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Leichtbau in der Hauptstadtregion Potenzialanalyse
Potenzialanalyse Leichtbau Herausgeber Berlin Partner für Wirtschaft und Technologie GmbH Fasanenstraße 85 10623 Berlin Ansprechpartner David Hampel Tel: +49 30 46302 – 422 david.hampel@berlin-partner.de www.berlin-partner.de im Auftrag der Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe. Gefördert aus Mitteln des Landes Berlin und des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung durch die Investitionsbank Berlin. Auftragnehmer innos GmbH Kurfürstendamm 11 10719 Berlin Autoren Dr. Isabell Schwenkert Oliver Bub Datum 23. März 2021 Disclaimer: Aus Gründen der besseren Lesbarkeit wird in dieser Potenzialanalyse auf eine durchgehende, geschlechtsspezifische Differenzierung verzichtet. Entsprechende Begriffe gelten im Sinne der Gleichbehandlung grundsätzlich für alle Geschlechter. Die verkürzte Sprachform hat ausschließlich redaktionelle Gründe und beinhaltet keine Wertung.
Potenzialanalyse Leichtbau
Inhaltsverzeichnis
1. Management Summary ................................................................................................................................3
2. Zielstellung und Methodik ...........................................................................................................................5
3. Zukunftstechnologie Leichtbau – Einleitung ..............................................................................................7
4. Branchenstruktur-, Bedarfs- und Potenzialanalyse für die Region ..........................................................8
a. Branchenstrukturanalyse der Anwender und Anbieter ........................................................................8
b. Charakterisierung der Forschungslandschaft in der Region............................................................. 15
c. Charakterisierung der Netzwerke und Cluster in der Region............................................................ 18
d. Potenzialanalyse: Bedarfe der regionalen Leichtbauakteure .......................................................... 21
5. Bewertung des Standorts im Bundesvergleich ........................................................................................25
a. Charakterisierung von Vergleichsregionen.........................................................................................25
b. Bewertung der Hauptstadtregion im Bundesvergleich .................................................................... 28
6. SWOT-Analyse und mögliches Zukunftsbild für die Region ................................................................... 31
7. Ableitung von Handlungsempfehlungen ................................................................................................. 33
a. Vernetzung und Öffentlichkeitsarbeit ................................................................................................. 33
b. Schwerpunktbildung unterstützen ....................................................................................................... 33
c. Ansiedlung ..............................................................................................................................................34
8. Anhang ....................................................................................................................................................... 36
a. Abbildungsverzeichnis ......................................................................................................................... 36
b. Literaturverzeichnis ...............................................................................................................................37
c. Leuchtturmprojekte ................................................................................................................................ 41
Potenzialanalyse Leichtbau
1. Management Summary Vielfalt an leichtbaurelevanten Organisationen
aus. Informationsaustausch sowie Wissens- und
Ziel der Branchenstruktur- und Standortanalyse Technologietransfer werden dabei von den
„Leichtbau in der Hauptstadtregion“ ist es, die Akteuren als entscheidende Vorteile bei Mit-
regionalen Potenziale des Leichtbaus zu er- wirkung an Netzwerken und Clustern wahr-
heben, strukturiert darzustellen, zu bewerten und genommen.
erste Handlungsempfehlungen festzuhalten. Bei
einer umfangreichen Recherche der Akteure aus Laut Umfrage ergeben sich attraktive Markt-
Wirtschaft, Forschung und vorhandenen Netz- chancen, die zum wirtschaftlichen Wachstum
werken am Standort Berlin/Brandenburg wurden der Region beitragen können. Die wesent-
530 Unternehmen, Forschungseinrichtungen lichen Erkenntnisse aus der Befragung und den
und Netzwerke bzw. Verbände mit Leichtbau- Experteninterviews zu Treibern, Hemmnissen und
bezug identifiziert. Diese Akteure wurden für Bedarfen für den Einsatz von Leichtbautechno-
eine Onlineumfrage kontaktiert, an welcher logien sowie zur Erschließung des Potenzials
100 Personen teilnahmen. Zusätzlich wurden können wie folgt zusammengefasst werden:
sieben ausgewählte Leichtbauexperten aus
Wirtschaft, Forschung und Netzwerken persön- • Die wirtschaftliche Bedeutung des Leicht-
lich zu aktuellen Themen und zukünftigen Trends baus wird zukünftig deutlich steigen.
befragt. Wichtige Treiber für den Einsatz von Leicht-
bautechnologien sind Gewichtsreduktion,
Die Analyse ergibt, dass in der Region eine viel- Energie- und Ressourceneffizienz sowie
fältige Leichtbauakteurslandschaft ansässig ist. nachhaltige Wertschöpfungsketten.
Im Vergleich zu anderen Regionen mit erkenn- • Zukünftige Entwicklungsschwerpunkte sind
baren Leichtbaukompetenzen sind jedoch nur neben neuen Werkstoffen und Materialien
wenige große Anwender zu verzeichnen, die deren intelligente Kombination, innovative
zudem ihre Entwicklungszentren häufig nicht in Produktionstechnologien wie bspw. die
der Hauptstadtregion haben. Es ist eine Schwer- Additive Fertigung und die Funktions-
punktbildung und ein hohes Marktpotenzial im integration (bei welcher die Additive
Mobilitätssektor erkennbar (insbesondere Auto- Fertigung ebenfalls vorteilhaft eingesetzt
motive und Schienenfahrzeuge), bestätigt durch werden kann).
anerkannte Branchenakteure. • Zur Intensivierung von Forschungs- und
Entwicklungsprojekten wollen die Leicht-
Regional besteht eine exzellente Forschungs- bauakteure Förderprogramme verstärkt
kompetenz im Leichtbau mit großer nationaler nutzen. Vertiefte Kenntnisse über geeignete
und internationaler Strahlkraft. Ein besonderer Förderprogramme in dieser Querschnitts-
Schwerpunkt ist dabei in der Materialforschung technologie werden daher als sehr wichtig
(Metalle, Kunststoffe, Verbundmaterialien) er- eingestuft.
kennbar. • Unterstützung wird beim Zugang zu
Kooperationspartnern und Kunden benötigt.
Die Cluster- und Netzwerklandschaft in der Dem Kunden, insbesondere auf Ebene
Hauptstadtregion zeichnet sich durch eine hohe der Anwender, kommt eine besondere
3
Potenzialanalyse Leichtbau
Bedeutung zu. Wertschöpfung entsteht, wo Leichtbauakteure. Digitale Technologien wie z. B.
Anwender, getrieben durch ihre techno- die Automatisierung von Prozessketten in der
logische Entwicklung, innovative Unter- Additiven Fertigung werden in der Region
nehmen in ihrer Wertschöpfungskette be- aktiv vorangetrieben und bilden die exzellente
nötigen. Basis für datenbasierte Entwicklungsmethoden
(z. B. gemeinsame Nutzung von Fertigungs-
Bei der Betrachtung weiterer wesentlicher infrastrukturen oder On-Demand-Fertigung
Leichtbauregionen wurden die folgenden von Ersatzteilen). Sowohl der Zugang zu Infor-
Kriterien für eine erfolgreiche Positionierung der mationen und Fördermitteln als auch die Er-
Querschnittstechnologie Leichtbau abgeleitet: füllung spezieller Marktanforderungen (Zerti-
fizierungen/Qualitätssicherung) ist für KMU mit
• starke Präsenz von Anwendern und/oder signifikanten Hürden verbunden. Zudem sehen
Anbietern sich Unternehmen mit der Schwierigkeit konfron-
• langfristig angelegte Initiativen und tiert, Fachkräfte mit Leichtbaukompetenz in die
Technologiecluster Region zu ziehen und dort langfristig zu halten.
• gezielte Förderinitiativen des Landes für
Leichtbauthemen Die Ableitungen der SWOT-Analyse legen das
• exzellente Forschung mit starkem Transfer- Zukunftsbild einer „Hauptstadt der Digitalisierung
anspruch im Leichtbau“ nahe. Dabei stellen die
digitalen Technologien bei der Umsetzung
Im Rahmen der Stärken-Schwächen-Analyse dieser Vision einen zentralen Hebel dar. Des
(SWOT) wurde zusammenfassend heraus- Weiteren können gezielt Impulse in Richtung
gearbeitet, dass zahlreiche Unternehmen mit „neuer“ Leichtbauthemen gesetzt werden (z. B.
Leichtbaukompetenzen in der Region ansässig Additive Fertigung, neue Materialien, Funktions-
sind und eine Schwerpunktbildung im Bereich integration), um sich von bereits etablierten
„Mobilität“ erkennbar ist. Die starke Leichtbau-/ Leichtbauregionen hervorzuheben. Die Hand-
Materialforschung sowie das gute Innovations- lungsempfehlungen zur Stärkung des Leichtbaus
system stellen ebenfalls nennenswerte Stand- setzen den Fokus auf folgende Bereiche:
ortvorteile dar. Demgegenüber steht eine eher
geringe Anzahl internationaler „original equip- a. Vernetzung der Leichtbauakteure und
ment manufacturers“, kurz: OEMs, mit konkreten flankierende Öffentlichkeitsarbeit
Bedarfen an Leichtbauanwendungen sowie ein b. gezielte Unterstützung von Schwerpunkt-
unzureichender überregionaler Bekanntheits- bildung hinsichtlich der Kriterien:
grad hinsichtlich der gegebenen Leichtbau- • Branche (Mobilität und Medizin)
potenziale. • Material (Kunststoff, Metall, Verbund-
werkstoffe)
Gleichzeitig bietet der Leichtbau als Quer- • Technologie (Additive Fertigung)
schnittstechnologie einen Markt für neue c. Ansiedlung großer Unternehmen mit
Materialien (z. B. Verbundmaterialien) und Leichtbaubezug
Technologien (z. B. Additive Fertigung) und birgt
somit zahlreiche Chancen für die regionalen
4
Potenzialanalyse Leichtbau
2. Zielstellung und Methodik 2. Primärdatenerfassung:
a. eine Onlinebefragung auf Basis einer
Im Rahmen der Studie sind die regionalen selbst zusammengestellten Adress-
Potenziale zum Thema Leichtbau zu erheben, datenbank für Berlin (58 % der Kontakte)
strukturiert darzustellen, zu bewerten und mit und Brandenburg (42 % der Kontakte) mit
ersten Handlungsempfehlungen zu ihrer Weiter- insgesamt 530 Akteuren. Zusammen-
entwicklung zu versehen (vgl. Abb. 1). Folgende stellung dieser Adressdatenbank:
Fragen bilden den Leitfaden für die Potenzial-
analyse: • aus dem LEICHTBAUATLAS [BMWI
2021a],
• Wer sind die relevanten Leichtbauakteure • aus Mitgliederübersichten relevanter
aus der Wirtschaft, der Hochschul- und Netzwerke und Verbände,
Forschungslandschaft sowie bei Ver- • aus öffentlichen Informationen zu
bänden, Netzwerken und Vereinen? Forschungsprojekten,
• Welche Treiber, Hemmnisse und Heraus- • aus öffentlich zugänglichen Teilnehmer-
forderungen gibt es bei der Umsetzung von listen von Leichtbauveranstaltungen
Leichtbaulösungen? und Messen sowie aus
• Welche Unterstützungsmöglichkeiten wer- • einer schlagwortbezogenen (Techno-
den für die Umsetzung von Leichtbau vor- logiefelder, Fertigungsverfahren, Mate-
haben benötigt? Welche Rolle spielen rialien) freien Internetrecherche und
Förderprogramme? dem Brandenburg Business Guide
• Welche Rolle spielt die Hauptstadtregion [WFBB 2021]
Berlin/Brandenburg beim bundesweiten
Vergleich im Leichtbau? b. Experteninterviews mit sieben aus-
• Welche Bedeutung hat der Leichtbau in der gewählten Akteuren aus Berlin und Bran-
Hauptstadtregion für die Zukunft? denburg aus Wirtschaft, Wissenschaft
• Welche zukünftigen Entwicklungsschwer- und Netzwerken
punkte gibt es grundsätzlich im Leichtbau?
• Welches Zukunftsbild ist für die Hauptstadt- 3. Erfassung von Leuchtturmprojekten aus-
region im Leichtbau möglich? gewählter Akteure aus Berlin und Branden-
burg
Die Studie beantwortet u. a. komplexe Frage-
stellungen im Bereich der Branchen- und
Strukturanalyse. Hierfür wurde auf verschiedene
quantitative und qualitative Datenquellen
zurückgegriffen, um eine Validität sicherstellen
zu können. Dazu gehören:
1. Sekundärdatenerfassung:
Desktoprecherche und Datenauswertung
5
Potenzialanalyse Leichtbau
Von den insgesamt 530 adressierten Kontakten
erfolgte die Beantwortung des Onlinefrage-
bogens durch 100 Akteure. Dies entspricht Desktop-
einer Rücklaufquote von 19 %. Die Herkunft der recherche
Akteure, welche auf den Onlinefragebogen ge-
antwortet haben, ist hier grafisch dargestellt
(vgl. Abb. 2). 6 % der Befragten sind nicht in der Befragung
Hauptstadtregion ansässig und kommen aus
Baden-Württemberg, Bayern, Rheinland-Pfalz
und Sachsen-Anhalt. Diese Befragungsergeb-
Experten-
nisse flossen ebenfalls in die Studie ein, da auch interviews
Akteure anderer Bundesländer mit Erfahrungen
zur Hauptstadtregion wichtige Impulse ein-
bringen können.
c Aus-
wertung
Darüber hinaus haben sich mit 62 % vor allem Leichtbau
etablierte Unternehmen mit über 20 Jahren in der
Hauptstadt-
Erfahrung an der Befragung beteiligt, gefolgt region
von Unternehmen mit einer Existenz zwischen Branchenstruktur- &
Standortanalyse
3 und 5 Jahren (13 %). Start-ups, die jünger als
3 Jahre sind, machen etwa 8 % der Rück-
meldungen aus. Abb. 1: Schritte der Branchenstruktur- & Standortanalyse
T eilnehm er aus S truktur T eilnehm er
KKleine
leine Unternehmen (1-49 MA)
Unternehmen
8% MittelsUnternehmen
Mittlere tändis che Unternehmen (50-249 MA)
Berlin 10 % 13 %
Berlin Großunternehmen
Große Unternehmen (ab 250 MA)
36 % 9%
Brandenburg Hochs chulen
Hochschulen
Brandenburg 10 %
58 % nicht in der 45 % F &E -E inrichtungen
Außeruniversitäre
6% Haupts tadtregion 5% F orschungseinrichtungen
nicht in der Netzwerke/Verbände/Vereine
Netzwerke/Verbände/Vereine
Hauptstadtregion
SSonstige
ons tige
(Öffentliche Verwaltungen,
Agenturen, P rogrammträger, ÖP P )
Abb. 2: Charakteristika der Teilnehmer der Onlinebefragung,
Quelle: durchgeführte Befragung im Rahmen der Branchenstruktur- & Standortanalyse
6
Potenzialanalyse Leichtbau
3. Zukunftstechnologie Leichtbau — verbunden und damit auch in der Hightech-
Einleitung Strategie 2025 der Bundesregierung verankert
[BMWI 2018]. Zudem hat das Bundesministerium
Leichtbau zählt zu einer der branchenüber- für Wirtschaft und Energie (BMWi) den Leichtbau
greifenden Schlüsseltechnologien für Deutsch- in seiner Industriestrategie 2030 als eine der
land, welche u. a. in Bereichen wie der Auto- neuen Game-Changer-Technologien1 benannt
mobil-, Verkehrs- und Transportindustrie, der [BMWI 2019].
Medizintechnik, der Luft- und Raumfahrt sowie
bei temporären Bauwerken und im Freizeit- Im Einklang damit veröffentlichte das BMWi die
bereich Anwendung findet. Leichtbaustrategie mit Zielen und Maßnahmen
für den Industriestandort Deutschland [BMWI
Der material- und branchenübergreifende 2021b].
Leichtbau ist darüber hinaus neben Ressourcen-
effizienzpotenzialen, der Additiven Fertigung Ein Überblick über die Technologiefelder,
sowie der Anwendung digitaler Verfahren bei Fertigungsverfahren und die Materialien, die
der Technologieentwicklung eng mit einer wett- im Leichtbau eingesetzt werden, ist in Abb. 3
bewerbsfähigen und nachhaltigen Wirtschaft 4.0 dargestellt.
Abb. 3: Facetten des Leichtbaus, Quelle: angelehnt an die Darstellung der Initiative Leichtbau des BMWi,
https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Dossier/leichtbau.html, 20.12.20
1
Game-Changer-Technologien sind Basis-Technologien, die bedeutenden volkswirtschaftlichen Einfluss aufweisen.
7
Potenzialanalyse Leichtbau
Im Folgenden werden verschiedene Leichtbau- Beim funktionsintegrierten Leichtbau können
strategien erläutert. Zu benennen ist einmal der unterstützende Funktionen in Tragstrukturen
Konzeptleichtbau [LBW 2019]: Er betrachtet integriert werden, die damit an anderer Stelle
das Produkt als Ganzes und zielt darauf ab, ein reduziert oder eingespart werden können. Ein
Produkt von Grund auf komplett zu denken. Und Beispiel der Umsetzung ist das Einbringen
dies bereits in der frühen Phase der Konzeption, von Sensoren und Aktoren in Faserverbund-
in der noch ein großer Umfang der Kosten beein- konstruktionen. Durch Funktionsintegration fallen
flusst werden kann. Durch diesen Ansatz können ergänzend Aufwendungen für das Material und
signifikante Massereduktionspotenziale gehoben die Montage weg.
werden, ohne dabei auf teurere Materialien oder
komplexere Fertigungsprozesse zurückgreifen zu 4. Branchenstruktur-, Bedarfs- und
müssen. Potenzialanalyse für die Region
Unter Materialleichtbau wird die Verwendung a. Branchenstrukturanalyse der
von Werkstoffen mit einem günstigen Verhältnis Anwender und Anbieter
von spezifischem Gewicht (Gewicht pro Volumen)
zur ausnutzbaren Festigkeit (Beanspruchbar- Die regionale Wertschöpfungskette
keit, bevor es zum Versagen kommt), zur aus-
nutzbaren Dehnung (bevor der Werkstoff reißt) Übergeordnet wurde zunächst erfasst, zu
oder zur ausnutzbaren Steifigkeit (bevor sich der welchem Typ die im Rahmen der Recherche
Werkstoff verformt) verstanden. Ein wesentlicher identifizierten 530 Einrichtungen mit Leichtbau-
Trend im Leichtbau wird der zunehmende Einsatz bezug gehören. Unterschieden wurde dabei in
von kostengünstigen Werkstoffen oder Werkstoff- kleine und mittlere Unternehmen (per Definition
kombinationen (hybrider Leichtbau). Diese er- der EU bis 249 Mitarbeiter), Großunternehmen (ab
möglichen einerseits die Bündelung der Vorteile 250 Mitarbeiter), FuE-Einrichtungen/Hochschulen
der jeweiligen Komponenten, andererseits das und Netzwerke/Verbände/Vereine. Als Vergleich
Schaffen von neuen Eigenschaften. wurden die im LEICHTBAUATLAS des BMWi ein-
getragenen Institutionen auf der Bundesebene
Beim Strukturleichtbau geht man von der Ebene herangezogen. Der Atlas präsentiert 657 Profile
der Werkstoffe sowie deren Kombination und Fü- aus Deutschland2 und damit die entsprechenden
gung zu Bauteilen und den aus ihnen zusammen- leichtbaurelevanten Kompetenzen3. Der LEICHT-
gesetzten Baugruppen bzw. Tragwerken über. BAUATLAS ist darüber hinaus die einzige bundes-
So löst der Strukturleichtbau die Aufgabe, eine landübergreifende Darstellung von Leichtbau-
gegebene Last mit einem Minimum an Eigen- akteuren, die im Rahmen dieserAnalyse identifiziert
gewicht der Konstruktion unter Einhaltung einer werden konnte. In Summe lässt sich festhalten,
Reihe vorgegebener Restriktionen aufzunehmen. dass die Akteurswelt in Berlin und Brandenburg
Die Anzahl und Anordnung der Bauteile, aus mit 65 % bzw. 67 % gegenüber 41 % im Bundes-
denen eine tragende Struktur minimalen Ge- vergleich stark mittelständisch geprägt ist
wichts gebildet wird, ist letztlich die Lösung eines (vgl. Abb. 4). Großunternehmen sind mit 19 % in
Minimierungs-, d. h. Optimierungsproblems. Brandenburg stärker vertreten als in Berlin (11 %).
2
Stand: 20.12.2020
3
Es wurde die Annahme getroffen, dass die Auflistung im LEICHTBAUATLAS in jedem Bundesland mit Blick auf die vertretenen Organisationstypen grundsätzlich repräsentativ ist.
8
Potenzialanalyse Leichtbau
Berlin
Organis ations - Brandenburg
typen
4%
2% 10 % Kl
K leins tunternehmen (1-9 MA)
14% 2% 21 %
10 % 2 % Kl
K leine Unternehmen (10-49 MA)
22 %
41 % 10 %
M
Mittels tändis che Unternehmen (50-249 MA)
K leinst-, 19% Berlin/
Deuts chland lein-, 19 % G
mittel- Brandenburg Großunternehmen (ab 250 MA)
24 % ständische
Unternehmen 11 % Fu
FF&E
&E -E inrichtungen/Hochs chulen
31 % Ei
14 % N
Netzwerke/Verbände/Vereine
10 % 34 %
19 %
Son
So
S ons tige
(Ö
(Öffentliche Verwaltungen,
Pro
Agenturen, P rogrammträger, ÖP P )
Deuts chland | n = 657 Berlin | n = 298
Brandenburg | n = 232
Abb. 4: Verteilung der Organisationstypen in Berlin und Brandenburg sowie deutschlandweit. Kleinstunternehmen: < 10 Mitarbeiter,
kleine Unternehmen: < 50 Mitarbeiter, mittelständische Unternehmen: < 250 Mitarbeiter. Quelle: LEICHTBAUATLAS (linke Seite)
sowie eigene Recherche (Adressdatenbank) (rechte Seite)
Die regionale Wertschöpfungskette be- meist zu einer effizienteren Form der Zusammen-
schreibt einen Produktions-, Dienstleistungs- und arbeit und somit auch zu mehr Innovation führt.
Konsumkreislauf innerhalb einer Region. In einer Darüber hinaus werden oft regionale Absatz-
regionalen Wertschöpfungskette wird der über- potenziale gestärkt. Um die Wertschöpfungs-
wiegende Teil der Stufen bzw. der Tätigkeiten kette systematisch zu analysieren, wurde die
in der Region erbracht und der größte Teil im Rahmen der Studie erstellte Adressdaten-
der Wertschöpfung verbleibt in der Region. bank mit 530 Institutionen als Referenz ge-
Regionen, die über eine möglichst komplette nutzt. Es erfolgte eine qualitative Zuordnung der
Wertschöpfungskette in bestimmten Techno- Institutionen zu den einzelnen Stufen der Wert-
logie- und Branchenfeldern verfügen, profitieren schöpfungskette.
auf vielfältige Weise nicht zuletzt deswegen, weil
die Vernetzung der Akteure über die kurzen Wege
Bauteil-
Roh- und Halbzeug- herstellung Fertigung Verwertung/
Werkstoffe herstellung (inkl. End- und Endprodukte Recycling
Nachbearbeitung)
Design und Simulation
Anlagenbau, -steuerung und -wartung | Produktions- und Anlagenplanung
Material- und Teileprüfung
Forschung & Entwicklung | Ausbildung
Prüfung & Zertifizierung
Innovations- und Investitionsförderung und Vernetzung
Abb. 5: Wertschöpfungskette im Leichtbau
9Potenzialanalyse Leichtbau
Auf Basis von Referenzliteratur [LBW 2014] „Metallerzeugung und -bearbeitung“ lediglich
wurden im Rahmen dieser Studie die nach- 2 % der in der Region ansässigen Unternehmen
folgend dargestellten primären Stufen der entfallen [CMB 2020]. Der Bereich der Roh-
Wertschöpfungskette als für den Leichtbau in und Werkstoffe ist somit in der Hauptstadtregion
der Hauptstadtregion relevant identifiziert und schwächer besetzt als andere Teile der Wert-
hinsichtlich möglicher Lücken analysiert (vgl. schöpfungskette, was als Lücke gewertet wird.
Abb. 5). Zur Bewertung wurde auch berück-
sichtigt, wie die entsprechenden Stufen der Wert- b. Halbzeugherstellung
schöpfungskette in anderen Leichtbauregionen
besetzt sind (vgl. Kapitel 5.1). Auf dieser Basis Bei der Herstellung von Halbzeugen werden die
wurde eine qualitative Abschätzung getroffen. Roh- und Werkstoffe in Formen umgewandelt,
Stark repräsentierte Stufen der Wertschöpfungs- wie bspw. Bleche, Stangen oder Platten. Dies ge-
kette in der Hauptstadtregion zeichnen sich in schieht meist durch Ur- oder Umformung sowie
der hier verwendeten Systematik dadurch aus, Trennverfahren. Die Halbzeuge-Herstellung wird
dass sie eine „kritische Masse“ von Akteuren auf typischerweise nicht beim Hersteller der End-
sich vereinen und zwar sowohl mit Blick auf die produkte durchgeführt, dies vor dem Hinter-
Anzahl der Akteure als auch auf deren Größe grund, dass verschiedene Industrien auf die
bzw. Strahlkraft. Bei „lückenhaften“ Stufen der gleichen Halbzeuge zurückgreifen. Auf Basis der
Wertschöpfungskette sind dagegen nur wenige in der Potenzialanalyse erhobenen Daten wird
Akteure in der Region ansässig. dieser Teil der Wertschöpfungskette in der Haupt-
stadtregion als ausreichend besetzt eingestuft.
a. Roh- und Werkstoffe
c. Bauteilherstellung (inkl. End- und
Darunter wird die Herstellung der Ausgangs- Nachbearbeitung)
materialien für die Leichtbauprodukte ver-
standen. In der Hauptstadtregion sind dies vor- Das Bauteil ist als Teil des technisch komplexen
nehmlich Metall und Kunststoff. Zwar wurden im Endprodukts zu verstehen. Häufig wird es
Rahmen der Potenzialanalyse einige Akteure in aus mehreren Komponenten hergestellt. Der
der Hauptstadtregion identifiziert. Diese bilden Fertigungsprozess wird häufig durch Umformung
jedoch im Vergleich zu anderen im Leichtbau wie Pressen, Biegen, Ziehen oder Schmieden
stark positionierten Regionen (vgl. Kapitel 5.1) durchgeführt. Die End- und Nachbehandlung
keine kritische Masse an großen Unternehmen mit umfasst Vorgänge wie Oberflächenbehandlung,
internationaler Strahlkraft. Der Masterplan des Lackierung oder Reinigung. Die Bauteilher-
Clusters Kunststoff und Chemie Brandenburg be- stellung wird in vielen Fällen ebenfalls nicht
stätigt dies für den Bereich Kunststoff ebenfalls in beim Hersteller der Endprodukte durchgeführt,
seiner Stärken-Schwächen-Analyse und hält fest, sondern durch entsprechende Zuliefererfirmen.
dass das Cluster im Vergleich zu anderen Bundes- Die im Rahmen der Potenzialanalyse durch-
ländern eine relativ geringe Größe hat, was die geführte Betrachtung ergab, dass dieser Be-
Anzahl der Unternehmen angeht [KUC 2020]. reich der Wertschöpfungskette in der Haupt-
Das Cluster Metall Brandenburg beschreibt stadtregion sehr stark besetzt ist, wobei die
in seinem Masterplan, dass auf den Bereich Bandbreite hier von der Anfertigung einfacher
10Potenzialanalyse Leichtbau
Spritzgussteile in sehr kleinen Betrieben bis e. Verwertung und Recycling
hin zur Herstellung hochkomplexer Bauteile
durch namhafte Zulieferer im Bereich Auto- Im Sinne eines „Design for sustainability“ (vgl.
motive oder Schienenfahrzeugbau reicht. „sustainable development goals“ der Vereinten
Der Großteil der Akteure ist der Kategorie „KMU“ Nationen [UN 2021]) sollen Produkte die ver-
zuzuordnen. fügbaren natürlichen Ressourcen während des
gesamten Lebenszyklus des Produkts nicht ver-
d. Fertigung von Endprodukten mindern oder schädigen [AG 2009]. Der Produkt-
lebenszyklus wird ganzheitlich gedacht. Leicht-
Das final bearbeitete Leichtbauprodukt wird bauprodukte bieten neue Chancen, bringen
dabei in das eigentliche Endprodukt integriert. aber z. B. im Kontext der Verbundwerkstoffe neue
Dabei werden Leichtbauprodukte mit kon- Herausforderungen mit sich. Dazu gehören zum
ventionellen Teilen kombiniert, wie beispiels- Beispiel die Entsorgung abfallender Materialien
weise im Bereich des Fahrzeugbaus. Die End- im Herstellungsprozess oder die Trennung
produkthersteller (OEMs) haben dabei meist den der verschiedenen Materialien am Ende des
direkten Kontakt zum Endkunden (= Konsumenten Lebenszyklus des Produkts. In der Region sind
oder andere Unternehmen). Mit Blick auf die Her- einige prominente Vertreter aus dem Bereich
stellung von Endprodukten lässt sich festhalten, Verwertung und Recycling angesiedelt, sodass
dass nur wenige international bedeutende diese Stufe der Wertschöpfungskette ebenfalls
Unternehmen vor Ort sind. Andere deutsche Ver- gut abgebildet ist.
gleichsregionen, die in dieser Studie betrachtet
werden, weisen dagegen eine höhere Dichte Darüber hinaus lassen sich begleitende
an Endproduktherstellern auf. Die Wichtigkeit, Prozesse wie folgt identifizieren:
weitere große Hersteller für die Hauptstadt-
region zu gewinnen, wurde auch in den Experten- f. Anlagenbau, -steuerung und -wartung |
interviews betont. Weiterhin ist anzumerken, Produktions- und Anlagenplanung
dass z. B. im Fall von großen Akteuren aus dem
Automotivebereich zwar die Produktion in der Für die Herstellung bzw. Montage von Leicht-
Hauptstadtregion stattfindet, nicht aber das bauteilen muss der Produktionsprozess oft um-
Fahrzeugdesign, da das Entwicklungszentrum in gestellt werden, weshalb ein entsprechendes
einem anderen Bundesland angesiedelt ist. Das Wissen aufseiten der Anlagenbauer nötig
bedeutet, dass es über die Hauptstadtregion ist4. Darüber hinaus sind Industrieanlagen oft
keinen direkten Zugang zur Fahrzeugentwicklung „Nutzer“ von Leichtbauteilen, da Maschinen
gibt, obwohl in diesem Schritt wichtige Eigen- weniger Energie verbrauchen, wenn sie weniger
schaften festgelegt werden, die hinterher den Be- Last bewegen müssen. In der Hauptstadt-
darf an Komponenten maßgeblich beeinflussen. region ist eine Reihe von Anlagenbauern an-
Eine entsprechende Möglichkeit könnte sich sässig, weshalb auch diese Stufe der Wert-
über die kürzlich erfolgte Ansiedlung eines US- schöpfungskette keine größeren Lücken aufweist.
amerikanischen Automobilherstellers ergeben.
4
Zu Weiterbildungsangeboten in diesem Bereich zählt zum Beispiel der Lehrgang Fachingenieur Leichtbau VDI - Modul 1: Leichtbau im Multimaterialdesign (VDI; Quelle: https://www.vdi-wissens-
forum.de/weiterbildung-automobil/lehrgang-leichtbau-modul-1/, abgerufen am 04.03.2021) oder der Zertifikatslehrgang „Fachingenieur Additive Fertigung VDI“: Weiterbildung für Fach- und
11
Führungskräfte aus Maschinen- und Anlagenbau (VDI; Quelle: https://www.vdi-wissensforum.de/weiterbildung-maschinenbau/lehrgang-additive-fertigung-modul-1/, abgerufen am 04.03.2021)Potenzialanalyse Leichtbau
g. Design und Simulation diesem Bereich sind entsprechende Anbieter
vor Ort ansässig. In Summe ist dieser Bereich
Design und Simulation sind grundsätzlich in der Hauptstadtregion sehr gut aufgestellt.
integrale Bestandteile des Produktentwicklungs-
prozesses. In vielen Industrien werden diese j. Prüfung und Zertifizierung der Produkte
aber regelmäßig von externen Unternehmen
ganz oder in Teilen durchgeführt, die über Je nach den regulatorischen Vorschriften müssen
die entsprechende Expertise verfügen (oft die Produkte eine entsprechende Zulassung
„Engineering-Dienstleister“ genannt). In der erhalten (z. B. im Bereich der Endoprothesen
Hauptstadtregion sind etliche Dienstleister in nach Medizinproduktegesetz). Die ent-
dieser Querschnittstechnologie ansässig, die sprechenden Organisationen sind in der Haupt-
z. T. sogar ihr Hauptgeschäftsfeld im Leichtbau stadtregion ansässig, eine Lücke besteht nicht.
haben und sich so von Marktbegleitern abheben.
Dieser Bereich in den begleitenden Prozessen k. Innovations- und Investitionsförderung und
ist daher überdurchschnittlich gut besetzt. Vernetzung
h. Material- und Teileprüfung Netzwerke und sonstige unterstützende
Institutionen runden die Wertschöpfung für einen
Im Vergleich zu konventionell hergestellten Bau- bestimmten Bereich ab. Sie dienen als ver-
teilen müssen Festigkeit und Widerstandsfähig- bindendes Element, um mit anderen Akteuren in
keit von Leichtbauteilen gegenüber Umwelt- Kontakt zu treten, und betreiben auch Wissens-
einflüssen besonders sorgfältig untersucht vermittlung für die Netzwerkakteure. Die Haupt-
werden. Daher werden im Entwicklungsprozess stadtregion verfügt über eine Vielzahl leicht-
fortwährend Materialprüfungen durchgeführt, baurelevanter Cluster und Netzwerke, daher
für welche zum Teil auch hochkomplexe Mess- ist in diesem Bereich keine Lücke festzustellen.
geräte nötig sind. Im Rahmen der Potenzial-
analyse konnte eine Reihe in diesem Bereich Zusammenfassend lässt sich festhalten, dass
spezialisierter Unternehmen und Forschungs- die Region Berlin-Brandenburg über ein
einrichtungen identifiziert werden, eine Lücke großes Akteursspektrum verfügt, jedoch die
existiert somit nicht. Stufen „Roh- und Werkstoffe“ sowie „Fertigung
von Endprodukten“ Lücken aufweisen. Zur
i. Forschung, Entwicklung und Ausbildung Schließung von Wertschöpfungsketten ist die
überregionale Vernetzung mit Akteuren aus der
Die Hochschulen und Forschungseinrichtungen Leichtbaubranche grundsätzlich vorteilhaft.
leisten sowohl einen Beitrag zu den Innovationen Die im Rahmen dieser Potenzialanalyse identi-
im Leichtbau als auch zur Ausbildung von fizierten Leichtbauinstitutionen in Berlin und
Ingenieuren und sonstigen Fachkräften mit Brandenburg bilden einen breiten Querschnitt
akademischer Ausbildung. Daneben spielt hinsichtlich Branchen, Materialien und Fertigungs-
auch die Ausbildung und Weiterqualifizierung verfahren im Leichtbau ab. Dabei ist festzustellen,
von Arbeitskräften aus dem nichtakademischen dass die beiden Bundesländer ein ähnliches Profil
Bereich eine entsprechende Rolle; auch in aufweisen. Bezüglich der Branchen (vgl. Abb. 6)
12Potenzialanalyse Leichtbau
Automobilbau 15 % Abb. 6: Branchenverteilung der
12 %
24%
im Rahmen der Potenzialanalyse
Bauwesen
22% identifizierten Leichtbauakteure
Elektronikindustrie 4%
4% in der Hauptstadtregion, Quelle:
Energietechnik 10 %
11 %
eigene Recherche (Adressdaten-
Logistik 2% bank), Mehrfachnennungen mög-
0%
Luftfahrzeugbau 6% lich
4%
Maschinen- und Anlagenbau 16 %
17 %
Medizintechnik 10 %
4%
Möbelbau 4%
3%
Nutzfahrzeugbau 8%
5%
O ptische G eräte 2%
0%
Raumfahrzeugbau 4%
2%
Schienenfahrzeugbau 8%
6%
Schiffbau/ -fahrt 5%
4%
Sonstiger Fahrzeugbau 7%
4%
3% Berlin | n = 298
Sport- und Freizeit 1% Brandenburg | n = 232
Verbundmaterialien 20 %
17 % Abb. 7: Verwendung von Leicht-
baumaterialien bei den im
(Technische) Textilien 5%
4% Rahmen der Potenzialana-
lyse identifizierten Leichtbau-
Fasern 7% akteuren in der Hauptstadt-
7%
region, Quelle: durchgeführte
Metalle 66 % Recherche im Rahmen der
61 % Branchenstruktur- & Standort-
analyse, Mehrfachnennungen
Strukturkeramiken 6%
4% möglich
Funktionale Werkstoffe 7%
4%
Zellulare Werkstoffe (Schaumwerkstoffe) 8%
7%
Kunststoffe 44 %
40 %
Biogene Werkstoffe 8%
4%
Berlin | n = 298
Brandenburg | n = 232
dominieren das Bauwesen, der Maschinen- Metalle. Die parallele Recherche im LEICHT-
und Anlagenbau sowie der Automobilbau. BAUATLAS ergab dagegen, dass deutschland-
Im Materialbereich (vgl. Abb. 7) dominieren die weit das Bearbeiten und Trennen dominiert, ge-
Metalle deutlich, gefolgt von den Kunststoffen folgt von der Faserverbundtechnik sowie dem
und Verbundmaterialien. In beiden Bundes- Fügen. Berlin und Brandenburg haben somit mit
ländern sind darüber hinaus die Fertigungs- 12 % und 9 % im Bundesvergleich einen relativ
verfahren Umformen, Bearbeiten und Trennen geringen Anteil an Institutionen5, die sich mit der
sowie Fügen am stärksten vertreten (vgl. Abb. 8). Faserverbundtechnik befassen.
Die starke Gewichtung des Umformens korreliert
mit dem sehr stark gewichteten Materialbereich
5
Betrachtung organisationstypenübergreifend
13Potenzialanalyse Leichtbau
Umformen 37 %
51 %
Abb. 8: Fertigungstechnologien im
Leichtbau bei den im Rahmen der
Faserverbundtechnik 12 % Potenzialanalyse identifizierten
9%
Leichtbauakteuren in der Haupt-
4% stadtregion, Quelle: durchgeführte
Textiltechnik
2% Recherche im Rahmen der Branchen-
struktur- & Standortanalyse, Mehr-
Bearbeiten und Trennen 31 %
45 % fachnennungen möglich
Fügen 31 %
39 %
Additive Fertigung 20 %
6%
Beschichten (O berflächentechnik) 19 %
13 %
Urformen 15 %
23 %
Änderung von Stoffeigenschaften 7%
3%
Berlin | n = 298
Brandenburg | n = 232
Absatzpotenzial in der Hauptstadtregion Dem Schienenfahrzeugbau wird bundesland-
und zielgruppenübergreifend ein hohes Absatz-
Im Rahmen der Onlinebefragung wurde in potenzial in der Hauptstadtregion zugesprochen,
einem ersten Schritt das Absatzpotenzial in den dem Schiffbau dagegen ein niedriges. Aus
einzelnen Branchen in der Hauptstadtregion Sicht der Brandenburger Unternehmen ist der
qualitativ eingeschätzt. Bezogen auf die einzel- Maschinen- und Anlagenbau in der Hauptstadt-
nen Bundesländer Berlin und Brandenburg und region ebenfalls ein attraktiver Markt. Der Auto-
die Zielgruppen sind die wichtigsten Ergebnisse mobilbau, welcher im Rahmen der Adressdaten-
nachfolgend zusammengefasst (vgl. Abb. 9). bank durch viele Institutionen abgebildet wurde,
Aus Sicht Aus Sicht Aus Sicht
Unternehmen Hochschule/Forschung Netzwerke/Verbände/ Vereine
• Luft- und Raumfahrt
Hohes • Schienenfahrzeugbau
• Schienenfahrzeugbau • Schienenfahrzeugbau
Absatzpotenzial • Bauwesen
• Medizintechnik
Berlin
• Logistik
Niedriges
• Schiffbau • Schiffbau • Bauwesen
Absatzpotenzial
• Energietechnik
• Schienen-fahrzeugbau
Hohes • Maschinen- und • Energietechnik
• Schienenfahrzeugbau
Absatzpotenzial Anlagenbau • Luft- und Raumfahrt
Brandenburg • Logistik
Niedriges
• Schiffbau • Schiffbau • Schiffbau
Absatzpotenzial
Abb. 9: Leichtbauabsatzpotenziale innerhalb der verschiedenen Branchen in der Hauptstadtregion, Quelle: durchgeführte Befragung
im Rahmen der Branchenstruktur- & Standortanalyse (Definition hohes Absatzpotenzial: Branche/n mit der/den höchsten Nennung/en,
niedriges Absatzpotenzial: Branche mit den wenigsten Nennungen)
14Potenzialanalyse Leichtbau
wird eher mit einem durchschnittlichen Absatz- seiten zu Hochschulen in der Hautstadtregion
potenzial eingeschätzt. Dies kann mit der hohen recherchiert.
Anzahl an Unternehmen in dieser Branche
und der damit starken Konkurrenzsituation zu- Im Rahmen der Recherche wurden 33 Arbeits-
sammenhängen. gruppen und Institute an Universitäten, Hoch-
schulen und außeruniversitären Forschungsein-
richtungen mit ausgeprägtem Leichtbaubezug
b. Charakterisierung der Forschungs- identifiziert. Bei den dort verorteten Technologie-
landschaft in der Region feldern dominieren Modellierung und Simulation,
gefolgt von Design und Auslegung. Bei
Eine Übersicht mit 24 namhaften und inter- den Materialien sind biogene Werkstoffe
nationalen Hochschulen und Forschungsein- prominent vertreten, was unter anderem an
richtungen mit Leichtbaubezug in der Region der Bündelung von Kompetenzen im Bereich
Berlin-Brandenburg ist in Abb. 10 dargestellt. Die „Holz“ liegt. Metalle, Kunststoffe und Verbund-
Informationen wurden auf den jeweiligen Seiten materialien bilden weitere Materialschwer-
der Forschungsinstitutionen sowie auf Übersichts- punkte in der Forschung (vgl. Abb. 11).
Berlin Brandenburg
Hochschulen Hochschulen
1 5 1
2
2 6
3
3 7
4
4
4
1 2 3 4
5
5 6 7 8
Forschungseinrichtungen 9
11
3 17
6
9 10 11 12
2 13 14 15 6
8 18
7
14
5
8 9
7
1
10 11
Forschungseinrichtungen
12 13
8
14 15 Quelle: Eigene Recherche im Rahmen der
9
Branchenstruktur- & Standortanalyse
Abb. 10: Ausgewählte Leichtbau Forschungsakteure in der Hauptstadtregion, Quelle: eigene Recherche
15Potenzialanalyse Leichtbau
Aufgliederung nach Technologiefeld | n = 33
Modellierung & Simulation 24
Design & Auslegung 19
Mess-, Test- & Prüftechnik 13
Funktionsintegration 9
Anlagenbau &
Fertigungsoptimierung 8
Verwertungstechnologien 3
Additive Fertigungsverfahren 2
Weitere Fertigungsverfahren 1
(Umformen, Beschichten
(O berflächentechnik))
Abb. 11: Technologie- und materialspezifische Schwerpunkte der regionalen Forschung. Quelle: eigene Recherche von Instituten an
Universitäten, Hochschulen und außeruniversitären Forschungseinrichtungen mit ausgeprägtem Leichtbaubezug, Mehrfachnennungen
möglich
Überblicksartig wurde ebenfalls eine Recherche schaftslandschaft in der Hauptstadtregion.
nach dem Publikationsindex (h-index) erstellt; Darüber hinaus wurde die Attraktivität der
diese erfolgte über die Datenbank Scopus. Hauptstadtregion hinsichtlich der Bildungsan-
Der h-Index ist eine Kennzahl für die welt- gebote beurteilt. Hierzu wurden die Zahlen von
weite Wahrnehmung der wissenschaftlichen Absolventen der MINT-Studiengänge der Jahre
Publikationen in Fachkreisen, basierend auf 2016 bis 2019 herangezogen (Abb. 12). Wird
bibliometrischen Analysen. Bei der Bewertung der Fokus auf die Schwankungen im Zeitver-
des h-Index wurde zugrunde gelegt, dass gleich gelegt, sind die Zahlen der Abschlüsse
ein Indexwert von 60 und höher eine Persön- an Universitäten und Hochschulen in Berlin und
lichkeit von einzigartigem wissenschaftlichen Brandenburg am stabilsten. Dies bestätigt den
Renommee auszeichnet. Ein Indexwert von 40 guten Ruf der Hochschuleinrichtungen über
charakterisiert bereits eine Persönlichkeit von einen langfristigen Zeitraum.
großer wissenschaftlicher Exzellenz, wie sie nur
an herausragenden Einrichtungen zu finden ist;
10 %
Prozentuale Entwicklungen der
ein Indexwert von 20 steht für einen sehr erfolg- 5%
Studierendenzahlen
reichen Wissenschaftler. Im Kontext „Leichtbau/ 0%
Materialforschung“ wurden in der Hauptstadt- -5 %
2016 2017 2018 2019
region an der Technischen Universität Berlin, der -10 %
Humboldt-Universität, der Universität Potsdam -15 %
und dem Paul-Drude-Institut für Festkörper- -20 %
Jahre
elektronik insgesamt drei Wissenschaftler mit
BW Bayern Berlin Brandenburg NRW Sachsen
einem h-Index von > 60 und weitere drei Wissen-
schaftler mit einem h-Index von > 40 identifiziert.
Abb. 12: Absolventen in den MINT-Studiengängen,
Dies belegt nochmals die Exzellenz der Wissen- Quelle: Statista, eigene Darstellung
16Potenzialanalyse Leichtbau
Der deutschlandweite Rückgang der MINT-Ab- Berlin
12 % 15 %
schlüsse zwischen 2017 und 2019 ist möglicher- n = 35
6%
weise auf die gute Konjunktur zurückzuführen,
44 %
wodurch Studierende auch ohne Abschluss in große bis
den Arbeitsmarkt eintraten. Zudem könnten 29 % sehr große
38 %
Studierende das Studium und den Abschluss Bedeutung
ins Ausland verlegt haben oder weiterführende
Praxiserfahrungen wurden in den Fokus gerückt
[HB 2019]. Brandenburg
n = 24 9% 5%
9%
Mit Blick auf die Angebote der Studiengänge im
36 %
Leichtbau fällt auf, dass die Schlüsseltechno-
große bis
logie in der Hauptstadtregion wie auch mehr- sehr große
heitlich in den anderen Bundesländern vor 50 % 27 % Bedeutung
allem modulhaft in ausgewählte Studiengänge
integriert ist. Dies erlaubt zum einen eine be-
darfsorientierte Ausbildung, bedingt aber zum
anderen eine gezielte Ansprache und Information s ehr groß groß mittel klein s ehr klein
der jeweiligen Zielgruppen oder eine Bündelung
von Informationen vorhandener Leichtbau- Abb. 13: Einschätzung der Rolle der Forschungs-/Hoch-
schullandschaft im Bundesvergleich im Rahmen der Online-
module in den jeweiligen Hochschulen. Beispiele befragung, Quelle: durchgeführte Befragung im Rahmen der
Branchenstruktur- & Standortanalyse
wurde auf der Website „Studieren in Berlin und
Brandenburg“ recherchiert [FUB 2021]. Ein Bei-
spiel für die Hauptstadtregion sind die Lehrver-
anstaltungen Leichtbau, Faserverbundleichtbau Dieses Kriterium wird im Übrigen von allen ab-
sowie Betriebsfestigkeit von Leichtbaustrukturen gefragten Kriterien im Kontext „Rolle der Region
des Instituts für Luft- und Raumfahrt der TU Berlin. Berlin-Brandenburg im Bundesvergleich“
am positivsten bewertet, was zeigt, dass die
Die im Rahmen der Studie durchgeführte Be- Hochschul- und Forschungslandschaft von den
fragung ergibt ebenfalls ein positives Bild der Akteuren entsprechend wahrgenommen wird.
Forschungslandschaft in der Hauptstadtregion Die befragten Experten teilen ebenfalls die
(vgl. Abb. 13): Die Befragten geben an, dass die Einschätzung, dass die Hauptstadtregion über
Hochschul- und Forschungslandschaft sowohl eine starke Forschungslandschaft verfügt. Den
in Berlin als auch in Brandenburg im Bundes- weiteren Ausbau der Forschungsinfrastruktur
vergleich eine große Rolle spielt, wobei diese sehen 55 % der Berliner Befragten und 48 % der
in Berlin noch einmal stärker als in Branden- Brandenburger Befragten als hilfreich an, um
burg eingeschätzt wird. So schätzen 44 % der den Standort Berlin-Brandenburg im Bundesver-
Berliner und 36 % der Brandenburger Befragten gleich voranzubringen. Diese Tendenz ist auch in
die Stellung der Region im Bundesvergleich als der zielgruppenspezifischen Auswertung bei den
„sehr groß“ bis „groß“ ein. Unternehmen erkennbar.
17Potenzialanalyse Leichtbau
Insgesamt verdeutlichen die Ergebnisse, dass übergreifenden Innovationsprozess der
die Wissenschaft in der Hauptstadtregion in Akteure aus der Energietechnik zu unter-
leichtbaurelevanten Themenfeldern wie bspw. stützen und voranzutreiben. Die Bündelung
Werkstoff- und Oberflächentechnik, Füge- als Clustersoll dazu beitragen gemeinsam
technik, Konstruktion und Fertigung, Material- Lösungen und Ideen zu entwickeln, um
forschung und Sensorik sehr gut aufgestellt Energie ressourcenschonend zu erzeugen,
ist; ein Schwerpunkt ist dabei die Material- intelligent zu verteilen, sinnvoll zu speichern
forschung. Die regionalen Unternehmen können und effizient zu nutzen. Die Technologie-
daher von Know-how und Technologietransfer felder des Clusters lassen sich auf die Be-
speziell bei neuen Materialien profitieren, denn reiche erneuerbare Energien, Energienetze
diese werden zukünftig ein wichtiger Bereich für und -speicher, Energieeffizienz sowie Turbo-
Innovation sein (vgl. Kapitel 4d, zukünftige Ent- maschinen und Kraftwerkstechnik zurück-
wicklungsschwerpunkte). führen. Leichtbaubezug besteht zum einen
im Bereich der erneuerbaren Energien- und
zwar unter anderem in der Photovoltaik
c. Charakterisierung der Netzwerke und (leichte Trägerstrukturen) und Windkraft
Cluster in der Region (leichte Rotorblätter). Darüber hinaus hat der
Bereich Energieeffizienz des Clusters Schnitt-
Die Hauptstadtregion bündelt ihre Wachstums- mengen mit dem Leichtbau, z. B. in Form von
branchen und Schlüsseltechnologien in ver- innovativen und leichten Dämmmaterialien
schiedenen Clustern, die in der Hauptstadtregion für Gebäude. Im Cluster finden sich somit
eng verzahnt sind und bundeslandübergreifend potenzielle Anwender für Leichtbauprodukte.
kooperieren [BP 2021] [MWAE 2021a]. Im
Rahmen der gemeinsamen Innovations- • Cluster Gesundheitswirtschaft:
strategie der Länder Berlin und Brandenburg Ein Ziel des Clusters Gesundheitswirtschaft
wurden fünf gemeinsame Cluster (Verbünde ist es, Cross-Cluster-Innovationen anzu-
von Unternehmen und Institutionen in wichtigen stoßen. Im „Masterplan Gesundheitsregion
Wachstumsfeldern) sowie vier brandenburg- Berlin-Brandenburg“ [CGB 2020] wird
spezifische Cluster initiiert [MWAE 2021b]. bspw. explizit auf das Synergiepotenzial der
Diese werden von Clustermanagements betreut, auf Materialien spezialisierten Cluster in
welche an die jeweiligen Wirtschaftsförderungen der Region verwiesen (Metall, Kunststoff). Im
angeschlossen sind. Die für den Leichtbau Kontext Medizintechnik lassen sich Leicht-
relevanten Cluster werden nachfolgend kurz be- baubezüge im Bereich der Materialien
schrieben, mögliche Verknüpfungen zum Leicht- herstellen, z. B. bei der Herstellung von
bau werden beispielhaft gezogen. Prothesen oder der Anwendung der Ad-
ditiven Fertigung in der Endoprothetik.
Länderübergreifende Cluster (Berlin-
Brandenburg): • Cluster IKT, Medien und Kreativwirtschaft:
Ein Fokusthema des Clusters im Bereich der
• Cluster Energietechnik: Datenverarbeitung ist Künstliche Intelligenz
Das Ziel des Clusters ist es, den länder- (KI). Das Clustermanagement unterstützt
18Potenzialanalyse Leichtbau
hier insbesondere bei der Erhöhung der Cluster Brandenburg:
Zugänglichkeit für KMU, z. B. durch „KI as
a service“ sowie durch die Unterstützung • Cluster Ernährungswirtschaft:
beim Auf- und Ausbau von Qualifizierungs- Ein zentrales Handlungsfeld des Clusters
angeboten im Bereich KI [CIMK 2020]. ist mit dem Titel „technische Innovationen
KI ist eine wichtige Komponente im Be- vom Feld zum Teller“ bezeichnet und be-
reich Design & Simulation des Leichtbaus inhaltet den Bereich Verpackung [CEB
sowie der Digitalisierung von Produktions- 2014]. Der Bezug zum Leichtbau besteht
prozessen. Daher ist hier ein direkter Bezug hier einerseits in Ansätzen zur Gewichts-
zum Leichtbau vorhanden, denn Cluster- reduzierung bei Verpackungen, was sich
akteure mit entsprechenden Kompetenzen wiederum auf die CO2-Bilanz des Trans-
können als Anbieter für digitale Techno- ports auswirkt. Andererseits wird am Markt
logien im Leichtbau fungieren. leichter, biologisch abbaubarer Ersatz
für erdölbasierte Schäume benötigt. Dies
• Cluster Verkehr, Mobilität und Logistik: stellt in Verbindung mit biogenen Werk-
Das Cluster versteht sich sowohl hinsicht- stoffen ebenfalls ein Leichtbauthema dar.
lich der Verkehrsträger (Straße, Schiene, Im Cluster Ernährungswirtschaft finden sich
Wasser und Luft) als auch hinsichtlich der somit Anwender von Leichtbauprodukten.
Wertschöpfungsketten für Verkehr, Mobili-
tät und Logistik als Ansprechpartner für alle • Cluster Kunststoff und Chemie:
interessierten Akteure. Im Masterplan des Das Handlungsfeld 3 des Clusters ist
Clusters wird Leichtbau als Innovations- mit „Kunststoffverarbeitung und Leicht-
thema direkt benannt [CVML 2020] ebenso bau“ betitelt und beinhaltet unter
wie die Additive Fertigung. anderem die Entwicklung nachhaltiger
Leichtbaumaterialen, funktionsintegrativen
• Cluster Optik und Photonik: Leichtbau, Multi-Material-Design, Ad-
Im Anwendungsfeld „Produktionstechno- ditive Fertigung, Re-Use & Recycling sowie
logien“ des Clusters fungieren Laser- Leichtbau im Bauwesen [KUC 2020]. Das
schweißen und -schneiden als „Enabler“. Cluster vereint somit wichtige Anbieter für
Beide Fertigungstechnologien spielen Leichtbaumaterialien und -technologien.
im Leichtbau eine zentrale Rolle. Ein
Forschungs- und Entwicklungsziel des • Cluster Metall:
Clusters ist darüber hinaus die Additive Das Handlungsfeld 4 („Innovationswerk-
Laserfertigung in Serie, wo ebenfalls ein statt“) des Clusters befasst sich unter
direkter Bezug zum Leichtbau herzustellen anderem mit verbesserten Produkteigen-
ist [COP 2019]. Das Cluster bündelt somit schaften; in diesem Kontext ist Leichtbau
unter anderem Anbieter von Leichtbau- explizit als Eigenschaft benannt [CMB
technologien. 2020]. Weiterhin unterstützt das Cluster
die Schaffung neuer wissenschaftlicher
Grundlagen und Technologien im Bereich
neue Werkstoffe (Verbund- und Hybrid-
19Potenzialanalyse Leichtbau
werkstoffe sowie „smarte“ Materialien). und „Kunststoff und Chemie“, da dies wichtige
Das Cluster führt darüber hinaus ge- Materialien für Leichtbautechnologien sind.
meinsame Aktivitäten mit dem LMB – Netz-
werk Leichtbau Metall Brandenburg durch. Im Rahmen der Onlinebefragung wurde be-
leuchtet, welche Mehrwerte in einem Netz-
Institutionen mit Leichtbaubezug sind darüber werk besonders benötigt werden, um das An-
hinaus vielfach in branchenorientierten Netz- gebot ggf. besser abstimmen zu können. In der
werken, Verbänden oder Initiativen aktiv und Gesamtsicht für die Hauptstadtregion Berlin/
können über diese Verbünde konzertiert und Brandenburg spielt vor allem der Informations-
effizient kooperieren und Wissen transferieren. austausch und Wissenstransfer mit 88 % die
Insgesamt sind in Berlin und Brandenburg ca. 60 größte Rolle, gefolgt von der Vernetzung mit
Verbünde aus den o. g. Branchen angesiedelt, Gleichgesinnten (64 %) und der Suche nach
von denen nahezu die Hälfte einen direkten geeigneten Kooperations- und Systempartnern
oder indirekten Bezug zum Leichtbau hat (vgl. (55 %). Die Begleitung und Beratung bei der Er-
Abb. 14). Die Ergebnisse der im Rahmen der stellung von Projektskizzen und Anträgen wird
Studie durchgeführten Recherche zeigen deut- nicht sehr stark nachgefragt (18 %).
lich die Vielfalt der einzelnen Netzwerke und Ver-
bünde mit Leichtbaubezug. Die übergeordnete Weitere Bedarfe können beim Zugang zu Fach-
Clusterstrategie der Hauptstadtregion erlaubt kräften und der Bündelung von Kompetenzen
darüber hinaus eine bedarfsorientierte netz- identifiziert werden. Diese Tendenz bestätigt sich
werkübergreifende synergetische Vernetzung. bei einer separaten Betrachtung der Ergebnisse
Besonders relevant für den Leichtbau in der für Berlin und Brandenburg.
Hauptstadtregion sind die Cluster „Metall“
BRANDENBURG
BERLIN
Abb. 14: Übersicht über regional und überregional agierende Berliner und Brandenburger Netzwerke mit einem Schwerpunkt im Leicht-
bau. Quelle: eigene Recherche im Rahmen der Branchenstruktur- & Standortanalyse
20Potenzialanalyse Leichtbau
d. Potenzialanalyse: Bedarfe der Die treibenden Faktoren zum Einsatz von Leicht-
regionalen Leichtbauakteure bautechnologien in der Hauptstadtregion ins-
gesamt sind vor allem die Gewichtsreduktion
Die nachfolgenden Erläuterungen beschreiben (78 %), die Energie- und Ressourceneffizienz
die Ergebnisse der durchgeführten Online- (60 %) und die Nachhaltigkeit6 (58 %). Die
befragung. Realisierung neuer Prozesse bzw. die Prozess-
verbesserungen sind mit 29 % am wenigsten ge-
• Treiber für den Einsatz von Leichtbau- nannt (vgl. Abb. 16). Im Bereich Sonstiges wurde
produkten: die Erreichung der Klimaschutzziele genannt.
Aktuell messen 50 % der Befragten dem Dieser Bedarf wird bereits durch die beiden
Leichtbau eine hohe bis sehr hohe wirt- Faktoren Energie- und Ressourceneffizienz sowie
schaftliche Bedeutung bei (vgl. Abb. 15). Nachhaltigkeit sehr gut bedient.
Zukünftig wird dieser Anteil mit 78 % noch
höher liegen. Dabei liegt nahezu eine Ver-
dopplung in der Kategorie „sehr hoch“ vor, aktuell 18 % 32 % 30 % 18 % 1%
während der Anteil von „niedriger“ bis „sehr
zukünftig 33 % 45 % 16 % 5%
niedriger“ Bedeutung von 19 % auf 5 %
sinkt. Um der weiter steigenden wirtschaft- Häufigkeit in % | n = 76
lichen Bedeutung für die Hauptstadt- sehr hoch hoch mittel niedrig sehr niedrig
region gerecht zu werden, sind geeignete Abb. 15: Einschätzung der wirtschaftlichen Bedeutung des
Leichtbaus, Quelle: durchgeführte Befragung im Rahmen der
Strategien und Maßnahmen auszuloten, Branchenstruktur- & Standortanalyse
um dieses Potenzial heben zu können.
69 %
Gewichtsreduktion
79 %
55 %
Energie- und Ressourceneffizienz
57 %
47 %
Nachhaltigkeit
61 %
43 %
Kostenreduktion
43 %
49 %
Produktverbesserung
39 %
22 %
Prozessverbesserung/neue Prozesse
32 %
45 %
Neue Materialien/Materialkombinationen
50 %
6% n = 77, davon
Sonstige 7% Berlin | n = 49
(Klimaschutz, Interesse Forschung, Potenziale als Brandenburg | n = 28
Game-Changer-Technologie)
Abb. 16: Treibende Faktoren zum Einsatz von Leichtbautechnologien, Quelle: durchgeführte Befragung im Rahmen der Branchen-
n = 77, davon
Berlin | n = 49
struktur- & Standortanalyse, Mehrfachnennungen möglich Brandenburg | n = 28
6
Nachhaltigkeit im Sinne von: Lebensdauer, Re-Use, Kreislauffähigkeit von Materialien, Footprints für Leichtbaulösungen
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