WiWo App 1 Monat für nur 0,99 €
Anzeigen

Zukunftsmacher Innovationen, die unser Leben verändern

Fenster aus Solarzellen, elektronische Zeitungen und Brennstoffzellen-Flieger: Im zweiten Teil der Zukunftsmacher-Serie porträtiert die WirtschaftsWoche Deutschlands innovativste Regionen und Forscher, die unser Leben verändern werden.

  • Artikel teilen per:
  • Artikel teilen per:
Thielecke Quelle: Arne Weychardt für WirtschaftsWoche

Das Flugzeugfahrwerk, das Frank Thielecke für einen Test inspiziert, unterscheidet sich äußerlich kaum von jenen, die in den Jets von Boeing oder Airbus eingesetzt werden. Doch das Innenleben ist spektakulär. Die Räder werden nicht mehr hydraulisch, sondern elektrisch ein- und ausgefahren. Die Energie dafür erzeugt eine emissionsfreie Brennstoffzelle. Und die könnte schon bald das gesamte Flugzeug antreiben.

Die Versuche in einer Halle des Instituts für Flugzeug-Systemtechnik der Technischen Universität Hamburg-Harburg, das Thielecke leitet, sind Teil eines großen Plans: Durch enge Zusammenarbeit wollen Unternehmen, Forscher und Universitäten die Hansestadt zum weltweit führenden Standort für neue Flugzeugtechnologien ausbauen.

Die Allianz zeigt Erfolge

Die starke Allianz aus Wirtschaft und Wissenschaft zahlt sich aus: Eine hochrangig besetzte Jury unter Leitung des früheren BMW-Chefs Joachim Milberg kürt Hamburg zu einer der fünf innovativsten Regionen Deutschlands. Neben der Hansestadt gehören zu diesem erlesenen Kreis die Regionen um Dresden, Erfurt, Heidelberg und Mannheim. Sie alle sind auf ihrem Technologiegebiet Weltspitze, verfolgen Projekte mit großem Marktpotenzial und garantieren eine schnelle Umsetzung neuer Entwicklungen in Produkte gerade durch die enge Kooperation von Forschern und Industrie.

Die Bundesregierung fördert diese Forschungsverbunde, neudeutsch: Spitzencluster, in den nächsten fünf Jahren mit 200 Millionen Euro. Dort ist schon heute zu sehen, welche Innovationen morgen unser Leben prägen werden.

Nach dem ersten Teil der Zukunftsmacher-Serie, in der die innovativsten Unternehmen vorgestellt wurden, porträtiert die WirtschaftsWoche in Teil zwei die spannendsten Projekte dieser Spitzencluster. Dabei wird nicht nur die ökonomische Bedeutung der neuen Techniken analysiert, sondern auch ihre Wirkungen auf den Arbeitsmarkt. Das ermutigende Fazit: Deutschland hat beste Chancen, die Krise gestärkt zu überwinden.

Umwelt statt Biotechnologie

Eine Studie der Beratungstochter des Instituts der deutschen Wirtschaft in Köln, IW Consult, bestätigt diese Einschätzung. Das Institut hat gerade die Zukunftsfähigkeit von 35 Branchen untersucht und Dutzende Experten befragt. Das Fazit: Der Aufschwung vor der Wirtschaftskrise war industriell geprägt. Wachstum und Arbeitsplätze entstanden in den Branchen Medizin-, Mess-, Steuer- und Regeltechnik, Pharma, Maschinenbau sowie in der Flugzeug-, Automobil-, Chemie- und Elektroindustrie. Erst auf dem neunten Rang folgt mit Unternehmensdiensten eine dienstleistungsorientierte Branche.

„Forschung, Innovation und internationale Verflechtung sind Stärken vor allem der produzierenden Unternehmen und begründen Deutschlands starke Exportposition“, sagt Karl Lichtblau, Geschäftsführer der IW Consult. Der gegenwärtige Abschwung ändert daran nichts. Zwar sind bedeutsame Industriezweige wie die Autohersteller und der Maschinenbau stark von der Krise betroffen. Dennoch werden sie nach der Flaute, so die IW-Consult-Analyse, weiter zu den Gewinnerbranchen zählen.

Misstrauen gegenüber Klonen und Gentechnik bleibt

Interessante Abweichungen ergaben sich in der Bewertung der Wachstumspotenziale wichtiger Zukunftstechnologien: Während die Experten in Deutschland die Umwelttechnik vorn sehen, geben sie weltweit der Bio- und der Gentechnologie die größten Chancen. In Deutschland landeten diese abgeschlagen auf hinteren Rängen (siehe Grafik).

Die schlechten Platzierungen hierzulande spiegeln das Misstrauen wider, das Bürger und Politiker gegen Klonen und Gentechnik hegen. In anderen Ländern dagegen können Wissenschaftler und Unternehmen weitgehend ohne Restriktionen an diesen Themen arbeiten.

Deshalb bleiben laut Urteil der von IW Consult befragten Experten die Traditionsbranchen Pharma, Automobil- und Maschinenbau auch in den nächsten Jahren Jobmotoren in Deutschland. Lichtblau: „Die Perspektiven für einen neuen Aufschwung sind gut.“

Landen auf Schienen

Frank Thielecke Quelle: Arne Weychardt für WirtschaftsWoche

In Hamburg entsteht das erste Passagierflugzeug mit Brennstoffzelle. Ziel ist, das Fliegen sauberer zu machen.

Das Gewirr aus Kabeln, Schläuchen, Messgeräten und Behältern erinnert an eine Chemieproduktion. In Wirklichkeit jedoch arbeiten Frank Thielecke, Leiter des Instituts für Flugzeug-Systemtechnik an der Technischen Universität (TU) Hamburg-Harburg, und Airbus-Entwickler Hans-Jürgen Heinrich in ihren Laboratorien an der Zukunft des Fliegens.

Die beiden Forscher entwickeln das erste Passagierflugzeug, das seine Energie zu großen Teilen aus einer Brennstoffzelle bezieht. Die Zelle, die Wasserstoff und Sauerstoff in Wärme und Strom umwandelt, soll in den nächsten zehn Jahren das Hilfsaggregat ersetzen. Dieses Aggregat ist eine Art Generator, der die Triebwerke startet und in der Parkposition Energie für die Klimaanlage und die Elektronik an Bord liefert. Doch das Gerät verbrennt Kerosin und erzeugt Abgase, die Brennstoffzelle dagegen arbeitet lautlos. Ihr einziges Abfallprodukt ist sauberes Wasser. „Das ist ein wichtiger Schritt in Richtung eines umweltverträglichen Luftverkehrs“, sagt Thielecke.

Luftfahrtstandort Hamburg noch ausbaufähig

Hamburg will diese Bewegung anführen. Und damit die Region schneller Innovationen präsentieren kann, die von den Unternehmen zügig auf den Markt gebracht werden, haben der Flugzeugbauer Airbus, der Flughafen Hamburg und Lufthansa Technik ihre Kräfte mit den örtlichen Hochschulen, dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR), dem Senat sowie rund 300 mittelständischen Luftfahrtunternehmen in einem Cluster gebündelt.

Hamburg soll seine Position als weltweit drittgrößter ziviler Luftfahrtstandort, nach Seattle und Toulouse noch ausbauen. Dazu investieren die Cluster-Partner und der Hamburger Senat fast 14 Millionen Euro in das neue Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung. Was Unternehmen brauchen und welchen Fragen Wissenschaftler nachgehen sollen, wird von nächstem Jahr an dort aufeinander abgestimmt. Die Brennstoffzelle für Flugzeuge soll dabei eine Schlüsselrolle einnehmen: Rund 50 Forscher und Ingenieure werden sich allein ihrer Entwicklung widmen.

Die Zusammenarbeit unter einem Dach ist für Andreas Richter der Schlüssel zu schnellen Innovationen. Der Mitarbeiter der Hamburger Behörde für Wirtschaft und Arbeit koordiniert das Luftfahrtnetzwerk: „Das bisherige Nebeneinander war eine Verschwendung von Ressourcen.“

Ihre grundsätzliche Eignung für den Flugbetrieb hat die Brennstoffzelle bereits bewiesen. Bei Testflügen mit einem Airbus A320 im vergangenen Jahr versorgte sie die Notfallsysteme des Fliegers mit Strom. „Jetzt geht es um die Integration in die gesamte Flugzeugtechnik“, erläutert Airbus-Entwickler Heinrich.

Dabei schwebt den Forschern Großes vor. Im Idealfall wird künftig die gesamte Lenkung elektrisch gesteuert, gespeist durch Strom aus der Brennstoffzelle. Die heute üblichen hydraulischen, pneumatischen und mechanischen Lenksysteme fallen weg, ebenso das Hilfsaggregat. Die bei der Stromerzeugung in der Zelle entstehende Wärme wird zur Klimatisierung genutzt, das Wasser für die Bordtoiletten. „Das würde Kosten und Gewicht sparen und die ganze Technik des Flugzeugs vereinfachen“, schwärmt TU-Professor Thielecke.

Neue Erkenntnisse bei Brennstoffzellen

Flugzeuge könnten demnächst sogar völlig emissionsfrei manövrieren – zumindest am Boden. Mit Liebherr-Aerospace und Diehl Aerospace entwickelt das Duo Heinrich und Thielecke ein elektrisches Fahrwerk. Die Triebwerke würden dann erst auf der Startbahn angelassen und sofort nach der Landung ausgeschaltet. Laut Thielecke könnte schon die nächste Generation des A320 mit solchen sauberen Fahrwerken ausgestattet werden.

Weil die Entwicklungskosten hoch sind und Brennstoffzellen erst bei großen Stückzahlen wirtschaftlich werden, wollen die Hamburger Forscher ihre Erkenntnisse nun auch anderweitig einbringen: Sie arbeiten an Projekten, bei denen Brennstoffzellen massenhaft in Autos, Bussen und Schiffen eingesetzt werden. „Dafür haben wir hier das ideale Experimentierfeld“, meint Thielecke. Der Autobauer Daimler, die Ölkonzerne Shell  und Total sowie der Energiekonzern Vattenfall etwa wollen in den nächsten Jahren in einem Großversuch Erfahrungen mit der Technik sammeln.

Ambitionierte Zukunftspläne

Die Brennstoffzelle ist nicht das einzige Projekt, mit dem das hanseatische Luftfahrtbündnis Furore machen will. DLR-Entwickler erkunden zum Beispiel die Möglichkeit eines Flugzeugs ohne Fahrwerk. Statt auf Rädern würden die Maschinen auf einer Art Magnetschlitten starten und landen. Dadurch würden Flugzeuge um mehrere Tonnen leichter und könnten ihren Treibstoffverbrauch deutlich senken.

Cluster-Leiter Richter hat sich ein hohes Ziel gesetzt. Die Initiativen sollen der Hamburger Luftfahrtindustrie bis 2020 einen Umsatzsprung von 7 auf 80 Milliarden Euro bescheren und die Metropole eines Tages auf Platz zwei der weltweiten Luftfahrtstandorte vor Toulouse katapultieren. Der internationale Luftfahrtexperte Heinrich Großbongardt bremst die Euphorie ein wenig: „Das Ziel ist ausgesprochen ambitioniert. Die Franzosen werden ihre Position nicht kampflos räumen.“ Ob nun Platz zwei oder drei: Richter hofft, dass zu den heute 36.000 Arbeitsplätzen im Hamburger Luftfahrtsektor weitere 4.000 hinzukommen werden.

Schicht für Schicht

Organische Elektronik Quelle: Bert Bostelmann für WirtschaftsWoche

Von Leuchtdioden bis zu faltbaren Displays: Deutschland ist bei organischer Elektronik Weltspitze.

Leuchtende Tapeten, faltbare elektronische Zeitungen, Jacken mit integrierten Displays: Als Prototypen existieren diese Produkte bereits. Sie bestehen aus elektrisch aktiven Kunststoffen, einer neuen Spezies der Elektronik. Diese Kunststoffe sind nicht nur biegsam, sie lassen sich in beinahe jede Form bringen. Wichtiger noch, sie kosten in der Herstellung nur einen Bruchteil der herkömmlichen Bauteile aus Silizium. Dadurch werden sie für den massenhaften Einsatz in allerhand Produkten interessant: in Funketiketten, Solarzellen, Leuchtdioden und Computerchips.

Es winkt ein Riesengeschäft. Das britische Marktforschungsunternehmen IDTechex erwartet, dass der weltweite Umsatz mit organischer Elektronik von heute rund 1 Milliarde auf mehr als 300 Milliarden Dollar im Jahr 2027 zulegen wird. Ein großer Teil des Geldes soll an Unternehmen aus Deutschland fließen. Das jedenfalls ist das Ziel von Bernhard Schweizer.

Heidelberger Druckmaschienen sollen Vorsprung gewährleisten

Der 41-Jährige ist Geschäftsführer des Heidelberger Innovation Lab (IL). Das Forschungszentrum, das vor allem von den Universitäten Heidelberg und Mannheim getragen wird, arbeitet mit führenden Unternehmen daran, den Vorsprung Deutschlands in vielen Grundlagentechniken der organischen Elektronik für eine breite und schnelle Marktdurchdringung zu nutzen. Mit von der Partie sind unter anderem die Chemieunternehmen BASF und Merck, der Softwarekonzern SAP und der weltgrößte Automobilzulieferer Bosch.

Die enge Kooperation soll eine Schwäche des deutschen Forschungssystems beheben. „Es darf nicht mehr passieren, dass Welterfolge wie der MP3-Spieler in Deutschland erfunden und im Ausland produziert werden“, sagt Schweizer. Eine wichtige Rolle spielt dabei die Heidelberger Druckmaschinen. Sie soll die Anlagen entwickeln, mit denen sich Elektronik einfach drucken lässt.

Barcode-Ersatz aus deutschen Laboren

Die neue Technik wird in den nächsten Jahren vor allem im Einzelhandel als elektronischer Ersatz für den Barcode eingesetzt. „Die sind so billig, dass sie auf jeden Joghurtbecher geklebt werden können. Sie zeigen beispielsweise an, ob die Kühlkette unterbrechungsfrei funktioniert hat“, sagt Schweizer. Der Sensor wird dazu mit einem – ebenfalls gedruckten – elektronischen RFID-Strichcode (Radio Frequency Identification) gekoppelt, über den die Joghurt-daten per Funksignal ausgelesen werden können.

Ein anderer Schwerpunkt in den Laboren der Region ist die Entwicklung von Solarzellen aus Kunststofffolien. Sie können auf Aluminiumfassaden, Fensterscheiben oder Autokarosserien geklebt werden, um Strom zu erzeugen. Für das Auge sind sie unsichtbar, weil sie hauchdünn und transparent sind.

Als Hersteller der durchsichtigen Solarzellen kommt Verbund-Mitglied Bosch in- frage. Die Stuttgarter und BASF haben sich mit jeweils 1,6 Millionen Euro an dem Dresdner Unternehmen Heliatek beteiligt, einer Ausgründung aus den Universitäten Dresden und Ulm, das die Weiterentwicklung der organischen Solarzellen maßgeblich vorantreibt.

Auch bei organischen Leuchtdioden (Oleds) streben die Forscher eine Spitzenposition an. Als leuchtende Flächen, die extrem wenig Strom verbrauchen, sollen sie nicht nur die Glühbirne ablösen, sondern mittelfristig auch deren Nachfolger: Energiesparlampen und klassische Leuchtdioden (LED).

Vielfältige Einsatzmöglichkeiten für organische Elektronik

Die brillant leuchtenden Kunststoffflächen eignen sich zudem ideal als Display. Bisher lassen sich allerdings nur kleinflächige Monitore herstellen, weil die Zahl der Produktionsfehler und damit der Ausschuss noch sehr hoch sind. Die Deutschen müssen sich beeilen, um nicht überholt zu werden: Der südkoreanische Elektronikkonzern Samsung hat eine Art Tintenstrahldrucker entwickelt, mit dem sich organische Monitore Schicht für Schicht aufbauen lassen.

Wie vielfältig die Einsatzmöglichkeiten organischer Elektronik sind, zeigt Norbert Gretz, Direktor des Zentrums für Medizinische Forschung an der Universität Heidelberg. Gretz, der zusammen mit Schweizer das IL leitet, hat mithilfe von Oleds eine Untersuchungsmethode entwickelt, die ein sich anbahnendes Nierenversagen erkennt. „Das Ergebnis liegt nach 20 Minuten vor“, sagt Gretz. Bei der alten Methode dauerte es Stunden.

Bei so viel Anwendungsmöglichkeiten für die neue Technik erwarten die Initiatoren starke Wachstumsimpulse für die Region. Innovation-Lab-Geschäftsführer Schweizer hat eine klare Vorstellung: „Bis 2020 rechnen wir mit bis zu 10.000 zusätzlichen Jobs und einem Umsatz von 3,5 bis 7 Milliarden Euro.“  

Sonnige Zukunft

Bagdahn

Die effizienteste Solarzelle der Welt, entwickelt in Ostdeutschland, soll Solarstrom wettbewerbsfähig machen.

Die kriselnde Solarbranche blickt gerade jetzt auf Menschen wie Hubert Aulich. Der Vorsitzende des Spitzenforschungsverbunds Solarvalley Mitteldeutschland mit Sitz in Halle will Solarzellen mit neuester Spitzentechnologie preiswerter und vor allem effizienter machen: „Unser Ziel ist es, dass Solarstrom billiger wird als der Strom aus der Steckdose “, verkündet Aulich.

Fachleute sprechen von sogenannter Netzparität, wenn die selbst erzeugte Sonnenenergie genauso viel kostet wie der Strom vom örtlichen Elektrizitätswerk. Ist dieser Zustand erreicht, so die Erwartung der Hersteller, verkaufen sich ihre Fotovoltaikanlagen quasi von allein, weil sich die Anschaffung über kurz oder lang selbst finanziert. „Dann explodiert der Markt“, sagt Aulich. Und das Image vom teuren, hoch subventionierten Solarstrom würde verblassen.

Drei Faktoren beeinflussen die Netzparität

Wann die Parität erreicht wird, hängt jedoch von drei Faktoren ab: erstens von der Preisentwicklung von Haushaltsstrom. Der ist nach einer Übersicht des Bundesverbands der Energie- und Wasserwirtschaft trotz Rezession in den vergangenen zwölf Monaten durchschnittlich um 7,2 Prozent teurer geworden.

Zweiter Faktor sind die Produktionskosten für Fotovoltaiksysteme. Und drittens beeinflusst die Entwicklung des Wirkungsgrads der Anlagen das Erreichen der Netzparität: Je effektiver Solarzellen das Sonnenlicht in Strom umwandeln, desto wirtschaftlicher wird ihre Anwendung.

Der ostdeutsche Solar-Verbund will Sonnenstrom bis spätestens 2013 wettbewerbsfähig machen. Dafür haben sich drei Forschungsinstitute, drei Anlagenhersteller und vier Zellenproduzenten zusammengetan, darunter Q-Cells, Schott Solar und die Bosch-Tochter Ersol. Sie investieren mehr als 26 Millionen Euro in das Projekt, das ihnen einen Vorsprung vor der harten Konkurrenz bringen soll. Unternehmen aus China, Südkorea und den USA stecken ebenfalls viel Geld in die Optimierung von Solaranlagen. Für Aulich ist klar: „Wer die effizientesten Zellen baut, beherrscht den Markt.“

Effiziente Solarzellen aus Mitteldeutschland

Und die sollen aus Mitteldeutschland kommen. Dafür arbeiten Wirtschaft und Wissenschaft in der Region eng zusammen: Hans-Joachim Krokoszinski, Forschungschef bei Ersol in Erfurt, und Jörg Bagdahn, Leiter des Fraunhofer-Zentrums für Silizium-Fotovoltaik in Halle, etwa entwickeln eine neue Generation ultradünner Wafer. Das sind Scheiben aus hochreinem kristallinen Silizium, aus denen in mehreren Bearbeitungsschritten die Solarzellen entstehen. Die Waferdicke soll von den heute üblichen 180 auf 80 Mikrometer schrumpfen. Dann wären die Scheiben etwa so dünn wie ein menschliches Haar. Und die Produzenten würden viel teures Silizium sparen, das rund 60 Prozent der Herstellungskosten der Zellen ausmacht.

Doch bis die neuen Wafer auf den Markt kommen, müssen die Forscher noch einige Probleme lösen: Je dünner die Wafer werden, desto leichter verbiegen und brechen sie. Neue Beschichtungstechniken und weniger Bearbeitungsschritte sollen das vermeiden.

Um zugleich die Stromausbeute zu erhöhen, wollen die Entwickler sämtliche elektrischen Kontakte auf die Rückseite der Zelle verbannen. Die Vorderseite kann das einfallende Licht dann auf der gesamten Fläche in Solarstrom umwandeln. In Verbindung mit einer verbesserten Zellstruktur soll dann der Wirkungsgrad von heute rund 17 auf mehr als 20 Prozent steigen.

Die beteiligten Unternehmen wissen, dass sie dem Preisdruck der Billiganbieter aus Fernost nur mit überlegener Technik standhalten können. „Über die Kosten haben wir keine Chance“, sagt Forscher Bagdahn. Trotz der momentanen Einbrüche bei Umsätzen und Gewinnen, hervorgerufen durch Überkapazitäten, Preisverfall und schwache Nachfrage, sparen sie deshalb nicht bei der Entwicklung der Hocheffizienz-Zellen. Die ersten Exemplare, die nahe an die 20 Prozent Leistung rücken, könnten schon in den nächsten zwei Jahren herauskommen, hofft Bagdahn.

Realistisches Szenario

Die Krise hat das Bündnis noch gestärkt. „Wenn jeder für sich marschiert, dauert die Entwicklung zu lange“, sagt Krokoszinski. „Wir brauchen mindestens ein Jahr Vorsprung.“ Doch bei aller Kooperation und bei allen gemeinsamen Zielen: Die Unternehmen Q-Cells, Schott Solar, Ersol und Sunways bleiben stets auch Konkurrenten: „Wir erarbeiten nur die technischen Grundlagen gemeinsam“, erläutert Krokoszinski. „Auf dieser Basis versucht dann jeder für sich, die beste Solarzelle zu bauen.“

Schon heute weisen Sachsen, Sachsen-Anhalt und Thüringen die höchste Dichte an Fotovoltaikunternehmen in Europa auf. Sie beschäftigen rund 8.500 Menschen und fertigen knapp 90 Prozent aller in Deutschland hergestellten Solarzellen.

Die neue Superzelle soll den nächsten großen Schub bringen. Das Ziel sind 60.000 weitere Arbeitsplätze bis zum Jahr 2020 und ein jährliches Branchenwachstum von 30 Prozent. Eine Studie der Bostoner Marktforscher von Lux Research lässt das Szenario als realistisch erscheinen. Danach verdoppeln sich die weltweiten Umsätze der Solarbranche bis 2013 gegenüber dem vergangenen Jahr auf 55,3 Milliarden Euro.

Aulich stimmen die Perspektiven optimistisch: „Wenn mit der Netzparität der Big Bang kommt, sind wir ganz vorne dabei.“ 

Buntes Bündnis

Fettweis Quelle: Jürgen Lösel für WirtschaftsWoche

Moderne Computer verbrauchen Unmengen Strom. Dresdener Entwickler bringen ihnen Sparsamkeit bei.

Forschung um ihrer selbst willen, Erkenntnisse, die nicht in Anwendungen münden – für Gerhard Fettweis, den Professor für Mobile Nachrichtensysteme an der Technischen Universität Dresden, ist das verschenkte Mühe. „Wenn ich Forschung nicht in Firmen umsetzen darf, bin ich für Sie der falsche Mann“, hatte Fettweis Mannesmann-Mobilfunk-Chef Peter Mihatsch gesagt, als der 1993 einen Kandidaten für den Lehrstuhl suchte, den Mannesmann der Dresdener Uni stiften wollte.

Fettweis war der Richtige und ist es mehr als 15 Jahre später immer noch, selbst wenn der Lehrstuhl längst den Namen Vodafone trägt. Bis heute war der inzwischen 47-Jährige an rund einer Handvoll Ausgründungen aus seinem Lehrstuhl beteiligt: vom Spezialisten für Funkvernetzung Systemonic über Radioplan, ein Unternehmen, das Mobilfunknetze optimiert, bis hin zum Messtechnik-Experten Signalion.

Bündnis für ein gemeinsames Ziel

Der Funktechnik-Experte versucht stets, die Grenzen zwischen Lehre, Forschung, Entwicklung und kommerzieller Verwertung einzureißen. Die von der Bundesregierung geförderten Technik-Spitzencluster fand Fettweis daher „wie für uns gemacht“. Mit seinem Mitarbeiter Ernesto Zimmermann entwarf er das Konzept des „Cool-Silicon“-Clusters für die Technologieregion rund um Sachsens Landeshauptstadt Dresden – ein buntes Bündnis aus rund 60 Partnern, das Fettweis koordiniert: 16 Lehrstühle an drei technischen Hochschulen in Dresden und Chemnitz, neun Forschungsinstitute, dazu IT-Größen wie AMD-Ableger Globalfoundries, Infineon, X-Fab, dazu innovative Kleinunternehmen und Mittelständler.

Gemeinsames Ziel ist, eines der größten Entwicklungshemmnisse der Informations- und Kommunikationstechnik in den Griff zu bekommen: den rasend wachsenden Energieverbrauch. Der durch Rechner und Rechenzentren ausgelöste weltweite Ausstoß von Kohlendioxid liegt bereits gleichauf mit dem Luftverkehr. Und der Stromverbrauch der Serverfarmen, Büro- und Privat-PCs steigt unaufhaltsam weiter.

Das Cool-Computing-Teilprojekt soll den schier unstillbaren Energiehunger der Mikrochips in den Griff bekommen. „Ziel ist, die Rechenleistung weiter regelmäßig zu verdoppeln, ohne aber den Stromverbrauch zu steigern“, sagt Fettweis. Bis 2013 soll die neue Technik in einem Hochleistungsrechner eingesetzt werden.

Das zweite Teilprojekt, der „Cool Reader“, ist zugleich Forschungsobjekt und Demonstrator der Energiespartechnik. Denn die Cluster-Partner wollen ein Lesegerät für digitale Bücher entwickeln, das über extrem Strom sparende Mobilfunkchips Texte und andere Dokumente empfangen kann. Dabei soll der Strom seiner eingebauten Solarzellen für den Betrieb ausreichen.

Selbst den Flugverkehr wollen die Dresdener Dank energieautarker Spezialchips sicherer machen. Das Teilprojekt „Cool Sensornet“ soll Sensoren liefern, die Kohlefaser-Bauteile neuer Flugzeuggenerationen auf Risse überwachen. Sie werden in Flugzeugteilen einlaminiert. Dort sollen die Sensoren ohne externe Stromversorgung 30 Jahre lang anhand von Schwingungen Bauteile überwachen und vor Schäden warnen. Den für Messung und Funkübertragung zum Zentralrechner benötigten Strom erzeugen die Sensoren selbst. Ähnlich einer Automatikuhr, die Handbewegungen in Antriebskraft wandelt, soll ein Mikrogenerator im Sensor Erschütterungen in Strom umwandeln.

Umweltschutz und neue Arbeitsplätze durch Cool Silicon

Mehr Rechenleistung bei geringerem Energieverbrauch – auf die Kombination setzt auch die Politik: „Effiziente IT dient nicht nur dem Umweltschutz, sondern schafft in erheblichem Umfang Arbeitsplätze in Deutschland“, so Bundesumweltminister Sigmar Gabriel bei der Präsentation des Förderschwerpunkts „IT goes green“ im Frühjahr dieses Jahres.

Ähnlich optimistisch ist auch Cool-Silicon-Initiator Fettweis: Sein Sachsen-Cluster soll nicht nur coole Mikroelektronik, sondern auch bis zu zehn Milliarden Euro zusätzlicher Umsätze und Tausende neuer Jobs bringen. Rund 43.500 Arbeitsplätze bietet die Branche schon in der Region „Cool Silicon könnte in fünf Jahren die Basis für 10.000 neue Stellen in bestehenden Unternehmen und Neugründungen liefern.“ Einige der Startups dürfte Fettweis wohl selbst noch auf den Weg bringen. 

Wurzel ausreißen

Mannheim, Ludwigshafen, Heidelberg: In Sachen Krebsforschung ist diese Region weltweit führend.

Wer neue Medikamente gegen Krebs entwickelt, ist Frust gewöhnt. Kaum eine andere Krankheit täuscht Forscher so trickreich wie das gefürchtete Volksleiden. Wissenschaftler und Pharmamanager sind meist schon überglücklich, wenn eine neue Pille das Leben von Krebskranken um einige Wochen verlängert. Wirklich heilen können sie nur, wenn Chemotherapie, Operation und Bestrahlung im ersten Schlag den Tumor komplett vernichten und keine einzige Krebszelle überlebt. Doch das gelingt höchst selten: „Kommt der Tumor dann in Form von Metastasen zurück“, sagt der Heidelberger Krebsforscher Andreas Trumpp, „sind wir ziemlich machtlos.“

Fortschritt in der Krebs-Forschung

Das könnte sich bald ändern. Denn Trumpp, der die vor einem Jahr gegründete Gesellschaft Hi-Stem am Deutschen Krebsforschungszentrum (DKFZ) leitet, hat herausgefunden, warum manche Krebszellen der chemischen Keule und dem Strahlentod so hartnäckig entgehen.

Er nennt sie Krebsstammzellen, denn wenn sie aktiv werden, beginnen sie sich wie normale Stammzellen zu teilen und ein neues Gewebe zu bilden, einen neuen tödlichen Tumor. Trumpp weiß inzwischen, wo sich diese besonders widerstandsfähigen Zellen im Körper verstecken. Und er weiß auch, wie man sie hervorlockt, um sie zu eliminieren. Damit machte er weltweit Furore. Die Ergebnisse seiner Arbeit erschienen in den renommiertesten Wissenschaftspublikationen wie „Nature“ und „Science“.

40 Millionen Euro für BioRN

Nun sollen aus seinen Erkenntnissen neuartige, besonders wirksame Krebsmedikamente entstehen: Trumpps Hi-Stem avancierte mit dem DKFZ, das mit 850 Wissenschaftlern eine der größten Ansammlungen an Krebsforschern weltweit ist, zum Dreh- und Angelpunkt des Biotech-Clusters Rhein-Neckar (BioRN): 43 Partner aus Wissenschaft und Industrie hatten sich mit 63 Projekten beim Spitzencluster-Wettbewerb des Bundesforschungsministeriums beworben – und gewonnen: Deshalb fließen in den nächsten fünf Jahren 40 Millionen Euro in die Region Heidelberg, Mannheim und Ludwigshafen, die Partner vor Ort investieren genau so viel.

Das Ziel der Zukunftsschmiede ist klar: Bis zum Jahr 2020 sollen dort 5.000 neue Arbeitsplätze im Bereich Lebenswissenschaften entstehen. Rund 10 000 Menschen arbeiten schon jetzt in dem Sektor, etwa beim DKFZ, dem weltweit renommierten Europäischen Laboratorium für Molekularbiologie (EMBL), den Universitäten und Uni-Kliniken, Merck Serono, Roche Diagnostics oder einem der knapp 100 Biotechunternehmen der Region.

Doch damit nicht genug: In den nächsten fünf Jahren wollen die 43 BioRN-Partner die schier unglaubliche Zahl von 20 neuen Dienstleistungen sowie 70 innovativen Technologien, Diagnostika und Medikamenten zur Marktreife bringen.

Die zielsichere Krankheitserkennung mit Biomarkern spielt dabei eine Rolle, ebenso wie nachwachsende Organe und neue Medikamente gegen Rheuma oder multiple Sklerose. Die Möglichkeit, wirksame Waffen gegen Krebs zu entwickeln, ist jedoch eines der Top-Projekte. So steckt die Stiftung des SAP-Gründers Dietmar Hopp 7,5 Millionen Euro allein in Hi-Stem.

Das Geld ist gut angelegt, denn Trumpps Erkenntnisse lassen sich sehr schnell anwenden. Der Biologe fand heraus, dass jeder Tumor ein Reservoir unendlich teilbarer Stammzellen anlegt, genau wie normales Gewebe auch: Wird etwa die Haut verletzt oder ein Knochen gebrochen liefern diese Stammzellen Ersatz. Dass Tumore auch Stammzellen haben, war lange vermutet worden. Trumpp hatte sie entdeckt.

Die Krebszellen aus ihren Verstecken vertreiben

Diese Zellen werden in eine Art Tiefschlaf versetzt, sodass sie sich nicht mehr teilen. Wann und warum das geschieht, erforscht Trumpp gerade. Jedenfalls entgehen sie so der Chemotherapie, denn die greift nur teilungsaktive Gewebe an, etwa schnell wuchernde Tumore. Außerdem werden die Krebsstammzellen – weit entfernt von Blutgefäßen – in regelrechten Höhlengebilden aus anderen Zellen geparkt. „So geschützt und weit entfernt vom Blutsauerstoff, entgehen sie auch der schädlichen Wirkung der Bestrahlung“, erklärt Trumpp.

Doch der Wissenschaftler hat einen Trick gefunden, um sie aus ihren Verstecken zu treiben: mit Interferon Alpha, einem Botenstoff des Immunsystems, lassen sich die Stammzellen aufwecken und in Bewegung versetzen. Lockt man die Krebsstammzellen aus ihren Höhlen heraus, kann man sie auch erwischen.

Das könnte schon bald als Therapie eingesetzt werden. Allerdings gibt es noch ein Problem: Auch normale Stammzellen werden von Interferon Alpha geweckt und würden von einer Chemotherapie mit erledigt. Deshalb sucht Trumpp mit Pharmapartnern nach neuen Stoffen, die nur die Krebsstammzellen aus der Deckung bringen: „Was wir bisher machen, ist Rasenmäher-Taktik, wir müssen etwas finden, das die Wurzel der Krankheit entfernt

© Handelsblatt GmbH – Alle Rechte vorbehalten. Nutzungsrechte erwerben?
Zur Startseite
-0%1%2%3%4%5%6%7%8%9%10%11%12%13%14%15%16%17%18%19%20%21%22%23%24%25%26%27%28%29%30%31%32%33%34%35%36%37%38%39%40%41%42%43%44%45%46%47%48%49%50%51%52%53%54%55%56%57%58%59%60%61%62%63%64%65%66%67%68%69%70%71%72%73%74%75%76%77%78%79%80%81%82%83%84%85%86%87%88%89%90%91%92%93%94%95%96%97%98%99%100%