Kann Innovation den Klimawandel stoppen?

Treibhausgasemissionen, insbesondere CO₂-Emissionen, sind für die globale Erwärmung verantwortlich.[1] Wollen wir die Erderwärmung reduzieren, müssen wir unseren CO₂-Ausstoss stark beschränken. Wie soll das geschehen? Führende Ökonomen argumentieren, dass die Politik hierbei eine tragende Rolle spielen kann. Doch welche wirtschaftspolitischen Massnahmen besonders effektiv sind, ist deutlich weniger trivial.

Nach Ansicht führender Ökonomen sollte die Politik mehr auf Innovation setzen. Ihnen zufolge können neue Technologien die Emissionen stark reduzieren, ohne den Wohlstand zu sehr einzuschränken. Ein gutes Beispiel ist der Verkehrssektor. Zwar beträgt sein Anteil an den globalen CO₂-Emissionen heute rund 24 Prozent, doch durch Effizienzsteigerungen ist es gelungen, seine Emissionen zu bremsen: Stiegen die CO₂-Emissionen des Sektors seit 2000 jährlich um 1,9 Prozent, so betrug die Zunahme 2019 nur noch 0,5 Prozent.[2]

Wann reduzieren Firmen schmutzige Innovationen?

Kann die Politik diese Entwicklung noch beschleunigen? Mit dieser Frage beschäftigen sich die Ökonomen Philippe Aghion, David Hémous, Ralf Martin und John Van Reenen von der Harvard-Universität, der London School of Economics (LSE) und dem französischen Institut Européen d’Administration des Affaires (INSEAD). In ihrer Studie untersuchen sie, welche Faktoren ein Unternehmen dazu bringen, die Weiterentwicklung «schmutziger» Technologien zu reduzieren und stattdessen in «grüne» Innovationen zu investieren.

Hierzu nutzen die Forscher Patentdaten der Automobilindustrie und werten die hochwertigen «triadischen»[3] Patente aus. Triadische Patente sind Schutztitel, die gleichzeitig bei den drei grössten Patentbehörden angemeldet werden und in der EU, den USA und in Japan geschützt sind. Die Forscher können jedem Patent den Besitzer und die Region der Patententwicklung zuordnen. Zudem unterscheiden sie zwischen «schmutzigen» und «grünen» Innovationen. «Schmutzige» Innovationen sind Patente für Verbrennungsmotoren. «Grüne» Innovationen betreffen Elektro-, Hybrid- oder Wasserstoffmotoren. Insgesamt deckt der Datensatz 6419 grüne Patente, 18’652 schmutzige Patente und 3432 Patentbesitzer über den Zeitraum von 1978 bis 2005 ab.

Die Anzahl der angemeldeten Patente steigt seit den Achtzigerjahren markant an (siehe Abbildung). Insbesondere der Anteil grüner Patente nimmt überdurchschnittlich stark zu. In den Achtzigerjahren entsprach der Anteil grüner Patente, die jährlich eingereicht wurden, nur 10 Prozent der schmutzigen Patente. Im Jahr 2005 dagegen waren es schon 60 Prozent. Woran liegt das?

Anzahl der weltweit jährlich angemeldeten Patente nach Art (1978–2005)

Quelle: Aghion et al. (2016), Abb. 4

Hohe Kraftstoffpreise leiten grünen Wandel ein

Ein Grund für den steigenden Anteil grüner Patente sind die Kraftstoffpreise, die seit den Neunzigerjahren stark gestiegen sind. Mit steigenden Preisen werden kraftstoffsparende und damit emissionsarme Lösungen immer dringlicher. Grüne Innovationen werden profitabler. Die Autoren schätzen anhand ihrer Daten, dass 10 Prozent höhere Kraftstoffpreise zu 10 Prozent mehr grünen Patenten in der Automobilindustrie führen. Gleichzeitig sinken die schmutzigen Patente um 6 Prozent. Eine Erhöhung der Kraftstoffpreise lenkt also den technologischen Wandel weg von schmutzigen und hin zu grünen Innovationen.

Doch reichen höhere Kraftstoffpreise aus, um die Richtung des technologischen Wandels zu ändern? Nicht wirklich. Denn die Unternehmen haben in der Vergangenheit viel spezifisches Know-how aufgebaut, das sie weiterverwerten wollen. Daher ist es schwierig, die Richtung der Innovation zu ändern. Die Wissenschaftler zeigen: Unternehmen, die in der Vergangenheit hauptsächlich schmutzige Patente angemeldet haben, bringen mit einer viermal höheren Wahrscheinlichkeit auch künftig schmutzige Patente auf den Markt, anstatt in grüne Lösungen zu investieren. Das Gleiche gilt auch für grüne Innovation. Hat ein Unternehmen in der Vergangenheit schon viele grüne Patente entwickelt, dann wird es diesen Innovationspfad sehr wahrscheinlich auch in Zukunft fortsetzen.

Forschungsplatz beeinflusst Entscheidung

Nicht nur die eigene Vergangenheit eines Unternehmens beeinflusst seine Innovationsentscheidungen. Die Autoren zeigen auch, dass es innerhalb einer Region zu Wissensübertragungen zwischen Unternehmen kommt. Um solche Wissensübertragungen nachzuweisen, bestimmen die Forscher für jedes Land, jedes Unternehmen und jedes Jahr ein grünes «Wissenskapital» als Mass für das angesammelte Know-how. Das grüne Wissenskapital einer Firma setzt sich aus der Anzahl grüner Patente zusammen, welche die Firma angemeldet hat.

Ältere Patente werden dabei weniger stark gewichtet als neue Patente. Das Wissenskapital jedes Unternehmens wird dann den Ländern zugeordnet, in denen die Entwickler des Patents angestellt sind. Damit können die Autoren zeigen, wie die Erfinder von ihren Kollegen in der eigenen Region beeinflusst werden. Arbeitet ein Erfinder beispielsweise in einem Land, in dem viele grüne Patente entwickelt wurden, wird dieser Erfinder ebenfalls eher an grünen Innovationen forschen. Oder konkret ausgedrückt: Arbeitet ein Erfinder in einem Land mit einem 10 Prozent höheren grünen Wissenskapital, liegt die Wahrscheinlichkeit, dass seine Firma ein grünes Patent auf den Markt bringt, um 2,7 Prozent höher.

Wann ist der Wendepunkt erreicht?

Die Volkswirtschaften weisen also eine gewisse «Pfadabhängigkeit» auf. Hat ein Land oder ein Unternehmen in der Vergangenheit viel schmutzige Innovation betrieben, ist es angesichts der gesammelten Erfahrungen wahrscheinlich, dass die Forschung auch künftig auf schmutzige Technologien setzt. Das macht es schwer, die technologische Entwicklung in eine grüne Richtung zu steuern. Solange das schmutzige Wissenskapital grösser ist als das grüne, fliessen wahrscheinlich auch in Zukunft mehr Ressourcen in die Entwicklung von schmutzigen Innovationen. Überholt aber in einem Land das grüne Wissenskapital das schmutzige, wendet sich das Blatt. Dann bekommt die Pfadabhängigkeit plötzlich eine positiv verstärkende, klimaschützende Wirkung. Dann fliessen in Zukunft immer mehr Ressourcen in grüne Innovationen, was die Entwicklung von umweltfreundlichen Technologien beschleunigt.

Diese Erkenntnis wirft für das Forscherteam um Aghion die Frage auf: Wie kann die Politik bewirken, dass der Bestand an grünem Know-how das schmutzige Wissenskapital überholt? Die Forscher haben bereits gezeigt, dass höhere Kraftstoffpreise mehr grüne Innovationen in der Automobilbranche hervorrufen. Wie sehr müsste man also die Kraftstoffpreise erhöhen, damit das grüne Wissenskapital das schmutzige einholt?

Anhand einer Simulation zeigen die Forscher: Belässt man die Kraftstoffpreise konstant auf dem Niveau von 2005, dann werden grüne Innovationen mehrere Jahrzehnte brauchen, um das Niveau der schmutzigen Innovationen zu erreichen. Um die Entwicklung grüner Technologien stark zu beschleunigen und den Bestand an schmutzigem Know-how schon im Jahr 2020 zu überholen, hätten die Kraftstoffpreise 2005 um 40 Prozent höher liegen müssen. Hätte die Politik die Preise 2005 um 20 Prozent verteuert, würde das grüne Wissenskapital das schmutzige im Jahr 2028 überholen.

Baldige Anschubhilfe empfohlen

Am Beispiel der Automobilindustrie konnten die Forscher zeigen, dass die technologische Entwicklung eine hohe Pfadabhängigkeit aufweist. Derzeit überwiegen noch der Bestand des Wissens und die Innovation in schmutzige Technologien. Dadurch besteht die Gefahr, dass sich die technologische Entwicklung wegen ihrer Pfadabhängigkeit festfährt. Will heissen: Die Innovation fokussiert weiterhin auf schmutzige Technologien, da es dort viel spezifisches Know-how gibt, statt in grüne Innovation zu investieren. Folglich wird das grüne Know-how beschränkt bleiben.

Der CO₂-Ausstoss bleibt indessen hoch. Auch mit niedrigen CO₂-Steuern wird das noch lange so bleiben. Um die Pfadabhängigkeit zu überwinden und die Richtung der Innovation zu ändern, brauchte es effektive und drastische Massnahmen, wie etwa starke Subventionen für die Forschung und Entwicklung grüner Technologien und hohe CO₂-Steuern.

Erst wenn es gelingt, die Bildung von grünem Know-how zu beschleunigen und das schmutzige Wissenskapital zu überholen, wird die Erforschung und Entwicklung grüner Technologien zu einem sich selbst verstärkenden Prozess. Dann können auch die politischen Massnahmen wieder reduziert werden. Die Forscher argumentieren, dass die Politik möglichst bald zu einschneidenden Massnahmen greifen sollte, um die Entwicklung grüner Technologien zu beschleunigen und die Innovation in eine neue, umweltschonendere Richtung zu lenken.

1. Dieser Artikel basiert auf den wissenschaftlichen Erkenntnissen von Aghion et al. (2016). []
2. Siehe IEA (2021). Transport. Improving the Sustainability of Passenger and Freight Transport. []
3. Zu den triadischen Patentenfamilien zählen Patente, die beim Europäischen Patentamt (EPA) und beim japanischen Patentamt (JPO) angemeldet sowie vom US Patent & Trademark Office (USPTO) angemeldet oder erteilt worden sind. []