Innovationsfelder
Was NRW zum technologischen Vorreiter macht
Innovation bedeutet Wandel
Ohne Bewegung gibt es kein Vorankommen. Ohne Wandel keinen Fortschritt.
Die gesamte Gesellschaft verändert sich stetig – Werte und Weltanschauung verändern sich quasi parallel mit der Wirtschaft. Wandel bedeutet auch immer das Auftauchen neuer Probleme, die bewältigt werden müssen, so befinden wir uns gerade aktuell wieder in Zeiten eines Umbruchs: der Fokus liegt nun auf einer grüneren Zukunft. Innovationen in den Bereichen Produktion, Umwelt, Energie, Medizin und Technologie – den sogenannten Innovationsfeldern – tragen maßgeblich dazu bei die Zukunft ressourcenschonend und nachhaltig positiv zu prägen.
Innovation Made in NRW
Das Land Nordrhein-Westfalen benötigt Innovationen, um Lösungen für drängende gesellschaftliche Herausforderungen wie Klimawandel, Digitalisierung und Gesundheitsversorgung zu entwickeln. Im gleichen Zuge lässt sich zudem ein nachhaltiges wirtschaftliches Wachstum sichern, womit die Innovationsfelder einen wichtigen Beitrag zur Zukunftsgestaltung des Landes leisten.
Wichtige Impulse, zum Beispiel in den Bereichen erneuerbarer Energien, autonomes Fahren, CO2-neutraler Mobilität, Gesundheitswirtschaft, nachhaltiger Landwirtschaft, Kreislauf-Wirtschaft und nicht zuletzt die Digitalisierung, liefern in den Innovationsfeldern Schlüsseltechnologien made in Nordrhein-Westfalen. Hier herrscht in Wissenschaft und Wirtschaft ein lebendiges und vielgestaltiges Innovationsgeschehen, das in den folgenden Abschnitten anhand der Innovationsfelder Produktion, Umwelt, Energie, Medizin und Technologie näher für Sie aufgeschlüsselt wird.
Produktion
Produktion ist ein Innovationsfeld, das die Entwicklung neuer Werkstoffe für verbesserte und vernetztere Prozesse zum Ziel hat. Damit soll die Basis für Produkte für kommende Märkte in NRW geschaffen und die schon starke Industrie in Deutschland mithilfe flächendeckender Digitalisierung (Industrie 4.0) nicht nur gestützt, sondern noch wettbewerbsfähiger und sogar CO2-neutral werden. Das Ziel: NRW als innovativster, klima- und umweltfreundlichster Industriestandort Europas.
Innovative Werkstoffe und Materialien sind ein Zukunftsthema, in dem bereits in den vergangenen Jahrzehnten eine hohe Innovationsdynamik bestanden hat, die heute mehr denn je vorangetrieben wird, u. a. von Clustern wie NMWP.NRW. Das Bundesland besitzt einen großen Rohstoffreichtum verbunden mit einer leistungsfähigen Rohstoffindustrie entlang der gesamten Wertschöpfungskette und legt seinen Fokus auf Werkstofffelder wie Textilien, neue (Nano-) Materialien für Batterien, Solarzellen, Elektronik und Medizinanwendungen, um neue Werkstoffe zu entwickeln. Dieser Fokus liegt vor allen Dingen auch an der hohen wirtschaftlichen Bedeutung von Stahl und Kunststoff für Nordrhein-Westfalen, aber auch der hohen Dichte an Chemieunternehmen, die täglich neue Maßstäbe für Forschung und Entwicklung setzen.
Der vom Land vorangetriebene verantwortungsbewusste Konsum und Produktion zeigen sich im vermehrten Rückgriff auf Schlüsseltechnologien wie Photonik, die die Herstellung modernster elektronischer Geräte, wie es bei der extremen Ultraviolett-Lithographie der Fall ist, ermöglicht. Auch viele andere Anwendungsbereiche können von der Multifunktionalität des Lasers profitieren.
Umwelt
Das Innovationsfeld Umwelt , soll die Förderung ressourceneffizienter und -effektiver Nutzung von Produkten in NRW vorantreiben. Zum Schutze und zur Schonung von Umwelt und Klima sollen Nachhaltigkeitsstandards überdacht und ein Übergang zu biobasierten Rohstoffen in der Industrie geschaffen werden.
Die hohe Dichte an Forschung, Produzenten und Konsumenten liefert gute Bedingungen für die Entwicklung neuer Innovationen, um eine nie da gewesene Umweltwirtschaft zu erschaffen. Getragen durch Weltmarktführer und Forschungseinrichtungen vereinen Umwelt und Kreislaufwirtschaft dabei zahlreiche Schlüsseltechnologien höchst unterschiedlicher Branchen, Wirtschaftszweige oder Geschäftsmodelle und konzentriert sich vor allem auf ressourceneffiziente Produkte sowie Dienstleistungen. Dabei fallen vor allem zwei Stichworte: Umwelttechnik und Kreislaufwirtschaft.
Die Umwelttechnik als Querschnittstechnologie findet sich in zahlreichen Branchen wie Entsorgung & Recycling, Produktion erneuerbarer Energien und entsprechenden Ingenieursdienstleistungen – in erster Linie aus Maschinenbau, Elektrotechnik und der Mess-, Steuer- und Regelungstechnik. Auch hier sorgen Schlüsseltechnologien für Weiterentwicklung, denn die Elektrifizierung schreitet voran. Dies sieht man z. B. am Gebrauch neuartiger Leistungselektronik für E-Fahrzeuge, denn deren Batterien basieren auf Nanotechnologie, während neue Materialien für Leichtbaukomponenten garantieren und Mikrosystemtechnik fortschrittliche Steuerungssysteme möglich macht.
Umweltwirtschaft beruht mit ihrem Fokus auf Ressourcenschonung auf dem Wertschöpfungsprinzip der Kreislaufwirtschaft, die die Vision einer nachhaltigen Industrietransformation in NRW widerspiegelt. Es wird der ganzheitliche Ansatz verfolgt Produktgestaltung auf Wieder- oder Weiterverwendbarkeit hin durchzuführen, um so ressourcenschonend zu produzieren und die Belastung der Umwelt gering zu halten. In Verbindung mit den in der Umwelttechnik zum Einsatz kommenden Schlüsseltechnologien können so ganze Wertschöpfungsketten neu definiert und NRW ideal positioniert werden, um Europas Vorreiter in der Kreislaufwirtschaft zu werden.
Energie
Energie als Innovationsfeld verknüpft Strom, Wärme/Kälte und Mobilität übergreifend zu einem intelligenten und integrierten Energiesystem, das akzeptanzgesichert, technologieoffen und markt- und systemintegrativ gestaltet ist. Geprägt wird es dabei von erneuerbaren Energien, Energieeffizienz und der intelligenten Verknüpfung von zentralen und dezentralen Strukturen, damit auch in Zukunft eine zuverlässige und resiliente Energieversorgung zu wettbewerbsfähigen Preisen in NRW besteht.
Die Energie- und Baubranche muss dementsprechend klimagerecht transformiert werden, wobei diese Transformation von Ausbau und Implementierung von klimaneutralen Lösungen bis hin zur Entwicklung neuer Energieträger durch die Spitzenforschung reicht. Letzteres zielt vor allen Dingen auf die Erzeugung sauberer und erschwinglicher Energie ab: Neuartige Materialien für kostengünstige und langlebige Materialien können eine nachhaltige Energieerzeugung z. B. durch Windkraftanlagen ermöglichen. Innovative Werkstoffe und Materialien kommen aber auch in der Baubranche in großen Stil zum Einsatz, wenn es um die Produktion von Baustoffen wie z. B. Zement geht. Eine nachhaltigere Baubranche trägt maßgeblich zur Errichtung neuer Energieträger bei, um saubere Energieerzeugung zu ermöglichen.
NRW hat sich das Ziel gesetzt, bis zum Jahr 2050 klimaneutral zu sein. Um dieses Ziel zu erreichen, sind zahlreiche Projekte und Initiativen im Gange, die wegweisend für die Energiewende sind. Ein wichtiges Projekt ist der Ausbau der Windenergie. Weiter werden im Virtual Power Plant-Projekt, Bergische Universität Wuppertal, die Integration von dezentralen Energieerzeugern, Speichern und Verbrauchern zu einem virtuellen Kraftwerk erforscht. Zudem wurden über die vergangenen Jahre mehrere Reallabore eingerichtet, in denen innovative Technologien und Konzepte im Bereich der Energiewirtschaft erprobt werden. Ebenso engagiert sich NRW aktiv für die Förderung nachhaltiger Mobilitätslösungen. Neben Elektromobilität werden auch Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologien vorangetrieben.
Gesundheit
Durch das Innovationsfeld Gesundheit sollen neue Verfahren, Techniken und Methoden für die Gesundheitswirtschaft, Gesundheitsversorgung und gesunde Ernährung geschaffen werden, um nicht nur die Schnelligkeit des technologischen Wandels nutzen zu können, sondern auch gesellschaftlichen Herausforderungen wie drohenden Pandemien oder Engpässen in der Medikamentenversorgung gewachsen zu sein. Auch der Fachkräftemangel im Gesundheitswesen kann z. B. durch Assistenzsysteme oder den Einsatz von Robotern in der Pflege die Menschlichen Ressourcen schonen. Die Synergie aus Innovativer Medizin, LiefeScience und Gesundheit soll den Weg für bahnbrechende Erkenntnisse, verbesserte Patientenversorgung und eine robustere Vorsorge gegen gesundheitliche Herausforderungen ebnen.
Innovative Medizin umfasst den stetigen Fortschritt in Diagnose, Behandlung und Versorgung. Der Fokus liegt hier auf Personalisierung und Technologieintegration für neue Maßstäbe in der Patientenversorgung oder Smarthome, um bis in hohe Alter im häuslichen Umfeld verbleiben zu können. Durch die vorhandene starke wissenschaftliche Basis und Zusammenarbeit zwischen Forschung und Industrie bestehen in NRW die idealen Bedingungen für medizinische Innovationen – von der Krebstherapie bis hin zum Smart Hospital. Von der Patientenversorgung zu Prävention, Gesundheitsförderung und allgemeinen Wohlbefindens gelangt man mit dem Themenfeld Gesundheit. Denn hier wird vordergründig auf digitale Lösungen gesetzt: Gesundheits-Apps und Telemedizin erleichtern die Arbeit und Diagnose im Gesundheitssektor und verhelfen den Nutzern zu mehr Wohlbefinden und Gesundheit im Alltag.
Innovativer Medizin und Gesundheit liegt jedoch ein wesentliches Feld zugrunde und das ist LifeScience, denn sie umfasst die biologische und pharmazeutische Forschung, die mitunter in der pharmazeutischen Biotechnologie neue Medikamente, zellbasierten Immuntherapien oder Stammzelltherapie entwickeln. Die dazu zur Verfügung stehende Medizintechnik basiert zu großen Teilen auf Schlüsseltechnologien und kann daher auf innovative Mikrosysteme für die Sensorik, die sich selbst oft auf fortschrittliche photonische Geräte für Sensorik und Behandlung stützen, zurückgreifen. Auch die KI-gestützte Analytik und Diagnostik in der Telemedizin basiert auf fortschrittlichen Mikrosystemen und einer starken Rechenleistung, die erst durch Mikroelektronik ermöglicht wird.
Die Gesundheitswirtschaft spielt in NRW eine bedeutende Rolle und ist ein wichtiger Wirtschaftszweig, denn sie umfasst Bereiche wie Medizintechnik, Pharma, Biotechnologie, Gesundheitstourismus und Gesundheitsdienstleistungen.
Technologie
Das Innovationsfeld Technologie fungiert als Querschnittsfeld und wird als Impulsgeber und Think Tank für die anderen Innovationsfelder eingesetzt. Denn nur neue Technologien, allen voran die Schlüsseltechnologien, können Lösungen für globale Herausforderung liefern und sind Startpunkt und Werkzeug zugleich für die Entwicklung aller Branchen der Innovationsfelder. Als Think Tank besteht die Aufgabe des Innovationsfelds Technologie darin zukünftige Schlüsseltechnologien zu identifizieren, fördern und schlussendlich umzusetzen.
Vor allen Dingen Informations- und Kommunikationstechnologien, kurz IKT, haben das Potenzial, weitreichende Veränderungen in Wirtschaft, Gesellschaft und Umwelt zu bewirken und sollen Antworten für globale Herausforderungen liefern. Das Land NRW hat sich in den letzten Jahren durch technologische Verdichtung in den Bereichen wie Robotik, KI und Quantencomputing hervorgetan und bietet durch sein starkes Forschungsnetzwerk eine solide Grundlage für weitere Fortschritt
IKT in Form von KI und Robotik sind breit einsetzbar und liefern zahlreiche Branchen große Mehrwerte: die Implementierung von intelligenten Produktionstechnologien schafft z. B. ressourcenschonendere Produktion, da weniger Material verschwendet wird oder spart ganze Prozessabschnitte durch digitale Abläufe. In Zukunft werden diese Technologien immer mehr an Bedeutung gewinnen und ins Zentrum von Maschinenbau, Automotive und Raum- und Luftfahrt geraten. Damit steigt aber auch der Bedarf an hochleistungsfähiger Rechenleistung für künftige Anwendungen. Dieser kann z. B. durch den Einsatz von Nanotechnologie und innovativem Mikroelektronikdesign, mit denen die Systemarchitektur für neue Rechenkonzepte erstellt werden kann, gedeckt werden.
Technologie als Innovationsfeld umspannt unter effektiven Einsatz der Schlüsseltechnologien die übrigen Innovationsfelder und verhilft NRW zu Innovation und Fortschritt für eine bessere, gesündere Welt und nachhaltigere Industrie. Das Landescluster NMWP.NRW zahlt in die Vision des Landes NRW ein und hat es sich zur Aufgabe gemacht durch Vernetzung und Beratung der MKUs, Hochschulen und Forschungszentren aus den Schlüsseltechnologiebranchen, Innovation voranzutreiben und den Technologietransfer effizient zu befördern.
NMWP.NRW
Wir ermöglichen Innovation. Überall.