Weltklassepatente in Zukunftstechnologien - Die Innovationskraft Ostasiens, Nordamerikas und Europas - Bertelsmann ...
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Weltklassepatente in Zukunftstechnologien Die Innovationskraft Ostasiens, Nordamerikas und Europas
Bertelsmann Stiftung
#InnovationBSt
Weltklassepatente
in Zukunftstechnologien
Die Innovationskraft Ostasiens, Nordamerikas und Europas
Eine Kooperation der Projekte
Global Economic Dynamics (GED)
Innovationskraft stärken. Potenziale erschließen.
Wissenschaftliche Analyse
EconSight GmbH
Autoren
Jan C. Breitinger
Benjamin Dierks
Thomas Rausch
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#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t e
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INHALT
ZUSAMMENFASSUNG 6 4. EUROPA 46
4.1 Gesundheit 48
1. EINLEITUNG 8
Großbritannien 51
4.2 Mobilität 52
2. OSTASIEN 12
Frankreich 55
2.1 Umwelt 16
4.3 Industrie 56
China 19
Deutschland 59
2.2 Energie 20
Europa60
Japan 23
2.3 Ernährung 24 5. SCHLUSSFOLGERUNGEN 62
2.4 Infrastruktur 28
Südkorea 31 METHODIK – WELTKLASSEPATENTE
IN ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN 66
3. NORDAMERIKA 32
3.1 Digitalisierung 34 ÜBERBLICK ÜBER ALLE
58 ZUKUNFTSTECHNOLOGIEN 69
Kanada 37
3.2 Sicherheit 38
LITERATUR 92
USA 41
3.3 Materialien 42
6
ZUSAMMENFASSUNG
U n s e r Ansatz
Das Patentportfolio einer Volkswirtschaft bildet eine Ostasien holt in riesigen Schritten auf: Gerade Süd-
wichtige Grundlage für ihre Innovations- und damit korea und China haben in den vergangenen zehn Jah-
auch Zukunftsfähigkeit. In dieser Studie betrachten ren in Sachen Patentqualität einen enormen Sprung
wir, wie sich dieses Portfolio einzelner Länder und nach vorne gemacht. 2019 rangierte China in 42 der
Regionen seit der Jahrtausendwende bei 58 wichti- 58 untersuchten Technologien unter den drei Län-
gen Zukunftstechnologien, die wir in zehn themati- dern mit den meisten Spitzenpatenten. 2010 war das
sche Bereiche einordnen, entwickelt hat. Wir analy- Land nicht ein einziges Mal unter den Top 3 vertre-
sieren dabei – im Gegensatz zu den meisten anderen ten, 2000 kein einziges Mal unter den Top 5. Vor dem
Studien zu diesem Thema – nicht alle Patentanmel- Hintergrund des wachsenden Wohlstands und der
dungen, sondern vielmehr die Weltklassepatente: hohen Bevölkerungszahl ist Chinas Stärke im Bereich
die 10 Prozent aller Patente, die am bedeutsamsten Ernährung nicht überraschend. Südkorea belegte
sind. Wir hoffen, dass wir damit einen Beitrag leisten 2000 noch in keiner Zukunftstechnologie einen der
können, die Innovationsfähigkeit von großen Volks- ersten fünf Plätze. 2010 war es dort 14-mal vertre-
wirtschaften, der durch die Corona-Krise eine noch- ten, 2019 schon 29-mal, d. h.: In der Hälfte aller Tech-
mals gestiegene Bedeutung zukommt, besser bewer- nologien zählt Südkorea bei der Zahl der Weltklasse-
ten zu können. patente zu den fünf führenden Ländern.
U n s e r e wichtigsten Ergebnisse Die Vereinigten Staaten sind noch die unangefoch-
Nordamerika (USA, Kanada) und Europa (EU-27) tene „Patent-Supermacht“: Die Dynamik Chinas lässt
weisen immer noch die höchste Patenteffizienz auf: den Anteil der USA an Weltklassepatenten in na-
Der reine Blick auf alle Patentanmeldungen über- hezu allen Bereichen langsam schrumpfen. Ihr Vor-
zeichnet die Stärke Ostasiens (China, Japan, Südko- sprung ist jedoch so groß und ihre Stärke so breit
rea). Hier werden zwar sehr viele Patente angemel- verteilt, dass die Vereinigten Staaten mittelfristig
det, aber der Anteil der Weltklassepatente gemessen die größte Patentmacht bleiben werden. In 50 von
an allen Patenten liegt in den drei patentstärksten 58 Zukunftstechnologien verfügen die USA über die
Volkswirtschaften Ostasiens – China, Japan und Süd- meisten Weltklassepatente. Besonders groß ist der
korea – in den meisten Jahren klar unter 10 Prozent. Vorsprung in den Bereichen Gesundheit und Sicher-
In den patentstärksten Staaten in Nordamerika – heit. In zentralen Querschnittstechnologien rund um
Kanada und USA – sowie in Europa – Deutschland, das Thema Digitalisierung weisen die Vereinigten
Frankreich und Großbritannien (einschließlich Nord- Staaten immer noch eine hohe Wachstumsdynamik
irland) – liegt er dagegen bei über 15 Prozent. auf und können als einzige Industrienation bei ganz
neuen Technologien mit China mithalten.
Deutschland ist immer noch die stärkste europäische
Patentmacht, fällt aber weltweit allmählich zurück:
Gemessen an seiner Einwohnerzahl, schlägt sich
Deutschland nach wie vor beachtlich über nahezu
die gesamte Breite der Technologien. Sein Anspruch,
eine führende Technologienation zu sein, gerät aber
immer stärker unter Druck. Gehörte Deutschland
2010 in 47 der 58 Technologien noch zu den drei
Nationen mit den meisten Weltklassepatenten, hat
sich dieser Anteil 2019 auf 22 Technologien mehr als
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ZUSAMMENFASSUNG 7
halbiert. Diese Entwicklung betrifft auch Deutsch- sonders wichtig ist das für Europa, das viel von der
lands traditionelle Stärken in den Bereichen Indus Dynamik und Stärke in anderen Weltregionen pro-
trie und Mobilität. Zudem trägt das Bild eines „grü- fitieren kann. Gleichzeitig sollte Europa – möglichst
nen Deutschlands“ nicht: Im Bereich Umwelt oder über die EU-27 hinaus – noch stärker versuchen,
auch bei den für die Energiewende wichtigen alter- seine Stärken zu bündeln und zu nutzen sowie seine
nativen Energieträgern spielt die Musik immer mehr zunehmende Schwäche in einem so wichtigen Be-
in Ostasien. reich wie Digitalisierung offensiv anzugehen. Um den
Anschluss nicht zu verlieren, muss schnell gehandelt
Europa kann als Ganzes weit mehr Gewicht in die werden – nicht national, sondern mit einer ambitio-
Waagschale werfen als die EU-27 alleine: In kei- nierteren europäischen Digitalstrategie.
ner der 58 Technologien verfügt ein europäisches
Land alleine über die meisten Weltklassepatente. Bessere Anwendung und Kommerzialisierung:
Als EU-27 reicht es immerhin für zwei Spitzenposi- Deutschland und Europa verfügen, trotz der in dieser
tionen – bei Windkraft und Functional Food. Ohne Studie offengelegten Schwachstellen, noch immer
den Brexit wären es sogar noch fünf erste Plätze. Vor über herausragende Forschungsstandorte und eine
allem Großbritanniens relative Stärke in der Digita- lebendige Wissenschaftsszene. Hier werden viele
lisierung wiegt hier schwer, denn insbesondere bei gute Ideen produziert, jedoch hapert es oft an deren
neuen Entwicklungen wie 5G oder Blockchain droht Anwendung und Kommerzialisierung. Insbesondere
Europa den Anschluss zu verlieren. Würde man in die USA, zunehmend aber auch China sind oft schnel-
einer rein geografischen Betrachtung die Patente ler in der Lage, neue Ideen in erfolgreiche Produkte
aller europäischen Staaten zusammenzählen, hielte und Unternehmen umzuwandeln. Um mehr viel-
Europa immerhin in zwölf von 58 Technologien die versprechende Ansätze zur Marktreife zu bringen,
meisten Weltklassepatente. Vor dem Hintergrund braucht es Offenheit und Mut gegenüber Geschäfts-
der Corona-Krise ist positiv zu bewerten, dass Ge- ideen. Das setzt eine positive Einstellung zum Unter-
sundheit – und hier besonders Impfstoffe – nach wie nehmertum voraus.
vor zu den sehr starken Bereichen Europas zählt.
Innovation und gesellschaftlichen Fortschritt ver-
U n s e r e wichtigsten Schlussf olgeru ng en binden: Deutschland und seine Nachbarn verbinden
Europäische und internationale Kooperation aus- nicht nur kommerzielle wirtschaftliche Interessen,
bauen: Gesellschaften werden durch Abschottung und Europa ist mehr als ein Wirtschaftsraum. Inno-
nicht innovativer. Der Austausch von Ideen hilft allen vationen müssen sich auch an den Bedürfnissen ori-
Staaten, ihre Innovationskraft zu stärken. Ganz be- entieren, die in unseren Gesellschaften entstehen.
In dem Sinne ist Innovation nicht allein ein Wettlauf,
der ein bereits bestehendes Ziel voraussetzt. Inno-
vation bedeutet auch, dass unsere Gesellschaft den
Weg beschreibt, den wir mithilfe von Forschung und
Ostasien holt in Entwicklung beschreiten wollen. Daher sollte eine
moderne, ambitionierte Innovationspolitik nicht nur
riesigen Schritten auf: wirtschaftliche, sondern auch gesellschaftlich wün-
Gerade S üdkorea und schenswerte Missionen und Ziele formulieren.
China haben in den ver
gangenen zehn Jahren
in Sachen Patentqualität
einen enormen Sprung
nach vorne gemacht.
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1. EINLEITUNG
China und seine ostasiatischen Nachbarstaaten, Wirtschaftsbereichen können sie besonders glänzen
allen voran Südkorea, haben in den vergangenen und wo ist ihre Entwicklung weniger Erfolg verspre-
knapp 20 Jahren einen Erfindergeist an den Tag ge- chend? Die Entwicklung der Patente ist besonders
legt, der seinesgleichen sucht. Vor allem China, das relevant, weil Urheberrecht und Innovationsvermö-
zu Beginn dieses Jahrtausends in den meisten Tech- gen im internationalen Wettrennen um Handels-
nologien als Entwickler nicht existent war, hat sich stärke und Wirtschaftskraft immer mehr ins Zent-
spektakulär auf die vorderen Ränge katapultiert. In rum der Aufmerksamkeit rücken.
vielen Zukunftstechnologien steigert Ostasien seine
Innovationskraft mit einer Dynamik, die nicht nur die Unsere Studie ist nicht die erste, die Patente als
Europäer*innen, sondern in einigen Fällen auch die einen Indikator für gesellschaftliche Innovationsfä-
lange mit Abstand dominanten USA hinter sich lässt. higkeit genauer analysiert. Unser Ansatz unterschei-
Nordamerika hält zwar insgesamt noch die Führung det sich aber von den bisherigen darin, dass er die
in den wichtigsten Innovationsfeldern, ist jedoch großen qualitativen Unterschiede berücksichtigt, die
weit weniger dynamisch als seine Wettbewerber aus es zwischen verschiedenen Patenten gibt (siehe Box
Ostasien. Europa und Deutschland stagnieren oder „Patente vs. Weltklassepatente“). Eine rein quantita-
fallen zurück und können sich nur in wenigen Berei- tive Betrachtung darüber, in welchem Land die meis-
chen behaupten, vor allem dort, wo sie einst stark be- ten Patente angemeldet werden, greift zu kurz, um
gonnen haben. Genau in diesen Nischen haben sie die aussagekräftige Ergebnisse zur Patentstärke eines
besten Chancen, auch künftig international mitzu- Landes zu ermitteln. Daher verwenden wir einen
halten, und können deshalb – aller asiatischen Stärke
zum Trotz – verhalten optimistisch sein. Bemerkens-
wert ist zudem, dass Staaten abseits der drei Welt-
regionen Ostasien, Nordamerika und Europa in den In welchen Ländern
letzten 20 Jahren kaum an Boden gewinnen konnten.
und Regionen befinden
Das ist – in wenigen Worten – das Ergebnis der vor-
liegenden Studie. Sie verdeutlicht, wie stark sich die sich die meisten bedeu
internationalen Kräfteverhältnisse im Bereich des
geistigen Eigentums verschieben, der für den Erfolg
tungsvollen Patente, die
von Wissensgesellschaften zentral ist. Wir schlie-
ßen damit eine Wissenslücke: In welchen Ländern
„Weltklassepatente“,
und Regionen befinden sich die meisten bedeutungs- in zentralen Zukunfts
vollen Patente, die „Weltklassepatente“, in zentra-
len Zukunftstechnologien? Welche Länder und Re- technologien?
gionen verfügen damit über ein besonders großes
Potenzial – die politischen Rahmenbedingungen vo-
rausgesetzt – künftig mit eigenen leistungsfähigen Ansatz, der sich auf Weltklassepatente in Zukunfts-
Produkten und innovativen gesellschaftlichen Lö- technologien konzentriert: Im Zeitraum von 2000
sungen zur Wertschöpfung beizutragen? In welchen bis 2019 betrachten wir nur jene Patente, die beson-
ders oft bei anderen Patentanmeldungen zitiert und
in vielen Märkten angemeldet wurden. Sie betreffen
zudem lediglich relevante Technologien, die das Po-
tenzial haben, Wirtschaft und Gesellschaft zu ver-
ändern und bei der Bewältigung großer Herausfor-
derungen zu helfen. Diese Betrachtungsweise ist im
Hinblick auf die Innovationskraft von Ländern und
Regionen besonders aussagekräftig. Da die Patent-
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EINLEITUNG 9
BOX 1
Patente vs. Weltklassepatente
China hat gezielt in seine Technologieentwicklung investiert und bei seinen Patentanmeldungen
einen gewaltigen Sprung gemacht. Was die Patentanzahl generell angeht, hat China in der Tat
schwindelerregende Höhen erreicht und dabei Europa und sogar die USA abgehängt. Häufig wird
jedoch unterschiedslos die Anzahl aller angemeldeten Patente angeführt, um die neue chinesi
sche Stärke zu beschreiben. Aber sie allein sagt wenig aus, denn viele dieser Patente haben kei
nen großen Wert und verzerren daher das Bild.
Anders sieht es bei den Patenten aus, die in ihren jeweiligen Technologien weltweit am wich
tigsten sind. Diese zeichnen sich dadurch aus, dass sie technologisch besonders relevant sind,
eine breite Zahl an Märkten abdecken und häufig bei der Anmeldung anderer Patente zitiert
werden. Das macht diese Weltklassepatente besonders aussagekräftig für die Innovationskraft
von Ländern und Regionen.
Die Windkrafttechnologie ist ein gutes Beispiel, um die Diskrepanz zwischen der Masse aller
Patente und der Auslese der Weltklassepatente aufzuzeigen: Insgesamt gab es 2019 bis zum
9. September weltweit 40.011 Windkraftpatente, 16.740 davon kamen aus China. Davon zählen
wir – gemessen an ihrer Qualität und Relevanz – allerdings nur 300 zu den Weltklassepatenten.
China hielt 2019 also rund 40 Prozent an den weltweiten Patenten in der Windkrafttechnologie
insgesamt, der Anteil an den Weltklassepatenten war mit 6,6 Prozent allerdings deutlich niedri
ger. Wenn man diese Weltklassepatente in Relation zu den Patenten insgesamt setzt, hat China
in dieser Technologie eine Forschungseffizienz von 1,8 Prozent. Andersherum gesagt: Von der
beeindruckend hohen Zahl der 16.740 Windkraftpatente Chinas sind 16.440 zu vernachlässigen.
Zum Vergleich dazu kommt Deutschland bis zum 9. September 2019 auf 958 Weltklassepatente
in der Windkraft – bei 3.829 Patenten in dieser Technologie insgesamt.
CH I N A S PAT EN T E D EUTSC HLAND S PATENTE
in der Technologie Windkraft (2019) in der Technologie Windkraft (2019)
Gesamt: 16.740 2% Gesamt: 3.829
25 %
75 %
98 %
Weltklassepatente Keine Weltklassepatente
10
menge weltweit in jedem Land und in jeder betrach- Unser Fokus ermöglicht eine schonungslose Beur-
teten Zukunftstechnologie zunimmt, ist der Ver- teilung der großen Volkswirtschaften, die in einem
gleich absoluter Patentzahlen nicht aussagekräftig. immer schärferen internationalen Wettbewerb zu-
Dementsprechend liegt der Fokus dieser Analyse auf einander stehen: Wo liegen die Stärken und Schwä-
Entwicklung sowie Vergleich von Weltanteilen ein- chen ihrer Technologieportfolios? Nur wer sie kennt,
zelner Länder und Ländergruppen. Die Jahresdaten kann Innovationspotenziale entdecken und umset-
weisen dabei jeweils das Patentportfolio eines Lan- zen, wo sie bereits vorhanden sind, oder sie schaffen,
des zum 31.12. (2019: 9.9.) aus. Weitere Details zur wo sie bislang noch fehlen. Wir begreifen die Innova-
Ermittlung dieser Patente und zur Methodik der Stu- tionsfähigkeit eines Landes als Motor für seinen wirt-
die finden Sie im Anhang. schaftlichen Wohlstand und seine gesellschaftliche
Entwicklung. Vor allem Neuerungen im hochtechno-
Ein Kritikpunkt an der Betrachtung des Patentsys- logischen Bereich sind elementar, um wettbewerbs-
tems ist, dass die Anmeldung und damit die Offen- fähig zu bleiben und drängende gesellschaftliche
legung einer Innovation zu Wettbewerbsnachteilen Herausforderungen zu lösen – mehr denn je, wo uns
in besonders schnelllebigen Technologien führt und die Corona-Krise gewaltige innovative Lösungsan-
sätze abverlangt. Staaten, die – nicht nur im Bereich
Gesundheit – über große innovative Potenziale ver-
fügen, sind dafür wesentlich besser gerüstet.
Unser Fokus ermöglicht
Wir betrachten im Folgenden zum einen die drei
eine schonungslose Beur Weltregionen, die bei Innovationen in den wichtigs-
teilung der großen Volks ten Zukunftstechnologien herausragen: Ostasien,
Nordamerika und Europa. Ostasien definieren wir
wirtschaften, die in einem dabei vereinfacht als China, Japan und Südkorea,
Nordamerika schließt die USA sowie Kanada ein und
immer schärferen inter mit Europa ist in der Regel die EU-27 gemeint. Wo
hat Ostasien besonders aufgeholt, wo können Nord
nationalen Wettbewerb amerika und insbesondere die USA ihre dominante
zueinander stehen. Position behaupten und wo finden die Europäische
Union und Deutschland Anknüpfungspunkte für
künftige Erfolge? Zum anderen beschreiben wir an-
damit nicht sinnvoll ist. Dabei wird allerdings über- hand der zentralen Schlüsseltechnologien, wie sich
sehen, dass Patente ein zeitlich befristetes Monopol Innovationen entwickelt haben. Wir haben die Tech-
gewähren und damit in erster Linie ein Verbotsrecht nologien grob danach geordnet, welche Bedeutung
sind, d. h. sie verbieten potenziellen Konkurrenten in sie für die jeweiligen Weltregionen haben. Zu Beginn
bestimmten Technologiebereichen tätig zu sein. Es stehen die Bereiche, die besonders exemplarisch für
kann also unternehmerisch fahrlässig sein, auf den den asiatischen Aufstieg sind. Darauf folgen die Tech-
Patentschutz zu verzichten, während die Konkurren- nologien, in denen vor allem die amerikanische Füh-
ten den Patentschutz für sich reklamieren. Zudem rung weitgehend unangefochten bleibt. Schließlich
zeigt sich, dass gerade in extrem schnelllebigen Tech- schildern wir die Entwicklung der Technologien, die
nologiebereichen wie der Digitalisierung die Patent- für die EU und Deutschland die größten Potenziale
intensität am stärksten zunimmt. bieten. Ganz sauber lassen sich diese Trennlinien
selbstverständlich nicht ziehen. In allen Technologien
gibt es Ausreißer und Zwischentöne, auf die wir ein-
gehen – u. a. in den Porträts von besonders patent-
starken Volkswirtschaften, die wir in Form von Län-
derseiten immer wieder einfließen lassen.
#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t eEINLEITUNG 11
Uns leiten bei dieser Studie insbesondere zwei Mo- II. Innov at ionskraf t st är ken. Pot enzia le
tive: Zum Ersten wollen wir das weltweite Innovati- er sc hließen.
onsgeschehen genau analysieren, um aufzuzeigen, Innerhalb des Projektes „Innovationskraft stärken.
wo vor allem Deutschland und Europa in diesem in- Potenziale erschließen.“ suchen wir im Rahmen des
ternationalen Wettstreit stehen und wie sie ihre Reinhard Mohn Preises nach beispielhaften Initiati-
Position behaupten oder ausbauen können. Zum ven, Mechanismen und Strategien, die geeignet sind,
Zweiten richten wir unseren Blick auf politische Ent- die Innovationskraft in Deutschland und Europa zu
scheidungsträger*innen sowie gesellschaftliche und fördern. Zum einen, um technologisch – und damit
wirtschaftliche Akteur*innen und Mechanismen, die wirtschaftlich – wettbewerbsfähig zu bleiben. Und
Innovationen besonders erfolgreich vorantreiben. zum anderen, um unsere wirtschaftliche Entwicklung
Dafür stehen die beiden Projekte der Bertelsmann human, chancengerecht und demokratisch zu gestal-
Stiftung, die maßgeblich an der Erarbeitung dieser ten. Wir gehen dabei von der These aus, dass sich die
Studie beteiligt waren: beiden Paradigmen der „Stärkung von Innovations-
kraft und technologischer Wettbewerbsfähigkeit“
I. G lobal Economic D ynamics (GED) und der „gesellschaftlichen Problemlösung durch In-
Das Ziel des Projektes „Global Economic Dynamics“ novation“ gerade in ihrer Verbindung gegenseitig po-
(GED) ist es, wichtige internationale wirtschaftliche sitiv verstärken können.
Entwicklungen zu identifizieren, zu analysieren und
Handlungsoptionen für ihre nachhaltige und inklu- Zwar schneidet Deutschland in internationalen Ran-
sive Gestaltung zu entwickeln. Mit einer Mischung kings zur Wettbewerbs- und Innovationsfähigkeit re-
aus bewährten und innovativen sowie qualitativen gelmäßig gut ab, doch trotz aller Stärken und wirt-
und quantitativen wissenschaftlichen Methoden schaftlicher Kennziffern zeigt ein genauerer Blick,
wollen wir gemeinsam mit starken Partner*innen dass der Innovationsgrad in Deutschland und auch
aus der Forschung und Beratung bestehende Wis- in Europa in den vergangenen Jahren eher abgenom-
senslücken hinsichtlich der vielschichtigen Ausprä- men hat. Dies betrifft vor allem den Bereich der di-
gungen und komplexen Auswirkungen der Globa- gitalen Schlüsseltechnologien. Zudem kommen aus
lisierung schließen. Über traditionelle und soziale Deutschland kaum disruptive Innovationen, also sol-
Medien, Workshops und Veranstaltungsreihen brin- che, die die Spielregeln auf dem Markt oder das Nut-
gen wir unsere Ergebnisse und die daraus abgeleite- zungsverhalten von Verbrauchern grundlegend ver-
ten Handlungsvorschläge als Impuls in die nationale, ändern. Dies ist nicht nur aus wirtschaftlicher Sicht
europäische und internationale gesellschaftliche De- problematisch, sondern auch aus gesellschaftlicher.
batte ein. Denn vor allem in technologischen (Sprung-)Innova-
tionen könnte die Antwort auf viele gesellschaftliche
Wir konzentrieren uns dabei vor allem auf solche Herausforderungen unserer Zeit liegen. Diese Po-
Trends, die besonders große Auswirkungen auf die tenziale sollen in unserem Projekt zutage gefördert
Wettbewerbsfähigkeit und die Teilhabechancen in und dadurch erschließbar gemacht werden.
Deutschland und Europa haben können und im öffent-
lichen Diskurs bislang keine ausreichende Berücksich-
tigung finden. Dazu gehören insbesondere Entwick-
lungen, die den Strukturwandel hin zu einer global
eng vernetzten Dienstleistungs- und Wissensgesell-
schaft entweder weiter stark beschleunigen (z. B. zu-
nehmender globaler Datenaustausch oder Handel mit
Dienstleistungen) oder abrupt abbremsen, vielleicht
sogar zurückfahren können (z. B. sich verschärfende
Wirtschaftskonflikte, makroökonomische Schocks
oder ein nicht mehr leistungsfähiges oder zunehmend
fragmentiertes internationales Handelssystem).12
#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t eEINLEITUNG — OSTA SI E N 13
2. O S TA S I E N
2.1 UMWELT
2.2 ENERGIE
2.3 ERNÄHRUNG
2.4 INFRASTRUKTUR
2. OSTASIEN
Ein Bild wird uns an vielen Stellen dieser Studie be- dings minderwertige Massenpatente, die lediglich
gegnen: Das Tempo der Forschung und Entwicklung in China angemeldet worden waren und weltweit
in Ostasien – vor allem in China – ist so groß, dass die kaum Bedeutung erlangten. Doch die schiere Masse
dominanten USA und die stabilen Europäer*innen bringt auch immer mehr Klasse hervor. Ein Großteil
nicht nur herausgefordert, sondern in einigen Zu- der Forschung in China wurde durch Kooperationen
kunftstechnologien gar abgehängt werden. Ostasien mit westlichen Firmen angestoßen. Die Zahlen dieser
schreibt aber nicht nur eine, sondern mindestens drei Studie zeigen, dass China bei den Weltklassepaten-
Geschichten: die Chinas, Südkoreas und Japans. ten enorm zugelegt hat und mittlerweile in fast allen
Technologien kräftig aufholt. Dies ist darauf zurück-
Zuerst ist es die Geschichte des dynamischen Chi- zuführen, dass diese Patente nicht nur im eigenen
nas, das lange als „Werkbank der Welt“ und darüber Land, sondern auch in wichtigen Auslandsmärkten
hinaus höchstens dafür bekannt war, schnell, günstig angemeldet wurden und für die jeweiligen Branchen
und mitunter kunstvoll nachzuahmen, was an Neue- so wichtig sind, dass sie von anderen Patenten häufig
rungen aus den USA und Europa auf den Markt kam. zitiert werden.
Doch diese Zeit ist vorbei. Die Produktion in China
ist nicht mehr zu den Schleuderpreisen von einst zu In den wichtigsten Umwelttechnologien hat China
haben. Imitate und Massenproduktion gibt es freilich nicht nur aufgeholt, sondern die einst führenden USA
noch, aber die chinesische Führung sieht die Zukunft mittlerweile abgehängt. Im Recycling hält China ein
des Landes woanders. 2015 hat sie das Innovations- gutes Viertel der Weltklassepatente, die USA landen
vorhaben „Made in China 2025“ in die Wege geleitet,
einen ambitionierten und mit umgerechnet rund 270
Milliarden Euro subventionierten Plan: China durch
gezielte Forschung und Entwicklung in zentralen Das Tempo der For
Wirtschaftszweigen wie Flugzeugbau, Elektromobili-
tät oder Computerchipproduktion an die Weltspitze schung und Entwicklung
zu bringen (vgl. Bertelsmann Stiftung 2018).
in Ostasien ist groß –
Jahre zuvor hatte China bereits alle anderen Staa-
ten durch die Zahl seiner zum Patent angemelde-
vor allem in China.
ten Innovationen überholt. Viele davon waren aller-14
mit gut 21 Prozent dahinter. In der Wasseraufberei- Prozent und ließ die USA mit 12,6 Prozent weit ab-
tung hat China sich einen Patentanteil von 36 Pro- geschlagen hinter sich. Bei der Schädlingsbekämp-
zent erkämpft und lässt die USA ebenso mit etwas fung hat China die USA mit einem Viertel der Patente
über 22 Prozent zurück. Die Abfallwirtschaft wird ebenfalls leicht überholt. Erfolge erzielt es auch in
mit über 23 Prozent der Patente ebenso von China relativ jungen Fachgebieten, in denen die Wettbe-
angeführt, und damit immerhin einen Prozentpunkt werber nicht von ihrer alten Stärke zehren können.
vor den USA. Auffällig ist, dass China zu Beginn des Etwa in der Blockchaintechnologie hält China einen
Beobachtungszeitraums im Jahr 2000 hier so gut wie Anteil von 33,5 Prozent und liegt damit knapp hin-
keine relevanten Patente vorzuweisen hatte. Das gilt ter den USA mit 35,6 Prozent. Deutschland hat sich
auch für viele andere Technologiefelder. Seit 2010 von China in einigen Bereichen abhängen lassen, in
legte die Zahl der chinesischen Weltklassepatente denen es einst zur Führungsriege zählte oder zumin-
aber mit einem deutlichen Wachstum von teils über dest Chancen darauf hatte, dann aber anteilsmäßig
50 Prozent im Jahresdurchschnitt zu. Insgesamt hat entweder stagnierte oder verlor. Prägnante Beispiele
Ostasien mit einem Anteil von 46 Prozent an den dafür sind die Photovoltaik und die thermische Solar-
Weltklassepatenten in der Umweltbranche die Inno- energie.
vationsführerschaft und den früheren Anteil der USA
übernommen. Dass Unternehmen in China heute so viel Wert auf
Forschung und Entwicklung legen, hängt z. T. auch
Ähnlich steile Aufstiegserfolge Chinas finden sich mit der frühen Kooperation mit deutschen Unterneh-
auch in den meisten anderen Technologien – wenn men zusammen. Zum Beispiel stellte der chinesische
sie auch in den meisten Fällen noch nicht ausrei- Batteriehersteller CATL 2012 Batterien für ein Joint
chen, um die USA zu überholen. Diese immensen Venture des chinesischen Autobauers Brilliance und
Fortschritte gelangen vor allem in Feldern, in denen des deutschen BMW-Konzerns her und war gezwun-
der technische Anspruch überschaubar ist. Zum Bei- gen, den hohen Qualitätsanspruch durch kontinuier-
spiel bei Düngemitteln landete China 2019 bei 61,7 liche Kontrollen zu sichern. Heute arbeitet ein Fünf-
tel der Belegschaft des Konzerns in der Forschung
und Entwicklung. Die Qualität verbesserte sich
durchgängig, sodass CATL Expert*innen zufolge den
Dass Unternehmen drei großen Konkurrenten aus Japan und Südkorea
– Panasonic, Samsung und LG – nahekommt. Seinen
in China heute so viel ersten europäischen Standort baut CATL derzeit in
Wert auf Forschung Thüringen auf, um ab Anfang 2022 nah an den deut-
schen Abnehmern – wie z. B. BMW – Batterien zu
und Entwicklung legen, produzieren. Hier schließt sich der Kreis: Nicht mehr
China ist die „Werkbank der Welt“, sondern ein chine-
hängt z. T. auch mit der sisches Unternehmen verlegt eine seiner Werkbänke
nach Deutschland – noch dazu mit einer Technologie,
frühen Kooperation mit bei der Deutschland und Europa den Anschluss ver-
loren haben. Einer Erhebung der EU-Kommission von
deutschen Unternehmen 2017 zufolge kommen 85 Prozent der weltweit pro-
duzierten Lithium-Ionen-Batteriezellen, die in Elek-
zusammen. troautos verbaut werden, aus Asien und nur 3 Pro-
zent aus Europa. 2021 könnte der europäische Anteil
demnach auf immer noch magere 5 Prozent zulegen
(vgl. Eisenring 2019).
#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t eEINLEITUNG — OSTA SI E N 15
Der Energietechnologiebereich ist auch deshalb in- zehnt abgebaut. Dadurch teilt es in vielerlei Hinsicht
teressant, weil er wie die Mobilitätsbranche und das Schicksal Europas, das einst in vielen Technolo-
die digitale Infrastruktur zu den Sektoren zählt, die gien eine bedeutende Position einnahm, heute aber
die zweite Geschichte Ostasiens erzählen: die welt- in weiten Teilen abgeschlagen ist. In zentralen Digi-
weite Dominanz im Zusammenspiel mit den regio- talisierungstechnologien, wie z. B. Künstliche Intelli-
nalen Nachbarn, vor allem mit Südkorea. Das Land genz und Big Data, hat Japan den einstigen zweiten
hat in vielen Technologien ein ähnlich dynamisches Platz hinter den USA weitgehend aus der Hand ge-
Wachstum zu verzeichnen wie China, wenn auch auf geben und auch im Vergleich zu den Wettbewerbern
deutlich niedrigerem Niveau. In der Batterietech- aus der Region klar verloren.
nik, die rund die Hälfte des betrachteten Energiesek-
tors ausmacht und somit dessen bedeutendster Fak-
tor ist, hält Südkorea 11,8 Prozent der Patente, einen
Prozentpunkt mehr als China. In den digitalen Infra- Südkorea hat in vielen
strukturtechnologien punktet Südkorea vor allem bei
dem neuen Mobilfunkstandard 5G und belegt mit gut Technologien ein ähnlich
19 Prozent klar vor China den zweiten Platz hinter
den USA. Gemeinsam haben die ostasiatischen Staa- dynamisches Wachstum
ten in den Technologiefeldern Energie, Ernährung,
Infrastruktur, Industrie und Umwelt die Führung bei
zu verzeichnen wie China.
den Innovationen übernommen.
Der Energiesektor bietet auch ein Beispiel für die
dritte Geschichte Ostasiens: die ambivalente Rolle Einen Lichtblick gibt es aber für Japan, denn die
Japans. Etwa in der Batterietechnik ist Japan tradi- schlimmste Zeit scheint überwunden. In einigen Be-
tionell stark und hält dort trotz eines bescheidenen reichen konnte das Land bereits wieder auf dem
Wachstums mit gut 30 Prozent den weltweit größ- guten Fundament aufsetzen und ist dort dabei, sich
ten Anteil an den Weltklassepatenten. Somit trägt zu erholen. Zu den Stärken Japans zählt etwa die
es hier erheblich zur ostasiatischen Führung bei. Elektromobilität, wo das Land um 2010 sogar über
Was aber auffällt: Dort, wo das einst noch mehr als die Hälfte der Patente auf sich vereinte und 2019
heute zu den weltweit forschungsintensivsten Wirt- im internationalen Ländervergleich mit 41 Prozent
schaftsstandorten zählende Land auch gegenwär- klar die Führung innehatte. Beim intelligenten Ver-
tig noch punkten kann, lebt es vor allem von dieser kehrsmanagement (Smart Traffic) sticht Japan trotz
alten Stärke. Hingegen hat Japan in anderen Techno- einiger Verluste mit gut 15 Prozent immer noch als
logiefeldern durch ein verlorenes Wirtschaftsjahr- klarer Zweiter hinter den doppelt so starken USA
hervor. Und auch in der Industrie liegt Japan in den
Technologien Smart Factory, Robotik und Prozess-
automatisierung trotz kräftiger Anteilsverluste
im Ländervergleich immer noch auf einem starken
zweiten Platz. 16
DEFI N I TI O N
Umwelttechnologien umfassen Kreislaufwirtschaft und Recycling sowie Ansätze zur
Adaption an den Klimawandel. Themen wie Wasseraufbereitung, Abfallwirtschaft
und Recycling profitieren von einem längerfristigen Fokus. Neuere Themen wie
CO -Abscheidung und -Speicherung sowie nachhaltige Verpackungen befinden sich
²
dagegen noch stärker in ihren Anfängen.
Wichtige Patente der letzten 20 Jahre im Technologiebereich Umwelt:
• US2005031514.A1 – Abgasreinigungsanwendung
• US2008072762.A1 – Industrieller CO -Filter
²
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3%
CO -Abscheidung und -Speicherung
² 7%
Nachhaltige Verpackungen
Recycling
Abfallwirtschaft
17 %
Wasseraufbereitung
39 % STRUKTUR
IM TECHNOLOGIE
BEREICH UMWELT
2019
34 %
2.1 UMWELT
Recycling, Klimawandel und Nachhaltigkeit werden weit führenden Patenten im Jahr 2000 mit 0,4 Pro-
hierzulande heiß diskutiert, und zumindest moralisch zent quasi nicht existent und auch zehn Jahre spä-
dürften Deutschland und Europa eine Führungsrolle ter mit 2,1 Prozent noch bescheiden, schoss er in den
in Umweltfragen beanspruchen. Dass dieses positive Jahren danach auf 26 Prozent. Insgesamt hat Ost-
Selbstbild zumindest zweifelhaft ist, offenbart schon asien 2019 mit 44,3 Prozent nahezu die Hälfte der
ein genauerer Blick auf alltägliche Dinge wie unse- Spitzenpatente in diesem Sektor zu verzeichnen.
ren Umgang mit Müll. Deutschland sei keineswegs Damit hat sich die Region weltweit den Anteil er-
Weltmeister im Recycling, wie es Branchenvertre- kämpft, den einst Nordamerika hielt. Deutschlands
ter*innen gern postulieren, mahnen Kritiker (vgl. Ei- Anteil an den Innovationen im Recycling halbierte
senring 2019). Und wenn es darum geht, wie wir den sich im Beobachtungszeitraum und rutschte von 15,1
Umgang mit der Natur, dem Wasser, dem Klima oder auf 7,7 Prozent (Abb. 1).
unseren Abfällen durch technischen Fortschritt vo-
ranbringen, ist es mit der Spitzenposition erst recht
nicht weit her: Die Dynamik bei Innovationen in Um- ABBILDUN G 1
welttechnologien findet vor allem in Ostasien statt REC YC LING
– allen voran in China. Nordamerika und die EU sind Anteile von Weltklassepatenten
abgehängt.
30 %
Mit Umwelttechnologien beschreiben wir alles, was
mit Kreislaufwirtschaft, Recycling und dem Umgang
mit dem Klimawandel zu tun hat. Die größten Felder
20 %
sind Wasseraufbereitung und Abfallwirtschaft, ge-
folgt vom Recycling. Besonders im letztgenannten
Sektor ist der Wandel immens und stellt Europa und
die USA vor gewaltige Herausforderungen. Deutsche 10 %
Unternehmen beobachten mit wachsender Unruhe,
wie rasant die Zahl chinesischer Patente in den Tech-
nologien Recycling und Abfallwirtschaft wächst (vgl.
BDE 2018). War der chinesische Anteil an den welt- 2000 2010 2019
China Deutschland18 UMWELT
Die Entwicklung ist politisch, wirtschaftlich und ge- in Ostasien stattfindet. China kommt zugute, dass es
sellschaftlich brisant, weil China nicht nur seine Inno- zumindest im Recyclingsektor um vergleichsweise
vationen ankurbelt, sondern mit wachsendem Wohl- niedrigschwellige Innovationen geht. Neuerungen
stand auch seine Rolle neu definiert. Lange war das bei Sortier- und Trennanlagen sowie Sammelbehäl-
Land der größte Abnehmer von westlichem Plastik- tern sind einfacher zu entwickeln als Innovationen in
müll. Ab 2018 aber stoppte Peking die Einfuhr von komplizierten Hightechbereichen. Zu den Neuerun-
insgesamt 24 Stoffen, was die hiesige Abfallwirt- gen in der Branche gehört auch die Idee, Recycling
schaft weitgehend unvorbereitet traf – schließlich dezentral zu organisieren, etwa durch kleinere mo-
basierte deren hohe Recyclingquote auch darauf, bile Recyclinganlagen.
dass ein Teil vor allem der Plastikabfälle exportiert
werden konnte. So gibt das Umweltbundesamt an, Ein ähnlicher Wandel wie im Recycling hat in den
dass knapp 40 Prozent des Verpackungsmülls in Umwelttechnologien insgesamt stattgefunden. Die
Deutschland recycelt werde. Die Heinrich-Böll-Stif- Patentdynamik ist mit 16,4 Prozent Wachstum vor
tung und der BUND kommen aber, wenn sie u. a. die allem in Ostasien stark, während sie in Nordamerika
exportierten Abfälle abziehen, zu weitaus nüchter- und Europa wesentlich geringer ausfällt. Der Trend
neren Zahlen: Nach dem von ihnen herausgegebenen überall: China führt und hat die Zahl seiner Patente
„Plastikatlas 2019“ liegt die tatsächliche Wiederver- insgesamt so gut wie verzehnfacht. Japan zeigte in
wertung bei Kunststoffabfällen bei gerade einmal gut allen wesentlichen Umwelttechnologien zwischen-
15 Prozent (vgl. Heinrich-Böll-Stiftung und BUND zeitlich ein starkes Wachstum der Innovationen, sta-
2019). bilisierte sich 2019 aber ungefähr auf der Position,
die es schon zu Beginn des Beobachtungszeitraums
Durch das gestiegene chinesische Bewusstsein für eingenommen hatte. Die Dynamik Japans ist also ge-
Umwelt und Kreislaufwirtschaft sowie das neue Rol- ring, die soliden Anteile an den Patenten in der Um-
lenverständnis Pekings wächst in den westlichen In- welttechnologie – 19 Prozent in der Abfallwirtschaft,
dustrieländern der Druck, Recyclingalternativen zu 12,5 Prozent im Recycling und 10 Prozent in der
entwickeln – während die Dynamik dafür vor allem Wasseraufbereitung – tragen aber zur starken ost-
asiatischen Position bei.
In den 27 EU-Mitgliedsstaaten hat die Zahl der welt-
A BBIL D U N G 2 weit relevanten Umweltpatente von 2010 bis 2019
U MW ELT um 5,7 Prozent pro Jahr zugenommen, in Nord-
Anteile von Weltklassepatenten
amerika um nur 3,5 Prozent. Dieses vergleichs-
weise schwache Wachstum hat den weltweiten An-
teil Nordamerikas kräftig schrumpfen lassen. Im Jahr
50 % 2000 machte er mit 46,9 Prozent noch fast die Hälfte
aus. 2019 lag er bei 26,8 Prozent. In der EU dämpfte
40 % das leicht höhere Wachstum den anteiligen Abstieg
etwas ab, von 27,9 auf 18 Prozent. Hingegen lag Ost-
30 % asien 2019 mit einem Anteil von 46,2 Prozent auf der
einstigen Position Nordamerikas und hielt somit die
20 %
Technologieführerschaft (Abb. 2).
10 %
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
Nordamerika Ostasien EU-27 Andere
#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t eCHINA 19
5
13
24 3. Plätze
2. Plätze Anzahl der Technologien, in welchen
China über die meisten, zweitmeisten
1. Plätze und drittmeisten Weltklassepatente verfügt.
CHINA
SPITZENREITER IN ABBILDUN G 3
UMWELT UND ERNÄHRUNG D ÜNGEMITTEL
Anteile von Weltklassepatenten
In drei Umwelttechnologien – Recycling, Wasserauf-
bereitung und Abfallwirtschaft – hat China die Wett- 100 %
bewerber hinter sich gelassen und hält die meisten
80 %
Weltklassepatente. In zwei Ernährungstechnologien,
Biozide und Düngemittel, führt China ebenfalls. Bei 60 % g
tie
den Düngemitteln liegt China sogar mit erheblichem A ufs
her
Vorsprung vor allen anderen Staaten. 40 % isc
hi nes
er c
20 % S t a rk
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
USA China Deutschland Andere
SCHWÄCHEN IM BEREICH STARKES WACHSTUM SEIT 2010
GESUNDHEIT 2019 rangierte China in 42 der 58 untersuchten Techno-
Hier schafft es China nur bei einer der sieben Tech- logien unter den drei Ländern mit den meisten Spitzen-
nologien (Präzisionsmedizin) in die Top 3. patenten. 2010 war es nicht ein einziges Mal unter den
Top 3 vertreten, 2000 kein einziges Mal unter den Top 5.
GROSSES POTENZIAL IN DEN ABBILDUN G 4
BEREICHEN ENERGIE, DIGITALI BAUWESEN
SIERUNG UND INFRASTRUKTUR Anteile von Weltklassepatenten
Setzen sich die aktuellen Wachstumsraten fort, kann
China hier bald die Spitzenposition der USA angrei-
fen. In den neun untersuchten Energietechnologien 29 % 27 %
35 % 39 %
hält China bereits sechsmal den zweiten Platz, bei
2010 2019
der Digitalisierung steht es in vier von sechs Techno-
logien an zweiter Stelle und in der Infrastruktur lan- 9%
25 %
det es bei insgesamt sechs Technologien fünfmal auf 13 % 10 %
11 %
Platz 2. 2%
USA China Japan Deutschland Andere20
DEFI N I TI O N
Die Abkehr von fossilen Energieformen verschiebt den technologischen Fokus im Be-
reich Energie auf die erneuerbaren Technologien. In der Energieerzeugung sind Wind,
Wasser, Erdwärme, Solar und Photovoltaik Teil der Definition. Hinzu kommen Ener-
gieeinspartechnologien und Energieumwandlungstechnologien im Bereich der Solar-
und Windenergie sowie die Energiespeicherung.
Wichtige Patente der letzten 20 Jahre im Technologiebereich Umwelt:
• US2009096413.A1 – Induktive Ladetechnologie für tragbare elektronische Geräte
• US2010071979.A1 – Batteriesystem für elektrische Fahrzeuge
#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t eENERGIE 21
0,5 %
1,7 %
2,8 %
Geothermie 4%
Wasserkraft 5%
Solarthermie
Energieumwandlung 7%
Wind
S TRUKTUR
Biokraftstoffe und Biomasse
49 % IM TECHNOLOGIE
Photovoltaik BEREICH ENERGIE
12 %
Energiesparungen 2019
Batterietechnik
18 %
2.2 ENERGIE
Die Solarenergie steht wie keine andere Branche tente, heute hat es Deutschland ebenfalls überholt,
dafür, wie Deutschland eine Spitzenposition aus der wenn auch nur knapp. Japan hat seinen Anteil an den
Hand gegeben hat. Von 2005 bis 2008 stellten deut- Spitzenpatenten von 38,2 auf 19,4 Prozent zwar hal-
sche Unternehmen mehr Solarzellen her als alle an- biert und teilt, was Wachstumsrate und Dynamik an-
deren (vgl. Haffert 2019). Als das letzte Werk des geht, das Schicksal von Deutschland und den USA.
einstigen Vorzeigeunternehmens SolarWorld im Immerhin kann es im Ländervergleich aber noch den
Herbst 2018 geschlossen wurde, kam die Produk- zweiten Platz hinter den USA halten, die auf einen
tion im Land so gut wie zum Erliegen – während die Anteil von knapp 24 Prozent kommen (Abb. 5). Im
Branche weltweit neue Rekorde jagte. Als Grund für Vergleich der Weltregionen hat Ostasien – auch dank
den deutschen Abstieg führen Expert*innen u. a. an, der noch starken Position Japans – Nordamerika
dass deutsche Unternehmen – anders als in China – aber klar abgehängt.
nicht gezielt in den Ausbau von Silizium-Photovol-
taik gesetzt hätten (vgl. ebenda). Die gegensätzliche
ABBILDUN G 5
Entwicklung der beiden Länder lässt sich auch an den
P HOTOVOLTAIK
Patentzahlen ablesen. Deutschland erlebte um 2010
Anteile von Weltklassepatenten
herum einen Aufschwung, der mit den Erfolgen der
deutschen Solarbranche korrelierte. Im Spitzenjahr 100 %
2012 gingen hierzulande fast 8.000 Megawatt neu
ans Netz, rund viermal so viel wie es heute jährlich
80 %
sind (vgl. ebenda). Bis 2019 sank der deutsche Anteil
an den Spitzenpatenten aber wieder auf 10 Prozent,
60 %
den Wert, welchen Deutschland auch schon 2000
innehatte.
40 %
China hielt 2000 hingegen nur eine Handvoll Welt-
klassepatente in der Photovoltaik und hat Deutsch- 20 %
land mit einem weltweiten Anteil von 13 Prozent
mittlerweile klar überholt. Auch Südkoreas Wachs-
tum ist beachtlich. 2000 hielt das Land keine zehn Pa- 2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
USA Japan China Südkorea Deutschland Andere22 ENERGIE
Kaum ein Sektor hängt so von Innovationen ab wie Ostasiens Stärke ist besonders im Feld der Energie-
die Energie. Wenn die Energiewende gelingen soll, technologien nicht nur eine Erfolgsgeschichte Chi-
müssen effiziente Energieträger her. Zum Beispiel nas. Im besonders innovationsgetriebenen Batterie-
wurden einer Erhebung des Europäischen Parla- sektor überzeugen vor allem Japan und Südkorea.
ments zufolge 2017 in der EU 80 Prozent der Treib- Japan hatte hier bereits auf hohem Niveau begon-
hausgasemissionen durch den Energiesektor verur- nen und hielt seinen weltweiten Patentanteil von
sacht (vgl. Europäisches Parlament 2018). Dagegen rund 30 Prozent nach einer zwischenzeitlichen Stei-
helfen nachhaltige Energiequellen, die weder Schad- gerung und lag 2019 damit vor den abgefallenen USA
stoffe noch Treibhausgase ausstoßen: Wind, Wasser, mit ihren rund 23 Prozent. Südkorea wuchs stark auf
Erdwärme, thermische Solarenergie und Photovol- einen weltweiten Anteil von 11,8 Prozent, gefolgt von
taik. Außerdem kann ein Umstieg auf Elektromobi- China mit 10,7 Prozent. China hatte allerdings auch
lität als Alternative für den Verbrennungsmotor nur hier so gut wie bei null angefangen und legte somit
gelingen, wenn die Batterietechnik weiterentwickelt das stärkste Wachstum hin. Deutschland fiel von 9
wird. Rund die Hälfte der Energiepatente entfällt auf auf 7,5 Prozent. Zwar gibt es Batteriehersteller, die
Batterien. Batterietechnik ist, gemessen an der In- mit „Made in Germany“ werben, aber meist wird hier
novationstätigkeit, somit der wichtigste Teil des Be- nur das Akkupaket zusammengebaut. Die Batterie-
reichs der Energietechnologien. Insgesamt hat sich zelle, das innovative Herz der Akkus, stammt in der
die Zahl der Patente in den Energietechnologien in Regel von Unternehmen wie Samsung, LG Chem oder
den vergangenen zehn Jahren verdreifacht. Sie sind Panasonic aus Südkorea, Japan oder China.
ein Beispiel für Ostasiens Innovationskraft – gut
45 Prozent der Weltklassepatente hielt die Region Der einzige positive Ausreißer für Deutschland in
2019, während Nordamerikas Anteil sich fast exakt den Energietechnologien ist die Windkraft. Hier
gegensätzlich entwickelt hat und 2019 auf rund 29 hielt Deutschland 2019 rund 21 Prozent der welt-
Prozent gefallen ist. Die Europäische Union stag- weiten Spitzenpatente und zog damit mit den USA
nierte über die Jahre weitgehend stabil bei rund 17,5 gleich. Diese Stärke Deutschlands trägt wesentlich
Prozent (Abb. 6) . dazu bei, dass die EU in dem Gebiet etwa die Hälfte
der weltweit führenden Patente für sich verzeichnen
kann. Ein Großteil der Patente ist dem Windanlagen-
hersteller Enercon zuzuschreiben, der den Unter-
nehmenssitz Aurich damit zu einer der innovativs-
A BBIL D U N G 6
ten Städte der Branche macht (vgl. Windmesse o. A.).
E NE RG IE Allerdings warnen Branchenvertreter*innen, dass
Anteile von Weltklassepatenten die Windkraft in Deutschland ein ähnliches Schicksal
erleiden könnte wie die Solarenergie. Enercon, das
50 % einst zu den Weltmarktführern gehörte, baut massiv
Stellen ab. Bereits 2017 kam es zu drastischen Stel-
40 % lenstreichungen in der Branche. Sie klagt, dass durch
Windkraftgegner, Naturschützer, Politik und Büro-
30 % kratie die nächste Zukunftsindustrie in Deutschland
ausgebremst werde (vgl. Handelsblatt 2018).
20 %
10 %
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
Nordamerika Ostasien EU-27 Andere
#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t eJAPAN 23
3
20
15 3. Plätze
2. Plätze Anzahl der Technologien, in welchen
Japan über die meisten, zweitmeisten
1. Plätze und drittmeisten Weltklassepatente verfügt.
JA PA N
SPITZENREITER IN MOBILITÄT, ABBILDUN G 7
E NERGIE UND MATERIALIEN ELEKTROMOBILITÄT
Technologien in denen Japan im internationalen Vergleich über
In jeweils einer Technologie (Elektromobilität,
den höchsten Anteil von Weltklassepatenten verfügt (2019)
Batterietechnik, Funktionsbeschichtungen) aus den
Technologiebereichen Mobilität, Energie und Mate- 41 % Elektromobilität
rialien verfügt Japan über die meisten Weltklassepa-
tente. In allen anderen Technologien aus diesen drei 30 % Batterietechnik
Bereichen belegt das Land mindestens einen Platz in
28 % Funktionsbeschichtungen
den Top 5.
22 % Funktionelle Materialien
19 % Photovoltaik
SCHWÄCHEN IN GESUNDHEIT UND LANGSAMER ABSTIEG AUF HOHEM
D IGITALISIERUNG N IVEAU
In jeweils drei Technologien der Bereiche Gesund- Japan belegte 2000 noch in 49 von 58 Zukunftstechno-
heit und Digitalisierung hat Japan seinen Platz in den logien einen Platz unter den drei Ländern mit den meis-
Top 5 verloren. ten Weltklassepatenten. 2010 galt dies noch für 46 Zu-
kunftstechnologien, 2019 nur noch für 38.
UNTER DRUCK IM BEREICH INDUSTRIE ABBILDUN G 8
P ROZESSAUTOMATISIERUNG
Hier ist Japan traditionell stark und liegt noch in allen
Anzahl von Weltklassepatenten
vier Technologien vor China und Südkorea, die aber mit
größeren Wachstumsraten schnell aufholen. 5000
4000
3000
2000
1000
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
USA China Japan Südkorea Deutschland24
DEFI N I TI O N
Das Ziel des Technologiebereichs Ernährung ist eine effizientere Landwirtschaft zur
Versorgung der Weltbevölkerung mit Lebensmitteln unter Einsatz von Pestiziden
und Düngern sowie gentechnisch veränderten Pflanzen. Außerdem werden Techno-
logien zur Anreicherung von Nahrungsmitteln mit zusätzlichen gesundheitsfördern-
den Inhaltsstoffen berücksichtigt.
Wichtige Patente der letzten 20 Jahre im Technologiebereich Ernährung:
• US2014323305.A1 – Modernes Fungizid zur Pilz- und Sporenabtötung
• US2003120054.A1 – Pestizid als Schädlingsbekämpfungsmittel
#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t eERNÄHRUNG 25
2%
Präzisionslandwirtschaft
Düngemittel
Green Biotech 21 %
27 %
Functional Food
Biozide S TRUKTUR
IM TECHNOLOGIE
BEREICH
ERNÄHRUNG
2019
24 %
26 %
2.3 ERNÄHRUNG
Wie Lebensmittel produziert und zubereitet werden, einen Seite gibt es in der Forschung bereits Schnitt-
verändert sich laufend. Dieser Wandel wird derzeit stellen mit der Pharmazie, z. B. beim therapeuti-
besonders durch das Wachstum der Weltbevölke- schen Einsatz von Bakterien. Produkte wie Fleisch-
rung angetrieben, eine der weitreichendsten gesell- ersatzstoffe könnten helfen, Ernährungsprobleme
schaftlichen Entwicklungen. 2050 werden den Pro- zu lösen und die Folgen von Massentierhaltung zu
gnosen der Vereinten Nationen zufolge über neun lindern. Auf der anderen Seite gibt es einen großen
Milliarden Menschen auf der Erde leben (vgl. Uni- Functional-Food-Bereich, dessen Funktion vor allem
ted Nations 2019). Zugleich verringert sich die Flä- darin besteht, dass Hersteller in den weitgehend ge-
che, die zum Anbau von Landwirtschaftsprodukten sättigten Lebensmittelmärkten der Industriestaaten
genutzt werden kann (vgl. Umweltbundesamt 2019). neue Kaufanreize schaffen können. In vielen Fällen
Forschung und Entwicklung in den Ernährungstech- lässt sich der versprochene gesundheitliche Nutzen
nologien sollen helfen, Versorgung und Wachstum der zugesetzten Fettsäuren, Vitamine, Mineral- oder
effizienter und nachhaltiger zu machen – z. B. durch Ballaststoffe sowie Bakterien oder Pflanzenstoffe,
Prozessoptimierung, Ressourcenschonung und wei-
terentwickelte Obst- und Gemüsesorten. Ein bes-
serer Einsatz von Düngern und Pestiziden sowie die ABBILDUN G 9
Nutzung von angereicherten oder gentechnisch ver- ERNÄHRUNG
änderten Pflanzen versprechen höhere Erträge. In Anteile von Weltklassepatenten
der Präzisionslandwirtschaft wird u. a. die Beschaf-
50 %
fenheit von Böden mittels Satelliten aus dem Welt-
raum analysiert. Dadurch können Landwirte besser
40 %
auf die unterschiedlichen Anforderungen ihrer Fel-
der und sogar innerhalb eines Feldes reagieren.
30 %
Durch Functional Food kommt zusätzliche Bewe-
gung in den Nahrungsmittelsektor. Diese Lebens- 20 %
mittel werden durch Zucht oder Zusätze angerei-
chert, die u. a. als gesundheitsfördernd beworben 10 %
werden. Functional Food ist ein weites Feld. Auf der
2000 2002 2004 2006 2008 2010 2012 2014 2016 2018
Nordamerika Ostasien EU-27 Andere26 ERNÄHRUNG
wie Ginkgo und Aloe vera, nicht belegen. Verbrau- wählt (vgl. Schmitt 2018). 2010 lag Ostasien bei den
cherschützern zufolge tut Functional Food häufig vor Patenten im Bereich der Ernährungstechnologien
allem dem Geldbeutel der Hersteller gut und weni- noch deutlich hinter Nordamerika und der EU, holte
ger der Gesundheit der Verbraucher (vgl. Verbrau- in der Folgezeit aber dank starker Wachstumsquo-
cherzentrale NRW 2016). ten vor allem in China und auch in Südkorea auf. Ja-
pans Anteil an Innovationen im Sektor war konstant
Patente auf diese vermeintlich oder tatsächlich ge- hoch. Gemeinsam ließen diese Länder die anderen
sundheitsfördernden Nahrungsmittel sind bei Unter- zwei großen Weltregionen mit Abstand hinter sich:
nehmen beliebt. Das liegt vor allem daran, dass die 2019 entfielen auf Ostasien 39 Prozent der Welt-
entsprechenden Veränderungen von Pflanzen und klassepatente in den Ernährungstechnologien (Abb.
Produkten mit verhältnismäßig niedrigem Aufwand 9). Dass jedoch auch im europäischen Markt Bewe-
möglich sind. Innovationen im Functional-Food-Sek- gung ist, offenbart vor allem ein genauerer Vergleich
tor benötigen nur einen Bruchteil der Investitionen, der Technologien.
die etwa für gentechnisch veränderte Pflanzen anfal-
len – und der Mehrwert ist dennoch groß. Die Ent- Auch die Nicht-EU-Staaten Schweiz und Norwegen
wicklung einer genetisch veränderten Pflanze kostet tun sich in den Ernährungstechnologien hervor, die
einen Konzern um die 100 Millionen Euro. Die Ent- Schweiz besonders durch den Saatgut- und Agrar-
wicklung eines Functional Food funktioniert schon ab chemiehersteller Syngenta und den Nahrungsmit-
1,5 Millionen Euro (vgl. Matheis 2017). telkonzern Nestlé. Diese spielen etwa bei F
unctional
Food eine große Rolle. Hier lag die Schweiz 2019 mit
Die großen Spieler der Branche nutzen Functio- gut 5 Prozent ungefähr gleichauf mit Deutschland
nal Food, um ihre Marktposition zu verbessern und und Frankreich. Gemeinsam liegen die EU-Staaten
eigene Sorten durchzusetzen. Die Patente auf die hier noch vor Nordamerika. Im Ländervergleich
Zuchterzeugnisse werden aber kontrovers aufge- führen die USA das Feld aber mit gut 20 Prozent
nommen und treffen teils auf Widerstand von zivil- an, knapp gefolgt von China mit rund 19 Prozent
gesellschaftlichen Organisationen und Verbrauchern (Abb. 10).
(vgl. Brücking und Hensge 2015). So zog z. B. das Un-
ternehmen Syngenta Anfang 2019 nach einem Mas-
seneinspruch ein europäisches Patent auf angerei-
cherte Tomaten zurück. ABBILDUN G 10
FUNC TIONAL FOOD
Die Forschung in den Ernährungstechnologien hat –
Anzahl von Weltklassepatenten
wie in anderen Sektoren auch – vor allem in Ostasien
an Dynamik gewonnen. Die Zahl der weltweit füh- 3000
renden Patente wächst hier jährlich im Durchschnitt
um 20 Prozent. Die ostasiatische Lebensmittelin- 2500
dustrie profitiert dabei von der kaufkräftigen Mit-
2000
telschicht, die ihre Nahrungsmittel zunehmend auch
wegen der versprochenen Gesundheitseffekte aus- 1500
1000
500
2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 2019
USA China Japan Südkorea
Deutschland Frankreich Schweiz
#I nnov at i o n B S t // Wel t klassepat en t eSie können auch lesen
