Zukunft gestalten – Regionale Transformation als Chance

Regionale Ökonomien lassen sich entlang von so genannten »Entwicklungspfaden«, die sich durch bestimmte Branchen, Forschungsthemen, Technologien oder Narrative ziehen, beschreiben. Selbstverstärkende Effekte führen dazu, dass Bürger*innen, Unternehmer*innen oder Politiker*innen einer Region dazu tendieren, diesen Entwicklungspfaden unbewusst zu folgen. So kommt es im besten Falle zur Spezialisierung einer Region auf bestimmte Branchen, und somit zur Entstehung von lokalen Clustern. Im schlechtesten Fall werden die Erfolge der Vergangenheit zum Hindernis für die Zukunft.

Wenn ein Entwicklungspfad zu lange beschritten wird, obwohl er kein regionales Wachstum mehr bietet – wie zum Beispiel im Ruhrgebiet in den 1960er und 1970er Jahren geschehen – bedarf es dringend neuer regionaler Entwicklungspfade. Die Wissenschaftler*innen der im Jahr 2021 neu gegründeten Abteilung »Regionale Transformation und Innovationspolitik« unterstützen bei dieser Pfadentwicklung. Die Geograf*innen, Informatiker*innen, Volks- und Wirtschaftswissenschaftler*innen fördern mit Evaluationen, Wirkungsmessungen und wissenschaftlichen Begleitungen den regionalen, nationalen und internationalen Wandel von Regionen, Innovations- und Wissensnetzwerken. Das Forschungsteam hat in den vergangenen Jahren bereits mehrere regionale, nationale und internationale Strukturwandelprozesse untersucht und Handlungsoptionen für die Zukunft abgeleitet.

Gezielt Leuchtturmprojekte aufbauen, den Wissens- und Technologietransfer zwischen regionaler Wirtschaft und Wissenschaft weiter stärken und alle Akteur*innen im Rheinischen Revier für ein gemeinsames Leitbild und die Förderung regionaler Innovationsprojekte in Unternehmen gewinnen: Das sind die großen Handlungsempfehlungen der Innovationsstudie für die Zukunftsagentur Rheinisches Revier. Die Studie ist eine von zwei Publikationen, die Wissenschaftler des Fraunhofer IMW im Jahr 2021 für einen gelingenden Strukturwandel im Rheinischen Revier erarbeiteten.

Der Ausstieg aus der Braunkohleverstromung ist für das Rheinische Braunkohlerevier im Städtedreieck Aachen, Mönchengladbach und Bonn eine große, strukturpolitische Herausforderung. Wo heute Bagger fahren, entstehen zukünftig Seen, intelligente Infrastrukturen und neue Branchen – so die Idee. Zwar haben in der Region exzellente Forschungs- und Wissenschaftseinrichtungen ihren Sitz, allerdings blieb das Revier im regionalen Wirtschaftswachstum bisher hinter dem Landes- und Bundesdurchschnitt zurück. Mit dem Kohleausstieg droht zudem ein Verlust von hoch bezahlten Arbeitsplätzen und Wertschöpfung in der Region.

AIR-Modell analysiert drei Dimensionen des regionalen Innovationssystems

Die Leipziger Forschenden identifizierten durch eine Analyse der regionalen Forschungslandschaft die Innovationsfelder mit dem größten Potenzial für die Zukunft der Region. Zudem bestimmten sie die Stärken und Schwächen des Innovationssystems und leiteten daraus Handlungsempfehlungen für die Transformation des Reviers ab. Für ihre Analyse griff das Team auf das selbstentwickelte, sogenannte »AIR-Modell« zurück. Mit diesem Modell können die Wissenschaftler*innen drei Dimensionen eines Innovationssystems – die vorhandenen Akteur*innen (A), ihre Interaktionen (I) und die politischstrukturellen Rahmenbedingungen (R) – in Bezug zueinander setzen.

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Die Stadt Leipzig versteht sich als Vorreiter für einen ambitionierten Klimaschutz. Die energieintensiven Industrien der Region, das mitteldeutsche Wasserstoffnetz, das große Potenzial zur Sektorenkopplung, aber auch die Forschungseinrichtungen in Leipzig bieten beste Voraussetzungen, um die Wasserstoffwirtschaft in der Region weiter auszubauen. Mitteldeutschland zählt schon heute zu den größten Wasserstoffverbrauchern in Deutschland.

Im Rahmen der Wasserstoffstrategien der Stadt Leipzig und der Leipziger Gruppe hat ein Fraunhofer-Forschungsteam im Jahr 2021 mit zwei Studien das Potenzial von grünem Wasserstoff für die Region analysiert, um zusätzliche wissenschaftliche Grundlagen für die Umsetzung der nächsten Schritte zu schaffen.

Kurzstudie dient der Stadt Leipzig als fachliche Grundlage

Der Leipziger Stadtrat hatte bereits im Oktober 2020 beschlossen, die Stadt Leipzig zu einer Wasserstoffstadt weiterzuentwickeln – und dazu einen partizipativen Prozess angestoßen, der Wirtschaft, Wissenschaft, Verbände, Politik und Bürger*innen einbezieht. Die Wissenschaftler*innen bereiteten diesen Prozess mit einer Kurzstudie vor. Sie gaben einen Überblick über die Wasserstoffstrategien auf EU-, Bundes- und Landesebene, untersuchten das Potenzial für die Stadt Leipzig und die Region Mitteldeutschland und empfahlen adhoc-Maßnahmen für die Stadt und einen strukturierten Beteiligungsprozess.

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Als emissionsarme und zum Teil emissionsfreie Energieträger könnten »Grüne Gase« in Zukunft eine wichtige Rolle in der Energieversorgung spielen. Sie werden in der Regel über die weitgehend flächendeckend vorhandene Gasinfrastruktur transportiert und verteilt – und stellen eine Alternative zu fossilen Energieträgern wie Erdgas dar. Das Potenzial, in der Region Mitteldeutschland »Grüne Gase« zu erzeugen und zu nutzen, untersucht die gleichnamige Studie, die ein Forschungsteam des Fraunhofer IMW mit seinen Projektpartnern für die Innovationsregion Mitteldeutschland erarbeitete.

In der »Innovationsregion Mitteldeutschland« haben sich die vom Kohleausstieg betroffenen Landkreise und kreisfreien Städte in Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen zusammengeschlossen, um gemeinsam und mit weiteren Partnern Ideen, Konzepte und Projekte für die Zukunft der Region zu entwickeln. Die vorhandenen Industriestrukturen rund um das Chemiedreieck Leuna-Böhlen-Bitterfeld sind ein Anker für die Zusammenarbeit und den Aufbau neuer Wertschöpfungsketten. Dort könnten in Zukunft »Grüne Gase« produziert werden, also Wasserstoff, synthetische Gase aus erneuerbarem Strom oder Gase aus biogenen Quellen, vor allem Biogas und Biomethan.

»CEM-IOM«: Tool zur Wirkungsabschätzung von regionalen Investitionsprojekten

Das von einem Forschungsteam des Fraunhofer IMW entwickelte, interaktive Input-Output-Modell »CEM-IOM« quantifiziert in der Studie den ökonomischen und sozialen Impact potenzieller Investitionsvorhaben für die beteiligten Landkreise und kreisfreien Städte für die Jahre 2030, 2040 und 2045.

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Gefördert durch die Politik, investieren Unternehmen zunehmend in grünen Wasserstoff. Aber erst durch das Mitdenken der digitalen Welt und die (plattformbasierte) Verwertung von Daten über die gesamte Wertschöpfungskette der Wasserstoffwirtschaft, werden sich die derzeit hohen Investitionen in grüne Wasserstofftechnologien auszahlen.

Das jedenfalls zeigen Erfahrungen aus anderen Wirtschaftsbereichen, in denen sich die Wertschöpfungsanteile zunehmend von der physischen in die digitale Welt verschieben und digitale Geschäftsmodelle an Bedeutung gewinnen. Forschende des Fraunhofer IMW haben im Projekt »EnDaSpace PLATON« erstmalig daten- und plattformbasierte Geschäftsmodelle für die Wasserstoffwirtschaft untersucht. In ihrem Abschlussbericht skizzieren die Leipziger Forscher*innen unter anderem sieben Zukunftsbilder, wie die hybride Wertschöpfung von grünem Wasserstoff im Jahr 2030 aussehen könnte.

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Auch in Südostasien verändern sich Lebensstile, arbeiten Menschen durch COVID-19 verstärkt von zuhause aus und steigen die Anforderungen an städtebauliche Strukturen, den Ausstoß von Treibhausgasen zu reduzieren. Die historischen Stadtquartiere und Wohnhäuser Thailands brauchen resiliente, mit den Bewohner*innen und Stadtverwaltungen entwickelte Nutzungskonzepte. Hier setzt das Forschungsprojekt CHARMS an, das Forschende aus Deutschland und Thailand mit der Kommunalverwaltung und Zivilgesellschaft in der thailändischen Region Chiang Mai an einen Tisch bringt. Ein Forschungsteam des Fraunhofer IMW leitet das transdisziplinäre Großprojekt.

Die Erhebungen des Projektteams zeigen, dass die hohen Energiekosten, die schlechte Luftqualität oder der oft unzureichende thermische Komfort historischer Holzhäuser vor allem junge Bewohner*innen beeinträchtigt. Ihre Ansprüche unterscheiden sich von denen ihrer Eltern. Gleichzeitig schränken ein verändertes Mikroklima und die hohe Luftverschmutzung die Funktionsfähigkeit traditioneller, indirekter Kühlsysteme stark ein. Um einen akzeptablen Innenraumkomfort sicherzustellen, werden viele Wohnhäuser mit aktiven, technischen Lösungen wie Klimaanlagen ausgestattet. Ein höherer Energieverbrauch und urbane Wärmeinseln sind die Folge.

Technische und soziale Innovationen

Um lokal angepasste, nachhaltige Nutzungskonzepte für diese historischen Gebäude und Quartiere zu entwickeln, wenden die Wissenschaftler*innen im Projekt Forschungsmethoden aus verschiedenen akademischen Disziplinen an. So sollen technische und soziale Innovationen entstehen, die ineinandergreifen, den Innenraumkomfort der Bewohner*innen verbessern, aber auch das architektonische Erbe und die kulturelle Identität erhalten – Erhalt
durch Nutzung.

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Deutschland profitiert von offenen Märkten, internationalem Wissensaustausch und der Kooperation in Forschung, Entwicklung und Innovation. Globale Herausforderungen wie zum Beispiel der Klimawandel können nur in Partnerschaft mit anderen Staaten und Regionen gelöst werden. Die Bundesregierung fördert deshalb internationale Kooperationen nicht nur in Europa, sondern mit vielen Ländern weltweit. Abkommen zur wissenschaftlich-technologischen Zusammenarbeit mit Argentinien, Brasilien, Chile und Mexiko wurden zum Beispiel bereits in den 1960er Jahren geschlossen. Die Zusammenarbeit mit diesen und weiteren Partnerländern in der Region soll auf- und ausgebaut werden.

Um geeignete Innovationsfelder zu identifizieren und Förderangebote für gemeinsame Forschungs- und Innovationsprojekte strategisch weiterzuentwickeln, hat ein Forschungsteam der Technopolis Group und des Fraunhofer IMW den Status-Quo der deutsch-lateinamerikanischen Zusammenarbeit und aktuelle Entwicklungen für das Bundesministerium für Bildung und Forschung untersucht.

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Wer bei der Stahlherstellung Schrott einsetzt, schont natürliche Ressourcen und reduziert CO2-Emissionen. Stahlschrottrecycling führt außerdem zu Wohlfahrtsgewinnen: Heutige, aber auch künftige Generationen profitieren von Kosteneinsparungen durch vermiedene Umweltbelastungen. Die Bundesvereinigung Deutscher Stahlrecycling- und Entsorgungsunternehmen e. V. (BDSV) wirbt deshalb dafür, diese Wohlfahrtsgewinne mit dem sogenannten »Schrottbonus« monetär zu beziffern. Eine Studie des Fraunhofer IMW zeigt, mit welchen Anreizen die Europäische Kommission diesen honorieren und eine klimafreundliche Stahlherstellung fördern kann.

Im Jahr 2018 wurden in Europa etwa 94 Millionen Tonnen Schrott zu recyceltem Stahl verarbeitet. Dadurch konnten circa 157 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden. Das entspricht den jährlichen Emissionen des gesamten Autoverkehrs in Frankreich, England und Großbritannien. Dieser positive Effekt spiegelt sich in den Preismechanismen des europäischen Stahlmarktes aber nicht wider.

Europäische Regulationsmechanismen

Das europäische Emissionshandelssystem (EU-ETS) ist eines der wichtigsten Instrumente der Europäischen Union, um die geplante Klimaneutralität zu erreichen. Durch das Emissionshandelssystem müssen Unternehmen zum Beispiel für die Treibhausgase, die sie freisetzen, Emissionsrechte erwerben. Da die Anzahl dieser Emissionsrechte gedeckelt ist, wird sichergestellt, dass eine Emissionsobergrenze eingehalten wird. Der geplante CO2-Grenzausgleichsmechanismus (CBAM) soll sogenanntes »Carbon-Leakage« verhindern und für einen fairen Wettbewerb mit Importprodukten sorgen.

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