Schlaglichter der Wirtschaftspolitik - Monatsbericht 02/2008

Luftfahrtforschung am Standort Deutschland

Die Luftfahrtindustrie ist ein dynamischer Sektor mit Zuwachsraten von 5 bis 7 % pro Jahr und einem leistungsfähigen, industriellen Kern in Deutschland. Deutsche Unternehmen haben sich aufgrund ihrer technologischen Ausnahmestellung einen festen Platz im internationalen Luftfahrzeug- und Triebwerksbau erarbeitet. Um diese Technologieführerschaft im schärfer werdenden globalen Wettbewerb verteidigen und ausbauen zu können, unterstützt das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BWMi) die Luftfahrtindustrie mit Forschungsmitteln aus dem Luftfahrtforschungsprogramm.

Wachstumsbranche Luftverkehr

Ein leistungsfähiges Verkehrssystem ist eine der Schlüsselinfrastrukturen einer modernen Volkswirtschaft und damit unverzichtbare Voraussetzung für Wohlstand und wirtschaftliche Dynamik. Insbesondere der stetig wachsende Luftverkehr bildet zunehmend die Basis für wirtschaftliches Wachstum in Deutschland, auch über die Grenzen der Luftfahrtbranche hinaus: für jeden neu geschaffenen Arbeitsplatz in der Luft- und Raumfahrtindustrie kommt ein weiterer in branchenfremden Sektoren hinzu. Daraus ergeben sich für Deutschland, als verkehrsreichstem Land Europas, bei einem prognostizierten Anstieg des Luftverkehrs von 5 bis 7 % pro Jahr und einer von der europäischen Flugsicherheitsbehörde EUROCONTROL prognostizierten Verdopplung der Flugbewegungen bis zum Jahr 2025 in Deutschland gegenüber 2003, bedeutende Wachstums- und Beschäftigungspotenziale.

Der wachsende Flugverkehr hat aber auch erhebliche Schattenseiten: Lärmbelastung, Ausstoß von Schadstoffen und Treibhausgasen sowie ein stetig steigender Kraftstoffbedarf. Noch ist der Luftverkehr nur für knapp 3 % der weltweiten Treibhausgasemissionen verantwortlich, doch als der am schnellsten wachsende Verkehrsträger wird sich dieser Anteil in wenigen Jahren vervielfachen, wenn keine neuen Wege zur Verringerung des spezifischen Treibstoffverbrauchs gefunden werden. Um die für die kommenden Jahrzehnte prognostizierte Steigerung des Luftverkehrs bewältigen zu können, müssen Technologien entwickelt werden, die das Verkehrswachstum von den steigenden Belastungen für Mensch und Umwelt entkoppeln können.

Um dies zu fördern, hat sich die europäische Luftfahrtindustrie gemeinsam mit ihren Forschungspartnern aus der Wissenschaft und Politik bereits vor sieben Jahren auf gemeinsame Ziele zur Verringerung der Klimawirkungen des Luftverkehrs verständigt. Als einer der ersten Industriezweige hat sich die Luftfahrtindustrie so frühzeitig ehrgeizige Emissionsreduktionsziele gesteckt. Bis zum Jahr 2020 sollen spezifischer Treibstoffverbrauch und CO2-Emissionen um 50 % reduziert, die spezifischen Stickoxidemissionen um 80 % verringert und die Lärmbelastung bei An- und Abflug um die Hälfte vermindert werden.Kein anderer Verkehrssektor hat sich ähnlich weit reichende Klimaschutzziele gesetzt.

Klimaschutz und Wettbewerbsfähigkeit - Herausforderungen für die deutsche Luftfahrtindustrie

Nicht nur steigende umweltpolitische Anforderungen an den Luftverkehr der Zukunft, sondern auch der zunehmende internationale Wettbewerb stellen die deutsche Luftfahrtindustrie vor neue Herausforderungen. Neben den etablierten Luftfahrtnationen drängen zunehmend Wettbewerber aus Russland -mit seiner eigenen, langen Luftfahrttradition - und aus aufstrebenden Luftfahrtnationen wie China, Indien oder Brasilien auf den Markt. Wie überall auf der Welt wird auch in diesen Ländern die Luftfahrtindustrie als strategische Branche betrachtet und genießt besondere Unterstützung seitens der Regierungen.

Deutsche Unternehmen können in diesem Wettbewerbsumfeld langfristig nur bestehen, wenn sie die Technologieführerschaft in ihren Kernfeldern verteidigen und stetig ausbauen. Um der Konkurrenz dauerhaft technologisch einen Schritt voraus zu sein, muss die deutsche Luftfahrtindustrie ihre Innovationszyklen drastisch verkürzen. Nur wenn der Weg von der Idee zum marktfähigen Produkt deutlich reduziert wird, können der technologische Vorsprung zu Wettbewerbern aufrechterhalten und damit die Wettbewerbsnachteile, z. B. durch ungünstige Wechselkurse oder Kostenstrukturen, aufgefangen werden.

Obwohl die Luftfahrtindustrie mit Forschungs- und Entwicklungs (F&E)-Aufwendungen von durchschnittlich 20 % des Branchenumsatzes bereits zu den forschungsintensivsten Branchen der deutschen Volkswirtschaft zählt, können diese Schwierigkeiten nur mit verstärktem F&E Aufwand überwunden werden. Die Luftfahrtindustrie steht hier vor besonderen Herausforderungen, denn Produktlebenszyklen von über 50 Jahren und hohe Sicherheits- und Zertifizierungsanforderungen führen dazu, dass technologische Innovationen nur mit langen Vorlaufzeiten eingeführt werden können. Gleichzeitig können selbst bei einem hohen Marktanteil nur relativ geringe Stückzahlen im Vergleich zu anderen Branchen am Weltmarkt abgesetzt werden. Geringe Stückzahlen und lange Vorlaufzeiten lassen klassische Instrumente zur Vorfinanzierung risikobehafteter Technologievorhaben an ihre Grenzen stoßen und verhindern, dass insbesondere kapitalschwächere kleinere, aber zunehmend auch Großunternehmen ausreichend in innovative Technologien investieren.

Das Luftfahrtforschungsprogramm des BMWi

Seit dem Jahr 1995 unterstützt die Bundesregierung mit einem eigenständigen Luftfahrtforschungsprogramm (LuFo) die Luftfahrtindustrie, die genannten Hürden zu überwinden. Dies schafft wettbewerbsfähige Förder- und Forschungsrahmenbedingungen für die im internationalen Wettbewerb stehenden Unternehmen der Branche und unterstützt die deutsche Luftfahrtindustrie beim Ausbau der Technologieführerschaft in ihren Kernkompetenzfeldern. Ziel des Programms ist, die Mittel langjährig und damit für die Industrie und Forschung planbar zur Verfügung zu stellen.

Zusätzlich trägt das Förderprogramm zur weiteren Vernetzung der Forschungslandschaft von Industrie und Wissenschaft zu leistungsfähigen Forschungsnetzwerken bei, die Basis für technologische Innovationen und die praxisgerechte Ausbildung des qualifizierten Nachwuchses sind.

Die gezielte Projektförderung in industriegeführten  Forschungsverbünden, zusammen mit den Forschungsaktivitäten der Hochschulen und Forschungseinrichtungen sowie einer Reihe bedeutender Großversuchsanlagen und Flugversuchsträger, bilden die tragenden Säulen einer leistungsfähigen nationalen Forschungsinfrastruktur. Ihr Erhalt und Ausbau ist notwendig, damit deutsche Unternehmen ihre Technologiekompetenz sichern und technologisch auf Augenhöhe im internationalen Wettbewerb bestehen können.

Gleichzeitig sollen in dem Luftfahrtforschungsprogramm Technologien entwickelt werden, welche die Basis für das nachhaltige Luftverkehrsystem der Zukunft bilden. Nur ein integrierter Forschungsansatz über die klassischen Einzeldisziplinen hinweg, wie er in den Forschungsnetzwerken gelebt wird, bietet die Chance, die ehrgeizigen Klimaschutzziele bis zum Jahr 2020 zu  erreichen und gleichzeitig die technologische Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Luftfahrtindustrie zu sichern.

LuFo IV: Themenschwerpunkte der neuen Förderperiode

Die erste Förderperiode des aktuellen Luftfahrtforschungsprogramms IV (LuFo IV), die von 2007 bis 2010 läuft, wurde durch das Parlament mit Mitteln in Höhe von 200 Mio. Euro ausgestattet. Die zweite Förderperiode des Luftfahrtforschungsprogramms IV befindet sich derzeit in der Endphase der Planungen. Für neue Vorhaben mit Laufzeit von 2009 bis 2012 sollen ca. 240 Mio. Euro zur Verfügung gestellt werden. Für das laufende Jahr 2008 ist geplant, weitere Mittel in Höhe von ca. 140 Mio. Euro für die dritte Förderperiode von 2009 bis 2013 bereit zu stellen (Vgl. Grafik 1 "Bundesmittel Luftforschung (in Mio. EUR)": Pdf zum Monatsbericht S. 9).

Thematisch sollen die neuen Fördermittel auf die Entwicklung technologischer Bausteine für das klimaschonende Luftverkehrssystem der Zukunft konzentriert werden. Neue Vorhaben können dabei auf eine Vielzahl von Ergebnissen aus den Vorgängerprogrammen zurückgreifen. Denn bereits in der Vergangenheit wurde der größte Teil der Fördermittel für die Entwicklung energieeffizienter Triebwerke und Systeme sowie aerodynamisch leistungsfähiger Flugzeuge aufgewendet. So wurden beispielsweise neue Flugzeugkonfigurationen untersucht, die eine deutliche Verbesserung der aerodynamischen Leistungsfähigkeit versprechen und somit großes Potenzial zur Verringerung des Treibstoffbedarfes haben.

Den in diesen und vielen anderen Vorhabengewonnen en technologischen Kenntnisstand gilt es nun gezielt auszubauen. In der kommenden Förderperiode sollen daher verstärkt Technologien mit Potenzial zur Verringerung der Klimawirkung des Luftverkehrssystems untersucht werden.

Damit solche Einzeltechnologien ihr volles Potenzial später in der Praxis auch tatsächlich entfalten können, müssen zusätzlich Methoden entwickelt werden, mit denen die entstehenden Lösungen in einem größeren Kontext bewertet werden können. Die dafür notwendige Plattform bieten die so genannten "integrierten Technologieprojekte".

Integrierte Technologieprojekte - Kompetenz auf Gesamtsystemebene

Hier sollen prinzipiell bekannte, aber noch isolierte Einzeltechnologien in einem größeren Systemkontext optimiert und validiert werden. Der Systemkontext schließt neben Einzeltechnologien auch Fertigungsverfahren zu ihrer Herstellung und Fertigungskonzepte auf Gesamtsystemebene ein. Ziel ist es, neben Technologien im Systemkontext auch die zugehörigen Fertigungskonzepte auf ihre industrielle Anwendbarkeit hin zu untersuchen.

Thematisch sollen Vorhaben in diesem Programmbereich auf die Bereitstellung von Technologien für die nächste Generation von Großflugzeugen für die Kurz und Mittelstrecke fokussiert werden. Marktprognosen zufolge bilden Flugzeuge dieser Kategorie in der Zukunft das größte Marktsegment. Technologische Fortschritte, die rechtzeitig in diese Produkte einfließen, haben daher hier die größte Hebelwirkung auf die Dämpfung des Ausstoßes schädlicher Klimagase. Gleichzeitig bietet dieses größte Marktsegment die Möglichkeit, Wertschöpfungsanteile an der Flugzeugzelle, den Systemen und Trieb - werken für deutsche Standorte zu erhalten, sofern rechtzeitig konkurrenzfähige und einsatzreife Technologien samt Fertigungsstrategien zur Verfügung stehen.

Geplant ist die Förderung von Projekten zu den folgenden Themenbereichen:

• Konfiguration und Integration auf Gesamtflugzeugebene

• Fortschrittliche Rumpfbauweisen und -fertigungskonzepte

• Energieeffiziente Systeme

• Modulare Kabinen- und Kabinenmontagekonzepte

• Umweltschonende und effiziente Antriebskonzepte

Mit diesem ergänzenden Programmbereich soll die Fähigkeit der deutschen Luftfahrtindustrie gestärkt werden, komplexe Luftfahrzeuge zu entwickeln, wozu insbesondere die multidisziplinäre Optimierung des Gesamtluftfahrzeugs gehört.

Der Ideenwettbewerb für neue Forschungsvorhaben läuft noch bis 29. Februar 2008. Informationen zur laufenden Ausschreibung sind unter www.dlr.de/pt-lf abrufbar. 

Kooperation auf europäischer Ebene

Das Luftfahrtforschungsprogramm der Bundesregierung ist in die europäischen Luftfahrtforschungsaktivitäten der EU-Kommission eingebunden, die im aktuellen 7. Forschungsrahmenprogramm (2007-2013) europäische Verbundprojekte länderübergreifend fördert. Das europäische wie das nationale Luftfahrtforschungsprogramm sind inhaltlich über die europäische strategische Forschungsagenda aufeinander abgestimmt, um Doppelförderungen zu vermeiden und die knappen F&E- Ressourcen innerhalb Europas effizient zu nutzen. Neben diesen Forschungsaktivitäten werden im nationalen Programm technologische Vorarbeiten für die europäische Technologieinititative "Clean Sky" geleistet. In diesem europäischen Großforschungsprojekt mit einem Volumen von 1,6 Mrd. Euro sollen Technologiebeiträge aus den verschiedenen nationalen Luftfahrtforschungsprogrammen der Mitgliedstaaten zusammengeführt werden. Ziel ist es, einen entscheidenden, technologischen Schritt zur Erreichung der Klimaschutzziele zu machen. Im Rahmen dieser Private-Public-Partnership wird sich die Industrie mit 800 Mio. Euro an den Gesamtkosten beteiligen.