Kreativität für die Vierte Industrielle Revolution ist gefragt

Marcel Oberweis

Dass man die Zukunft weder voraussagen noch schlüssig aus der Gegenwart ableiten kann, die Vergangenheit jedoch wertvolle Informationen liefert, dürfte hinlänglich bekannt sein. Die Zukunft mit Erfolg gestalten, heißt die konkrete Orientierung sowie die durchdachte Strategie bemühen. Wenn also Luxemburg seine Stellung in der Europäischen Union behalten möchte, dann müssen die wichtigen Pfeiler u.a. die Hochschulbildung und die Forschung, die Umwelttechnologien und die Logistik, das Ressourcenmanagement, die Biotechnologie, die Raumfahrt, der sanfte Verkehr sowie die intelligente Energieversorgung in den Mittelunkt des politischen Geschehens rücken. Die Aussage des griechischen Politikers Perikles aus Athen (500-429 v.Chr.) „Es kommt nicht darauf an, die Zukunft voraussagen, sondern darauf, auf die Zukunft vorbereitet zu sein.“ beschreibt dies vortrefflich.

Neben der Bildung auf allen Ebenen müssen die Gestaltung des Raumes, die Planung von Verkehrswegen, die Schaffung von Wohnraum und das Ausweisen von Flächen zur Ansiedlung von Klein- und Mittelunternehmen einen hohen Stellenwert erhalten. Nur so können wir in der Wissensgesellschaft bestehen. Angesichts des Dilemmas, dass die Schnittstellen zwischen der Industrie und den Dienstleistungssektor zunehmend verschwimmen, muss das vernetzte Denken zwischen der Politik, der Wirtschaft und den Menschen zur Chefsache erklärt werden.

Und genau hier möchte ich den Übergang von der Dritten zur Vierten Industriellen Revolution ansetzen, es sei jedoch ein Rückblick auf die Technikgeschichte der vergangenen 250 Jahre erlaubt.

Viel Bewegung – aber auch negative Auswirkungen

Die Erste Industrielle Revolution ist mit dem Jahr 1769 fest verankert. Die Entwicklung der Niederdruck-Dampfmaschine und die im Gefolge aufkommenden wirtschaftlichen und sozialen Veränderungen haben der damaligen Agrargesellschaft ihren Stempel aufgedrückt. Die verstärkte Nutzung der Kohle führte zur Bereitstellung der Dampfkraft und lieferte den Menschen eine neue Energiequelle. Das Holz, die Windkraft und die Wasserkraft sowie die Kraft von Menschen und Tieren waren die Energiespender bis es dem englischen Handwerker und Ingenieur James Watt (1736-1819) nach vielen Versuchen gelang, seine Dampfmaschine zur Verrichtung von technischer Arbeit zu verwirklichen. Durch eine Reihe weiterer Erfindungen verbesserte er die Dampfmaschine von James Newcomen erheblich. Es stand erstmals eine zuverlässige und leistungsfähige Antriebsmaschine zur Verfügung.

Das Patent für diese Epoche machende Meisterleistung wurde ihm am 5. Januar 1769 vergeben Eine wichtige Erfindung bestand in Zyklusfolge der Auf- und Abwärtsbewegungen des Kolbens durch das Parallelogrammgestänge im Jahr 1781. Die Wattsche Dampfmaschine stellte eindeutig den industriellen Durchbruch dar und beflügelte den Übergang vom Manufaktur- zum Fabriksystem. Im Gefolge wurde ein rasanter Transformationsprozess der Gesellschaft entfacht.

Mit der Ersten Industriellen Revolution begann die industrielle Umwandlung von Rohstoffen in Produkte in den Fabrikhallen, wo ein neuer Typ Mensch auf den Plan trat – der Arbeiter. Dessen Arbeitstag musste sich nunmehr dem Takt der Maschinen unterwerfen. Bedingt durch die ärmlichen Verhältnisse, die in den ländlichen Gegenden herrschten, verließen viele Menschen ihre Heimat. Leider war es vielen nicht gegönnt, am Erfolg beteiligt zu sein, in vielen Städten herrschte bitterste Armut und Elend.

Durch die Einführung des Hochdruckes im Zylinder durch den englischen Techniker Robert Trevithick (1771-1812) kam es zur Verbesserung der Wattschen Dampfmaschine. Er setzte seine Hochdruck-Dampfmaschine zunächst in den „Puffing Devil“, einen Straßendampfwagen ein. Leider waren die Straßen zu jener Zeit in einem desolaten Zustand, sodass diesem dampfgetriebenen Fahrzeug keine Zukunft beschieden war. Anschließend installierte er die Dampfmaschine in eine „Lokomotive“ in den Eisenhüttenwerken in Südwales. Leider waren die Gleise dieser Last nicht gewachsen, sodass es noch weiterer Experimente bedurfte, bis George Stephenson (1781-1848) den Traum verwirklichte, die Dampfmaschine auf die Gleise zu bringen. Die Eisenbahnstrecke zwischen Stockton und Darlington wurde am 27. September 1825 eröffnet und der „Siegeszug des eisernen Dampfrosses“ begann unverzüglich. Das anbrechende Industriezeitalter rief einen tiefgreifenden gesellschaftlichen Wandel hervor; die städtischen Bürger übernahmen in einem verstärkten Maß die Führungsrolle.

Die Zweite Industrielle Revolution begann mit der Einführung der individuellen Mobilität durch das Automobil und dem Einsatz der elektrischen Energie ab dem Jahr 1870. Es waren Jean-Joseph Etienne Lenoir, Nikolaus Otto, Gottlieb Daimler und Carl Benz, welche stellvertretend für die vielen Wissenschaftler, Ingenieure und Handwerker zitiert werden sollen. Mit der Entdeckung des Erdöls trat neben die Kohle ein zweites Standbein in den Dienst der Industriegesellschaft. Die Wirtschaft in Europa sowie in den Vereinigten Staaten von Amerika wiesen immer neue Erfolge auf, die Massenproduktion von Gütern für den alltäglichen Gebrauch erhöhte die Lebensqualität der Menschen in den Industrieländern zusehends. Die Einführung der Kunststoffe, der Elektrizität und deren Übertragung von den Kraftwerken hin zu den Verbrauchern waren Kernelemente dieses technologischen Wandels, weitere Anwendungen waren das Telefon und die Telegraphie.

Im Jahr 1866 entdeckte entdeckt Werner von Siemens das dynamoelektrische Prinzip, welches die praktische Anwendung der Elektrizität ermöglichte. Die von ihm entwickelte Dynamomaschine wandelte die mechanische Energie auf wirtschaftliche Weise in elektrische Energie um, der Grundstein für die Energieverteilung und die vielfältigen Anwendungen der Elektrotechnik war gelegt. Für diese faszinierende Epoche mögen weitere Erfinder wie Thomas Alva Edison, Samuel Morse, Philipp Reis, Guglielmo Marconi und Nikola Tesla erwähnt werden.

Als ein weiteres Element dieser Zeit gilt die Chemie. Hier sei Justus Liebig erwähnt, der die Grundlage für die Düngerwirtschaft und die Ertragsteigerung in der Landwirtschaft begründete. Die Herstellung von Soda durch Ernest Solvay erlaubte die Erhöhung der Produktion sowohl in der Glasindustrie als auch in der Papierindustrie. Als letzte große Erfindung der Zweiten Industriellen Revolution wird die Erfindung des Flugzeugs durch die Brüder Wright zu Beginn des 20. Jahrhunderts bezeichnet.

Die Dritte Industrielle Revolution war gekennzeichnet u.a. durch die Erfindungen der elektronischen Bauteile: Diode und Transistor. Diese beflügelten die Entwicklung des Radios und später des Fernsehens. Man kann diese Epoche mit dem Beginn der 30er Jahre des 20. Jahrhunderts festlegen. Ein weiteres Element jener bahnbrechenden Zeit war die Entwicklung des ersten programmgesteuerten, elektrischen Relaisrechners durch Konrad Zuse im Jahr 1941. Die Entwicklung der Atombombe im 2. Weltkrieg hatte die Nutzung der Atomenergie für friedliche Zwecke ab dem Jahr 1950 zur Folge. Den Menschen sollte eine „neue und schier endlose“ Energiequelle zur Verfügung gestellt werden, dies hat sich leider durch die Probleme hinsichtlich der Behandlung der Abfallstoffe als ein Trugschluss herausgestellt.

Der Raketenantrieb beflügelte die Indienststellung der Flugzeuge mit Turbinenantrieb an Stelle der Kolbenexplosionsmotoren, die Distanzen zwischen Städten und Kontinenten schrumpften. Im selben Atemzug muss auch die rasante Verbreitung des Automobils für immer breitere Schichten der Bevölkerung erwähnt werden. Mit der Einführung des Mikroprozessors Intel i4004 (4bit) im November 1971 wurde das Tor zur Entwicklung der Automatisierung aufgestoßen. Mittels diesen wurden die unterschiedlichsten Fertigungsprozesse u.a. die Elektronik, die Raumfahrt, die Elektronische Datenverarbeitung und die Automatisierung der Produktionsprozesse von Grund auf überarbeitet. Der erste Mikrorechner (Computer), der Kenback-1, verfügte über 256 Byte Speicher, drei Programmregister und 5 Adressierungsarten.

Eine entscheidende Wende ereignete sich durch die Entwicklung des „Apple 1“ im Jahr 1976 durch Steve Jobs und Steve Wozniak, vor allem für den Privatgebrauch. Als weitere Bausteine seien die Biotechnologie, die Wiederverwertung von Abfallstoffen in der Kreislaufwirtschaft sowie die Verarbeitung der nachwachsenden Rohstoffe zitiert.

In diese Epoche fällt ebenfalls der „Schritt des Menschen“ in den Weltraum. Mit dem Abheben von Trägerraketen wurden nicht nur Satelliten in das All geschossen, sondern auch Menschen zuerst in eine Umlaufbahn um die Erde gehievt und später auf den Mond gebracht. Mittlerweile wurden die Raketentechnik und der wissenschaftliche Fortschritt so verfeinert, dass Sonden auf die intergalaktische Reise zur Erforschung der letzten Geheimnisse der Entstehung des Weltraums geschickt werden.

Dazu gesellten sich die unterschiedlichen Technologien zur Nutzung der erneuerbaren Energien: die Photovoltaïkzellen, die thermischen Solarkollektoren, die Windenergieanlagen größerer Leistung, die Wärmepumpen und die Informations- & Kommunikationstechnologien.

Die Vierte industrielle Revolution wird den Planeten nachhaltig verändern

Die Menschheit steht zu Beginn des neuen Jahrhunderts vor einer Fülle von Problemen, die bei näherer Betrachtung vielfach eine vernetzte Struktur aufweisen. Es seien nur die kruziale Energiefrage, der Biodiversitätsverlust, die Ernährungsfrage, die Verstädterung, der Trinkwassermangel und die Gesundheitsprobleme angeführt. Mit diesen Bereichen und sicherlich noch anderen beginnt der Aufbruch in die Vierte Industrielle Revolution.

Der „Club of Rome“ hatte bereits mit seinem Buch „Die Grenzen des Wachstums“ im Jahr 1972 den Versuch unternommen, die Menschen auf die nicht nachhaltige Beanspruchung der Lebensressourcen: Boden, Luft und Wasser aufmerksam zu machen. Im Laufe der vergangenen 40 Jahre haben der Hunger von Milliarden Menschen und die zunehmenden Ressourcenkonflikte sowie der Klimawandel, die Umweltkatastrophen und die Notwendigkeit für eine intelligente Energiewende die Menschen im Bann gehalten.

Angesichts der Erhöhung der Weltbevölkerung von heute 7,3 Milliarden auf 9 Milliarden Menschen im Jahr 2050 und dem Verlust von landwirtschaftlichen Flächen durch die Erosion und die Wüstenbildung sowie der Verringerung von Waldflächen mit Blick auf die Bindung von CO2, steht die Menschheit einer Reihe von schier unlösbaren Problemen auf der mittelfristigen Zeitachse gegenüber. Auch wenn es sich nie lohnt im Pessimismus zu verharren, die Fakten sprechen nicht für bessere Aussichten auf der globalen Ebene und viele Menschen, vor allem in den Industrieländern und den aufstrebenden Schwellenländern, sind sich mittlerweile dieser Fakten bewusst. Darüber hinaus warnt die Internationale Arbeitsorganisation (ILO) vor massiven sozialen Verwerfungen und den wirtschaftlichen Folgekosten.

Der verringerte Verbrauch von Primärressourcen und die allumfassende Verwertung von Stoffen durch ein effizientes Recycling stellen konkrete Elemente einer globalisierten nachhaltigen Wirtschaft hin zur Verbesserung dar. Des Weiteren soll durch die intelligente Energieversorgung der Trendumkehr bei den Treibhausgasemissionen eingeläutet werden; es drängt sich die Entkopplung des Ressourcenverbrauchs vom Wirtschaftswachstum mit Blick auf eine erhöhte Lebensqualität auf. Dieser Wachstumspfad bedeutet nicht Verzicht, sondern mehr Wohlstand.

Es sei hier vermerkt, dass das fossile Zeitalter wohl einigen Hundert Millionen Menschen einen unglaublichen Wohlstand beschert hat. Diese haben jedoch in kurzer Zeit die in Jahrmillionen entstandenen Energieträger mit einem geringen Nutzungsgrad verbrannt und lassen den zukünftigen Generationen kaum Chancen, die verbleibenden fossilen Energieträger intelligenter einzusetzen.

Die Vernetzung dient als treibende Kraft

Die Vereinten Nationen haben in ihrer rezenten Studie „Green Economy“ den ökologischen Umbau der Weltwirtschaft positiv begutachtet, wird doch geschätzt, dass etwa 60 Millionen neue Arbeitsplätze im vernetzten Bereich: Energie & Umwelt in den kommenden 20 Jahren geschaffen werden. Die Innovation und die Forschung stellen die Triebfedern dieses Umbaus dar, sie sind der entscheidende Erfolgsfaktor für das Überleben des europäischen Industriestandortes. Den einschlägigen Dokumenten der Europäischen Kommission kann man entnehmen, dass die Informations- & Kommunikationstechnologien, die nachhaltige Verkehrsführung, die Nanotechnologie und die Biotechnologie die Wegbereiter der anstehenden industriellen Revolution sind. Es gilt hier das geflügelte Wort: „Nur wenn sich flexibel und schnell genug an die sich rasch ändernden Bedingungen anpasst, wird vom Wandel nicht überrollt!“

Bezüglich der erhöhten Energieeffizienz und der Nutzung der erneuerbaren Energien lassen die rezenten Aussagen der Internationalen Energieagentur (IEA) aufhorchen. Sie verlautbarte, dass der globale Energiebedarf um etwa 50 bis 70 Prozent bis zum Jahr 2030 gegenüber heute ansteigen wird. Es sind vor allem die aufstrebenden Schwellenländer u.a. Indien, China, Mexiko, Brasilien und Südafrika, die ihr Wirtschaftswachstum durch die fossilen Energieträger stützen. Die damit verbundenen erhöhten Treibhausgasemissionen, die Jahr um Jahr auf neue Rekordwerte klettern, verhindern jedoch den Erfolg im Kampf gegen den Klimawandel. Der IEA zufolge ist zurzeit noch kein Trendwechsel zu erkennen, die Menschheit spielt weiterhin mit dem „Feuer“. Sie verlautbart, dass die fossilen Energieträger mit 75 Prozent die Hauptlast des Energieverbrauchs In den kommenden 30 Jahren schultern, der Anteil der erneuerbaren Energien wächst jedoch überproportional an und lässt hoffen.

Es ist begrüßenswert, dass die Europäische Union ihre 3 x 20 Prozent Strategie im Jahr 2007 vorgestellt hat, mit dem sie ein starkes Zeichen setzte. In Bezug auf die Energieversorgung, das Rückgrat der europäischen Wirtschaft und Gesellschaft, hat sie sich eindeutig für den Erneuerungsprozess: „Weg von der zentralen hin zur dezentralen Energieversorgung auf Basis der erneuerbaren Energieträger“ ausgesprochen. Sie ermöglicht so der Wirtschaft neue Produktionsmöglichkeiten und Einkommensquellen sowie Entwicklungsperspektiven auf der regionalen Ebene. Dieser nachhaltige Schritt kann angesichts des hohen Potenzials an Einsparung und der vorhandenen erneuerbaren Energien nicht überraschen. Die Sonne, der Wind, das Wasser, die Erde und die Biomasse weisen ein Energievorkommen auf, welches den weltweiten Energieverbrauch tausendfach übersteigt.

Die vorstehende Abbildung zeigt das intelligente Versorgungsnetz der elektrischen Energie, das sogenannte „smart grid“. Mit diesem kann der Energiefluss in beide Richtungen d.h. vom Erzeuger zum Verbraucher und umgekehrt verlaufen. Während bei der konventionellen zentralen Versorgung die Erzeugung dem Verbrauch folgt, steuert das „smart grid“ den Verbrauch und dies abhängig von der Verfügbarkeit der elektrischen Energie im Versorgungsnetz.

Durch die gezielten Investitionen aufgrund der Umsetzung von Innovation und Forschung werden sich erhebliche Energiekosten in allen Bereichen einsparen lassen und es werden sich Wettbewerbsvorteile für die Europäische Union einstellen. Es seien hier nur einige Projekte erwähnt, mittels welchen die Europäische Union eine federführende Rolle in der Welt einnimmt. Innovative Technologien und Dienstleistungen vor allem die Kommunikationstechnologien, die Automatisierung und die Regelung sind die Treiber dieser Entwicklung. Ein wichtiges Element der dezentralen Versorgung stellt die Datenübertragung per Lichtwellen dar und der Bau von intelligenten Gebäuden. Die Photovoltaikanlagen und die Parabolrinnen-Solarkraftwerke im MW-Bereich, die offshore-Windenergieparks mit Leistungswerten bis zu Hunderten MW sowie die Biomasseanlagen der 2. Generation in den unterschiedlichen Gegenden der Europäischen Union Mögen diesen Trend untermauern. Diese Projekte werden Investitionen in Milliardenhöhe Euro binden und im Gefolge die Schaffung von Tausenden von nachhaltigen Arbeitsplätzen herbeiführen. Die prekäre Abhängigkeit der Europäischen Union von den Erdgas- und Erdöl produzierenden Ländern wird sich verringern.

Die Europäische Union hat weitere Bereiche für die Forschung & Innovation ausgewiesen: der demographische Wandel und das Wohlergehen, die Gesundheit, die Ernährungssicherheit, die nachhaltige Landwirtschaft, die Meeresforschung sowie die Bioökonomie, die intelligente Energieversorgung, der integrierte Verkehr, die Klimapolitik, die Ressourceneffizienz und das Rohstoffmanagement, die intelligenten Städte, die Luft-& Raumfahrt, die Satelliten gestützte Telekommunikationsnetze, die Datenübertragung per Glasfaseroptik, die Nanoelektronik und die innovativen Arzneimittel.

Forschung & Innovation in Luxemburg

Es wäre wünschenswert, wenn sich in Luxemburg weitreichende Forschungs- & Innovationsvorhaben in den Bereichen, Logistik, Satellitenkommunikation, Energieeffizienz, Biodiversität und Biotechnologie aufbauen würden. Neben diesen wichtigen Kerngebieten, erkenne ich in der Speicherung der erneuerbaren Energien ein neues Forschungsfeld, in welches sowohl die Universität als auch die Forschungszentren eingebunden werden sollten. Die Weiterentwicklung der bisherigen Akkumulatoren sowie die Forschung von innovativen Speichern u.a. Lithium-Ionen-, Redox-Flow- und Natrium-Schwefel-Batterien sowie von eutektischen Salzen stehen momentan im Mittelpunkt vieler Forschungsarbeiten mit internationaler Ausrichtung.

Des Weiteren herrscht bei der Entwicklung der Energie lieferenden Gebäude und Häuser ein hohes Wachstumspotenzial. Die Bedeutung von Bildungs- und Wissenschaftspolitik sowie des Technologietransfers für die erfolgreiche Entwicklung kann kaum hoch genug eingeschätzt werden.

Die Europäische Union hat dies erkannt und mit dem Paket Horizont 2020 und 80 Milliarden Euro den Grundstein in die Innovation & Forschung gelegt. Mit diesem Paket sollen das Wachstum und die Schaffung neuer Arbeitsplätze gefördert und die Strategie 2020 mit Leben erfüllt werden. Sie möchte mit diesem Programm ihre weltweite Führungsposition stärken und insbesondere dem europäischen Industriestandbein „neues Leben einhauchen“.

Da der Anteil der Eisen- und Stahlindustrie am Bruttoinlandprodukt den „Sinkflug“ angetreten hat, muss unser Land, wenn es als Hochtechnologieland seinen Standort behalten möchte, neue Wege beschreiten. Die Politik muss den Mut aufbringen, neue Impulse zu geben und die einzelnen Forschungsvorhaben tatkräftig unterstützen. Sich nur auf den Dienstleistungssektor verlassen, kann auf Dauer nicht die Lösung sein, die Finanzkrise hat dies deutlich vor Augen geführt. Wenn ein lebendiger Standort mit den oben beschriebenen neuen Gebieten dauerhaft verankert ist, dann kann der Dienstleistungssektor als ein wichtiges Bindeglied dienen.

Schlussgedanken

Diese Erfolgsstory hin zur Vierten Industriellen Revolution, wie ich sie hier nur ansatzweise erläutern konnte, kann nur gelingen, wenn wir über genügend wissbegierige junge Menschen verfügen, die das „Neue“ mit viel Engagement und Ausdauer angehen. Derzeit fehlen uns jedoch die Wissenschaftler, die Ingenieure, die Techniker und die Handwerker, um dieses kühne Unterfangen mit Erfolg anzugehen. Ohne diese kreative Köpfe werden wird wohl nur Staunen, mit welcher Vehemenz und welchem Tatendrang die anderen „global player“ sich immer größere Stücke aus dem Weltwirtschaftskuchen herausschneiden, wir hingegen die Brosamen aufsammeln.

Wenn die Wirtschafts- und die Gesellschaftspolitik eng zusammenwirken, dies im Dienst aller Mitbürger und gemäß der Aussage von Victor Hugo: „Ein Traum ist unerlässlich, wenn man die Zukunft gestalten will.“, dann wird der hier beschriebene faszinierende Gestaltungsprozess erfolgreiche Formen annehmen.