© Petra Blauensteiner, Pixabay/Gerd Altmann

Projekt

Tech4Green – Disruptive Technologien für eine nachhaltige Produktion

Die Sachgüterproduktion trägt in Österreich mit rund 60 Mrd. Euro Bruttowertschöpfung und einem Anteil von rund 18 % am Bruttoinlandsprodukt wesentlich zur österreichischen Wirtschaftsleistung bei. Andererseits ist die Sachgüterproduktion aber auch für einen bedeutenden Anteil der österreichischen Treibhausgas-Emissionen verantwortlich. Die großen Herausforderungen, die die fortschreitende Umweltzerstörung und die Klimakrise an die Gesellschaft stellen, machen auch in der Sachgüterproduktion ein Umdenken notwendig. Um die Klimaziele zu erreichen, die Wettbewerbsfähigkeit sowie Resilienz der österreichischen Wirtschaft zu steigern, braucht es eine breite Palette an Maßnahmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette. Neben dem Ausbau von erneuerbaren Energien, einer Verbesserung der Energie- und Ressourceneffizienz, der Implementierung einer kreislauffähigen Wirtschaft erfordert es den Einsatz von nachhaltigen innovativen Technologien, den sogenannten Tech4Green.

Zielsetzung

Ziel der vorliegenden Studie war es, gemeinsam mit Akteur:innen der Forschung und Industrie einen Beispielkatalog für potenziell disruptive Technologien im Bereich der nachhaltigen Sachgüterproduktion zu erarbeiten sowie Handlungsempfehlungen und Forschungsschwerpunkte für die österreichische Innovationspolitik im Bereich Tech4Green abzuleiten. Gemäß den strategischen Zielen der FTI-Initiative Produktion der Zukunft, sollen die Ergebnisse dabei unterstützen, die Innovationsleistung der nationalen Sachgüterproduktion zu steigern und den gezielten Aufbau von einschlägiger Forschungskompetenz zu unterstützen.

Methode

Für die Identifikation von potenziell disruptiven Technologien mit Bezug zur österreichischen Sachgüterproduktion wurden im Projekt eine umfangreiche Patent- und Literaturrecherche sowie zwei Online-Umfragen durchgeführt. Darauf aufbauend wurde eine Technologietaxonomie entwickelt und im Anschluss die ausgewählten Technologien einer Nachhaltigkeitsbewertung (anhand einer Nachhaltigkeitsmatrix) unterzogen. Im Rahmen von zwei interaktiven Workshops wurden unter Einbindung zahlreicher Stakeholder aus Wirtschaft und Wissenschaft und Verwaltung, die Ergebnisse abgestimmt und diskutiert sowie Handlungsempfehlungen für die FTI-Politik erarbeitet.

Ergebnisse

Folgende disruptive „Tech4Green" wurden mit einer besonderen Relevanz für die österreichische Sachgüterproduktion identifiziert. Zu betonen ist, dass die Disruption, die diese Technologien ausgelöst haben, noch nicht vollständig abgeschlossen ist und mitunter noch ganz am Anfang steht.

Tabelle: ausgewählte disruptive „Tech4Green" für die österreichische Sachgüterproduktion

Additive Fertigung Fertigung 4.0 Mikrobielle Brennstoffzelle
Augmented Reality Fertigung mittels Ultrakurzpulslaser Mikroelektromechanische Systeme
Biologisch abbaubare Sensoren Hologramme Nanotechnologien
Carbon Capture & Utilization Hydrothermal Liquefaction Organische Leuchtdioden (OLED)
Chemisches Recycling Intelligente Sensoren (Edge Computing) Smarte Textilien
Distributed Ledger Technologien IT mittels Optoelektronik Virtual Reality
Drohnen Künstliche Intelligenz Wasserstoff als Rohstoff und Energieträger
Enzymatische Abfallaufbereitung Lichtbogenöfen für industrielle Anwendungen  
Exoskelette Logistik 4.0  

 

Die Ergebnisse der Nachhaltigkeitsbewertung haben gezeigt, dass die Beiträge in den Nachhaltigkeitsdimensionen sowie auch die Breitenwirkung der betrachteten Technologien sehr unterschiedlich sind. Der Schwerpunkt dieses Projektes wurde auf die ökologische Nachhaltigkeitsdimension gelegt. An dieser Stelle ist festzuhalten, dass Technologien, die positive Wirkungen in der ökologischen Nachhaltigkeitsdimension aufweisen, negative Wirkungen in der ökonomischen oder sozialen Nachhaltigkeitsdimension aufweisen können. Diese müssen ebenfalls mitberücksichtigt werden, um die tatsächlichen Beiträge der Technologien zur Verbesserung der Nachhaltigkeit in allen drei Dimensionen beurteilen zu können. Insgesamt haben sich einige Technologien herauskristallisiert, die sehr großes Potential für eine nachhaltige Sachgüterproduktion haben. Im Bereich der Ressourcen- und Energieeffizienz sind dabei die bedeutendsten Technologien: CCU, Intelligente Sensoren, Logistik 4.0, Mikroelektromechanik und OLED.

Wenn der Schwerpunkt im Bereich der stofflichen Nutzung erneuerbarer und rezyklierbarer Stoffe liegt, dann kommt folgenden Technologien aus Sicht der Nachhaltigkeitsbewertung eine große Bedeutung zu: Biologisch abbaubare Sensoren, Distributed-Ledger-Technologien, Enzymatische Abfallaufbereitung, Hydrothermale Verflüssigung und Lichtbogenöfen. Technologien mit dem höchstem Klimaschutzpotenzial zeigen wiederum einen deutlichen Fokus auf energiespezifische Technologien, welchen das größte Potenzial zur Reduktion der Treibhausgas-Emissionen zugeschrieben wird: CCU, Logistik 4.0, OLED, Wasserstoff, Intelligente Sensoren und Virtual Reality.

In Hinblick auf die unterschiedlichen Branchen der österreichischen Sachgüterproduktion ist ebenfalls eine sehr große Streuung hinsichtlich der dominierenden Technologien auf dem Weg zur Nachhaltigkeit zu erkennen. Einige Technologien, wie beispielsweise das chemische Recycling, sind auf einzelne Branchen (z. B. Chemie, Textil) fokussiert. Andere Technologien hingegen sind grundsätzlich breit einsetzbar, können aber wegen ihrer Fokussierung auf einzelne Aspekte der Wertschöpfungskette nur in einer begrenzten Anzahl an Unternehmen angewandt werden. Über fast alle Branchen hinweg zeigen sich allerdings einige wenige Technologien, die für den Großteil der österreichischen Sachgüterproduktion in Hinblick auf eine gesteigerte Nachhaltigkeit von Bedeutung sind.

Eine Schlüsselrolle im Kontext einer nachhaltigen Sachgüterproduktion werden Technologien zur klimaneutralen Energiebereitstellung sowie Dekarbonisierungstechnologien wie CCU sowie auch Wasserstoff spielen.

Sie bewirken die größten positiven Effekte hinsichtlich der Implementierung einer klimaneutralen Wirtschaft und bieten gleichzeitig Chancen für eine reduzierte Abhängigkeit von Rohstoff- und Energieimporten, wodurch der Wirtschaftsstandort Österreich gestärkt werden kann. Darüber hinaus sind auch Digitalisierungstechnologien wie OLED und Fertigung 4.0 sowie auch Logistik 4.0 sehr breit einsetzbar und tragen ebenfalls zu einer energieeffizienteren und damit klimaschonenderen bzw. nachhaltigeren Sachgüterproduktion bei.

Die österreichischen Ausgaben für F&E im Bereich Umwelt und Energie liegen derzeit unter dem EU-Schnitt, obwohl Österreich hier eine große Anzahl an Forschenden aufweist, die einen überdurchschnittlich hohen Output an einschlägigen Publikationen und Patenten generieren. Österreichische grüne Unternehmen schaffen zudem eine überdurchschnittlich hohe Anzahl an Arbeitsplätzen. Im Bereich Eco-Innovation gehört Österreich aktuell zu den Innovation Leadern. Österreichs FTI-System weist im Bereich Eco-Innovation ein gutes Input-Output-Verhältnis auf und ist demnach in diesem Bereich effizient. Hier sollte sich die Innovationspolitik verstärkt engagieren, um die Innovationskraft im Bereich der Eco-Innovation noch weiter zu stärken. Durch die gezielte Förderung dieser Stärkefelder, kann die Leistungsfähigkeit des österreichischen Innovationssystems als Ganzes verbessert werden.

Dazu sind jedoch die richtigen regulatorischen Rahmenbedingungen sowie Anreize notwendig, da grüne Technologien in der Startphase wirtschaftlich oftmals nicht selbstragend sind. Um die Diffusion innovativer grüner Technologien in die Realwirtschaft zu unterstützen, müssen insbesondere innovative junge Unternehmen zielgerichtet gefördert werden. Neben einer erleichterten Unternehmensgründung sind hier weiters eine ausreichende Finanzierung sowie Vernetzung und Kooperation unterschiedlicher Stakeholder von entscheidender Bedeutung.

Innovation sollte immer einen Beitrag zur Lösung der gesellschaftlichen Herausforderungen leisten. Damit eine Transformation gelingt, sollte sich die Innovationspolitik an den gesellschaftlichen Zielen orientieren und konkrete Missionen formulieren. Diese definierten Missionen für die Transformation zu einer nachhaltigen und klimaneutralen Produktion bilden die Leitlinien für die wichtigsten Forschungsthemen als prioritäre Handlungsfelder.

Projektbeteiligte

Projektleitung

  • ÖGUT - Österreichische Gesellschaft für Umwelt und Technik
    Karin Granzer-Sudra (Projektleitung), Hannes Warmuth, Marcus Feldbaumer

Projektpartner

  • Scenario Editor
  • Institut für Industrielle Ökologie

Diese F&E-Dienstleistung wird im Auftrag des Bundesministeriums für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK) und mit Mitteln des Programms "Produktion der Zukunft" finanziert.

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