Bertram, Björn Innovationsprozesse wissensbasierter Technologien Beispiel der PEM-Brennstoffzelle Innovationsprozesse wissensbasierter Technologien Beispiel der PEM-Brennstoffzelle von Björn Bertram KIT Scientific Publishing 2011 Print on Demand ISBN 978-3-86644-728-8 Impressum Karlsruher Institut für Technologie (KIT) KIT Scientific Publishing Straße am Forum 2 D-76131 Karlsruhe www.ksp.kit.edu KIT – Universität des Landes Baden-Württemberg und nationales Forschungszentrum in der Helmholtz-Gemeinschaft Dissertation, Karlsruher Institut für Technologie Fakultät für Wirtschaftswissenschaften Tag der mündlichen Prüfung: 28.06.2011 Referent: Prof. Dr. Kay Mitusch (Karlsruher Institut für Technologie) Korreferent: Priv.-Doz. Dr. Ulrich Schmoch (Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung) Diese Veröffentlichung ist im Internet unter folgender Creative Commons-Lizenz publiziert: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/de/ V Inhaltsverzeichnis Abkürzungsverzeichnis ........................................................................................... IX Tabellenverzeichnis ................................................................................................ XI Abbildungsverzeichnis .......................................................................................... XIII Legende .............................................................................................................. XVII 1. Einleitung ...................................................................................................... 1 1.1. I NNOVATIONSTHEORETISCHE M OTIVATION UND Z IELE DER A RBEIT ................................. 1 1.2. A USWAHL DER T ECHNOLOGIE ................................................................................. 3 1.3. M ETHODIK UND G ANG DER A RBEIT .......................................................................... 6 2. Theoretische Grundlagen der Innovationsforschung .................................... 11 2.1. G RUNDLEGENDE B EGRIFFE ................................................................................... 11 2.1.1. Wissenschaft ........................................................................................... 11 2.1.2. Technik und Technologie ......................................................................... 12 2.1.3. Forschung und Entwicklung .................................................................... 14 2.1.4. Invention, Innovation, Imitation und Diffusion ....................................... 16 2.2. W ISSEN UND W ISSENSENSTEHUNG ........................................................................ 17 2.2.1. Definition und Typen von Wissen ............................................................ 17 2.2.2. Eigenschaften von Wissen ....................................................................... 19 2.2.3. Wissen und Lernen .................................................................................. 21 2.2.4. Wissen und Netzwerke ............................................................................ 23 2.2.5. Wissen und Technologie .......................................................................... 27 2.3. I NNOVATIONSPROZESSE ....................................................................................... 28 2.3.1. Schumpeter und die Innovation .............................................................. 28 2.3.2. Lineare Modelle ...................................................................................... 32 2.3.3. Rückkopplungsmodelle ........................................................................... 38 2.3.4. Innovationsprozesse und wissensbasierte Technologien ........................ 42 2.4. I NNOVATIONSINDIKATOREN .................................................................................. 52 2.5. H EURISTIK DES I NNOVATIONSSYSTEMS .................................................................... 55 2.5.1. Historische Entwicklung und Systemgedanke ......................................... 55 VI 2.5.2. Definition und Varianten ......................................................................... 58 2.6. E RKENNTNISSE DER THEORETISCHEN G RUNDLAGEN ................................................... 63 3. Konzeption und Methodik ........................................................................... 67 3.1. H YPOTHESENGENERIERUNG UND SPEZIFISCHES F ORSCHUNGSDESIGN ............................ 67 3.2. M ETHODIK UND D ATENBASIS ................................................................................ 85 3.2.1. Eingrenzung der Untersuchung ............................................................... 85 3.2.2. Auswahl und Aufbau des Innovationssystem .......................................... 87 3.3. D ATENBASIS ...................................................................................................... 90 3.3.1. Ziele und Methodik der Publikationsanalyse ........................................... 90 3.3.2. Ziele und Methodik der Patentanalyse .................................................... 92 3.3.3. Ziele und Methodik der Umfrage ............................................................ 93 3.4. G RUNDLAGEN DER SOZIALEN N ETZWERKANALYSE (SNA) ........................................... 95 3.5. Z USAMMENFASSUNG UND WEITERES V ORGEHEN ...................................................... 99 4. Status-quo der Brennstoffzellentechnologie .............................................. 103 4.1. F UNKTIONSWEISE UND T YPEN VON B RENNSTOFFZELLEN .......................................... 103 4.2. B RENNSTOFFZELLENFAHRZEUGE – A NTRIEB UND F ORSCHUNGSBEDARF ....................... 107 4.2.1. Brennstoffzellenantrieb für Fahrzeuge – Die PEM-Brennstoffzelle als Dominantes Design ............................................................................... 107 4.2.2. Forschungsbedarf der Brennstoffzellenfahrzeuge ................................. 114 4.3. K ONKURRENZTECHNOLOGIEN UND ALTERNATIVE A NTRIEBSSYSTEME ........................... 118 4.4. W ASSERSTOFF ALS E NERGIETRÄGER FÜR B RENNSTOFFZELLENFAHRZEUGE .................... 126 4.5. Z USAMMENFASSUNG DER TECHNOLOGISCHEN B ETRACHTUNG ................................... 132 5. Akteure des Innovationssystems der PEM-Technologie ............................. 137 5.1. A KTEURSSTRUKTUR DER WISSENSCHAFTLICHE F ORSCHUNG ....................................... 137 5.2. A KTEURSSTRUKTUR DER ANGEWANDTEN F ORSCHUNG UND DER E NTWICKLUNG ............ 148 5.3. B EURTEILUNG DES V ERHALTENS DER A KTEURE IM L ICHTE DER U MFRAGE .................... 160 5.4. Z WISCHENFAZIT : A KTEURSSTRUKTUR DES I NNOVATIONSSYSTEMS ............................... 167 6. Kooperatives Verhalten der Akteure .......................................................... 173 6.1. K OOPERATIONEN DER WISSENSCHAFTLICHEN F ORSCHUNG ........................................ 173 VII 6.2. K OPPLUNG VON W ISSENSCHAFT UND T ECHNOLOGIE ............................................... 184 6.3. Z WISCHENFAZIT : K OOPERATIVES V ERHALTEN ......................................................... 191 7. Internationale Betrachtung der PEM-Technologie ...................................... 195 7.1. I NTERNATIONALISIERUNG DER WISSENSCHAFTLICHEN F ORSCHUNG ............................. 195 7.2. I NTERNATIONALISIERUNG DER ANGEWANDTEN F ORSCHUNG UND DER E NTWICKLUNG .... 206 7.3. Z WISCHENFAZIT : I NTERNATIONALISIERUNG ............................................................ 220 8. Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen des Innovationssystems .......... 227 8.1. A NMERKUNGEN ZU I NSTITUTIONEN IM I NNOVATIONSSYSTEM ................................... 227 8.2. I DENTIFIKATION DER E INFLUSSFAKTOREN UND R AHMENBEDINGUNGEN ....................... 231 8.3. M ÄRKTE UND N ACHFRAGE ................................................................................. 242 8.4. F INANZIERUNG UND F ÖRDERUNG ........................................................................ 249 8.5. D AS POLITISCHES S YSTEM .................................................................................. 255 8.6. Q UALIFIKATION UND B ILDUNG ............................................................................ 263 8.7. Ä UßERE E INFLÜSSE – D IE R OLLE DES Ö LS .............................................................. 266 8.8. T ECHNOLOGISCHE R AHMENBEDINGUNGEN ............................................................ 269 8.8.1. Technologiemarketing .......................................................................... 269 8.8.2. Technologietransfer und Koordination .................................................. 272 8.8.3. Technologische Infrastruktur ................................................................ 277 8.8.4. Technologische Entwicklung ................................................................. 281 8.8.5. Technologische Regulierung ................................................................. 281 8.9. Z WISCHENFAZIT UND H ANDLUNGSEMPFEHLUNGEN ................................................. 286 9. Zusammenfassung ..................................................................................... 299 Literaturverzeichnis ............................................................................................ 313 Literaturverzeichnis – Internetquellen ................................................................. 335 Anhang: Fragebogen DWV .................................................................................. 341 VIII IX Abkürzungsverzeichnis A&HCI Arts & Humanities Citation Index AF Angewandte Forschung APU Auxiliary Power Unit CEN European Committee for Standardization CENELEC European Committee for Electrotechnical Standardization CEP Clean Energy Partnership CSS Carbon Capture und Storage DGRST Delegation Generale à la Recherche Scientifique et Technique DIN Deutsches Institut für Normung DPMA Deutsches Patent und Marken Amt DWV Deutschen Wasserstoff und Brennstoffzellenverband EE Experimentelle Entwicklung EHA European Hydrogen Association EPO European Trademark Office F&E Forschung und Entwicklung FCE Fuel Cell Europe FCEV Fuel Cell Electric Vehicle FCH JTI Fuel Cells and Hydrogen Joint Technology Initiative FPBEV Full Performance Battery Electric Vehicles FzTV Fahrzeugteileverordnung (FzTV) GDL Gas Diffusion Layer GLF Grundlagenforschung H2/FC TP European Hydrogen and Fuel Cells Technology Platform HFP European Hydrogen and Cell Technology Platform IEC International Electrotechnical Commission IPC International Patent Classification ISO International Organization for Standardization JTI Joint Technology Initiative KMU Kleine- und Mittelständische Unternehmen X LIS Lokales Innovationssystem MEA Membrane Electrode Assembly MoU Memorandum of Understanding NIP Nationales Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brenn- stoffzellentechnologie NIS Nationales Innovationssystem NKJ Nationale Koordinierungsstelle Jülich für Wasserstoff und Brennstoffzellen NOW Nationalen Organisation Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie NPL Nichtpatentliteratur OECD Organization for economic co-operation and development PEM Polymer Elektrolyt Membran PHEV Plug-in Hybrid Electric Vehicles PVA Patent- und Verwertungsagenturen RCS Regulations, Codes und Standards RCS Regulations, Codes and Standards RIS Regionales Innovationssystem SC Subcommittee SCI Science Citation Index SIS Sektorales Innovationssystem SNA Soziale Netzwerkanalyse SSCI Social Sciences Citation Index StVZO Straßenverkehrs-Zulassungs-Ordnung TC Technical Committee TIS Technologisches Innovationssystem USPTO United States Patent and Trademark Office VDMA Verband Deutscher Maschinen- und Anlagenbau e.V. WG Working Group WIPO World Intellectual Property Organization ZIM Zentrales Innovationsprogramm Mittelstand ZIP Zukunftsinvestitionsprogramm XI Tabellenverzeichnis Tabelle 1: Eigenschaften emergenter und konsolidierter Netzwerke (vgl. Callon 1997, S.21f) .......................................................................................................... 24 Tabelle 2: Beispiel zur sozialen Netzwerkanalyse ........................................................ 96 Tabelle 3: Verschieden Typen der Brennstoffzelle (vgl. Oertel und Fleischer 2001, S.39f; Gerl 2002, S.94; Stan 2005, S.235) ................................................. 106 Tabelle 4: Notwendiger Forschungsbedarf im Bereich der PEM- Brennstoffzellentechnologie (Frage 3, siehe Anhang) .............................. 118 Tabelle 5: Anzahl und Aktivitäten der Forschungseinrichtungen sowie die Konzentration (Hirschman-Herfindahl-Index) innerhalb der Perioden ..... 140 Tabelle 6: Anzahl und Aktivitäten der Universitäten sowie deren Konzentration (Hirschman-Herfindahl-Index) innerhalb der Perioden ............................ 142 Tabelle 7: Anzahl und Aktivitäten der Unternehmen sowie die Konzentration (Hirschman-Herfindahl-Index) innerhalb der Perioden ............................ 143 Tabelle 8: Anteil der Akteure, die in der Wissenschaft über mehrere Perioden aktiv sind .......................................................................................................... 146 Tabelle 9: Forschungseinrichtungen – Top-10 Akteure in der wissenschaftlichen Forschung ................................................................................................ 147 Tabelle 10: Universitäten – Top-10 Akteure in der wissenschaftlichen Forschung .... 147 Tabelle 11: Unternehmen –Top-10 Akteure in der wissenschaftlichen Forschung .... 147 Tabelle 12: Anzahl und Aktivitäten der Unternehmen sowie die Konzentration (Hirschman-Herfindahl-Index) innerhalb der Perioden ............................ 151 Tabelle 13: Anzahl und Aktivitäten der Forschungseinrichtungen sowie die Konzentration (Hirschman-Herfindahl-Index) innerhalb der Perioden ..... 153 Tabelle 14: Anzahl und Aktivitäten der Privaten Anmelder sowie die Konzentration (Hirschman-Herfindahl-Index) innerhalb der Perioden ............................ 155 Tabelle 15: Anteil der Akteure, die in der Technologie über mehrere Perioden aktiv sind .......................................................................................................... 158 Tabelle 18: Unternehmen –Top-10 Akteure der Entwicklung .................................... 159 Tabelle 17: Forschungseinrichtungen – alle Akteure der Entwicklung ...................... 159 Tabelle 16: Private Anmelder – alle Akteure der Entwicklung ................................... 159 Tabelle 19: Verschiedene Netzwerkcharakteristika der wissenschaftlichen Forschung ................................................................................................ 175 Tabelle 20: Kooperationen zwischen wissenschaftlichen und industriellen Akteuren (gemessen in Publikationen) ..................................................... 176 Tabelle 21: Kooperationen innerhalb der wissenschaftlichen Akteure (gemessen in Publikationen) .......................................................................................... 176 Tabelle 22: Funktionssystemübergreifende Kooperationen der wissenschaftlichen Forschung (gemessen in Publikationen) ................................................... 177 Tabelle 23: Autoren und Publikationen des Fallbeispiels ........................................... 189 Tabelle 24: Wichtigkeit von Wissensaustausch und Zusammenarbeit (Frage 5, siehe Anhang ) .......................................................................... 191 Tabelle 25: Weltweite Publikationsaktivitäten der wissenschaftlichen Forschung in den einzelnen Perioden sowie deren Wachstumsraten nach Ländern ..... 199 XII Tabelle 26: Anteil der Länder, die über mehrere Perioden in der wissenschaftlichen Forschung aktiv sind ................................................................................ 205 Tabelle 27: Weltweite Patentanmeldungen am DPMA in den einzelnen Perioden sowie deren Wachstumsraten nach Ländern ........................................... 209 Tabelle 28: Weltweite Patentanmeldung am Meta-Amt nach Ländern und Perioden sowie deren Wachstumsraten ................................................................. 211 Tabelle 29: Anteil der Länder, die über mehrere Perioden in der internationalen angewandten Forschung und Entwicklung tätig sind .............................. 219 Tabelle 30: Wichtigkeit verschiedener Faktoren für die Durchsetzung der PEM- Brennstoffzellentechnologie (Frage 1, Siehe Anhang) ............................. 249 Tabelle 31: Ressourcenallokation im Bereich Verkehr (NIP 2007, S.10) .................... 252 Tabelle 32: Die Wichtigkeit von Normen (Frage 6, siehe Anhang) ............................ 286 XIII Abbildungsverzeichnis [Sofern keine Quelle angegeben wird, handelt es sich um eigene Darstellungen des Autors] Abbildung 1: Jahr des Beginns der seriellen Fertigung von PEM-Brennstoffzellen- Fahrzeugen (siehe Anhang 1) ....................................................................... 5 Abbildung 2: Gang der Arbeit ........................................................................................ 9 Abbildung 3: Grundschema eines innerbetrieblichen Innovationsprozesses (Vahs und Burmester 2002, S.90) ................................................................................ 34 Abbildung 4: Unterschiedliche Abgrenzungen von betriebswirtschaftlichen Innovationsprozessen (Gerpott 2005, S.49) ............................................... 35 Abbildung 5: Der Innovationsprozess nach Brockhoff (Brockhoff 1999, S.38) ............. 35 Abbildung 6: “Science-Push” und “Demand-Pull” Varianten des Innovationsprozesses (vgl. Irvine und Martin 1984, S.15f) ......................... 36 Abbildung 7: Integriertes Produktlebenszykluskonzept (vgl. Pfeiffer und Bischoff 1981, S.136) ................................................................................. 37 Abbildung 8: Soziotechnische Systeme der Mesoebene und ihr Einfluss auf den technischen Fortschritt (vgl. Ropohl 1989, S.19) ....................................... 39 Abbildung 9: Kreismodell der Innovation nach Roy und Cross (1983) (zitiert in Schmoch und Reger 1996, S.95) .................................................. 40 Abbildung 10: Das verkettete Model von Kline und Rosenberg (Kline und Rosenberg 1986, S.290) ............................................................................................... 41 Abbildung 11: Modell der langen Wellen nach Kondratieff (gestrichelt) und Diffusion von Innovationen (vgl. Hirooka 2003, S.557) ............................................. 43 Abbildung 12: Innovationsverlauf der Oberflächentechnologie (Rickerby and Matthews 1991, S.347) .............................................................................. 46 Abbildung 13: Patente (durchgezogene Linie) und Publikationen (gestrichelte Linie) im Bereich der Lasertechnologie (vgl. Schmoch 1997, S.111) .................... 48 Abbildung 14: Standardisiertes Schema zur Einordnung des wissenschaftlich- technischen Fortschritts bei der Marktentstehung (Grupp 1997, S.34) ...... 50 Abbildung 15: Konzepte der Systemtheorie (Ropohl 2005, S.27) ................................ 58 Abbildung 16: Abgrenzung eines Innovationssystems (Bradke et al. 2007, S.44) ....... 61 Abbildung 17: Varianten des Innovationssystems (Christ 2007, S.44) ......................... 62 Abbildung 18: Motive für Internationalisierungstendenzen des Innovationsprozesses (Eigene Darstellung nach Gassmann und von Zedtwitz 1996, S.3) ............ 80 Abbildung 19: Spezifisches Forschungsdesign der Arbeit ............................................ 85 Abbildung 20: Auswahl des Innovationssystems ......................................................... 88 Abbildung 21: Methodische Fundierung des Innovationssystems ............................... 89 Abbildung 22: Darstellung des Beispiels zur sozialen Netzwerkanalyse ...................... 96 Abbildung 23: Beispiele für Netzwerke: Nicht-zusammenhängendes Netzwerk (linke Seite), Starnetzwerk (Mitte) und Liniennetzwerk (rechte Seite, Nooy et al. 2005, S.125) ............................................................................................... 98 Abbildung 24: Hypothesen dieser Arbeit ................................................................... 100 XIV Abbildung 25: Aufbau einer Brennstoffzelle (Eichlseder und Klell 2008, S.155) ........ 104 Abbildung 26: Relativer Anteil der verschiedenen Brennstoffzellenvarianten für mobile Anwendungen an der wissenschaftlichen Forschung (gemessen an Publikationen) ................................................................... 109 Abbildung 27: Mercedes-Benz B-Klasse F-CELL (vgl. Daimler 2009, links) und HondaFCX Clarity (vgl. Honda 2009, rechts) mit einer PEM-Brennstoffzelle ................................................................................ 110 Abbildung 28: Relativer Anteil der verschiedenen Brennstoffvarianten für mobile Anwendungen an der angewandten Forschung und der Entwicklung (gemessen an Patenten) .......................................................................... 112 Abbildung 29: Konkurrierende Antriebstechnologie .................................................. 119 Abbildung 30: Antriebe im PKW-Bestand in Deutschland am 1.1.2010 (eigene Darstellung nach KBA 2010, S.8) .............................................................. 124 Abbildung 31: Konkurrenzintensität der PEM-Brennstoffzellenfahrzeuge (Frage 2 siehe Anhang) ............................................................................ 125 Abbildung 32: Einsatzmöglichkeiten verschiedener Antriebstechniken (Bonhoff 2009, S.25) ................................................................................ 126 Abbildung 33: Mögliche Bereitstellungspfade für Kraftstoffe (eigene Darstellung nach Grünwald 2006, S.69) ...................................... 128 Abbildung 34: Supply Chain des Wasserstoffs ........................................................... 129 Abbildung 35: Umwandlungsketten für Wasserstoff (Leschus und Vöpel 2008, S.15) ................................................................ 130 Abbildung 36: Relativer Anteil an den Publikationsaktivitäten der einzelnen Organisationstypen gruppiert nach wissenschaftlichen und industriellen Akteuren .................................................................................................. 138 Abbildung 37: Relativer Anteil an den Patentanmeldungen der einzelnen Organisationstypen gruppiert nach wissenschaftlichen, industriellen und privaten Akteuren ............................................................................. 149 Abbildung 38: Absolute Patentaktivitäten der einzelnen Organisationstypen gruppiert nach wissenschaftlichen, industriellen und privaten Akteuren 150 Abbildung 39: Bedeutung der F&E-Förderung für die industriellen und wissenschaftlichen Akteure ...................................................................... 161 Abbildung 40: Bedeutung der Nachfrage für die industriellen und wissenschaftlichen Akteure .................................................................................................... 164 Abbildung 41: Einflussfaktoren auf die verschiedenen Akteurssysteme .................... 166 Abbildung 42 Organisationelle Akteursstruktur des Innovationssystems ................. 171 Abbildung 43: Aktivitäten und Kooperationsneigungen aller Akteure der wissenschaftlichen Forschung .................................................................. 174 Abbildung 44: Kooperationen deutscher Akteure der wissenschaftlichen Forschung nach Komponenten (Periode C) ................................................................ 179 Abbildung 45: Kooperationen deutscher Akteure der wissenschaftlichen Forschung nach Komponenten (Periode D) ............................................................... 180 Abbildung 46: Kooperationen deutscher Akteure der wissenschaftlichen Forschung nach Komponenten (Periode E) ................................................................ 181 Abbildung 47: Kopplung von Wissenschaft und Technologie .................................... 185 XV Abbildung 48: Fallbeispiel – Kopplung von Wissenschaft und Technologie (eine Komponente des Netzwerkes der wissenschaftlichen Forschung der Periode D) ................................................................................................ 187 Abbildung 49: Stellung der anwendungsnahen Forschungseinrichtungen im Kontext der Systeme ................................................................................ 194 Abbildung 50: Anzahl der Länder und die Konzentration (Hirschman-Herfindahl- Index) der weltweiten Aktivitäten der wissenschaftlichen Forschung ...... 196 Abbildung 51: Internationale Kooperationen (Kopublikationen, linke Skala) deutscher Akteure, Anzahl der direkten Nachbarn (linke Skala) und Gesamtzahl der deutschen Publikationen (rechte Skala) ......................... 201 Abbildung 52: Netzwerk der wissenschaftlichen Forschung auf Länderebene (Periode C, ohne isolierte Länder) ............................................................ 202 Abbildung 53: Netzwerk der wissenschaftlichen Forschung auf Länderebene (Periode D, ohne isolierte Länder) ............................................................ 203 Abbildung 54: Netzwerk der wissenschaftlichen Forschung auf Länderebene (Periode E, ohne isolierte Länder) ............................................................ 204 Abbildung 55: Anzahl der Länder (incl. Deutschland, rechte Skala) und die Konzentration (Hirschman-Herfindahl-Index, linke Skala) der weltweiten Aktivitäten der angewandten Forschung und der Entwicklung (am DPMA) ............................................................. 208 Abbildung 56: Anzahl der Länder und die Konzentration (Hirschman-Herfindahl- Index) der weltweiten Aktivitäten der angewandten Forschung und der Entwicklung (am „Meta-Amt“) ................................................................ 210 Abbildung 57: Internationale Kooperationen (Kopatente über Erfinder, linke Skala) deutscher Akteure, Anzahl der direkten Nachbarn (linke Skala) und Gesamtzahl der deutschen Patente (rechte Skala) .................................. 214 Abbildung 58: Netzwerk der angewandten Forschung und der Entwicklung auf Länderebene (Periode A links, Periode B rechts) ...................................... 216 Abbildung 59: Netzwerk der angewandten Forschung und der Entwicklung auf Länderebene (Periode C) .......................................................................... 216 Abbildung 60: Netzwerk der angewandten Forschung und der Entwicklung auf Länderebene (Periode D) ......................................................................... 217 Abbildung 61: Netzwerk der angewandten Forschung und der Entwicklung auf Länderebene (Periode E) .......................................................................... 218 Abbildung 62: Internationale Zusammenarbeit Deutschlands .................................. 225 Abbildung 63: Illustration der wichtigsten Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen ............................................................................... 241 Abbildung 64: Neuzulassungen von Personenkraftwagen in Deutschland (vgl. VDA 2009) ........................................................................................................ 243 Abbildung 65: Bestand von Personenkraftwagen in Deutschland (Balken, linke Skala, vgl. KBA 2009b) und Durchschnittsalter der Fahrzeuge (Linie, rechte Skala, vgl. KBA 2009c) ........................................................................................ 244 Abbildung 66: Produktion in Deutschland für den heimischen Markt (in rot) und Exporte (in blau, eigene Darstellung nach VDA 2009c und VDA 2009d) .. 245 XVI Abbildung 67: Anteil der gewerblichen Halter bei den Neuzulassungen von PKW in Deutschland (eigene Berechnung nach KBA 2009d) ................................ 246 Abbildung 68: Förderung der gesamten Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie in Deutschland (eigene Berechnungen nach Fökat 2009, in Euro) ................................................................................. 250 Abbildung 69: Förderung der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie im Kontext der europäischen Forschungsrahmenprogramme (FP, eigenen Darstellung nach Vansson 2009, S.7, in Millionen Euro) .......................... 254 Abbildung 70: Beurteilung der deutschen Politik hinsichtlich der Auswirkungen auf die Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie (Frage 4, siehe Anhang) ........................................................................... 261 Abbildung 71: Beurteilung der europäischen Politik hinsichtlich der Auswirkungen auf die Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie (Frage 5, siehe Anhang) ........................................................................... 262 Abbildung 72: Zeitschiene und Inhalte der Aus- und Weiterbildung (vgl. Marscheider-Weidemann et al. 2004, S.6) ....................................... 265 Abbildung 73: Einschätzung der Akteure bezüglich der Verfügbarkeit von Fachkräften und Weiterbildungsmaßnahmen (Frage 8, siehe Anhang) ... 266 Abbildung 74: Weltweite Verteilung von Ländern mit Reserven an konventionellem Erdöl größer als eine Gigatonne (Gt) und Lage der Strategischen Ellipse (vgl. BGR 2009. S.253) .............................................................................. 267 Abbildung 75: Netzwerke der Brennstoffzellentechnologie in Deutschland (BMWA 2005, S.69) ............................................................................................... 272 Abbildung 76: Entwicklungsplan zum Nationalen Innovationsprogramm Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie (nur Verkehr, NIP 2007, S.8) ..................................................................... 275 Abbildung 77: Europäische Vision einer Wasserstoffwirtschaft (BMWA 2005, S.10) 277 Abbildung 78: Geplanter Roll-Out von Wasserstofftankstellen in Deutschland im Rahmen des Memorandum of Understanding (Mohrdieck 2009, S.3) ..... 279 Abbildung 79: Wasserstoff-Roadmap für Deutschland bis 2050 (GermanHy 2009, S.11) ............................................................................ 281 Abbildung 80: Tankrüssel für flüssigen Wasserstoff (LH2;CEP 2010). ....................... 283 Abbildung 81: Illustration der wichtigsten Einflussfaktoren und Rahmenbedingungen der PEM-Brennstoffzelle ....................................... 287 Abbildung 82: Einordnung der PEM-Technologie in das „Double-Boom“-Konzept ... 301 XVII Legende Perioden der empirischen Ergebnisse: Periode A: 1991 – 1993, Periode B: 1994 – 1996, Periode C: 1997 – 1999, Periode D: 2000 – 2002, Periode E: 2003 – 2005. Hypothesen dieser Arbeit: Hypothese 1: Die PEM-Technologie hat sich als „Dominantes Design“ innerhalb der verschiedenen Typen von Brennstoffzellen für mobile Anwendungen durchgesetzt. Hypothese 2: Die wissenschaftliche Forschung wird vor allem durch Universitäten und Forschungseinrichtungen getragen. Hypothese 3 : Die angewandte Forschung und die Entwicklung werden vor allem durch Unternehmen getragen. Hypothese 4: Universitäten und Forschungseinrichtungen messen der F&E-Förderung mehr Bedeutung bei als Unternehmen. Hypothese 5: Unternehmen messen der Nachfrage des Marktes mehr Bedeutung bei als Universitäten und Forschungseinrichtungen. Hypothese 6: Die Aktivitäten deutscher Akteure innerhalb der wissenschaftlichen Forschung, die durch nationale Kooperationen entstehen, nehmen über den Betrachtungszeitraum hinweg zu. Hypothese 7: Die Wahrscheinlichkeit, dass die Ergebnisse der wissenschaftlichen Forschung bei anwendungsnahen Forschungseinrichtungen in den Anwendungs- bereich übergehen, ist hoch. Hypothese 8: Die Konzentrationen der weltweiten Verteilung der Forschungsaktivitäten der Länder nehmen ab. Hypothese 9: Internationale Kooperationen deutscher Akteure nehmen über den Betrachtungszeitraum hinweg zu. XVIII