Die Experten sind sich einig darin, dass Deutschland nur eine Chance hat, wenn es weiter mit um die technologische Führerschaft ringt. Peter Altmaier, der direkte Subventionen ablehnt, will die Forschung entsprechend mit Programmen unterstützen. Eigentlich sind die Voraussetzungen gut. In Deutschland ist die gesamte Photovoltaik-Wertschöpfungskette von den Herstellern und Zulieferern über die Projektierer und Installateure vertreten. Das größte Solarforschungsinstitut Europas, das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) hat seinen Sitz in Freiburg. Die Solarlaboreinrichtungen und Freilandtestfelder des Zentrums für Sonnenenergie- und Wasserstoff-Forschung (ZSW) werden von Herstellern aus dem In- und Auslandland als Gütesiegel genutzt. Der Politik wäre es am liebsten, wenn die Mitspieler die Standortsicherung synergetisch als nationale Aufgabe sehen würden. So sollen Clusternetzwerke die Zusammenarbeit zwischen Wirtschaft und Wissenschaft fördern, ja sogar für eine wechselseitige Befruchtung zwischen den Unternehmen sorgen.

Das gewünschte Miteinander ist aber häufig ein Nebeneinander. Das lässt sich am Beispiel des ZSW verdeutlichen. Setzen sich die Hersteller von Photovoltaikzellen an einen Tisch, dann tun sie das, um die Prüf- und Testkriterien für einen Vergleichstest festzulegen. So steht neben dem Wirkungsgrad die Fertigungsqualität im Fokus. Das liegt an dem Druck, immer günstigere und schnellere Herstellungsverfahren zu entwickeln, oft auf Kosten der Qualität der Zellen. Lösungen aber werden nicht gemeinsam erarbeitet. Hans-Dieter Mohring, Leiter des Freiland-Testfelds beim ZSW, hat stattdessen schon viele Geheimhaltungsklauseln unterzeichnen dürfen: „Die Idee der Forschungsallianzen ist gut, aber die Praxis ist zäh. Die Konkurrenz ist sehr darauf bedacht, ihr Wissen bei sich zu behalten.“ Gemeinsame Patente würden nicht angestrebt werden. So ist zu Gründerzeiten des ZSW auch der Versuch gescheitert, mit einem Industriebeirat gemeinsame Projekte zu entwickeln. „Die Besten wollen die Besten bleiben. Die Großen wie Bosch und Q-Sells haben eigene Labore. Die Kleinen kommen einzeln mit konkreten Fragen.“ Die deutschen Hersteller halten sich aufgrund der angespannten finanziellen Lage mit Aufträgen eher zurück. Chinesische Zellenproduzenten aber nehmen gerne die deutsche Forschungseinrichtung in Anspruch. Für sie ist der Qualitätsstempel „tested in Germany“ ein Verkaufsargument.

Zurückhaltung bedeutet aber nicht, dass die Firmen keinen Bedarf an F&E hätten. Die komplexe Forschungslandschaft und die große Zahl von Clusternetzwerken hat auf viele Unternehmen eine abschreckende Wirkung. Eine Studie des Karlsruher Fraunhofer-Instituts für System- und Innovationsforschung (ISI) hat im Auftrag des Baden-Württembergischen Industrie- und Handelskammertags alleine in diesem Bundesland mehr als 250 Cluster, Clusterinitiativen und landesweite Netzwerke gezählt. Wenn trotz dieser Zahl und der inhaltlichen Vielfalt fast 60 Prozent der befragten Unternehmen angeben, kein für sie passendes Cluster oder Netzwerk zu kennen, dann braucht es hier als Guide im Forschungsdschungel noch mehr Transferbeauftragte auf beiden Seiten.

Wenig Impulse von den Herstellern
Die Initiativen gehen bisher eher von den Forschungseinrichtungen als von den Herstellern aus. Der Leiter des ISE in Freiburg, Eicke R. Weber: „Die Öffentlichkeit denkt immer, Industrieforschung bedeutet, die Industrie kommt und schreibt einem vor, was man tun soll. Umgekehrt ist es so, dass wir eine gute Idee haben, welche Firmen von unserer Technologie profitieren könnten, und dann gehen wir auf die Firmen zu und sagen, das ist doch eine interessante Sache, daran wollt ihr doch sicher beteiligt sein. Und in der Regel entdecken wir eine interessante Ausschreibung, rufen drei, vier Firmen an, mit denen wir uns gut auskennen, und sagen, hättet ihr Lust, daran gemeinsam zu arbeiten. Beim Förderprogramm Innovationsallianz Photovoltaik mit einem 100-Millionen-Etat haben wir den Firmen klargemacht, dass sie entsprechend weniger zuschießen müssen. Wir haben die Forschungsanträge selbst entworfen und dann haben die Firmen das nur noch auf Ihren Briefkopf verschoben.“ Auf der anderen Seite gehen Firmen, die es wagen, einen Antrag selbst auszufüllen, immer wieder leer aus. Als Grund sehen die Industrie- und Handelskammern das mangelnde Wissen, welche Formulierungen für eine erfolgreiche Antragstellung nötig sind.

Die Rührigkeit des Fraunhofer-Instituts ist auch der Tatsache geschuldet, dass nur zehn Prozent des Betriebshaushaltes mit öffentlichen Mitteln finanziert werden. Die restlichen 90 Prozent muss das ISE selbst verdienen. „Das ergibt eine große Freiheit und Verantwortung, welche Art Projekte wir durchführen und aufnehmen“, betont Weber. „Im günstigen Fall können wir auch mitbestimmen, in welche Richtungen die Ministerien die Schwerpunkte setzen. Das passiert in einer Art Workshop, wo Vertreter der Firmen, der Wissenschaft und der Ministerien zusammensitzen und sich fragen, was die wichtigsten Entwicklungen in den nächsten ein bis fünf Jahren sein werden. Das schützt das ISE natürlich nicht davor, sich wie alle anderen um die Ausschreibungen zu bemühen, mit einer Erfolgschance zwischen 30 bis 50 Prozent.“

Konkurrenz statt Allianz
Über Forschungsallianzen wird viel gesprochen, sie sind aber die Ausnahme. „Es gibt Ausschreibungen, wo gemeinsam ein Projekt durchgeführt werden soll. Da geht es in der Regel gleich um viel Geld auf EU-Ebene. Ganz ehrlich gesagt, sind das immer noch nur zehn bis 20 Prozent der Projekte“, räumt Weber ein. „Das Standardmodell ist immer noch das Einzelprojekt. Eine Zusammenarbeit ist in der Regel bilateral. Wird eine Entwicklung mit einem Patent abgeschlossen, so liegt das Patent beim Entwickler, also beim Institut. Jedes Unternehmen kann entsprechend Lizenzen erwerben. „Ausnahmen sind selten“, so Weber. „Beim Beispiel lasergefeuerte Kontakte haben sich Unternehmen zu einem Verbund zusammengeschlossen und eine Art gewisse kollektive Exklusivität ausbedungen.“

Aber es passiert auch immer häufiger, dass Patente in der Schublade liegen bleiben. Das dürfte sicher der angespannten finanziellen Lage zuzuschreiben sein. Aber eben nicht nur, meint Marlene O’Sullivan, Wirtschaftsforscherin vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Stuttgart. Sie beschreibt den Nachteil der öffentlichen Forschung: „Es fehlt das Alleinstellungsmerkmal, jede Firma kann weltweit diese Patente kaufen. Zudem kam es zu einer gewisse Bequemlichkeit der Unternehmen, ausgelöst durch die jahrelange hohe Subventionierung.“

Wissen weitergeben
Außerdem müssen Forschungsinstitute und Universitäten noch konsequenter die Öffentlichkeit suchen. Manche hatten erst begonnen, eigene Vermarktungsstrukturen aufzubauen, als vor zehn Jahren das Hochschullehrerprivileg wegfiel. An den Universitäten galt es, die marketingunerfahrenen Wissenschaftler zu entlasten, die sich sonst eher für eine Veröffentlichung als eine Patentanmeldung mit anschließendem Lizenzverkauf entschieden hätten. Bei Forschungsinstituten, deren Erfindungen in einem sehr frühen Stadium angemeldet werden, müssen Industriepartner davon überzeugt werden, dass sich der lange Weg bis zum Einfließen in die Serienproduktion lohnt. Zentrale Patentvermarktungsgesellschaften und institutseigene Abteilungen für Innovationsmarketing sorgen inzwischen für einen besseren Informationsfluss in Richtung Industrie, begleitet von der Hoffnung, dass diese auch zugreift.

Weniger Berührungsängste haben die Unternehmen bei ihrer Personalpolitik. „Es gab lange nur unspezifische Ausbildungen im Bereich Photovoltaik. Wer eine Diplomarbeit darin geschrieben hatte, war schon ein Experte. Fachleute von den Forschungsinstituten werden besonders häufig von der Industrie abgeworben“, beobachtet O’Sullivan.

Gerade einmal zwei bis drei Prozent investiert die Branche in Forschung und Entwicklung. Zum Vergleich: Bei den Autos sind es sechs, in der Elektrotechnik sogar fast sieben Prozent. Falls ein Unternehmen ein neues Verfahren oder Produkt tatsächlich eigenständig entwickelt hat, scheuen gerade kleinere Firmen den Aufwand, das Patent zu beantragen. Sie beklagen die Kosten von 5.000 Euro für die deutsche Anmeldung, bis zu 50.000 Euro für das Verfahren und eine weltweite Recherche, die manchmal nötig ist, um die Einzigartigkeit einer Entwicklung zu überprüfen. Studien der IHK in Baden-Württemberg belegen zudem, dass für fast 80 Prozent aller Firmen Patente als Schutz geistigen Eigentums keine Rolle spielen. Dies gilt besonders für die kleinen und mittleren Unternehmen. Unabhängig von der Größe der Firma, scheuen Firmen zudem die Pflicht der Offenlegung. Wer ein Patent angemeldet hat, besitzt zwar das Ausschlussrecht für seine Erfindung, muss seine Erkenntnisse jedoch allen zugänglich machen. Aber nicht immer will man die Konkurrenz informieren, welchen Weg man zur Lösung bestimmter technischer Probleme eingeschlagen hat. Großunternehmen behelfen sich daher mit dem Trick, Erfindungen in kleinere Einheiten zu zerlegen und einzeln anzumelden. Das ist gut für die Statistik des Deutschen Patent- und Markenamtes, spiegelt aber nicht wirklich den Erfindungsgeist der deutschen Industrie wider.

Die Großen werden überleben
Preisdruck und Innovationsfähigkeit werden die deutsche Branche verändern. O’Sullivan geht von einer schmerzhaften Konsolidierung der deutschen Solarwirtschaft aus. „Die Pioniere werden abgelöst von den Global Playern. Deren Eigenschaft ist es aber gerade nicht, national zu denken. Wie in der Auto- und Unterhaltungselektronik auch, haben die Großen der Erneuerbaren Energien schon vor Jahren begonnen, sich nach den weltweit günstigsten Produktionsstandorten umzuschauen.“

Sie verweist auf Siemens. Der Konzern hat es mit der Windkraft vorgemacht. Nun strebt Bosch nach Malaysia, auch wenn das Unternehmen seinen Solarhauptsitz im thüringischen Arnstadt aufgebaut hat. Die Anlage in Malaysia mit einem Investitionsvolumen von rund einer halben Milliarde Euro soll die gesamte Wertschöpfungskette umfassen. Arnstadt bleibt dafür der zentrale Forschungs- und Ausbildungsstandort für Bosch. Das Modell Bosch scheint dem globalen Markt gewachsen zu sein. Aber Experten wie ISE-Leiter Weber bezweifeln, dass andere Große folgen werden. „Die globalen Player scheuen sich immer noch, das ganz große Geld in die Hand zu nehmen. Selbst Firmen, die es finanziell stemmen könnten, sagen sich, wenn sie dieses Geld nehmen und auf dem Finanzmarkt anlegen, bekommen sie zehn bis 20 Prozent Rendite, wenn sie es in eine Fabrik anlegen, bleiben nur drei bis fünf Prozent Gewinn.“ Weber denkt deshalb in sehr großen Lösungen. „In Deutschland stehen kleine Produktionsanlagen, gebaut vor fünf Jahren, in China stehen neue große Anlagen, gebaut mit deutscher Technologie, die einfach schneller und billiger produzieren. Wenn wir ein EU-Programm hätten mit dem Ziel, dass eine Schlüsseltechnologie in Europa bleibt, dann könnten wir auch in Deutschland konkurrenzfähig produzieren.“ Die Idee, ein Level-Playing-Field in Deutschland zu bereiten, muss nicht am Geld scheitern, ist Weber überzeugt. „Das kostet viel, aber wenn wir sehen, welche Geldmengen wir zur Verfügung haben für Kreditgarantien für die Banken, dann wäre auch ein 50-Millarden-Topf für Schlüsselindustrien wie erneuerbare Energien möglich.“

Ein Produktionsstandort Deutschland ist nicht nur für den Arbeitsmarkt von Vorteil, meint auch das Deutsche Institut für Wirtschaftsforschung. Es sieht die Gefahr, dass durch die räumliche Trennung zwischen dem Maschinenbauer auf der einen und den Herstellern von Produktionsanlagen und der Zellproduktion auf der anderen Seite das Innovationsnetzwerk geschwächt und die Innovationsfähigkeit reduziert werden könnte. Auch das Programm „Innovationsallianz Photovoltaik“ baut auf die Zusammenarbeit innerhalb der Verwertungskette. Erfahrungen zeigen, dass sie dann am besten funktionieren, wenn die spezifischen Kompetenzen der Unternehmen und Institute geringe Schnittmengen haben und sich im Hinblick auf ein gemeinsames Forschungsziel zu einem Projekt verzahnen lassen.

So fördert das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) das Projekt „SiDS12+“, die Entwicklung von Silizium-Dünnschichtsolarzellen mit einem Wirkungsgrad von über zwölf Prozent. Neben einem An-Institut, universitären Forschungseinrichtungen, sind ein PV-Zellenhersteller und ein Spezialist für Plasmatechnologie mit im Boot. Der Zellenhersteller ist in diesem Fall Inventux und untersteht inzwischen einem Insolvenzverwalter. Momentan wissen weder die Partner noch der Insolvenzverwalter, welche Auswirkungen das auf das Projekt hat. Das BMU betont, dass mit der Beantragung des Insolvenzverfahrens die Auszahlung von Fördermitteln gestoppt wird: „Kommt der Zuwendungsempfänger seinen Verpflichtungen nicht nach, z. B. Erstellung eines Verwendungsnachweises, führt dies zu einem Widerruf und Rückforderung von Fördermitteln.“

Ausblick
Nun heißt es zwar immer wieder in den Antragsbestimmungen für Fördergelder „Die Beteiligung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) ist ausdrücklich erwünscht.“ In der Konsolidierungsphase der Photovoltaikbranche aber werden KMUs eher selten in Projekte mit mehrjähriger Laufzeit einsteigen, weil ihnen die Planungssicherheit fehlt. Die fehlende Routine der KMUs bei der Antragsstellung verstärkt den Trend, dass eher die Big Player der Branche an den Forschungsallianzen beteiligt sein werden.

Interview mit Bundesumweltminister Peter Altmaier:

wissenschaftsmanagement.de: Herr Minister Altmaier, die deutsche Photovoltaikindustrie ist in eine existenzielle Krise gerutscht. Welche Botschaft hat die Politik an die Branche?

Altmaier: Erstens, Ich glaube dass es wichtig ist, überhaupt mal zum Ausdruck zu bringen, dass die deutsche Photovoltaikwirtschaft auch wichtig ist für Deutschland insgesamt. Zweitens wissen die Beteiligten aber auch, dass viele Hausaufgaben gemacht werden müssen, das EEG-Gesetz zu überarbeiten ist eine davon. Da wo die Politik mit Beratung und Solidarität helfen kann, tut sie es, aber ich glaube Subventionen sind der falsche Weg. Das ist nach Europarecht gar nicht zulässig.

wissenschaftsmanagement.de: Wie kann der Staat konkret helfen?

Altmaier: Der Staat kann helfen, indem er beispielsweise Forschungsprogramme finanziert. Das haben wir getan und werden es weiter tun, denn die deutschen Photovoltaikhersteller werden die Konkurrenten aus Asien wahrscheinlich nicht im Preis besiegen können, sondern nur durch die Qualität ihrer Produkte. Das heißt wir müssen besser werden als andere und dafür müssen die Hersteller auch selber mehr investieren in Forschung und Entwicklung. Außerdem müssen sich die Hersteller gut überlegen, wo sie sich wie auf den internationalen Märkten strategisch positionieren.

wissenschaftsmanagement.de: In Ihrem Zehn-Punkte-Programm sprechen Sie die Gründung eines Clubs von Länder an, die den Ausbau erneuerbarer Energien vorantreiben. Wie kann die Branche davon profitieren?

Altmaier: Ich glaube dass der Club sicher dazu beitragen kann, dass international das Interesse an erneuerbaren Energien wächst, das wäre auch gut für die Photovoltaik und Solarwirtschaft, weil dann die Märkte größer werden und mehr Zellen abgesetzt werden können. Ich denke da an Länder wie Marokko, Brasilien aber auch die Schweiz. Ich persönlich bin optimistisch, dass in zwei drei Jahren die Situation dann ganz anders aussehen wird. Bis dahin müssen wir die Zeit überbrücken und dafür sorgen, dass die Deutschen Firmen nicht von der ausländischen Konkurrenz vollends plattgemacht werden.

wissenschaftsmanagement.de: Neue Märkte schaffen, heißt die Menschen dort überzeugen, die Politik gewinnen.

Altmaier. Jedes Land entscheiden für sich selbst, ich hab aber keine Bedenken, dass am Ende sehr viele Länder sich dafür stark machen werden, weil es auch populär ist in der eigenen Bevölkerung, in der öffentlichen Meinung zu Hause, wenn man sich für saubere Energien einsetzt und deshalb werde ich mich auch bemühen, dass wir diesen Club in den nächsten Wochen aus der Taufe heben.

Videos zur Photovoltaik vom Helmholtz-Zentrum Berlin:

Funktionsweise einer Solarzelle:

Bewegung in Solarzellen:

Schichtvergleich von Solarzellen:

Linkliste:

Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE:
www.ise.fraunhofer.de  

Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI:
www.isi.fraunhofer.de

ForschungsVerbund Erneuerbare Energien:
www.fvee.de

ForschungsVerbund Erneuerbare Energien (FVEE):
www.FVEE.de 

Helmholtz-Zentrum Berlin für Materialien und Energie GmbH, Institut für Silizium-Photovoltaik:
www.helmholtz-berlin.de

Forschungszentrum Jülich:
www.fz-juelich.de/iek/iek-5/DE/Forschung/forschung_node.html

Solartestfeld ZSW:
www.zsw-bw.de/themen/pv-systeme/solar-testfeld.html

Solarvalley Mitteldeutschland e.V.
:
www.solarvalley.org 

Ferdinand-Braun-Institut, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik (FBH):
www.fbh-berlin.de

Fotos: Rainer Sturm/pixelio