

3.1 Stärken

Ausgeprägte Forschungs- und KMU-Landschaft sowie innovative Global Player Die Grundlagenforschung Deutschlands ist im internationalen Vergleich gut aufgestellt – dies gilt sowohl für deren Breite als auch die Tiefe. Im Kontext der Biologischen Transformation sind insbesondere die Forschungsfelder Bionik, Biotechnologie und Bioökonomie zu nennen, welche bereits in der Vergangenheit Ausgangspunkt für weitreichende Innovationen, wie bspw. den Lotuseffekt bei Oberflächenbeschichtungen, neuen Logistikkonzepten, basierend auf Schwarmintelligenz und Flugstrukturkonzepten wie Winglets waren. Im internationalen Vergleich befindet sich die Forschung in Deutschland in den genannten Feldern auf Augenhöhe. Neben der existierenden Forschungslandschaft bilden die kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) die Basis für Agilität und Wandlungsfähigkeit. Die existierende KMU-Landschaft ist im internationalen Vergleich, sowohl hinsichtlich ihrer Vielfalt als auch hinsichtlich der Qualität ihrer Produkte, hoch angesehen und wird allgemein mit den Attributen verlässlich, traditionell, wirtschaftlich sowie hochwertig charakterisiert. Neben KMU gibt es viele deutsche Großkonzerne, die schon lange existieren und durch ihre Anpassungsfähigkeit auch Wandlungsfähigkeit zeigen. Diese

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Wandlungsfähigkeit gewinnen sie teilweise durch die Übernahme von Start-ups hinzu. Insgesamt ist die Wandlungsfähigkeit in Deutschland auf einem guten Niveau eingeschätzt. „Made in Germany“ Das Etikett „Made in Germany“ ist weltweit ein anerkanntes Gütesiegel für qualitativ hochwertige Waren. Produkte, welche in Deutschland entwickelt und hergestellt oder zumindest unter deutschen Standards im Ausland produziert werden, gelten als robust, funktional, leistungsfähig und langlebig. Diese positive Assoziation mit „Made in Germany“ stärkt den Ruf deutscher Waren im Ausland und bildet eine der zentralen Grundlagen für den herausragenden Erfolg Deutschlands als Exportnation im internationalen Handel. Zudem gilt Deutschland nach Einschätzung der befragten Experten bereits heute als einer der Vorreiter bei der Umsetzung von Nachhaltigkeit in der Wertschöpfung. Privilegierte Stellung im internationalen Handel Die Biologische Transformation besitzt das Potenzial das Wettbewerbs- und Wertschöpfungsumfeld von Unternehmen signifikant zu verändern. Für die in diesem Zuge erforderliche schnelle und erfolgreiche Repositionierung ist ein umfangreicher Zugang, sowohl zu Absatz-, als auch zu Beschaffungsmärkten unabdingbar. In diesem Kontext wird die Position der Bundesrepublik Deutschland als eine global bedeutende Industrienation als Stärke wahrgenommen. Hierbei sind die guten außenpolitischen Beziehungen und die Wirtschaftsstärke der Europäischen Union Privilegien, die v.a. den internationalen Handel betreffen. Dies belegen unter anderem die internationalen Handelsbeziehungen der USA, EU und China. Diese sind in Abbildung 12 dargestellt.

Quelle: United Nations Conference on Trade and Development (UNCTAD): Online-Datenbank: UNCTADstat (11/2016)

Abbildung 12: EU-USA-China: Handelsbeziehungen (Export) (UNCTADstat 2016)

Zum einen sichern diverse Handelsabkommen global einen weitestgehend freien und nahezu unbeschränkten Handel, zum anderen stellt die Europäische Union mit dem Schengen- Raum selbst einen großen Absatz- und Beschaffungsmarkt dar. Sowohl die vielfältige internationale Partnerschaft, als auch die Einbettung in einen der weltweit

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größten Binnenmärkte schaffen Vertrauen und Sicherheit für die ansässigen Unternehmen und fördert die Attraktivität Deutschlands als Industriestandort. Krisensicherheit und Stabilität Die stabile politische Situation kombiniert mit der wirtschaftlichen Lage Deutschlands ist eine gute Basis für Entwicklungen im Rahmen der Biologischen Transformation. Neben einer allgemein gefestigten Demokratie bilden eine umfassende soziale Absicherung, eine deeskalierende Außenpolitik sowie eine stabile Währung das Grundgerüst für die politische und gesellschaftliche Stabilität. Gezielte Fördermaßnahmen unterstützten die ansässige Industrie insbesondere in Krisenzeiten mit dem Ziel, Deutschland als Produktionsstandort langfristig zu erhalten. Der Schwerpunkt hierbei liegt vor allem auf KMU. Standardisierung und Arbeitsschutzmaßnahmen Sowohl für die Integration als auch für die Interaktion sind im Zuge der Biologischen Transformation der industriellen Wertschöpfung technische Lösungen, welche die Interaktion technischer und biologischer Systeme ermöglichen, von herausragender Bedeutung. Die Einführung neuartiger Wertschöpfungsstrukturen, neuer Arbeitsbedingungen und Arbeitsprozesse kann lediglich unter bereits vorab geschaffenen Standards robust, sicher und effizient gelingen. Vorteilhaft ist für das angestrebte Vorhaben, dass Deutschland auf diesem Gebiet international eine starke Position einnimmt. Deutsche Standards werden weltweit als äußerst hochwertig und vertrauenswürdig erachtet und bilden häufig die Basis für internationale Normen. Bei der Etablierung solcher Standards und Normen spielen unabhängige Dachverbände und Organisationen wie bspw. der Verein Deutscher Ingenieure (VDI) eine herausragende Rolle. Besonders Normen aus den Materialwissenschaften und der Biologie sowie Standards bezüglich Herstellungs- und Verarbeitungsverfahren (z.B. Drucktechniken) und dem IT-Bereich werden als relevant für die Biologische Transformation gesehen. Auch Arbeitsschutzmaßnahmen sind hierzulande weitestgehend standardisiert und reguliert und der deutsche Arbeitsschutz wird im internationalen Vergleich als besonders gut wahrgenommen. Die Bedeutung des Arbeitsschutzes wird sich im Zuge der Biologischen Transformation insbesondere in Bezug auf biotechnische Systeme zunehmend verändern. Ein hohes Vertrauen der Mitarbeiter in die Arbeitsschutzmaßnahmen unterstützt dabei die Umsetzung der Biologischen Transformation. Umweltbewusstsein und ethischer Anspruch Auf Grund der starken Verknüpfung von Biologie und Ethik sind Fragestellungen hinsichtlich der Akzeptanz und des ethischen Anspruchs relevant. Schon jetzt wird Deutschland in Teilen als Vorreiter im Bereich Umweltschutz und Nachhaltigkeit angesehen. Deutsche Unternehmen weisen sehr gute Voraussetzungen in den Bereichen Sicherheit und Umweltschutz auf und belegen in diesen Bereichen weltweit Spitzenpositionen. Die deutsche Gesellschaft, verglichen mit anderen Industrienationen, hat eine hohe Sensibilität für diese Themen. Sie könnte beispielsweise in Bezug auf die Nachhaltigkeit eine katalytische Wirkung auf bestimmte Themen der Biologischen Transformation haben. Neben dem wachsenden gesellschaftlichen Druck, leistet auch die starke Unterstützung und Regulierung des Gesetzgebers an dieser Stelle einen Beitrag zu diesem Thema. Deutsche Unternehmen und Produkte gelten nach Experteneinschätzung im Ausland schon jetzt als überdurchschnittlich nachhaltig. Die Biologische Transformation kann in Zukunft einen hohen Beitrag zu der Effizienzsteigerung in diesem Feld leisten. Vielfalt und Qualität des (Aus-)Bildungssystems

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Das deutsche Bildungssystem weist vielerlei Stärken auf und ist im internationalen Vergleich als qualitativ hochwertig und vielfältig zu bewerten. Neben einer großen Anzahl an Fachrichtungen, stehen hierzulande zahlreiche Ausbildungsformen zur weitestgehend kostenfreien Verfügung. Die Fähigkeit Deutschlands bedarfsorienteiert neue Ausbildungs- und Studiengänge zu schaffen wird als zufriedenstellend eingestuft. Das Ausbildungsformenportfolio reicht von anwendungsbezogenen Ausbildungen in Betrieben und Hochschulen bis hin zu einem tiefgehenden wissenschaftlichen Studium an den Universitäten. In Deutschland werden neben Hochschulen auch Berufsakademien und Fachakademien bzw. Fachschulen der tertiären Bildung zugeordnet. Nach Betrachtung der jährlichen Ausgaben für tertiäre Bildung pro Student/ Azubi im internationalen Vergleich ist Deutschland auf einem guten Niveau. Um dies zu verdeutlichen, sind in Abbildung 13 die jährlichen Ausgaben für tertiäre Bildung pro Student/ Azubi im internationalen Vergleich dargestellt.

USA

17,0

15,7EU-28 (Durchschnitt)

Deutschland

30,0

JährlicheAusgabenfür tertiäre Bildung pro Student/ Azubi, in tsd. US$

Abbildung 13: Jährliche Ausgaben für tertiäre Bildung pro Student/ Azubi (staatlich und privat) (OECD 2016)

3.2 Schwächen

„Radikale Innovation in Deutschland gibt es nicht!“ (Jürgen R. Schmid, Geschäftsführender Gesellschafter, Design Tech)

Risikoaversion und Konservativität führt zu inkrementeller Weiterentwicklung Die Deutschen werden oftmals als risikoscheu beschrieben. Zögerlichkeit und Konservativität ziehen sich hierzulande durch große Teile der Gesellschaft, Wirtschaft und Politik. Dies zeigt sich in vielen Bereichen: Angefangen bei der verhaltenen Nachfrage nach neuen, unbekannten Produkten, über eine restriktive Gesetzgebung, etwa die Biotechnologie betreffend, bis hin zu einer Risikoaversion deutscher Kapitalgeber. Die vergleichsweise geringe Verfügbarkeit von Risikokapital in Deutschland wird als kritisch angesehen und verglichen mit anderen Industrienationen besteht deutlicher Verbesserungsbedarf. In Abbildung 14 ist zur Verdeutlichung dafür der Risikokapitalzugang in Deutschland im internationalen Vergleich dargestellt.

30


0,29 0,24 0,27

1,9 2,0

0,7 0,9 1,0

0

7

1

[Mrd. US$]

2

8

10

6,2

9,8

2,5

8,0

20152014 2016

Deutschland

EU-28

USA

Pazifik-Asien

Risikokapitalzugang

Abbildung 14: Risikokapitalzugang in Deutschland und im internationalen Vergleich (Biotech Report EY 2017)

Aus der Abbildung ist zu erkennen, dass der Risikokapitalzugang in Deutschland von einem bereits äußerst geringen Niveau in 2014 bis 2016 sogar um 6% gesunken ist, während er international gestiegen ist. Die Region Pazifik-Asien weist hier den höchsten Anstieg des Risikokapitalzugangs von 20% auf. Ohne die bessere und größere Verfügbarkeit von Risikokapital wird die Umwandlung von vielen Inventionen zu Innovationen nicht oder nur langsam gelingen. Zahlreiche Start-Up-Unternehmen mit risikobehafteten aber hochinnovativen Ideen oder neuartigen Geschäftsmodellen haben dadurch große Probleme, inländische Investoren zu finden. Zusammenfassend ist eine geringe Risikobereitschaft ein enormes Hemmnis für die Entwicklung neuer Technologien. Sie bewirkt eine eher inkrementelle Weiterentwicklung des gesamten Technologiesektors und steht einer schnellen Transformation durch disruptive Innovationen im Wege. Fehlende Akzeptanz und unzureichende Vermarktung neuer Technologien Letztendlich ebenfalls auf die Risikoaversion zurückzuführen, ist die grundsätzliche Skepsis gegenüber neuartigen und unbekannten Technologien. Die allgemeine Haltung der deutschen Gesellschaft in Hinblick auf Innovationen ist eher kritisch. Vor allem ältere Menschen sind weniger innovationsfreudig. Insbesondere herrscht hierzulande eine äußerst geringe Akzeptanz von gentechnisch veränderten Produkten sowie neuartigen digitalen Dienstleistungsangeboten. In der deutschen Gesellschaft werden häufig Risiken von Innovationen stärker gewichtet als Chancen. Diese Verschlossenheit ist ein großes Hemmnis für die Biologische Transformation, welche unter anderem die Verbindung zweier besonders kritischer Themenfelder, nämlich der Biotechnologie und der Informationstechnologie, zum Ziel hat. Restriktive Gesetzgebung Analog zur Gesellschaft agiert auch der deutsche Gesetzgeber eher konservativ, risikoavers und zögerlich. Auf den Gebieten der Biotechnologie und Gentechnik behindert derzeit eine strikte Gesetzgebung freies Handeln und schnellen Fortschritt. Dementsprechend ist die wissenschaftliche Handlungsfreiheit hierzulande sowohl im Allgemeinen, als auch insbesondere bezogen auf die Bio- und Gentechnologie durch strenge Gesetzgebung stärker eingeschränkt als in vergleichbaren Industriestaaten. In Folge dessen ist die mögliche Innovationskraft in Deutschland stark gehemmt. Zur

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Verdeutlichung ist in Abbildung 15 der Grad der Regulierung in Deutschland verglichen mit anderen Industriestaaten qualitativ dargestellt.

Embryonenforschung und -erzeugung zu Forschungszwecken erlaubt

Erzeugung menschlicher Embryonen zu Forschungszwecken ist verboten. Die Forschung daran unterliegt einzelstaatlichen Regelungen

Forschung an menschlichen Embryonen in jeglicher Hinsicht verboten

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Abbildung 15: Regulierung zur Zulassung von Versuchen mit menschlichen Embryonen im internationalen Vergleich (Drze 2018)

In Bezug auf die Regulierung überschreitet Deutschland die bereits strenge EU-Regelung und verbietet beispielsweise die gentechnische Forschung an Embryonen. Die starke Regulierung führt zu einer geringen Attraktivität Deutschlands als Standort für Experten und Forschungseinrichtungen, die in anderen Ländern deutlich freier und weniger kontrolliert forschen können. Eine Abwanderung von Experten, Institutionen und Wissen ist die unmittelbare Folge. Ferner sind hohe Anforderungen an Sicherheit und Arbeitsschutz für aufwändige Prozesse und hohe Kosten verantwortlich und stellen ein weiteres Hemmnis für Deutschland als attraktiven Wertschöpfungsstandort dar. Dies mindert wiederum das Innovationspotenzial Deutschlands und erfordert teilweise den teuren Zukauf von Technologien aus dem Ausland. Hierarchische Strukturen hemmen die dynamische Entwicklungsfähigkeit Deutsche Unternehmen sind mehrheitlich in traditionellen und hierarchischen Strukturen organisiert. Diese hemmen zum einen die interdisziplinäre Kommunikation und führen zur Wissenskonzentration bei einzelnen Personen oder Gruppen. Des Weiteren sind solche Strukturen überaus statisch und zentral, sprich genau das Gegenteil von biologischen, dezentralen und dynamischen Strukturen, die im Zuge der Biologischen Transformation implementiert werden sollen. Deutsche Unternehmen fokussieren auf qualitativ hochwertige Produkte, was in einem agilen Kontext zu Lasten einer schnellen Umsetzung geht und letztlich die Innovationskraft hemmt. Die Fähigkeit, neue Technologien schnell umzusetzen, wird lediglich als mittelmäßig und somit ausbaufähig wahrgenommen. Abhängigkeit von Rohstoffen, Energie und Kapital Als rohstoffarmes Land ist Deutschland stark von Importen aus dem Ausland abhängig. Dies gilt sowohl für Energie als auch für Material und Rohstoffe. Die Auswirkung eines eingeschränkten Zugangs zu Risikokapital auf eine Wirtschaft wurde bereits erläutert. Eine Abhängigkeit, insbesondere hinsichtlich der Energieversorgung mindert den außenpolitischen Handlungsspielraum der Bundesregierung extrem und stellt ein Hemmnis dar, politische Ziele zu erreichen. Darüber hinaus verringert sich unmittelbar die Attraktivität des Wirtschaftsstandorts Deutschland durch höhere Energie- und Rohstoffpreise.

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Eingeschränkte Entwicklung von digitalen Systemen und Geschäftsmodellen Deutschland ist auf dem Gebiet der digitalen Geschäftsmodelle kein Vorreiter. Im internationalen Vergleich konnten sich bislang nur wenige internetbasierte Start-Ups aus Deutschland international etablieren. Die deutsche Position im Bereich der digitalen Geschäftsmodelle wird im unteren Drittel angesehen, was eine Verbesserung in diesem Bereich zwingend erforderlich macht. Auch die Vermarktung bestehender Dienstleistungen weist ein deutliches Steigerungspotenzial auf. Darüber hinaus haben hiesige Unternehmen, insbesondere KMU, bislang nur eingeschränkte Erfahrungen mit digitaler, dezentraler und autonomer Unternehmensorganisation. Allgemein wird Deutschland im internationalen Vergleich im Bereich Informatik/ Machine Learning/ Schwarmintelligenz im Mittelfeld angesehen.

3.3 Chancen

„Die entscheidenden drei Kriterien für eine Innovationsführerschaft werden wohl die Anzahl qualifizierter Mitarbeiter, die Verknüpfung von wissenschaftlichen Einrichtungen mit der Wirtschaft sowie der Zugang zu Risikokapital sein.“

(Wolf Hirschmann, Geschäftsführender Gesellschafter SLOGAN GmbH) Steigerung der Standortattraktivität im Bereich der Biotechnologie Um die Attraktivität des Industriestandorts Deutschland auch in Zukunft zu erhalten, kann die Biologische Transformation einen wichtigen Beitrag leisten. In Abbildung 16 ist die Anzahl an Biotechnologieunternehmen in absoluten Werten und deren Umsatz in Mrd. US$ im internationalen Vergleich dargestellt.

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Deutschland EU-28 USA

Anzahl Unternehmen Umsatz [Mrd. US $]

Deutschland EU-28 USA

Anzahl Umsatz

Abbildung 16: Anzahl und Umsatz von Biotechnologieunternehmen im internationalen Vergleich (Biotech Deutschland, Biotech EU, Biotech USA)

Wie Abbildung 16 zu entnehmen ist, besteht insbesondere im Bereich der Biotechnologie im Vergleich zu Europa und dem Rest der Welt Nachholbedarf. In diesem Bereich bietet die Biologische Transformation aus Expertensicht deutliches Aufholpotenzial. Neue/neuartige Arbeitsplätze und –bedingungen Die Biologische Transformation wird zunehmenden Einfluss auf die Arbeitsmarktsituation und die Art und Weise wie die Arbeit ausgeübt wird haben. Komplexe, selbstoptimierende Systeme können gerade in Hochlohnländern von gut ausgebildeten Fachkräften überwacht werden. Die Wahrscheinlichkeit, dass durch die Biologische Transformation neue Arbeitsplätze entstehen, wird als hoch eingeschätzt.

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Die erforderlichen neuen Spezialisierungen und Anforderungen werden qualifiziertes Personal benötigen. In Abbildung 17 ist das durchschnittliche Bildungslevel der erwachsenen Bevölkerung zwischen 25 und 64 Jahren dargestellt. Die obere sekundäre Bildung umfasst hierbei die Oberstufe der allgemeinbildenden höheren Schulen (Gymnasien).

USA

Unterhalb oberer sekundärer Bildung

Obere sekundäre Bildung

58%46% 44%

14%

19%9%

Deutschland EU-28

DurchschnittlichesBildungslevel der erwachsenen Bevölkerung (25-64 Jahre), in Prozent

Abbildung 17: Durchschnittliches Bildungsniveau der erwachsenen Bevölkerung (25-64 Jahre) (OECD Edu. level)

Aufgrund des im internationalen Vergleich relativ hohen durchschnittlichen Bildungslevels der erwachsenen Bevölkerung in Deutschland, entsteht hier ein eindeutiger Vorteil. Eine wachsende Anforderung an industrielle Mitarbeiter im Zuge der Biologischen Transformation wird in erster Linie ein hohes Verantwortungsbewusstsein sein, da in den entstehenden dezentralen Wertschöpfungssystemen mehr Verantwortung und Gestaltungsmöglichkeiten bei jedem einzelnen Mitarbeiter liegen werden. Digitales Know-how und ein geschulter Umgang mit den neuen Gefahrenpotenzialen am Arbeitsplatz, die bspw. durch biologische Prozesse verursacht werden können, verändern auch die Anforderungen an Arbeitnehmer. Der dabei unterstützende hohe Standard der Arbeitsschutzmaßnahmen darf nicht reduziert werden, um das Vertrauen der Mitarbeiter nicht zu schwächen. Regionalisierung und Ressourceneffizienz Die Steigerung der Ressourceneffizienz und der Nachhaltigkeit entlang der gesamten Wertschöpfungskette ist ein erklärtes Ziel der Biologischen Transformation. Die Relevanz dieses Ziels wird durch die weltweiten Entwicklungen der Ressourcenverknappung, des Klimawandels, des Populationswachstums und das stetig steigende Wohlstandslevel vieler Schwellenländer immer größer. Neue biointelligente Technologien ermöglichen es, die Effizienz der Wertschöpfung signifikant zu erhöhen und gleichzeitig eine Kreislaufwirtschaft mit vorwiegend regionalen Wertschöpfungsketten zu erreichen. Bereits heute können beispielsweise Algen zur Fixierung von CO2 genutzt und zur Produktion von Kosmetikartikeln und Arzneimitteln verwendet. Die wachsende Ressourceneffizienz stellt sowohl im unternehmerischen als auch im ökologischen Sinne einen bedeutsamen und überaus positiven Effekt der Biologischen Transformation dar. Bioinspirierte Strukturen für die Zellularität der Wertschöpfung Die Biologische Transformation wird auch im Bereich der Unternehmensorganisation positiv gesehen. Neue Organisationsformen und biologische Strukturen ermöglichen einen höheren Grad der Mitarbeiterbeteiligung und effizientere Arbeitsprozesse. Durch bioinspirierte Strukturen, Mechanismen und Prinzipien wie etwa der Schwarmintelligenz entstehen neue Kompetenzen direkt innerhalb eines Unternehmens. Diese können dezentral auf die jeweiligen Gegebenheiten angepasst, gesammelt und verwaltet werden. Dezentral vernetzte bzw. autonom agierende

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Systeme im Sinne der Biologischen Transformation werden zudem als äußerst effizient und dynamisch anpassungsfähig angesehen, was einen großen Beitrag zur Effizienzsteigerung der Wertschöpfung leisten kann. In Summe kann ein zelluläres Wertschöpfungssystem somit einen wichtigen Beitrag zur Steigerung von Effizienz und Wirtschaftlichkeit bei gleichzeitiger Reduzierung der Mitarbeiter- und Umweltbelastungen leisten. Sie trägt also zur Entkopplung von Wachstum und Ressourcenverbrauch bei. Standardisierung als Werkzeug für größere Akzeptanz und Sicherheit Standardisierung kann ein wichtiges Werkzeug sein, um einer in der Bevölkerung möglicherweise herrschenden Skepsis bezüglich der Biologischen Transformation zu begegnen. Auf diese Weise könnten Gefahren in Bezug auf Arbeitssicherheit und Prozessstabilität effektiv vorgebeugt werden. Die aktuelle Verbreitung biotechnologischer Systeme in der industriellen Wertschöpfung wird als ausbaufähig angesehen. Allgemein wird von einer zunehmenden Verbreitung biotechnischer Systeme ausgegangen. Eine flächendeckende Standardisierung ermöglicht in diesem Zusammenhang eine umfangreiche Kompatibilität von Produkten und Abläufen. Prozessanpassungsfähigkeit und Robustheit Biointelligente Systeme werden – deren vollständige Ausreifung vorausgesetzt – deutliche Vorteile gegenüber herkömmlichen zentral organisierten Systemen haben, vor allem die Robustheit und dynamische Anpassungsfähigkeit wird steigen. Durch die Biologische Transformation können stabilere und multifunktionale Prozesse entstehen und gefördert werden, die eine höhere Leistung erbringen. Die Schnelligkeit und Anpassungsfähigkeit des Produktentwicklungsprozesses kann hierdurch verbessert werden. Stabile biointelligente Systemstrukturen begünstigen eine agilere Anpassungs- und Leistungsfähigkeit von Produktentwicklungs- und Produktionszyklen. Insbesondere werden Zugewinne der Robustheit und Effizienz in den Bereichen der Verfahrenstechnik, der Recyclingwirtschaft und von Sensorsystemen als möglich erachtet. Grundvoraussetzungen für Innovationen und digitale Geschäftsmodelle Die biologische Transformation bietet im Allgemeinen ein hohes Potenzial für radikale Innovationen. Fehlende Akzeptanz und Risikobereitschaft werden als Gründe identifiziert, warum die Entwicklung innovativer Geschäftsmodelle in Deutschland stockt. Die Biologische Transformation ermöglicht die Vereinigung neuer Denkweisen und Disziplinen, wodurch ein innovativer Fundus an Kombinationsmöglichkeiten entsteht, der in der Lage ist, gesellschaftliche Fragen zu beantworten und grundsätzlich andere technologische Lücken zu schließen als vorherige Innovationen. Start-Ups benötigen eine geeignete Umgebung und ausreichende Kapitalressourcen um zu wachsen, vor allem traditionellere KMU benötigen aber auch einen uneingeschränkten Zugang zu digitalen Dienstleistungen und Wissen für einen Wandel hin zu biointelligenteren Strukturen.

3.4 Risiken

Restriktive Gesetzgebung Die bestehenden Restriktionen in der deutschen und europäischen Gesetzgebung bergen ein hohes Risiko für die erfolgreiche Implementation der Biologischen Transformation. Die im internationalen Vergleich als überdurchschnittlich strikt beurteilte Regulierung wird allgemein als Hemmnis für Innovationen radikaler und

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disruptiver Art gesehen. Neben der Abwanderung von Wissen und Experten bringt der Rückgang des Innovationspotenzials Deutschlands Risiken für den Import und Export mit sich: Falls neue Technologien aufgrund einer hemmenden Gesetzgebung nicht mehr hierzulande entwickelt werden können, sinkt zwangsläufig der Export und der Import teurer Technologien steigt. Gesetzliche Regularien gelten demnach allgemein als starker Einflussfaktor für das Gelingen oder Scheitern von Innovationen, wobei insbesondere radikale Innovationen hohe Freiheitsgrade erfordern. Um eine erfolgreiche Implementation der Biologischen Transformation zu gewährleisten, reicht allerdings nicht nur eine Lockerung der Gesetzeslage. Darüber hinaus müssen Anreize von Seiten des Staates geschaffen werden, um etwaige wirtschaftliche Risiken für Unternehmen und Forschungsinstitutionen zu reduzieren. Gesellschaftlicher Wille Neben einer restriktiven Gesetzgebung sind vor allem eine mögliche generelle Ablehnung durch die Bevölkerung, der unklare Mehrwert (schlechte Vermarktung) verbunden mit unklaren wirtschaftlichen Vorteilen sowie eine kurzfristig ausgerichtete Denkweise Risikotreiber. Diese Risiken beziehen sich sowohl auf die Biologische Transformation im Allgemeinen aus auch auf das Investitionsrisiko von Unternehmen im Speziellen. Der gesellschaftliche Wille zur Biologischen Transformation ist für ihr Gelingen von zentraler Bedeutung. Die allgemeine skeptische und konservative Haltung der deutschen Gesellschaft gegenüber neuartigen Technologien und insbesondere der Gentechnik und künstlicher Intelligenz stellt daher ein bedeutendes Risiko der Transformation dar. Standardisierung als kritischer Erfolgsfaktor Die Normierung und Standardisierung im Zuge der Biologischen Transformation wird als Herausforderung und zugleich als kritischer Erfolgsfaktor angesehen. Die größte Herausforderung besteht dabei in der Automatisierung, der Gefahreneingrenzung und im Bereich der Materialwissenschaften. Die größten Risiken bioinspirierter bzw. biointegrierter Technologien bestehen in einem möglichen Kontrollverlust über die Abläufe und Ergebnisse. Die langfristige Robustheit der Prozesse droht dabei verloren zu gehen. Eine mangelnde Standardisierung (zu früh, zu spät oder zu stark) stellt ein Risiko für die Prozessstabilität/Robustheit konkurrierender technischer Lösungen dar und das vorhandene Innovationspotenzial. Standardisierungen selbst bergen auch die Gefahr, neue Entwicklungen zu hemmen und sollten daher nicht zu stark im Bereich der Biologischen Transformation implementiert werden. Ein weiteres Risiko der Standardisierung besteht in diesem Zusammenhang durch eine Bürokratisierung und Überregulation und der damit einhergehenden Verlangsamung des Transformationsprozesses. Beherrschbarkeit autonomer Systeme Ein möglicher Mangel an Beherrschbarkeit und der damit verbundene Kontrollverlust sind die größten populären Ängste in Bezug auf die Künstliche Intelligenz und, damit verbunden, auf autonome Systeme im Allgemeinen. Die gesellschaftliche Akzeptanz hängt nicht zuletzt vom Schutz der persönlichen Daten und Transparenz der Prozesse in autonomen Systemen ab. Eine fehlerfreie Beherrschung solcher Systeme ist daher unabdingbar. Als weiteres großes Risiko im Zusammenhang mit dezentral autonomen Systemen in der industriellen Wertschöpfung wird der Mangel an gemeinsamen Kommunikationsstandards gesehen, der die effektive Zusammenarbeit der Systeme verhindert. Dies betrifft auch die Kommunikation und die interdisziplinäre Zusammenarbeit von Arbeitnehmern (z.B. Ingenieure und Biologen). Die Kooperation und Assimilation mit bzw. von biologischen Prozessen und Produkten ist auf Grund des eingeschränkten Verständnisses der Mechanismen in der Biologie nur bedingt möglich.

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Darüber hinaus kann die Komplexität negative Folgen auf die Stabilität und gerade bei Systemausfällen auf die Wiederinbetriebnahme haben und final zu Kontrollverlust führen. Die zusätzlich angestrebte Verbindung von Künstlicher Intelligenz mit der Anwendung von gentechnisch modifiziertem Material ist darüber hinaus mit Risiken verbunden. Als Werkzeug zur Kontrolle ist auch hier die Standardisierung und Regulierung anzuführen. Allgemeingültige Kommunikationsstandards in Bezug auf dezentrale, autonome und selbstoptimierende Systeme müssen als verlässliche Entwicklungsbasis definiert werden. Ein Mangel an solchen Standards hat ein hohes Gefahrenpotenzial. Neue Gefahren am Arbeitsplatz Wie bereits angedeutet, birgt die Biologische Transformation einige Gefahren und Risiken für Menschen in ihrer Arbeitsumgebung sowie für die Umwelt. Durch die Implementierung biologischer Organismen in die Wertschöpfung ergeben sich neue und noch weitestgehend unbekannte Gefahrenpotenziale. Ferner können Mitarbeiter und die Umwelt beispielsweise durch Mikroorganismen bisher unbekannten Gefahren ausgesetzt sein. Protektionistische Tendenzen und Ressourcenabhängigkeit Auch die Ressourcenabhängigkeit Deutschlands stellt ein Risiko für das Gelingen einer nachhaltigen Wertschöpfung dar. Neben den Einbußen bezüglich der Attraktivität des Industriestandorts ist dieser Aspekt insbesondere aufgrund der Möglichkeit künftiger protektionistischer Tendenzen anderer Staaten kritisch zu beurteilen. Solche Tendenzen sind bereits heute klar erkennbar und werden in Zukunft als eher zunehmend eingeschätzt. In Schlüsselmärkten wie z.B. USA und China zeichnen sich steigende protektionistische Tendenzen ab, die sich negativ auf den Marktzugang auswirken könnten. Weiterhin werden besonders asiatische Länder als wichtige zukünftige Absatzmärkte der deutschen Industrie gesehen, wodurch protektionistische Tendenzen in diesen besonders kritisch zu bewerten sind. Sie gefährden drastisch die Zuverlässigkeit potenzieller Absatz- und Beschaffungsmärkte. Die Regulierung der deutschen und europäischen Märkte wird als erheblich empfunden und kann sich zu einem Hemmnis für Import und Export entwickeln. Steigende Zölle und Beschränkungen sowohl auf Import- als auch Exportprodukte und eine künstliche Verknappung von Rohstoffen und Energie sind bereits gegenwärtig. Letztlich ist der Umstand, dass Investitionen in aufstrebenden Ländern ausschließlich über begleitende Technologie- und Wissenstransfermaßnahmen ermöglicht werden, ebenfalls als limitierend zu bewerten.

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4 Abschließende Bewertung und Ausblick

Die derzeit größte Herausforderung der Menschheit sei die Lösung der Problematik von globaler Überbevölkerung, steigenden Konsums und daraus resultierenden Ressourcenknappheiten sowie irreparablen Umweltschäden – so formulierten es die Biotechnologie-Experten in den Fachgesprächen mit Prof. Dr. Bauernhansl. Alle Experten waren sich darüber hinweg auch einig, dass eine erfolgreiche Implementation der Biologischen Transformation ein wichtiger Schritt zur Bewältigung dieser Angelegenheit sein kann. Die Ausschöpfung des Synergiepotentials zwischen Biologie, Technologie und Digitalisierung könne also einen wesentlichen Beitrag zur allgemeinen Effizienzsteigerung der Wertschöpfung, zur Schließung von Material- und Energiekreisläufen und darüber hinaus zur Erschließung neuer Alternativen begrenzter Ressourcen beitragen. Indes banden die Experten das Gelingen der Biologischen Transformation an etwaige Kriterien. Auf Basis dieser identifizierten Indikatoren und daraus abgeleiteten quantifizierbaren Kennzahlen, wurde letztendlich ein Vergleich des deutschen Biotechnologiesektors in seinem internationalen Umfeld vorgenommen. Der besondere Fokus der Analyse lag dabei auf den Indikatoren „Wirtschaftsstärke“, „Marktateile und Innovationskräfte der jeweiligen Biotechnologiesektoren“, „Ausprägung der Grundlagenforschungslandschaft“, „Technologietransferfähigkeit durch Start-Up Unternehmen“, „Gesetzliche Restriktionen der Gentechnik“, „Allgemeines Bildungsniveau“ sowie abschließend die Förderung der „Nachhaltigkeit und biobasierter Energieproduktion“. Für die betrachteten Nationen USA, China, Japan, Großbritannien, Frankreich und Deutschland ergaben sich aus der Analyse zusammengefasst folgende Ergebnisse: Die Wirtschaftsstärke der Gesamtheit deutscher Biotechnologie-Unternehmen,

gemessen an deren Anzahl, deren Umsätzen und Mitarbeiterzahlen, kann um ein Vielfaches nicht mit eben jener, vergleichsweise deutlich größerer und bevölkerungsstärkerer Länder wie Chinas und der USA mithalten. Auch im innereuropäischen Vergleich zu Frankreich und Großbritannien hat Deutschland hier ein geringes Nachsehen. Dennoch konnte der deutsche Biotechnologiesektor über das gesamte vergangene Jahrzehnt hinweg ein konstantes positives Wachstum von durchschnittlich ca. 6% verzeichnen.

Die Innovationsfähigkeit und der Einflussbereich der betrachteten Biotechnologiesektoren wurden anhand der europäischen und internationalen Patentzahlen gemessen. Es wurde deutlich, dass sich Deutschland hier stets gegen seine europäischen Nachbarn Großbritannien und Frankreich durchsetzen kann. International betrachtet lassen sich allerdings knapp 50% aller Neuanmeldungen von Biotech-Patenten der USA zuordnen. Japan und die USA, gefolgt von Deutschland treten hier also als Technologie-Treiber auf. China allerdings, konnte in den letzten 10 Jahren als einzige Nation einen konstanten Aufwärtstrend verbuchen.

Ein Vergleich der Grundlagenforschungslandschaften der Nationen zeigte, dass die allgemeine deutsche Grundlagenforschung zu einem Anteil von 27% aus staatlichen Mitteln finanziert wird. Lediglich Frankreich konnte hier einen größeren Anteil von 35% der so bedeutungsvollen staatlichen Förderung verzeichnen. Im Gesamtumfang der privaten Förderung hat die deutsche biotechnologische Grundlagenforschung entsprechend der geringeren Wirtschaftskraft des Sektors hingegen erneut das Nachsehen im Vergleich zu den USA.

Auf Grund eines stark eingeschränkten Zugangs zu Risikokapital, ist die kapitalabhängige Wachstumsfähigkeit der deutschen Biotech-Start-Up Szene im internationalen Vergleich deutlich gehemmter. 2016 konnten deutsche Biotech-Start-Ups lediglich 3% der 8 Mrd US$ US-Amerikanischer Start-Up- Risikokapitalfinanzierung erlangen. Damit stellt der Technologietransfer durch

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Start-Ups auf dem Gebiet der Biotechnologie ein Schwachpunkt des deutschen Sektors dar.

In Bezug auf die Gentechnik und insbesondere auf die Stammzellenforschung verfügt Deutschland eindeutig über die strengsten Rahmenbedingungen. Durch restriktive Gesetze wird die Forschung an menschlichen Stammzellen hierzulande enorm gehemmt. Alle anderen betrachteten Nationen, allen voraus China und die USA, verfügen über deutlich offenere Gesetze etwaige Forschungen betreffend. Die ethische Vertretbarkeit dahingestellt gelassen, ist dies aus wissenschaftlicher und ökonomischer Sicht, ein klarer Hemmnis-Faktor für eine Vorreiterrolle bei der Biologische Transformation.

Bildung und Wissenszugang ist ein wichtiges Werkzeug zur Steigerung der Akzeptanz der Biotechnologie und zur Unterstützung der Biologischen Transformation. Durch sein überwiegend staatlich finanziertes Bildungssystem und ein durchschnittlich hohes Bildungslevel besitzt Deutschland hier gute Voraussetzung für eine gesamtgesellschaftliche Inklusion.

Auch in Bezug auf die Integration der Biotechnologie in die Energietechnik durch die Energieproduktion aus Biomasse und Abfällen, ist Deutschland sowohl innereuropäisch Vorreiter, wie auch international durchaus konkurrenzfähig zu China, Japan und den USA. Deutschland bezog 2016 den Spitzenwert von 8,2% seiner verbrauchten Energie aus Biomasse und verfügte im selbigen Jahr über eine Gesamtkapazität von 8 GW Biomasse-basierter Energieproduktion.

Basierend auf obigen Ergebnissen, lässt sich also abschließend Folgendes festhalten. Deutschland verfügt durchaus über eine effiziente Grundlagenforschung im Allgemeinen und auch auf dem Gebiet der Biotechnologie. Durch den vergleichsweise hohen Anteil an staatlicher Finanzierung, haben etwaige Ergebnisse dieser Forschung eine große internationale Tragweite. Der anschließende Technologietransfer scheitert in Deutschland allerdings oftmals an mangelndem Zugang zu benötigtem Kapital. Hier können die USA und Japan als Technologietreiber angesehen werden. Der angesprochene Mangel an Risikokapital geht Hand in Hand mit der starken Reglementierung der Gentechnik hierzulande. Beide Faktoren lassen sich auf eine entsprechende Risikoaversion Deutschlands und mangelnde Akzeptanz der Biotechnologie und somit der Biologischen Transformation zurückführen. Die notwendigen Rahmenbedingungen zur Steigerung dieser Akzeptanz, wie eine Sensibilisierung zur Nachhaltigkeit und ein gesamtgesellschaftlicher Zugang zu Informationen durch ein chancengleiches Bildungssystem, sind in Deutschland allerdings durchaus vorhanden. Sofern Deutschland also eine Vorreiterposition bei der Biologischen Transformation einnehmen möchte, muss das bestehende Potential der international anerkannten Grundlagenforschung und begünstigender Rahmenbedingungen ausgeschöpft und zur weiteren Steigerung des Wachstums der hiesigen Biotechnologie Branche genutzt werden.

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AUSWERTUNG DER EXPERTENINTERVIEWS DER … · Kernaussagen isoliert und eine SWOT-Analyse generiert werden, welche in Abschnitt 3 näher erläutert ist. Ziel der weiteren Analyse war