MISSION SACHSEN 2038

EMPFEHLUNGEN DES

INNOVATIONSBEIRATES SACHSEN

FÜR EINE ZUKUNFTSWEISENDE

STRUKTURENTWICKLUNG

IM FREISTAAT

2

Vorwort

Mission Sachsen 2038

Sachsen war schon immer ein Land der Entdecker, Erfinder und Unternehmer. Deshalb darf man zuversichtlich

sein, dass der jetzt anstehende Strukturwandel durch die sprichwörtliche Kreativität der Sachsen beflügelt wird.

Über die beträchtlichen Finanzhilfen des Bundes hinaus, braucht es vor allem eine gesamtgesellschaftlich ge-

tragene Veränderungskultur, die zu neuen Wertschöpfungsketten führt. Hier sind alle Akteure aus Wirtschaft,

Wissenschaft, Politik und Gesellschaft gefragt. Tatsächlich ist der Strukturwandel im Freistaat Sachsen das

zentrale Zukunftsthema. Ohne Übertreibung darf gesagt werden: ein Strukturwandel von historischer Dimension.

Im Auftrag von Ministerpräsident Michael Kretschmer hat der

– unbeeindruckt von

den Unbilden der COVID-19-Pandemie – die

erarbeitet und anlässlich der 4. Bei-

ratssitzung am 12. Juli 2021 der Öffentlichkeit vorgestellt. Die Beratungen konnten auf ein breites, differenziertes

Experten- und Erfahrungswissen der Beiratsmitglieder zurückgreifen, wobei die regionalen Kompetenzen als

die „innere Anschauung“ mit der kritischen Distanz der „äußeren Anschauung“ aufeinander abgestimmt wurden.

Weil im Freistaat Sachsen eine starke Industrie überwiegend mittelständischer Prägung ebenso zu Hause ist

wie respektable Forschungseinrichtungen mit internationaler Sichtbarkeit, konnte der Beirat

empfehlen:

Auf allen diesen Gebieten kann sich

der Freistaat Sachsen zur nationalen oder gar europäischen Modellregion entwickeln, indem er für neue Unter-

nehmen attraktiv wird und vielen jungen Menschen neue Beschäftigungsperspektiven und eine lebenswerte

Heimat bietet.

Der unternehmerische Geist wird sich umso stärker entfalten, je besser die Infrastrukturversorgung ist – immer-

währende Herausforderung jeder nachhaltigen Strukturpolitik! Hier sieht der Innovationsbeirat große Chancen

in der Verschränkung der sächsischen Innovations- und Strukturpolitik mit seinen unmittelbaren Nachbarländern

im In- und Ausland. Darüber hinaus werden die dargestellten Zukunftsmissionen zusätzliche Dynamik aus the-

matisch definierten Allianzen mit jenen Standorten gewinnen, die selbst auf Zukunftskurs sind und wettbewerbs-

förderliches Ergänzungspotenzial einbringen. Kooperation und Wettbewerb sind nämlich kein Widerspruch.

Wir konnten bei unserer Arbeit auf große Unterstützung aus der sächsischen Staatsregierung einschließlich der

Ministerien zurückgreifen, aber auch auf viele sachkundige Zurufe aus Wissenschaft und Wirtschaft. Hierfür gilt

allen unser herzlicher Dank, verbunden mit der begründeten Hoffnung, dass der Strukturwandel angesichts der

Aufgeschlossenheit der sächsischen Bevölkerung gelingen möge.

Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang A. Herrmann,

Vorsitzender des Innovationsbeirates Sachsen

3

5

7

14

30

32

ANHANG: PROJEKTSTECKBRIEFE ZU DEN ZEHN ZUKUNFTSMISSIONEN

34

34

37

Wasserstoff in Sachsen

41

DAS Zentrum für zirkuläre Wirtschaft in der Lausitz aufbauen

44

Gesundheit und Lebensqualität im ländlichen Raum und Digital Health

48

Pharmakologie, Bioökonomie, Biopharma und Wirkstoffforschung

56

4

Schaffung eines Entwicklungszentrums für Nanotechnologien und Schaltkreise der nächsten Generation

63

Fraunhofer-Ausbau eines Mikroelektronik-Zentrums

65

Sensorregion häusliche Altenpflege, Gesundheitsrobotik, AR

67

Spitzentechnologieforschung für die Zukunft des Gesundheitswesens

69

Technologieentwicklung, insbesondere Mikro-, Nano- und Quantentechnologien und Künstliche Intelligenz

72

Innovative Verkehrs- und Mobilitätsvorhaben in Sachsen

81

H2-TRAM - Innovative Straßenbahn mit Brennstoffzellenantrieb

84

Leichtbau als Querschnittsthema

86

ÜBERSICHT DER MITGLIEDER DES INNOVATIONSBEIRATES SACHSEN

89

 

5

Der Innovationsbeirat Sachsen wurde am 19. August 2019 vom Ministerpräsidenten des Freistaates Sachsen,

Michael Kretschmer, ins Leben gerufen.

Dem Gremium gehören 17 ständige Mitglieder sowie der Ministerpräsident und der Staatsminister für Regional-

entwicklung, Thomas Schmidt, an (vgl. Übersicht im Anhang dieses Berichtes). Der frühere langjährige Präsi-

dent der TU München, Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang A. Herrmann, steht dem Beirat vor.

Bei den Mitgliedern des Innovationsbeirates handelt es sich um herausragende Persönlichkeiten aus Politik,

Wirtschaft, Wissenschaft und Gesellschaft, die mit ihrem Expertenwissen, ihren Netzwerken und ihrer langjäh-

rigen Erfahrung den Ministerpräsidenten und die Sächsische Staatsregierung bei Innovations- und Transforma-

tionsprozessen sowie in Fragen der Strukturentwicklung in sämtlichen Regionen des Freistaates Sachsen be-

raten.

Zu den Hauptaufgaben des Innovationsbeirates gehört es, Innovationspotentiale zu identifizieren und Vor-

schläge für einen ökonomisch erfolgreichen, ökologisch nachhaltigen und sozial verträglichen Strukturwandel

hervorzubringen. Dabei geht es um wirtschaftliche, technologische, demografische und gesellschaftliche Verän-

derungsprozesse in ganz Sachsen. Insofern hat der Bericht einen Empfehlungscharakter.

Ein besonderes Augenmerk legt der Innovationsbeirat dabei auf die besonderen Herausforderungen, Hand-

lungsnotwendigkeiten und Entwicklungsmöglichkeiten im Zusammenhang mit dem vorzeitigen Ausstieg aus der

Gewinnung, Verstromung und Veredlung von Braunkohle im Lausitzer Revier und im Mitteldeutschen Revier.

Aufgrund der Einschränkungen infolge der COVID-19-Pandemie und der Verzögerungen bei der Verabschie-

dung der Bundesgesetze zur Strukturstärkung in den Kohleregionen und vorzeitigen Kohleausstieg hat der In-

novationsbeirat nach seiner konstituierenden Sitzung vom 19. August 2019 bislang je ein weiteres Mal in den

Jahren 2020 und 2021 getagt.

Themenschwerpunkt der 2. Sitzung vom 24. August 2020 war die Digitalisierung in Wirtschaft, Forschung, Ge-

sellschaft und Arbeitswelt. In dieser Sitzung hat der Innovationsbeirat drei Arbeitsgruppen eingerichtet, um Zu-

kunftstrends in den Bereichen Energie, Mobilität und Forschung/Gesundheit zu ergründen.

In seiner 3. Sitzung vom 8. Februar 2021 hat der Innovationsbeirat die Erkenntnisse der Arbeitsgruppen zu den

drei genannten Themenfeldern diskutiert und bewertet. Die Beiratsmitglieder kamen in dieser Sitzung zudem

überein, den vorliegenden Bericht zu erstellen.

Der Bericht dient zum einen der Zusammenfassung der bisherigen Arbeitsergebnisse. Zum anderen enthält er

Empfehlungen, welche Megatrends für die weitere Entwicklung des Freistaates Sachsen maßgeblich sein wer-

den und welche Potenziale sich hieraus für den Freistaat Sachsen auf den einzelnen Themenfeldern, wie z. B.

Bioökonomie, Robotik, Künstliche Intelligenz, Mikroelektronik der nächsten Generation, Gesundheits-, Kreislauf-

und Wasserstoffwirtschaft, ergeben.

Der vorliegende Empfehlungsbericht verfolgt eine zweifache Zielstellung:

Einerseits soll der Bericht einen möglichst vollständigen Überblick über diejenigen Chancen und Herausforde-

rungen in technischen und gesellschaftlichen Schlüsselbereichen („Zukunftsmissionen“) geben, die nicht nur im

globalen Maßstab, sondern auch für die Entwicklung des Freistaates Sachsen von herausragender Bedeutung

sind.

Andererseits soll der vorliegende Bericht die Inhalte und Ergebnisse der Beratungen des Innovationsbeirates

und seiner Arbeitsgruppen dokumentieren.

6

Aufgrund der Themenfülle konnte der Innovationsbeirat die einzelnen Zukunftsmissionen noch nicht in all ihren

Facetten untersuchen. Vor diesem Hintergrund muss der vorliegende Bericht zwangläufig unvollständig bleiben.

Dies gilt z.B. für den besonders vielschichtigen Mobilitätssektor, bei dem bislang nur einzelne Teilbereiche im

Innovationsbeirat diskutiert wurden. Der Empfehlungsbericht versteht sich insoweit als Grundlage dafür, in den

kommenden Sitzungen das Bild der einzelnen Zukunftsmissionen weiter zu komplettieren. Dies gilt auch für die

in den einzelnen Missionen und den damit verbundenen 20 Projektsteckbriefen in der Anlage dieses Berichtes

benannten Akteuren, die wichtige aber sicher nicht alle in Sachsen verorteten Kompetenzträger aufzeigen und

damit beispielhaft zu verstehen sind.

Die insgesamt zehn Zukunftsmissionen geben somit einen Ausblick auf die weitere Tätigkeit des Innovations-

beirates, der in jeder seiner kommenden Sitzungen den Schwerpunkt auf mindestens eines dieser Themenfelder

umfänglicher legen wird und zu allen anderen Schwerpunkten neue Sachstände entgegennimmt.

Ein Ansatz für die MISSION SACHSEN 2038 ist es, die sozioökonomischen Auswirkungen des Übergangs in

ein postfossiles Zeitalter der Klimaneutralität in Europa bis 2050 in kohle- und kohlenstoffintensiven Regionen

abzumildern und die Wirtschaftsstruktur in jenen Regionen durch Investitionen zu diversifizieren.

Sachsen hat dabei gute Voraussetzungen, sich zu einer europaweit führenden, klimaneutralen (Industrie-)Re-

gion zu entwickeln und neue Anwendungen und Güter in den Bereichen Energie-, Umwelt und Klimatechnik

hervorzubringen. In einem nächsten Schritt sollten sich Politik und Wirtschaft in Sachsen darauf fokussieren,

neue Absatzmärkte im Ausland zu erschließen und das Exportvolumen des Freistaates bei besagten, zukunfts-

trächtigen Gütern weiter erfolgreich zu steigern.

Dabei ist eine solide Fachkräftebasis ein wesentlicher Schlüssel zum Erfolg. Der Freistaat Sachsen sollte daher

großen Wert auf die Aus- und Weiterbildung der klugen Köpfe und Innovatoren von morgen legen. Die Verfüg-

barkeit gut ausgebildeter Fachkräfte – sowohl im berufsbildenden als auch im akademischen Bereich – ist heute

und in Zukunft ein entscheidendes Kriterium für die Standortattraktivität und Wettbewerbsfähigkeit Sachsens in

einer zunehmend globalisierten Welt.

 

7

Die in Kapitel 3 des Berichtes behandelten Innovationen, Technologien und Zukunftsbereiche, wie Bioökonomie,

Energie, Mobilität, Mikroelektronik oder Wasserstoff, stellen globale Megatrends dar, bei denen sämtliche säch-

sische Regionen in einem nationalen, europäischen und weltweiten Standortwettbewerb stehen.

Diesem Umstand trägt der Freistaat Sachsen in seiner bereichsübergreifenden Innovationsstrategie und in spe-

zifischen Fachstrategien, wie z.B. der Wasserstoffstrategie, Rechnung.

Der Ausbau der erneuerbaren Energien und der Elektromobilität, die Digitalisierung oder das Gesundheitswesen

der Zukunft stehen in langfristigen Zusammenhängen wie auch der Klima- oder der demografische Wandel, die

seit Jahren und Jahrzehnten auf der politischen Agenda stehen und in der Wahrnehmung der Fachwelt wie der

breiten Öffentlichkeit gefestigt sind.

Für die Arbeit des Innovationsbeirates sind hingegen der

und die

aus mehreren Gründen von besonderem Interesse:

Es handelt sich in beiden Fällen um konkrete „Ereignisse“, die wie ein Brennglas den Fokus auf ohnehin

bestehende Transformationsprozesse bzw. kritische Infrastrukturen richten und den Veränderungsdruck in

diesen Bereichen spürbar erhöht haben.

Beim vorzeitigen Kohleausstieg ist dies neben dem Umbau des Energiesektors vor allem die Strukturent-

wicklung in den Kohleregionen, die insbesondere in den ostdeutschen Ländern ohnehin von Strukturschwä-

chen geprägt sind. Im Falle der COVID-19-Pandemie wären z. B. die Digitalisierung der Schule (

Home-

Schooling), der Arbeitswelt (

Home-Office) oder des Gesundheitswesens (

e-Health) zu nennen. Vor

diesem Hintergrund werden die Maßnahmen zur Abfederung der COVID-19- und der Kohleausstiegs-Folgen

auch nach Überwindung der Pandemie bzw. nach erfolgtem Kohleausstieg auch außerhalb der Kohleregio-

nen wegweisend für vergleichbare Strukturwandel-Prozesse sein (z.B. in der Automobilindustrie in Südwest-

sachsen).

Beim vorzeitigen Kohleausstieg wie bei der COVID-19-Pandemie werden auf nationaler und europäischer

Ebene spezifische Förderinstrumente diskutiert und eingeführt, wie z.B. Sonderabschreibungen, Anpas-

sungs- oder Kurzarbeitergeld. Beide Ereignisse geben somit auch im Hinblick auf andere Transformations-

prozesse Anlass, die betreffenden Instrumente auf den Prüfstand zu stellen, anzupassen oder im Misser-

folgsfall zu verwerfen.

Im Gegensatz zu den ebenso akuten wie ungewissen wirtschaftlichen und gesamtgesellschaftlichen Folgen

der COVID-19-Pandemie bietet der vorzeitige Kohleausstieg die Chance auf eine langfristige erfolgreiche

und geordnete Strukturentwicklung bis zum Ende des Jahres 2038 hinzuarbeiten.

Die Fördermittel der EU

1

und des Bundes rufen nicht nur Länder und Kommunen auf den Plan. Vor allem Un-

ternehmen, Wissenschaft und Forschung sowie zivilgesellschaftliche Akteure wollen mit einer staatlichen För-

derung ihrer Vorhaben zum Gelingen der Strukturentwicklung beitragen.

1

Neben den bewährten Strukturfonds EFRE/ESF+ stellt die EU weitere Mittel aus dem Fonds für einen gerechten Übergang

(Just Transition Fund – JTF) sowie aus dem Programm InvestEU (

Anreize für private Investitionen) und der Darlehens-

faszilität der Europäischen Investitionsbank (EIB) für den öffentlichen Sektor (

Anreize für öffentliche Investitionen) bereit.

Für die Europäische Kommission ist die Strukturentwicklung in den drei deutschen Kohleregionen im Lausitzer, Mitteldeut-

schen und Rheinischen Revier eine Blaupause, die auch für den Kohleausstieg in den anderen EU-Mitgliedstaaten bei-

spielgebend sein kann.

8

Vor diesem Hintergrund soll an dieser Stelle der Rechts- und Finanzrahmen für die Förderung des Strukturwan-

dels aus Bundesmitteln dargestellt werden, der über den Erfolg der Strukturentwicklung entscheiden wird.

Die Bundesregierung hat sich zum Ziel gesetzt, die Treibhausgasemissionen bis 2030 um 65 Prozent gegenüber

1990 zu senken und bis 2045 Klimaneutralität in Deutschland zu erreichen. Zu diesem Zweck hat sie beschlos-

sen, die Braun- und Steinkohleverstromung schrittweise zu reduzieren und bis spätestens 2038 zu beenden,

um auf diesem Wege neben dem nationalen Klimaschutzplan auch die internationalen Klimaziele zu erreichen.

Es kann nicht ausgeschlossen werden, dass sich der Kohleausstieg, auch marktwirtschaftlich bedingt (deutlicher

Preisanstieg der

CO

2-

Zertifikate,

CO

2

-Bepreisung über das Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG)), noch

frühzeitiger vollzieht. Umgekehrt bedeutet dies, die Anstrengungen zu beschleunigen.

Die Bundesregierung folgt damit einem Vorschlag der von ihr im Juni 2018 eingesetzten Kommission „Wachs-

tum, Strukturwandel und Beschäftigung“ (KWSB), deren Empfehlungen im Abschlussbericht vom 31. Januar

2020 mit dem

und

vom 8. August 2020 um-

gesetzt werden.

In der KWSB bestand Einvernehmen, dass die ausstiegsbedingten Veränderungen nicht einseitig die hiervon

betroffenen Braunkohle-Regionen belasten dürfen, die im Falle der beiden ostdeutschen Reviere bereits in den

1990er Jahren einen weitgehend ungeordneten Strukturwandel nach der Wiedervereinigung durchlaufen haben.

Um dies zu vermeiden, hielt die KWSB es für unabdingbar, den Unternehmen und ihren Beschäftigten Chancen

für eine nachhaltige wirtschaftliche Dynamik mit qualitativ hochwertigen Arbeitsplätzen zu eröffnen, ehe die Ta-

gebaue und Kraftwerke in den Braunkohle-Regionen stillgelegt werden.

ca. 8.300

ca. 2.700

ca. 16.000

ca. 5.400

ca. 24.000

ca. 8.100

ca. 1.400

ca. 360

ca. 650

ca. 180

ca. 2.050

ca. 540

1

Quellen: Stellungnahmen der Unternehmen LEAG und MIBRAG an die KWSB vom 21. bzw. 29. August 2018, IW-Gut-

achten, Folgenabschätzung Klimaschutzplan und Strukturwandel in den Braunkohleregionen, Köln, 15.Oktober 2018

9

Die strukturpolitischen Empfehlungen der KWSB für wirtschaftliche und soziale Begleit- und Unterstützungs-

maßnahmen zum Kohleausstieg hat der Bund mit dem

(StStG) um-

gesetzt, das ebenfalls vom 8. August 2020 datiert. Das StStG bietet den maßgeblichen inhaltlichen und finanzi-

ellen Rahmen für die Strukturhilfen für die betroffenen Regionen bis spätestens 2038.

Eines der zentralen Elemente des StStG ist das

), auf dessen

Grundlage der Bund bis Ende des Jahres 2038 bis zu 40 Mrd. Euro für die Strukturentwicklung in den drei

deutschen Braunkohle-Regionen bereitstellen wird, die sich auf zwei Bereiche („Arme“) des InvKG aufteilen:

Sachsen erhält insgesamt 25,2 Prozent der bis zu 40 Mrd. Euro = 10,08 Mrd. Euro

Der Anteil des

beträgt insgesamt bis zu 17,2 Mrd. Euro, von denen ein Teilbetrag von 6,88

Mrd. Euro auf den sächsischen Teil der Lausitz entfällt.

Der Anteil des

beläuft sich auf insgesamt bis zu 8 Mrd. Euro, von denen 3,2 Mrd.

Euro für den sächsischen Teil dieses Reviers vorgesehen sind.

Differenziert nach 1. und 2. Arm des InvKG, ergibt sich folgende Aufteilung der Mittel:

Die bis zu

des Bundes für Investitionen der Länder und Kommunen teilen sich,

wie folgt, auf die Reviere und Länder auf:

10

Die bis zu

in den ostdeutschen Braunkohle-Ländern werden, wie folgt,

aufgeteilt:

des InvKG regelt die Gewährung von

für Investitionen der Braunkohle-

Länder und ihrer Kommunen zum Ausgleich unterschiedlicher Wirtschaftskraft und zur Förderung des wirtschaft-

lichen Wachstums in den Braunkohlerevieren nach Artikel 104b des Grundgesetzes (GG). Die Finanzhilfen sind

auf solche Förderbereiche beschränkt, die in den Aufgabenbereich der Länder und Kommunen und in die Re-

gelungskompetenz des Bundes fallen, so dass z.B. der Bau von kommunalen oder Staatsstraßen nicht förder-

fähig ist. Eine Finanzierung nicht-investiver Vorhaben von Ländern und Kommunen oder die Förderung von

Unternehmensinvestitionen aus Finanzhilfen des Bundes sind ebenfalls nicht zulässig, was die Verwendungs-

breite der Finanzhilfen zusätzlich einschränkt.

Die in § 13 InvKG vorgesehene

zur Durchführung des InvKG haben der Bund, die

Länder Brandenburg, Nordrhein-Westfalen und Sachsen-Anhalt sowie der Freistaat Sachsen am 27. August

2020 unterzeichnet.

Nach § 6 Abs. 1 Satz 1 der Bund-Länder-Vereinbarung legen die Länder vor Beginn der ersten Förderung ein

Verfahren zur Vergabe und Verwendung der Finanzhilfen fest. Der Freistaat Sachsen hat daraufhin am 31.

August 2020 eine

zum Sächsischen Strukturentwicklungsprogramm in den Braunkohlerevieren (

) in Kraft gesetzt.

Flankierend hat der Freistaat Sachsen ein sogenanntes

vom 11. August 2020 ausgearbeitet, das die

vorläufigen Programmziele und das Verfahren zur Ausreichung der Finanzhilfen nach dem InvKG zur Entwick-

lung der sächsischen Braunkohlereviere enthält.

Dieses rein vorläufige Dokument hat die Staatsregierung mit Kabinettsbeschluss vom 23 Dezember 2020 durch

ein

ersetzt, das nunmehr die Grundlage für die Auswahl der kommunalen und landesei-

genen Finanzhilfe-Investitionsvorhaben nach Kapitel 1 bildet.

Die Förderrichtlinie 1. RL StEP Revier wurde zwischenzeitlich durch die überarbeitete und an das Handlungs-

programm angepasste

des Sächsischen Staatsministeriums für Regionalentwicklung (SMR)

zur Gewährung von Zuwendungen nach dem Investitionsgesetz Kohleregionen (

) ersetzt. Die RL In-

vKG trat am 1. Mai 2021 in Kraft.

Diese Förderrichtlinie ist nicht nur in einen „Überbau“ aus StStG / InvKG, Verwaltungsvereinbarung und Hand-

lungsprogramm eingebettet, sondern sie ist auch zur

des Freistaates Sachsen passfähig.

Hinzu kommen die

für die künftige Entwicklung der beiden sächsischen Braun-

kohle-Regionen. Wie das Handlungsprogramm der Sächsischen Staatsregierung tragen sie dem Umstand

Rechnung, dass jedes Revier seine eigenen Gegebenheiten und Handlungsnotwendigkeiten aufweist, auf die

Bund, Länder und Kommunen durch differenzierte Förder- und Entwicklungsansätze reagieren müssen.

11

In einer Zusammenschau der Leitbilder und des Handlungsprogramms ergeben sich für die sächsischen Braun-

kohleregionen damit folgende Ziele und Schwerpunkte:

► Europäische Modellregion für den Strukturwandel

► Zentraler, europäischer Verflechtungsraum

► Innovative und leistungsfähige Wirtschaftsregion

► Moderne und nachhaltige Energieregion

► Forschung, Innovation, Wissenschaft und Gesundheitsvorsorge

► Region mit hoher Lebensqualität & kultureller Vielfalt

► Attraktiver Wirtschaftsstandort & zentraler Industriestandort

► Stärkung des Logistik- & Mobilitätssektors

► Digitalisierung, Bildung & Kreativität

► Führender Innovationshub in Deutschland und Europa

► Heimat, Anziehungspunkt und lebenswerter Ort

Kernstück des Auswahlverfahrens für die Finanzhilfe-Investitionsvorhaben des Freistaates und seiner Kommu-

nen ist ein

. Dort wird anhand

objektiver Kriterien der Beitrag jedes einzelnen Projektes zur Erreichung der bundesgesetzlichen Förderziele

quantifiziert (Steigerung von Beschäftigung, Wertschöpfung, Standortattraktivität, Diversifizierung der Wirt-

schaftsstruktur; Nachhaltigkeit und demografische Auswirkungen des Vorhabens).

Diese Selbstbindung der Staatsregierung und der Kommunen bei der Auswahl der Finanzhilfe-Investitionsvor-

haben trägt dem Umstand Rechnung, dass die Finanzhilfen des Bundes betraglich begrenzt sind und nur für die

am besten geeigneten Projekte eingesetzt werden sollen. Das Scoring-Verfahren dient also der Qualitätssiche-

rung sowohl im Hinblick auf das Auswahlverfahren, als auch auf die Güte und Strukturwirksamkeit der Vorhaben.

Wie auch die Einbindung regionaler Akteure in den Auswahlprozess leistet das Scoring einen Beitrag zur Trans-

parenz und Akzeptanz der Projektauswahl und der Strukturentwicklung insgesamt.

Die Kapitel 3 und 4 des InvKG bieten ein weites Spektrum an Maßnahmen, die der Bund im Rahmen seiner

verfassungsrechtlichen Finanzierungs-, Regelungs- und Vollzugskompetenzen zur Strukturentwicklung in den

Braunkohle-Regionen ergreifen kann.

12

§ 14 InvKG: Finanzierung von Forschungsförderung nach Art. 91b GG aus InvKG-Mitteln.

§ 15 InvKG: Bundesförderprogramm für die Entwicklung von Gemeinden und Gemeindeverbänden zu bun-

desweiten Modellregionen einer treibhausgasneutralen, ressourceneffizienten und nachhaltigen Entwicklung.

§ 16 InvKG: Maßnahmen zur Unterstützung der Energiewende (

Aufstockung der Forschungsinitiative „Re-

allabore der Energiewende“, Einrichtung zusätzlicher DLR-Einrichtungen in den Braunkohle-Regionen) und

des Klimaschutzes (

Einrichtung eines Kompetenzzentrums Wärmewende).

§ 17 InvKG: Einsatz von InvKG-Mitteln zur Einrichtung, Ausweitung oder Aufstockung bestehender oder neuer

Programme, Initiativen und Einrichtungen, die in § 17 beispielhaft, aber nicht abschließend konkret benannt

sind.

§ 18 InvKG: Ansiedlungen von Einrichtungen des Bundes in den Revieren mit dem Ziel, dort bis zum 31.

Dezember 2028 mindestens 5.000 neue, zusätzliche Arbeitsplätze in Behörden des Bundes und sonstigen

Einrichtungen zu schaffen.

§ 19 InvKG: Einrichtung einer Beratungs- und Koordinierungsstelle zur Dezentralisierung von Bundesaufga-

ben.

Eine eingehende Betrachtung der Kapitel 3 und 4 erübrigt sich an dieser Stelle, weil die Entscheidung über die

Verwendung des sächsischen Anteils an den InvKG-Mitteln für bundeseigene Maßnahmen bereits gefallen ist.

Die bereits nahezu vollständig mit Bundesvorhaben untersetzten Bundesmittel stehen somit nicht mehr als „Ver-

fügungsmasse“ für weitere Projekte (z.B. für eine Aufstockung oder Schaffung von Programmen zur Förderung

von unternehmerischen Investitionen bzw. Innovationen) zur Verfügung.

Noch offen ist die Entscheidung über die Standorte und Forschungsbereiche der beiden

im Sinne des § 17 Satz 1 Nr. 29 InvKG, die im Jahr 2022 von einer unabhängigen Kommission im Rahmen

eines Wettbewerbsverfahrens getroffen werden wird.

Raum für neue Vorhaben der Strukturentwicklung bietet das

, das eine För-

derung nicht-investiver Projekte von einer maximalen Dauer von vier Jahren in bestimmten Förderbereichen

vorsieht. Die Bundesmittel sind jedoch mit einer Gesamtsumme von 25 Mio. Euro p.a. für beide sächsischen

Reviere begrenzt. Sie dürften zu einem nicht unerheblichen Anteil auf solche nicht-investiven Projekte entfallen,

mit denen Finanzhilfe-Investitionen des Freistaates Sachsen und seiner Kommunen flankiert werden. Hinzu

kommt, dass die Förderung in der Regie des Bundes, konkret des Bundesamtes für Wirtschaft und Ausfuhrkon-

trolle (BAFA), als Bewilligungsbehörde, liegt.

Zu Unterstützung der Strukturentwicklungs- und Transformationsprozesse in den verschiedenen Landesteilen

des Freistaates Sachsen kommen neben den Mitteln aus dem Strukturstärkungsgesetz Kohleregionen u.a. auch

weitere Finanzierungsinstrumente des Bundes und der EU zur Abfederung der ökonomischen Folgen der

Corona-Pandemie, der EU-Strukturfondsförderung und des Fonds für einen gerechten Übergang (Just Transi-

tion Fund - JTF) in Betracht.

Die nachfolgenden Schaubilder geben einen Überblick über die zuständigen

bei der Umsetzung der

Strukturentwicklungsmaßnahmen

auf kommunaler Ebene und Landesebene von der

Ideenentwicklung über die Antragsstellung bis hin zum geförderten Projekt.

13

 

14

Auf Basis der in Kapitel 2 dargestellten Rahmenbedingungen der Strukturentwicklung hat der Innovationsbeirat

folgende

erarbeitet, die im Weiteren ausführlich erläutert werden.

Mission 1:

Energiemodellregion

Sachsen

Mission 2:

Wasserstoffmodellregion

Sachsen

Mission 3:

Kreislaufwirtschaft

Mission 4:

Gesundheitsregion von

morgen

Mission 5: Intelligente

Wirkstoffentwicklung

Mission 6: Bioökonomie,

Biotech und Biopharma

Mission 7:

Mikroelektronik der

nächsten Generation

Mission 8: Mikro-

Nanoelektronik,

Quantentechnologie /

Künstliche Intelligenz

Mission 9: Mobilität von

morgen

Mission 10: Leichtbau,

Additive Fertigung

 

15

Die schrittweise Abkehr von fossilen Brennstoffen ist eine zentrale Antwort auf die zunehmende globale Klima-

erwärmung. Ziel des Freistaates Sachsen muss es aus Sicht des Innovationsbeirates daher sein, sich aktiv in

die Transformation des Energiesystems einzubringen. Die Herausforderung besteht nicht allein im Ausstieg aus

der Gewinnung, Verstromung und Veredlung heimischer Braunkohle sowie in der signifikant steigenden Nach-

frage aller Sektoren nach erneuerbaren Energien zur Erreichung der nationalen und europäischen Klimaschutz-

ziele. Zugleich muss dabei die Sicherheit und Bezahlbarkeit der Energieversorgung für die privaten Verbraucher

und die Wirtschaft bundesweit gewährleistet werden. Bezogen auf die Energieversorgung des Freistaates

selbst, müssen die Voraussetzungen dafür geschaffen werden, den sächsischen Energiebedarf bilanziell voll-

ständig aus erneuerbaren Energien zu decken. Um eine verbrauchsorientierte und zuverlässige Strom- und

Wärmeversorgung auch in ländlichen Regionen mit ungünstiger demografischer Entwicklung zu sichern, gilt es

die vorhandenen, zentralen mit neuen dezentralen Energietechnologien zu vernetzen.

Für diese Herausforderungen bietet der Freistaat Sachsen auch außerhalb seiner beiden Braunkohle-Regionen

den Vorteil schon bestehender Industriestandorte und (Netz-)Infrastrukturen. Auch die Kompetenzen zur Ent-

wicklung von Schlüsseltechnologien sind bereits vorhanden. Für den Ausbau intelligenter Netze im Bereich der

Energie- und Wasserversorgung bietet Sachsen beste Voraussetzungen, namentlich mit seinen Kompetenzen

im Bereich neuartiger Quantenbits (Qubits) und Höchstleistungsrechnerkonzepten sowie deren Kombination

durch Aufbau- und Verbindungstechnologien in der Elektronik und den Materialwissenschaften. Mit der Sächsi-

schen Wasserstoffstrategie ist die Staatsregierung zudem im Begriff, einen Rahmen zu schaffen, um diesem

zukunftsträchtigen Energieträger im Prozess des Umbaus der Energieversorgung und seiner Energiestandorte

zum Durchbruch zu verhelfen.

Im Folgenden wird beispielhaft dargestellt, wie die sächsischen Braunkohleregionen in der Lausitz und in Mit-

teldeutschland aus Sicht des Innovationsbeirates zu einer Energiemodellregion entwickelt werden können:

Der Strukturwandel in der Lausitz und in Mitteldeutschland beinhaltet á priori eine Transformation der derzeitigen

Energieversorgungsstrukturen. Die heutige sternförmige, zentrale Versorgung mit elektrischer sowie thermi-

scher Energie von großen Anlagen hin zu zahlreichen Nutzern/Verbrauchern wird durch einen Mix aus gut ver-

netzten, zentralen und vielen dezentralen Versorgungsstrukturen, erzeugungs- wie verbrauchsseitig, ersetzt

werden. Dabei ist die an industriellen Standorten bereits vorhandene Infrastruktur soweit zu berücksichtigen,

wie sie als Wettbewerbsvorteil für künftige Anwendungen sowie für die Weiterentwicklung der Energieversor-

gung dienen kann. Wo es sinnvoll ist, sind modularisierte Energiesysteme zu bevorzugen, welche die Herstel-

lung von Komponenten bzw. Teilkomponenten in der Region ermöglichen.

Im Hinblick auf eine künftige Reduktion von CO

2

-Emissionen soll regenerativ erzeugte Elektroenergie primär

direkt genutzt oder ggfls. mittels Elektrolyse in Form von Wasserstoff gespeichert und erschlossen werden.

Dabei soll der fossile Energieträger Erdgas anteilig durch den Sekundärenergieträger Wasserstoff sukzessive

substituiert werden. Der so erzeugte Wasserstoff kann zunächst zur Abfederung von Lastspitzen dienen, in dem

dieser z.B. in der Industrie oder Mobilität eingesetzt wird. In der Endkonsequenz soll die Zielstruktur eine künftige

und vollständig auf der Basis von regenerativen Energieträgern basierte Versorgung beinhalten.

Im Zuge des Strukturstärkungsprozesses Kohleregion sollen die sächsischen Braunkohlereviere damit weiter

Energieregionen bleiben und bestehende mit neuer Wertschöpfung verknüpfen. Hierzu wird das Fraunhofer IEG

im Bereich der Technologieentwicklung und der Analysen zur Wärme- und Kälteversorgung wesentliche Bei-

träge leisten können. Hierfür soll zukünftig die Stromerzeugung (gesicherte Leistung) sowie die Wärme- und

Kälteversorgung zu 100 % erneuerbar aus regionalen Kraftwerksstandorten heraus im Zusammenspiel mit de-

zentralen Systemen der Erzeugung und Versorgung gewährleistet werden. Durch eine Kombination von EE-

Erzeugungsanlagen und neuen Technologien im Sinne einer Energieumwandlung (z.B. Speichertechnologien,

Wandler, wie Wärmepumpen oder die Elektromobilität) sollen innovative Technologieergänzungen und eine

Technologieführerschaft in Sachsen realisiert werden, die die Basis für die Transformation des Energieversor-

gungssystems darstellen und die Kopplung zu neuen regionalen Wertschöpfungsketten ermöglichen (bspw.

 

16

Batterieherstellung, stoffliche Kreislaufwirtschaft, Wasserstoff-Wirtschaft). Dazu sollen regionale Leuchtturmpro-

jekte identifiziert und umgesetzt werden.

Um die langfristigen energie- und klimapolitischen Ziele der Europäischen Union, Deutschlands und Sachsens

– im Einklang mit dem Pariser Klimaschutzabkommen 2015 – zu erreichen, ist aus Sicht des Innovationsbeirates

eine zeitnahe weitgehende Substitution fossiler Energieträger in allen Sektoren notwendig, insbesondere in der

Industrie, Mobilität, Energie- und Wärmeversorgung sowie im Gebäudebereich. Dies bedingt die konsequente

Fortsetzung des Ausbaus der erneuerbaren Energien, die Sektor übergreifende Forcierung der Elektrifizierung

und den Einsatz von klimaneutralen Alternativen für Anwendungen, die auch langfristig nicht elektrifizierbar sind.

Wasserstoff bietet die Möglichkeit, vorhandene technologische Lücken zu schließen, die Sektorenkopplung zu

intensivieren und die Defossilisierung aller Sektoren ökonomisch, ökologisch und sozial gerecht voranzutreiben.

Bei ambitionierten Klimazielen können grüner Wasserstoff und dessen Syntheseprodukte bei der Realisierung

der Treibhausgasneutralität besonders im Verkehr und der Industrie, aber auch in anderen Anwendungsfeldern

eine wichtige Rolle einnehmen. Für Deutschland wird in ambitionierten Klimaschutzszenarien je nach Studie

und Szenario ein Bedarf nur an synthetischen Brenn- und Kraftstoffen im Jahre 2050 von 530 TWh bis 910 TWh

erwartet

3

(Zum Vergleich: Im Jahr 2018 betrug die gesamte Stromnachfrage in Deutschland 560 TWh und der

gesamte Endenergieverbrauch 2.500 TWh.). Für das Jahr 2030 prognostiziert die Bundesregierung auf Basis

der Nationalen Wasserstoffstrategie einen Wasserstoffbedarf von ca. 90 bis 110 TWh

4

. Um einen Teil dieses

Bedarfs zu decken, sollen bis zum Jahr 2030 in Deutschland Erzeugungsanlagen von bis zu 5 GW Gesamtleis-

tung einschließlich der dafür erforderlichen Offshore- und Onshore-Energiegewinnung entstehen. Das entspricht

einer grünen Wasserstoffproduktion von bis zu 14 TWh und einer benötigten erneuerbaren Strommenge von bis

zu 20 TWh. Diese Bedarfsentwicklung zeigt, welche Anstrengungen im Bereich der Wasserstoff-Anwendungen

künftig notwendig sein werden, aber auch welche Potenziale für Investitionen und wirtschaftliche Impulse im

Rahmen des Strukturwandels sich hier bieten.

Die Entwicklung der Wasserstoffnachfrage unterliegt jedoch einigen Unsicherheiten wie der anstehenden För-

derung, die in den ersten Jahren notwendig sein wird, und technologischen Weiterentwicklungen bei Wasser-

stofftechnologien sowie Konkurrenztechnologien, insbesondere der Nutzung der direkten Elektrifizierung.

Nach Ansicht einer Studie des Hydrogen Council

5

sind nach heutigem Kenntnisstand die vielversprechendsten

Einsatzgebiete für Wasserstoff in Kombination mit der Brennstoffzelle (BZ) folgende Anwendungsbereiche: LKW

der mittleren und schweren Gewichtsklassen, Fernreisebusse und Langstreckenbusse im urbanen Umfeld,

große PKW und SUV mit hohen Reichweitenanforderungen, Taxiflotten, Regionalzüge und Flurförderfahrzeuge.

Einschränkungen für die direkte Nutzung von Wasserstoff im Verkehr existieren bei Anwendungen, bei denen

eine sehr hohe Energiedichte gefordert wird. Dies gilt bspw. für den internationalen Flug- und Seeverkehr. Hier

ist man i.d.R. auf die Syntheseprodukte von Wasserstoff für eine Treibhausgasminderung angewiesen. Da das

Verkehrsaufkommen vor allem im Luftverkehr, aber auch im internationalen Schiffsverkehr in den meisten Prog-

nosen stark wächst, kommt Syntheseprodukten von Wasserstoff hier eine wichtige Rolle zu.

Die Entwicklung einer ostdeutschen Wasserstoffwirtschaft bietet große Potenziale für neue, nachhaltige Wert-

schöpfung und

CO

2

-Einsparungen in Ostdeutschland. Erfolgreich wird diese Entwicklung aber nur dann sein,

wenn jedes Land seine spezifische Stärke bei der Entwicklung nachhaltiger Wasserstoffwertschöpfungsketten

3

Vgl. BDI (2018): Klimapfade für Deutschland. Studie im Auftrag des BDI, durchgeführt von BCG und Prognos. Berlin:

BCG; Dena (2018): dena-Leitstudie – Integrierte Energiewende. Deutsche Energie-Agentur: Berlin; Hebling et al. 2019:

Eine Wasserstoff-Roadmap für Deutschland, Fraunhofer, Karlsruhe und Freiburg, Okt. 2019

4

Vgl. Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi): Nationale Wasserstoffstrategie, S. 5

5

Vgl. Hydrogen Council (2020): Path to hydrogen competitiveness - A cost perspective

17

einbringt. Zudem müssen Politik, Wirtschaft und Wissenschaft aus Sicht des Innovationsbeirates koordiniert

vorgehen und länderübergreifend agieren.

In den ostdeutschen Bundesländern und hier insbesondere in Mitteldeutschland sind eine Reihe an hoch spe-

zialisierten und international renommierten Unternehmen im Maschinen- und Anlagenbau sowie führende For-

schungsinstitutionen im Bereich der Wasserstoff- und Brennstoffzellentechnologie angesiedelt. Diese Struktur

bietet hervorragende Voraussetzungen, um den erwarteten Markthochlauf der Wasserstofferzeugung und -nut-

zung mitzugestalten. Damit werden Arbeitsplätze in der Region geschaffen und gesichert.

6

Der Großteil der Akteure konzentriert sich aktuell in und um die Zentren Dresden, Chemnitz und Berlin sowie im

mitteldeutschen Chemie-Dreieck mit der Metropolregion Leipzig/Halle.

Das Potenzial zum Aufbau einer ostdeutschen Wasserstoffwirtschaft ist somit vorhanden, allerdings gilt es die-

ses Potenzial schnell und gezielt auszubauen und zu nutzen, weil der Konkurrenzdruck beim Thema „grüner

Wasserstoff“ hoch ist und sich viele Länder und Regionen in Deutschland derzeit gezielt in diesem Bereich

positionieren. Mit Blick auf die Klimaziele wird langfristig grüner Wasserstoff den Markt dominieren; für einen

effizienten und schnellen Übergang und Markthochlauf sind allerdings auch blauer und türkiser Wasserstoff

wichtige Technologieoptionen.

Seine theoretisch unbegrenzte Verfügbarkeit, seine Speicher- und Transportfähigkeit, die Möglichkeit beste-

hende Infrastrukturen zu verwenden und seine Nutzbarkeit als koppelndes Element machen Wasserstoff attrak-

tiv und in Zukunft unverzichtbar. Gleichzeitig bieten Wasserstofftechnologien, bedingt durch den notwendigen

Aufbau zum Teil völlig neuer Wertschöpfungsketten, ein großes Wachstumspotenzial. Dadurch gewinnen Tech-

nologien, Produkte und Geschäftsmodelle, um Wasserstoff zu produzieren, zu transportieren, zu speichern und

anzuwenden eine besondere Bedeutung. Vor diesem Hintergrund empfiehlt der Innovationsbeirat der Staatsre-

gierung, die Chancen und Möglichkeiten, die sich durch den Aufbau einer nachhaltigen Wasserstoffwirtschaft

bieten, konsequent zu nutzen.

Mitteldeutschland hat aufgrund der bereits heute vorhandenen, zweitlängsten deutschen Wasserstoff-Pipeline,

der enormen Mengen an regenerativem Strom und der großen Industrietradition ideale Voraussetzungen, um

die europäische Wasserstoff-Modellregion zu werden. Um jedoch das Potenzial der gesamten Region zu er-

schließen, muss Sachsen nach Meinung des Innovationsbeirates mit den benachbarten Bundesländern Bran-

denburg und Sachsen-Anhalt einen Wasserstoff-Verbund etablieren. Derzeit liegt der Schwerpunkt in Sachsen

auf Mobilität und Industrie als mögliche Anwendungen. In Sachsen-Anhalt besteht der Bedarf an grünem Was-

serstoff v.a. in der Chemie- und Petrochemie-Industrie. In Brandenburg werden Projekte in der Stahl- und Ze-

mentindustrie verfolgt. Die Anwendung ist aber sekundär. Wasserstoff ist der gemeinsame Nenner. Hierfür sind

Landesgrenzen übergreifende Infrastrukturen erforderlich, die Erzeuger und Nutzer von Wasserstoff aus ver-

schiedenen Sektoren verbindet. Der Innovationsbeirat empfiehlt der Staatsregierung, sich an der alsbald zu

erwartenden Bedarfs-/Machbarkeitsanalyse „Wasserstoffnetz Mitteldeutschland" für den Ausbau der Infrastruk-

tur zu orientieren.

Der Freistaat Sachsen ist mit seinen Kraftwerksstandorten bereits Energieregion und verfügt nicht nur über die

notwendige Infrastrukturanbindung, sondern auch über gut ausgebildete Fachkräfte mit energietechnischem

Fachwissen und innovative Unternehmen. Diese strategischen Stärken wirken sich positiv auf die Nutzung von

Wasserstoff als Energieträger aus. Sachsen ist zudem ein exzellenter Wissenschafts- und Forschungsstandort.

Der Forschungsstandort Sachsen ist im Bereich der Wasserstofftechnologien thematisch breit und qualitativ

sehr hochwertig aufgestellt. Der Freistaat verfügt über eine hohe Dichte an Forschungseinrichtungen und in-

dustriellen Akteuren, die sich untereinander seit Jahren eng vernetzen und Vorhaben zur Technologieentwick-

lung umsetzen konnten. Die verschiedenen Forschungsarbeiten bilden die gesamte Wasserstoffwertschöp-

fungskette (Herstellung, Speicherung, Transport, Nutzung/Anwendung) ab. Wichtig sind auch Wertschöpfungs-

netzwerke im Bereich der Brennstoffzellen in Chemnitz, im Bereich der industriellen Wasserstoff-Nutzung um

Leipzig, der Elektrolyse in Dresden und Görlitz und der Wasserstoff-Infrastrukturen in Zittau. Exemplarisch sei

6

Vgl. Fraunhofer-Studie „H2-Masterplan für Ostdeutschland“, Mai 2021, im Auftrag der VNG AG, Leipzig S. 3 ff.

18

an dieser Stelle das Projekt Hydrogen Lab Görlitz mit einem Fördervolumen von über 30 Mio. Euro aus Mitteln

des Strukturstärkungsgesetzes Kohleregionen des Bundes zu nennen. Auch die Netzwerke HZwo e.V., HYPOS

e.V. und Energy Saxony e.V., welche sich explizit mit der Koordination der gesamten Wasserstoff-Wertschöp-

fungskette beschäftigen, können einen wichtigen Beitrag leisten.

Eine Schwäche, gegenüber anderen Bundesländern, ist der viel zu geringe Ausbau von Anlagen zur Gewinnung

von erneuerbaren Energien. Außerdem fehlen in Sachsen die geologischen Voraussetzungen für natürliche

Untergrundspeicher.

Als Chance wird dagegen die gute technische und politische Vernetzung Sachsens mit seinen Nachbarbundes-

ländern gesehen, auf deren Basis Erzeugungs- und Speicherkapazitäten kooperativ ausgebaut werden und

technologische Kooperationen eingegangen werden können.

Der Beirat begrüßt die Bildung eines komplementären Wasserstoff-Verbunds zwischen Sachsen und Sachsen-

Anhalt und regt an, diesen Verbund um Brandenburg zu erweitern. Gerade im Netzgebiet Südbrandenburgs und

der Lausitz ist der Anteil der erneuerbaren Energien besonders hoch - es wird deutlich mehr erneuerbare Ener-

gien erzeugt und eingespeist als verbraucht werden kann, tlw. mehr als drei Mal so viel. Die erneuerbaren Ener-

gien stellen heute und in Zukunft einen wichtigen Standortvorteil dar und sollten für die grüne Versorgung von

bestehenden und potentiellen Ansiedlungen und die Umwandlung in grünen Wasserstoff stärker genutzt wer-

den. Dies ist zugleich ein wichtiger Standortvorteil gegenüber Sachsen und bietet die Chance, die Lausitz zu

einer klimaneutralen (Industrie-)Region zu entwickeln.

Sachsen beheimatet zudem die European Energy Exchange (EEX) in Leipzig, welche als Europas führende

Energiebörse Strom-Terminmärkte und Gasmärkte unter einem Dach anbietet. Die EEX nimmt außerdem be-

reits heute die führende Rolle beim Handel mit Emissionsrechten im Rahmen des EU-Emissionshandelssystems

(ETS) ein, dem größten Emissionsmarkt der Welt. Neben dem Sekundärmarkthandel mit Emissionsrechten fin-

den ausschließlich an der EEX die Primärmarktauktionen von Emissionsrechten für alle 27 EU-Mitgliedsstaaten

statt. Im Hinblick auf die notwendige Etablierung eines weltweiten Handels von Wasserstoffprodukten, wirbt der

Innovationsbeirat dafür, die EEX als zentrale Handelsplattform für Wasserstoff und Wasserstofffolgeprodukte in

Europa und der Welt zu etablieren. In diesem Zusammenhang empfiehlt der Innovationsbeirat der Staatsregie-

rung, zu prüfen, inwieweit der (global ausgerichtete) Handel mit Wasserstoff als Energieträger in Sachsen über

die Europäische Energiebörse in Leipzig als Innovationsfeld perspektivisch weiter erschlossen werden kann.

 

19

Die heutige Art und Weise des Produzierens und Konsumierens, basierend auf einer Maximierung des Roh-

stoffdurchsatzes stößt sowohl mit Blick auf die Rohstoffverfügbarkeit, als auch im Hinblick auf wachsende Um-

weltfolgen an seine Grenzen. Laut International Ressource Panel (IRP) hat die Menschheit 2020 den globalen

Ökosystemen erstmals mehr als 100 Mrd. Tonnen Rohstoffe entnommen, deren Bereitstellung und Nutzung für

mehr als 50% der Treibhausgasemissionen und für mehr als 90% der Biodiversitätsverluste verantwortlich sind.

Auch wenn Deutschland hinsichtlich wichtiger Abfallarten auf der Basis von Inputmengen hohe Verwertungs-

quoten aufweist und die Gesamtrohstoffproduktivität gestiegen ist, bewegen sich Abfallaufkommen und Primär-

rohstoffeinsatz auf einem ungebrochen hohen Niveau. Der pro Kopf Rohstoffkonsum liegt mit 22,8 Tonnen fast

doppelt so hoch wie der weltweite Durchschnitt von 12,2 Tonnen, in der Kreislaufmaterialnutzungsrate liegt

Deutschland mit 12,2% sogar leicht unterhalb des Durchschnittswertes der EU-Länder von 12,4%.

Umgekehrt erwachsen aus Sicht des Innovationsbeirates aus dem Schließen der Stoffkreisläufe für Deutschland

und für Sachsen neben einer deutlichen Umwelt- und Klimadividende ganz erhebliche Chancen zur Sicherung

der industriellen Rohstoffbasis, zur Entwicklung und Etablierung neuer, ressourcenschonenderer Grundstoffe

und Produkte in allen Wirtschaftssektoren, der Entwicklung und Produktion der hierfür notwendigen Technolo-

gien, Prozesse und Anlagen, inklusive der Einbindung klimaneutraler Energie als notwendigen Antrieb für die

Kreislaufwirtschaft, sowie neuer, daraus abzuleitender Geschäftsmodelle und Dienstleistungen.

Nicht zuletzt erfordert eine moderne Kreislaufwirtschaft entlang derart veränderter Wertschöpfungsketten Infor-

mationen und Managementunterstützung auf digitaler Ebene. Auch die Diskussion um eine Kreislaufwirtschaft

4.0 von der Herstellung neuer Stoffe und Produkte bis zu ihrem Verbleib eröffnet neue wirtschaftliche Chancen.

Reduzierung, Wiederverwertung, Wiedernutzbarmachung von Rohstoffen bringen die Zielsetzung dieser tiefge-

henden Transformation in Wirtschaft und Gesellschaft auf den Punkt und umreißen gleichermaßen das große

Potential für zusätzliche Wertschöpfung und die Schaffung neuer Arbeitsplätze. Dabei setzt die Kreislaufwirt-

schaft nicht erst bei der Wiederverwertung, sondern bereits bei der Produktentwicklung, der Produktion und der

Nutzung der Produkte an.

Diese Chancen sollte Sachsen nach Meinung des Innovationsbeirates ergreifen und insbesondere in den Struk-

turwandelregionen Lausitz und Mitteldeutschland zielgerichtet und Sektor bezogen Forschung und Entwicklung,

den Aufbau funktionierender Netzwerke sowie bereits bestehende und neue unternehmerische Innovationen

wie auch deren praktische Umsetzung unterstützen.

Bereits vorhandene und die in Diskussion befindlichen, rechtlichen Rahmenbedingungen unterstützen die Ent-

wicklung einer modernen Kreislaufwirtschaft auf europäischer, nationaler wie regionaler Ebene.

Schon seit längerer Zeit erhöhen sich das Niveau und die Dichte rechtlicher Anforderungen an die Wiederver-

wertung und den Rezyklateinsatz, u.a. durch Quoten an recyclinggerechtem Produktdesign und einer Erweite-

rung der Produktverantwortung durch Rücknahme- und Entsorgungspflichten der Hersteller erheblich. Insbe-

sondere jedoch mit dem europäischen Grünen Deal, dem EU-Aktionsplan Kreislaufwirtschaft, den daraus abge-

leiteten Verordnungen, wie bspw. der EU-Batterie-VO oder der EU-Kunststoffstrategie, und auch der Taxonomie

erfolgt eine klare Weichenstellung im o.g. Sinne, die auch den Kapitalmarkt einbindet. Damit entstehen nicht nur

berechenbare, langfristige Orientierungen für Forschung, Entwicklung und Investitionen. Neben öffentlicher Un-

terstützung geraten zunehmend auch verfügbare private Kapitalströme als Finanzierungswege verstärkt in den

Fokus.

Damit verbessern sich auch die bislang eher geringen Marktchancen von Sekundärrohstoffen und Recycling-

produkten. Gerade für Materialien und Produkte, welche für die Energiewende und Zukunftstechnologien es-

sentiell sind (Solar/Photovoltaik, Windkraft, Leichtbau, Elektromobilität, Digitalisierung) stecken Rückgewin-

nungstechnologien vielfach noch in den Kinderschuhen oder sind noch nicht wirtschaftlich. Absehbar große

Mengen Faserverbundstoffe als materieller Bestandteil von Windkraftanlagen müssen deshalb ebenso zeitnah

bewältigt werden wie die Rückgewinnung seltener Erden, Lithium oder Kobalt als Bestandteil vielfältig geplanter

20

Batteriespeichertechnik. Ein weiteres wichtiges Ziel ist das Kunststoffrecycling. Darüber hinaus muss das Re-

cycling in Branchen, die heute bereits ein hohes Niveau der Wertstoffrückgewinnung aufweisen (z.B. Metall-

schrott, Glas, Papier; im Ansatz Phosphor aus Klärschlämmen) weiter verbessert werden.

Die Rohstoffverfügbarkeit und die Bereitstellung klimaneutraler Energie sind die Grundlagen für die Produktion

neuer Güter. Die Herausforderungen und Chancen dieser Zukunftsmission bestehen für Sachsen darin,

1. dass F&E-Lösungen entwickelt werden können, die gerade auch für die mittelständisch geprägte sächsische

Recyclingwirtschaft praxisgerecht und wirtschaftlich sind und einen schnellen Praxistransfer ermöglichen;

2. dass für die rückgewonnenen Wertstoffe ausreichend Abnahme auf dem Markt generell gesichert ist und

sich ein Rezyklateinsatz etablieren wird;

3. dass sich erhebliches Potential in der Forschung nach Technologien, welche die Effizienz sowohl der Ge-

winnung heimischer Rohstoffe, als auch der Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen ermöglichen, aus der

Vernetzung dieser beiden Bereiche ergibt (siehe dazu die Sächsische Rohstoffstrategie);

4. dass in der Bewältigung der Bergbaufolgen ein besonderer Schwerpunkt auf einen funktionierenden lokalen

und regionalen Wasserkreislauf und die Entwicklung von Wassersystemtechnologien gelegt werden sollte;

5. dass bei der Etablierung einer modernen Kreislaufwirtschaft von vornherein auf erneuerbare Energien und

deren Speicherung zu setzten ist;

6. dass smarte digitale Werkzeuge und Technologien entwickelt werden und ein eigenes Geschäftsfeld dar-

stellen;

7. dass für bereits diskutierte oder begonnene innovative Ansätze u.a. mit nachhaltigen Verpackungsmateria-

lien, Phosphorrecycling, Leichtbau (siehe Mission 10), Baumaterialien- und Batterierecycling oder biogener

Grundstoffproduktion (siehe Mission 6) ein dynamischer Hochlauf gelingt für heimische wie für Exportmärkte;

8. dass die jeweils Sektor bezogenen Technologien, Prozesse und Anlagen auch selbst produktiv gesetzt wer-

den und damit Wertschöpfung und Arbeitsplätze v.a. mit starker Exportkomponente entstehen; und

9. dass sich nahe an der Verfügbarmachung von Rohstoffen, Grundstoffen und Materialien auch neue Wert-

schöpfungsketten ergeben können.

Eine große Stärke Sachsens liegt aus Sicht des Innovationsbeirates zudem darin, dass der Freistaat als eine

„Wiege“ des Maschinenbaus in Deutschland und traditionsreicher Industriestandort in Europa bis heute über

geschlossene Wertschöpfungsketten vom Rohstoff bis zum Endprodukt verfügt und damit in Wissenschaft und

Wirtschaft wertvolle Erfahrungswerte nutzen kann.

Der grundsätzlich unterschiedliche systemische Ansatz der Kreislaufwirtschaft gegenüber der linearen Art und

Weise des Produzierens erfordert nicht nur eine Umstellung in der Wirtschaft, von der Materialforschung und

-entwicklung bis zu Produkten und Verfahren, sondern auch Änderungen von Nutzungs-, Verkaufs-, Marketing-

und Entlohnungssystemen. Neben der Notwendigkeit in Information, Transparenz, Beteiligungsmöglichkeiten

oder dem Werben um Akzeptanz zu investieren, erwachsen auch hieraus Chancen für neue Geschäftsmodelle

von gemeinsamen Diensten bis hin zur Wiederentdeckung von Dienstleistungen im Reparaturbereich.

Auf dem Weg in eine moderne Kreislaufwirtschaft wird es selbstverständlich weiter Stoffe geben, die noch nicht

in den Kreislauf zurückgeführt werden können, für die Lösungen zur Wertstoffrückgewinnung entwickelt werden

müssen und die bis dahin entsprechend umweltgerecht zu behandeln sind.

Der Freistaat Sachsen bietet mit einer ausgeprägten Wissenschaftslandschaft, einer ingenieurtechnisch gepräg-

ten Wirtschaft und den besonderen Rahmen, des durch den Bergbau bedingten Strukturwandels, sehr gute

Voraussetzungen dafür, dass sich die bereits bestehenden Standorte, v.a. in der Lausitz, zum deutschlandweit

führenden Zentrum für zirkuläres Wirtschaften – zunächst für Leichtbau, Verpackungen, Batterie- ,Baustoff- und

Phosphorrecycling, Wassersystemtechnologie und Bioökonomie – weiterzuentwickeln. Dies gilt für die Schaf-

fung neuer Materialien, Grundstoffe und Prozesstechnologien ebenso, wie für die Produktion Sektor bezogener

Komponenten, Anlagen, spezifischer Recycling- oder Aufbereitungs- sowie digitaler Technologien bis hin zur

Nutzung von Abwärme und synergetisch vernetzter, klimaneutraler Energiebereitstellung. Diese Entwicklung zur

Herstellung und Rückgewinnung ressourcenschonender Materialien und wertvoller Rohstoffe, wie der hierfür

notwendigen Technologien und Komponenten für den nationalen, europäischen wie globalen Markt, stellt aus

 

21

Sicht des Innovationsbeirates für Sachsen am Beginn eines sich rasch entwickelnden Trends eine besondere

Chance dar, die es zu nutzen gilt. Der Aufbau der hierfür notwendigen Netzwerke zwischen Wissenschaft und

Wirtschaft sollte Unterstützung finden.

Die Lausitz soll zu einer europäischen Modellregion entwickelt werden, in der die neusten Gesundheitstechno-

logien in Ausbildung, Lehre und Forschung wie auch in der Praxis Anwendung finden. Damit soll zugleich ein

Beitrag zur Steigerung der Standortattraktivität, Sicherung der Daseinsvorsorge und Verbesserung der Lebens-

qualität und -erwartung der Bürgerinnen und Bürger in der Lausitz und weit darüber hinaus geleistet werden.

Dazu sollen nach dem Dafürhalten des Innovationsbeirates Ausbildungsstrukturen und -formate geschaffen wer-

den, die schul- und hochschulübergreifend vorbildhafte neue Wege im deutschen Bildungssystem beschreiten.

Die Qualität und Verfügbarkeit der Gesundheitsversorgung für breite Bevölkerungsschichten wird weltweit durch

zukünftige medizinische Anwendungen gesteigert werden können, die die neuesten Entwicklungen der Sensor-

, IoT-, Virtual-Reality- und Augmented-Reality-Technologien nutzen. Dies ist eine echte Chance für Unterneh-

men der Gesundheitswirtschaft in einem sich wechselseitig unterstützendem Netzwerk Innovationen hervorzu-

bringen, zu erproben, anzuwenden und zu produzieren. Gleichermaßen könnte so ein hochmoderner Stand

medizinischer Versorgung gesichert bzw. geschaffen werden.

Innovationen, wie Smart Homes, Telepräsenz-Assistenz, robotergestützte Gesundheitsanwendungen usw., bie-

ten überall dort Lösungen an, wo die Bereitstellung medizinischer Hilfe mit herkömmlichen Mitteln an ihre Gren-

zen stößt; u.a. wegen der ungünstigen demografischen Entwicklung im ländlichen Raum (Überalterung, Abwan-

derung junger Menschen in die Städte usw.) und des generellen Mangels an medizinischem Personal.

Als Beispiele für innovative Anwendungsformen seien an dieser Stelle die Smart Homes und robotische Ge-

sundheitsanwendungen genannt:

Zukünftige Anwendungen für die häusliche Pflege setzen auf Fernüberwachungstechniken, die auf Sensor-, IoT-

und Virtual-Reality-Technologie basieren. Diese Techniken werden es ermöglichen, zu erkennen, ob ältere Men-

schen in ihrem Haus einen Unfall erleiden (z.B. Sturzerkennung), ob sie ihre Medikamente richtig einnehmen,

ob sie ihren Sport auf die richtige Weise ausüben oder wie sich ihre Körperfunktionen verändern. Telepräsenz-

Assistenz wird möglich sein, die in Echtzeit mündliche Ratschläge und haptische Hilfestellungen gibt. Anwen-

dungen, wie Fern- Physiotherapie, Fern-Ergo-Therapie, Fern-Reha-Training, werden durch IoT und virtu-

elle/augmentierte Realität ermöglicht.

Weiterhin werden in der zukünftigen Gesundheitsversorgung robotische Anwendungen eine große Rolle spie-

len. Daher werden die sächsischen Initiativen zur Robotik für die zukünftige Gesundheitsversorgung sehr wichtig

sein. So werden beispielsweise im Exzellenzcluster „Center for Tactile Internet (CeTI)“ neue Formen von Ope-

rationsassistenten, neue Formen des Co-Learnings von Fähigkeiten zwischen Robotern und Menschen sowie

neue Formen des robotergestützten Rehabilitationstrainings erforscht. Kombiniert mit Augmented-Reality-Tech-

niken können Roboter ferngesteuert werden („taktiles Internet“), sodass ferngesteuerte roboterbasierte Trai-

nings- und Behandlungsanwendungen ermöglicht werden, bei denen telemedizinische Anwendungen Ärzte und

Therapeuten in die Lage versetzen, Menschen mit Hilfe von häuslichen Robotern zu trainieren und zu behan-

deln. Darüber hinaus werden zukünftige Heimroboter-Plattformen älteren Menschen dienen, damit sie länger zu

Hause bleiben können.

22

Die Lausitz soll als modellhafte Gesundheitsregion für häusliche und stationäre Altenpflege, beste Krankenver-

sorgung im Kooperationsverbund der Kliniken und niedergelassenen Ärzteschaft sowie attraktiver Reha- und

Wellnessangebote weltweiten Pilotcharakter einnehmen.

Der Innovationsbeirat regt an, in der Lausitz ein „Kolleg für Heil- und Gesundheitsberufe“ zu gründen, dass mit

seiner gemeinsamen Lehrkörper- und Lehrraumstruktur die Berufsausbildung vor Ort mit der medizinischen

Hochschulbildung in Sachsen verbindet und sämtliche Ausbildungsformen vom Berufsabschluss über den Ba-

chelor bis zum Master sowie zu jeder Form der Fort- und Weiterbildung im Sinne eines modernen „Life Long

Learning" abdeckt.

Derzeit erfolgt die fachschulische Ausbildung in den Gesundheitsberufen an den Medizinischen Berufsfachschu-

len, die an die sächsischen Krankenhäuser angegliedert sind. Die Akademisierung einzelner Berufe erfordert

eine Verlagerung dieser bisherigen Ausbildungsgänge als neue Studiengänge an die sächsischen Hochschulen

bzw. an die Berufsakademien.

Die Gründung eines „Kollegs für Heil- und Gesundheitsberufe“ trägt dem Umstand Rechnung, dass die moderne

Versorgung im Gesundheitswesen eine interdisziplinäre und interprofessionelle Zusammenarbeit erfordert, um

den zunehmend komplexen Behandlungsmethoden und der Spezialisierung gerecht zu werden. Besonders die

Nutzung neuer Technologien (z.B. Robotik, Smart Devices) und innovativer Software mit Künstlicher Intelligenz

nehmen stark zu. Dies führt zu einer neuen Behandlungskultur, welche in der Ausbildung von Beginn an ein

interdisziplinäres und interprofessionelles Lernen notwendig macht. Deshalb sollen die klassische Separation

und Parallelität in der Gesundheitsbildungslandschaft aufgelöst und in ein "Kolleg für Heilberufe" integriert wer-

den. Das Kolleg soll sich auch über die Grenzen hinweg an Menschen aus Polen und Tschechien richten, die

nach den neusten EU-Standards ausgebildet werden und danach auch barrierefrei im deutschen Gesundheits-

wesen tätig werden können.

Der Innovationsbeirat regt an, in der Lausitz ein Technologiezentrum „Med-Tech-Zentrum Saxony“ (MTZS) zu

gründen. Gemeinsam mit geeigneten Industriepartnern könnte das MTZS die Erprobung neuer, vom Else Krö-

ner-Fresenius-Zentrum Dresden (EKFZ) entwickelte, Med-Tech-Produkte sowie deren anschließende Weiter-

entwicklung und Anpassung koordinieren. Das MTZS soll zu einem Gründerinkubator werden, der Aus- und

Neugründungen in der Region fördert, die vorhandene Versorgungsstruktur verbessert und eine „verlängerte

Werkbank“ für innovative Medizintechnik schafft.

Bisher verfügt Sachsen über keine Einrichtung, die eine vergleichbar koordinierte Erprobung und Weiterentwick-

lung von Innovationen bis zur Marktreife leisten könnte. Grundsätzlich hat die Lausitz jedoch den Ruf einer

europäischen Region, in der zukünftige digitale Gesundheitstechnologien, insbesondere digitale medizinische

Anwendungen für den ländlichen Raum, erforscht, entwickelt und für die Gesellschaft zugänglich gemacht wer-

den sollen.

Der Freistaat Sachsen kann nach dem Dafürhalten des Innovationsbeirates im Bereich Digital Health einen

signifikanten Beitrag zur Steigerung der Gesundheit und Lebensqualität im ländlichen Raum leisten, indem ko-

ordinierte Strategien für den Infektionsschutz und die Krankenhaushygiene in den einzelnen ambulanten Ein-

richtungen und Krankenhäusern entwickelt werden.

Infektionen, wie auch die aktuelle COVID-19-Pandemie zeigt, nehmen in allen medizinischen Fachbereichen

einen zunehmend wachsenden Stellenwert ein. Ihre Prävention, Diagnostik und Therapie gewinnen aufgrund

einer steigenden Resistenzentwicklung an Bedeutung. Die über alle Fachbereiche hinweg immer komplexer

 

23

werdende Medizin, z.B. Organtransplantation, Endoprothetik und Onkologie, steigert das Risiko der Patienten,

an behandlungsassoziierten Infektionen, insbesondere mit multiresistenten Erregern, zu erkranken.

Um hier Abhilfe zu schaffen, wird die Neugründung eines Zentrums für Infektiologie und Krankenhaushygiene

(ZIKH) empfohlen, das sich mit Prävention, Diagnostik und Therapie ambulanter, nosokomialer und importierter

Infektionen mit multiresistenten Erregern sowie mit Pandemiemanagement befassen soll. Zugleich berät das

ZIKH die kooperierenden Krankenhäuser und ambulanten Gesundheitseinrichtungen in allen Fragen der Kran-

kenhaushygiene und der Infektionsprävention einschließlich der Koordination des Managements bei Ausbrü-

chen und der Durchführung von Ausbruchsanalysen.

Auf diese Weise soll das ZIKH, u.a. in Kooperation mit der Medizinischen Mikrobiologie, eine qualitativ hoch-

wertige Betreuung von Patienten mit Infektionskrankheiten und eine kompetente Infektionsprävention in der

Lausitz sowie grenzübergreifend sicherstellen.

Da Infektionen nicht vor Staatsgrenzen haltmachen, soll das ZIKH die Funktion der „Krankenhaus-Leitstelle“ für

Ostsachsen mit einer Liaison-Funktion in die jeweiligen zuständigen Stellen der Nachbarländer Polen und

Tschechien wahrnehmen. Um die Attraktivität des öffentlichen Gesundheitsdienstes zu steigern, wird das Zent-

rum ein bundesweit einmaliges Curriculum für diesen Bereich entwickeln und in Zusammenarbeit mit dem Ge-

sundheitscampus Dresden Experten in diesen Mangelberufen ausbilden. Die Lausitz bietet hierfür exzellente

Voraussetzungen. Sie hat schon heute den Ruf einer europäischen Modellregion, in der zukünftige digitale Ge-

sundheitstechnologien, insbesondere digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen Raum erforscht,

entwickelt, in die Gesellschaft überführt werden und die dazu passfähige Ausbildung erfolgt.

Sachsen hat aus Sicht des Innovationsbeirates das Potenzial, durch die Entwicklung innovativer KI-Methoden

zum europaweit ersten akademischem Zentrum für Intelligente Wirkstoffentwicklung und einem weltweiten Vor-

reiter in der computergestützten Wirkstoffentwicklung aufzusteigen. Zugleich hält Sachen viele Trümpfe in der

Hand, bei der Optimierung von biologischen Wirkstoffkandidaten (Proteinen, Antikörper, Vakzinen) in Zukunft

eine international führende Rolle einzunehmen.

Mit der in Deutschland einmaligen Zusammenführung von Pharmazie und Medizin unter dem Dach einer Medi-

zinischen Fakultät und der Errichtung eines neuen Instituts für Wirkstoffentwicklung entsteht in Leipzig aktuell

ein Schwerpunkt auf dem Gebiet der akademischen Wirkstoffentwicklung. Die Aktivitäten der virtuellen, synthe-

tischen, experimentellen und präklinischen Wirkstoffentwicklung werden in einem gemeinsamen Forschungsbau

zusammengeführt, der den Nukleus weiterer neuer Verbundinitiativen bilden soll.

Die computergestützte Entwicklung, Produktion und klinische Testung nachhaltiger Impfstoffe und präziser Arz-

neimittel mittels Künstlicher Intelligenz führt die kritischen Entwicklungen der letzten zehn Jahre unter einem

Dach zusammen, um die nächste Generation von Therapeutika zur Behandlung von Krankheiten zu entwickeln.

In diesem Zusammenhang sei auf das Nationale Kompetenzzentrum für Big Data und Künstliche Intelligenz an

der Fakultät für Mathematik und Informatik an der Universität Leipzig (und federführend an der Technischen

Universität Dresden) als Teil des KI-Kompetenzzentrums ScaDS.AI Dresden/Leipzig verwiesen, das ab 2022

deutlich ausgebaut wird. Daher empfiehlt der Innovationsbeirat die Errichtung eines neuen Instituts für Wirk-

stoffentwicklung als bisherigem „Missing Link“. Damit könnte die gesamte Wertschöpfungskette von der Ent-

wicklung über die Produktion bis hin zur klinischen Testung von Wirkstoffen am Standort Leipzig vervollständigt

werden.

 

24

Der Freistaat Sachsen erfüllt aus Sicht des Innovationsbeirates alle Voraussetzungen, sich mit einem ganzheit-

lichen Biopharming-Projekt in der Lausitz als Standort einer innovativen, ressourceneffizienten und wettbe-

werbsfähigen Medizin zu präsentieren. Die Lausitz könnte damit eine Vorreiterrolle für nachhaltige Pharmaent-

wicklung- und Produktion einnehmen, die moderne und nachhaltige pharmakologische Forschung mit der Ent-

wicklung zukunftsträchtiger Fertigungstechnologien sowie medizinischer Anwendungen vereint und Grundla-

genforschung ebenso einschließt, wie anwendungsnahe Pilot-Projekte.

Das Biopharming in lebenden pflanzlichen Organismen wird Klimaschutz und biopharmazeutische Produktions-

technologie Hand in Hand voranbringen und auch in anderen Bereichen die Ansiedlung nachhaltiger Industrie

und Wertschöpfungsketten mit Raum für Spin-offs, Start-ups, Think-Tanks und Inkubatoren stimulieren.

Die Medizin befindet sich im Wandel. Sie soll künftig stärker auf die individuelle Situation der Patienten ausge-

richtet sein. Dies bedeutet insbesondere auch den Einsatz neuer Medikamente. Insofern sind neue digitale und

KI-basierte Fertigungs- und Anwendungsmethoden genauso gefragt, wie der Einsatz besser verträglicher und

ressourcen- wie umweltschonender Rohstoffe. Ein Instrument dafür können Verfahren des Biopharmings (ge-

netisch veränderte Nutzpflanzen = „grüne“ Gentechnik) auf Basis natürlicher Ausgangsstoffe sein. Sie werden

in den kommenden Jahren maßgeblich Eingang in die medizinische Anwendung finden und damit auch hohe

Wachstumszahlen für die Pharmaindustrie generieren (= „rote Gentechnik“).

Der Innovationsbeirat empfiehlt, in der Lausitz einen Forschungsstandort der TU Dresden zu gründen, der sich

mit neuen Methoden des Biopharmings zur Herstellung von Medikamenten aus Pflanzen beschäftigt. Im Zent-

rum des Projektes könnte die Produktion biogener Arzneimittel aus nachwachsenden und biogenetisch verän-

derten Rohstoffen stehen. Im Fokus liegt dabei die Präzisionsmedizin für überwiegend altersbezogene Krank-

heiten (insbesondere kardiologische, onkologische, immunologische und metabolische Erkrankungen). Die

neuen Medikamente und Produkte werden in präklinischen Studien sowie in modernen klinischen Studien in

den Partner-Krankenhäusern der Region validiert und dabei ein KI-basiertes Datenmanagement nutzbar ge-

macht. Bei den klinischen Studien werden die regionalen Besonderheiten der Lausitz sowie die Stärken und

Kompetenzen der TU Dresden, z. B. durch den Einsatz telemedizinischer Ansätze in den bestehenden regiona-

len Zentren/Krankenhäusern in der Lausitz mit digitalen Gesundheitstechnologien verknüpft und zu einer Einheit

zusammengeführt. Hierbei entsteht eine zukunftsweisende Synergie zwischen den regionalen Zentren/Kranken-

häusern in der Lausitz und dem Potenzial der Digitalisierungstechnologien in der akademischen Medizin. Die

genauen Bedarfe und mögliche Umsetzungsszenarien sollten zunächst mit Hilfe einer Machbarkeitsstudie er-

mittelt werden.

Der Freistaat Sachsen ist schon heute ein Standort hochinnovativer medizinischer und pharmakologischer For-

schung. Mit seinen beiden medizinischen Fakultäten sowie den zahlreichen außeruniversitären Forschungsein-

richtungen in den Regionen Dresden und Leipzig verfügt er über exzellente Netzwerke, die insbesondere für die

Pharmaunternehmen in und außerhalb Sachsens kompetente Partner für hochinnovative Produkte bereitstellen.

Etwa 300 Biotechnologie-, Pharma- und Medizintechnik-Unternehmen kooperieren bereits mit den sächsischen

Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Molekulares Bioengineering und Bioinformatik gehören zu den

Schwerpunktthemen. Außerdem nehmen die Kooperationen zwischen Dresden und Leipzig stetig zu. Darüber

hinaus ist der Freistaat Sachsen Sitz zahlreicher FuE-Partner, Unternehmen des Maschinen- und Anlagenbaus

sowie der Fertigungstechnologien.

Soweit noch nicht vorhanden, sollen alle Varietäten der Gentechnik (rot, grün, weiß) im Freistaat Sachsen zu

einer starken Forschungspräsenz entwickelt werden. Damit würden Voraussetzungen geschaffen, um internati-

onal vermarktungsfähiges geistiges Eigentum zu erzeugen. Insofern empfiehlt der Innovationsbeirat eine grund-

sätzliche Offenheit für Themen der Forschung und Entwicklung zur Gentechnik in den Bereichen Bioökonomie,

Biotech und Biopharma.

Der Innovationsbeirat erkennt in der Bioökonomie und in den Biogenen Rohstoffen (einschließlich „Weiße Gen-

technik") ein großes ökonomisches und ökologisches Potenzial im Sinne einer doppelten Wertschöpfung.

 

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Aufgrund der inhaltlichen Nähe zwischen den Missionen 5 und 6 regt der Innovationsbeirat an, entsprechende

Synergieeffekte und Potenziale für eine enge Zusammenarbeit mit dem Vorhaben der „Intelligenten Wirkstoff-

forschung“ im Mitteldeutschen Revier (Mission 5) durch die potenziellen Partner aus Dresden und Leipzig zu

prüfen. Doppellungen sind unbedingt zu vermeiden und etwaige fehlende Kompetenzen durch eine Zusammen-

arbeit zwischen beiden Projektteilen auszugleichen.

Der Forschungs- und Fertigungsstandort Silicon Saxony ist Europas größtes und weltweit fünftgrößtes Mikro-

elektronikcluster, das in technologischer Hinsicht als eines der innovativsten IKT-Cluster weltweit gilt. Die säch-

sische Mikroelektronik ist einer der wenigen Wirtschaftszweige, in denen der Freistaat Sachsen eine europäi-

sche Spitzenposition eingenommen hat. Die Mikroelektronik ist eine Schlüsselindustrie für den Erhalt und Aus-

bau der Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit aller wichtigen Wirtschaftssektoren.

Um seine Spitzenstellung in der europäischen Mikroelektronik zu festigen und auszubauen, empfiehlt der Inno-

vationsbeirat der Staatsregierung, im Freistaat Sachsen ein Forschungs- und Entwicklungszentrum für Chips

der nächsten Generation zu etablieren. Neben anwendungsnahen Fragestellungen im Bereich der CMOS-Tech-

nologie-Entwicklung auf 300 mm Plattformen, der Hetero-Integration sowie dem zugehörigen Entwurf von

Schaltkreisen spielen für die Zukunft neue Technologien für das Next-Generation-Computing, wie Neuromorphe

Rechnersysteme / In-Memory-Computing sowie für das Quanten-Computing, eine entscheidende Rolle.

Die Entwicklung und Produktion dieser neuen Next-Generation-Computing-Technologien bildet z.B. die Grund-

lage für eine erfolgreiche Mobilitätswende und dienen auch als Anknüpfungspunkt für Innovationen in zahlrei-

chen weiteren Bereichen, wie E-Health, BioTech, Informationstechnologie, Internet der Dinge (IoT). Ein Ausbau

dieser Bereiche befördert gleichsam die Nutzung von Synergien mit anderen Zukunftstechnologien, wie Quan-

tencomputing und Neuromorphem Computing.

Die in Sachsen aufgebauten, umfangreichen Kapazitäten in der Mikroelektronik-Produktion (u.a. Infineon, Glo-

balfoundries, Robert Bosch Semiconductor Manufacturing) werden durch ein leistungsfähiges Netzwerk an For-

schung und Entwicklung (sowohl in den Mikro- und nanotechnologischen Grundlagen als auch im Design und

in der Anwendung) ergänzt. Dazu wird das Forschungsumfeld, bestehend aus Universitäten, Start-ups und For-

schungseinrichtungen (Fraunhofer IPMS, IZM/ASSID, IIS/EAS, ENAS sowie Helmholtz- und Max-Planck-Insti-

tute), ausgebaut und gezielt in Richtung zukunftsweisender Themen weiterentwickelt. Aus Sicht des Innovati-

onsbeirates sollte es das Ziel sein, in Sachsen keine reine Fertigung, sondern eine Entwicklung von Mirko - und

Nanoelektronik der nächsten Generation zu etablieren.

Der Innovationsbeirat empfiehlt der Staatsregierung, im Freistaat Sachsen ein Innovationssystem zu etablieren,

das durch Spitzenforschung in den Bereichen Mikrotechnologien, Nano- und Quantentechnologien sowie Künst-

liche Intelligenz (KI) u.a. die Zukunft des Gesundheitswesens weltweit prägen wird, indem zukünftige digitale

Technologien für Diagnose, Therapie und telemedizinische Anwendungen erforscht, entwickelt und der Gesell-

schaft zugänglich gemacht werden.

Mikro-, Nano- und Quantentechnologien sowie KI haben sich als vielversprechende Technologien erwiesen, um

die Gesundheitsversorgung zu verbessern, indem sie die technologische Basis bieten Krankheiten vorbeugen,

eine schnelle Diagnose ermöglichen, Krankheiten mit weniger Nebenwirkungen zu behandeln und neue bzw.

verbesserte medizinische Hilfsmittel zu schaffen.

Dazu bedarf es neben geeigneten Reallaboren auch eines innovativen interdisziplinären Clusters von For-

schungsinstituten, Unternehmensinkubatoren sowie bereits etablierten Unternehmen. Ziel sollte es aus Sicht

des Innovationsbeirates sein, diese Reallabore und das interdisziplinäre Cluster zu entwickeln und aufzubauen,

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um somit das volle Potenzial der Mikro-, Nano- und Quantentechnologie und KI zu nutzen, um revolutionäre

Gesundheitsanwendungen der nächsten Generation zu unterstützen. Dazu zählen insbesondere Gewebeent-

wicklung, neuronale Implantate, Systeme zur gezielten Verabreichung von Medikamenten, bio-inspirierte und

Quantencomputing-Systeme, tragbare Gesundheits-Tracker und neue Abbildungs- und Diagnosesysteme.

Das Vorhaben kombiniert drei hochinnovative Bereiche in einmaliger Weise:

Digitale Gesundheitstechnologien bauen schon lange auf dem Konzept des Internets der Dinge (IoT) auf. Zu-

künftige, tragbare und implantierbare medizinische Geräte sollen eingehende, medizinische Sensordaten an Ort

und Stelle verarbeiten, sodass die gesundheitsdienstleistenden Einrichtungen Patienten aus der Ferne und in

Echtzeit überwachen, diagnostizieren und sogar behandeln können. Dazu müssen die Geräte große Mengen

an IoT-Daten austauschen und in ultrahoher Geschwindigkeit verarbeiten können; zugleich müssen sie ener-

gieeffizient und wärmereduziert sein. Für die Implementierung digitaler Gesundheitsanwendungen, wie Teleme-

dizin, KI-gestützter Computerdiagnostik, prädiktiver Gesundheitsversorgung usw. werden sogen. "In-Memory-

Computing-Systeme" benötigt, d.h. Informationsverarbeitungsarchitekturen, die die Arbeitsweise des Gehirns

nachahmen.

Quantencomputer können Daten unter bestimmten Grundbedingungen erheblich schneller verarbeiten als der

klassische Rechner. Dieser Umstand eröffnet beispiellose Möglichkeiten für die Simulation komplexer Materia-

lien und Phänomene und wird die bildgestützte Diagnostik erheblich verbessern. Dies wird die Behandlung und

Prävention von Krankheiten kostengünstiger machen, auch in entlegenen Gebieten gewährleisten und auf das

Individuum zugeschnittene rechtzeitige und genaue Risikovorhersagen ermöglichen.

Zu den jüngsten Entwicklungen in der Mikroelektronik zählt die Implementierung von Organ-auf-Chip-Plattfor-

men, die in der Lage sind, Funktionen des menschlichen Körpers unter Einbeziehung von Organen, wie Gehirn,

Leber, Herz, Lunge usw., zu simulieren. Durch die Kombination von mikroelektronischer Chiptechnologie mit

Mikrofluidik und Biomaterialien (Bio-MEMS) können damit wichtige medizinische Studien im Labor durchgeführt

werden. Die Entwicklung neuartiger Nanomaterialien eröffnet neue Möglichkeiten in der Behandlung von Krebs,

Herz- und anderen akuten Krankheiten, z. B. durch den Einsatz von Nanopartikel und Nanobots im menschli-

chen Körper zur Tumorbekämpfung, Wundheilung u.ä..

Aus Sicht des Innovationsbeirates vereint der Freistaat Sachsen die Vorzüge einer hausragenden Region für

die Entwicklung von Gesundheitstechnologien (BioSaxony) und eines bedeutenden Standortes für Mikro- und

Nanoelektronik von europäischem Rang (SiliconSaxony) mit zahlreichen Elektronik-, Software- und Medizin-

technikunternehmen. Darüber hinaus verfügt Sachsen über eine starke Sensorik-Industrie und eine aktive Zu-

sammenarbeit zwischen Hochschulen, FuE-Einrichtungen und Unternehmen. Diese Potenziale gilt es, in Zu-

kunft weiter erfolgreich zu heben.

 

27

Das Ziel einer emissionsfreien, intelligenten und multimodalen Mobilität der Zukunft hat vielfältige Facetten. Die

Teilaspekte reichen von intelligenten Verkehrssystemen über automatisiertes Fahren und alternativen Antriebs-

techniken (Elektromobilität, Wasserstoff) bis hin zu integrierten Verkehrslösungen im Sinne von Mobilität als

Dienstleistung („Mobility as a Service“), die durch eine intelligente Vernetzung bestehender und innovativer Mo-

bilitätsangebote eine Abkehr vom eigenen Auto ohne Mobilitätseinschränkungen ermöglicht.

Die Mobilitätsstrategie der Zukunft soll die persönliche (Fortbewegungs-)Freiheit des Einzelnen gewährleisten,

städtische und ländliche Regionen miteinander verbinden und zugleich umweltverträglich und ressourceneffi-

zient sein, um auf diese Weise einen Beitrag zum Klimaschutz und zur Energie- und Mobilitätswende zu leisten.

Dieses Bündel von Zielstellungen soll mithilfe technologieoffener, innovativer, bedarfsgerechter und verkehrs-

trägerübergreifender (= multimodalen) Mobilitätsangeboten erreicht werden. Leitbild ist ein leistungsfähiges, ef-

fizientes, sicheres, einfach zugängliches und multimodales Gesamtverkehrssystem, das modernste Technik und

insbesondere die Möglichkeiten der Digitalisierung nutzt und so Verkehrsmittel und Verkehrsträger miteinander

vernetzt.

In diesem Zusammenhang regt der Innovationsbeirat an, dass sich die Staatsregierung in ihren Aktivitäten dar-

über hinaus folgenden Anwendungsfeldern verstärkt widmet:

Entwicklung einer Strategie zur Mobilitätswende für den Zeitraum 2021 bis 2038 im Freistaat Sachsen mit

Fokus auf das Lausitzer Revier und das Mitteldeutsche Revier als Basis einer vernetzten Projektstruktur.

Rascher Ausbau der Lade- und Tankinfrastrukturen für alle klimafreundlichen Energieträger im privaten wie

auch gewerblichen Bereich.

Aufbau der Ladeinfrastruktur für LKWs entlang der Hauptverkehrsachsen Sachsens und im Depot.

Aufbau leistungsfähiger digitaler Infrastrukturen und Kommunikationsnetze, die den optimalen Austausch

von Verkehrs- und Fahrzeuginformationen ermöglichen, damit mit intelligenter Verkehrsteuerung Staus und

Umwege vermieden und Kraftstoff oder Strom eingespart werden können.

Aufbau von sicheren Datenräumen (z.B. für intelligente Verkehrssteuerung: Mobility Data Space des Fraun-

hofer IVI in Dresden).

Entwicklung von Chips der nächsten Generation (Quanten-/Next Generation Computing) zur Ermöglichung

von Echtzeit-Verkehrssteuerung (

).

Schaffung von Reallaboren/Experimentierräumen, um vielversprechenden (aber noch nicht wirtschaftlichen)

Technologien schneller zur Marktreife zu verhelfen, z.B. zur Anwendung von Brennstoffzellen bei PKW und

Nutzfahrzeugen (Lkw, Reisebusse, Regionalzüge, Gabelstapler/Flurförderzeuge).

Bereitstellung von Teststrecken für das Autonome Fahren.

Förderung der Schienenbahntechnik der Zukunft in Sachsen mit dem Fokus auf den „Straßenbahnbaureihe

Sachsen“ (z.B. H2-Tram, H2-Brennstoffzellen-Umrüstung von Nahverkehrszügen, Abwärme basierte Klima-

tisierung von Brennstoffzellen-Triebzügen, Digitalisierte Zentralwerkstätten) und Fokus auf innovativen

Bahnverkehr (z.B. Entwicklung Trailer-Schienengüterwagen, Internationale Business-Reisen im Piano-

Xpress).

Einbindung der Bevölkerung durch kostengünstige Nutzungsangebote für ÖPNV-Pilotprojekte.

Förderprogramme des Freistaates Sachsen für die Entwicklung und Qualifizierung zur Begleitung der Trans-

formation des Mobilitätssektors.

Förderung digitaler Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern, um den hohen Fachkräftebedarf heute

und in Zukunft sicherzustellen.

Unterstützung bei gesetzlichen Novellen auf Bundesebene zur Realisierung der Mobilitätswende (z.B. Auf-

nahme von Fahrzeugen ab 3.5 t in das Elektromobilitätsgesetz) und wettbewerbsfähige Energiepreise.

Hinsichtlich der Mobilitätsstrategie für den Freistaat Sachsen ist aus Sicht des Innovationsbeirates hervorzuhe-

ben, dass Sachsen bundesweit eine der ersten Adressen in Fragen der Wasserstoffforschung und -anwendung

ist (

). Unternehmen und Forschungseinrichtungen in Sachsen verfügen aus Sicht des Innovati-

 

28

onsbeirates über das Potenzial, in Zusammenarbeit mit den im Freistaat ansässigen Schienenfahrzeugherstel-

lern und deren Zulieferindustrie ihre Exzellenz in diesem Bereich dazu nutzen, die erste emissionsfreie Straßen-

bahn in ganz Europa zu entwickeln und eine lückenlose Wasserstoffinfrastruktur aufzubauen.

Der Freistaat Sachsen ist von der deutschen Wiedervereinigung 1990 bis heute zum viergrößten Leichtbau-

Standort in Deutschland avanciert (vgl. Leichtbauatlas des BMWi). Viele namenhafte Leichtbau-Akteure aus

Wirtschaft und Wissenschaft haben sich in den vergangenen 30 Jahren in Sachsen angesiedelt und seitdem

bahnbrechende Innovationen hervorgebracht, die weit über die Grenzen des Freistaates hinaus großen Anklang

finden. In Sachsen haben sich die Akteure des Fachgebietes in der Leichtbau-Allianz zusammengeschlossen.

Die Allianz hat es sich zum Ziel gesetzt, vorhandene Kompetenzen weiterzuentwickeln und neue Potenziale zu

erschließen.

Der Leichtbau mit seinen technologischen Ansätzen für eine höhere Material- und Energieeffizienz kann einen

signifikanten Beitrag zur Lösung der globalen Umwelt- und Klimaproblematik leisten. Aus diesem Grund bildet

der Leichtbau für den Innovationsbeirat einen der wichtigsten Innovationstreiber für die prägenden sächsischen

Wirtschaftssektoren des Fahrzeug-, Flugzeug-, Maschinen- und Anlagenbaus. Innovativer nachhaltiger Leicht-

bau erfordert nicht nur signifikante Gewichtseinsparungen bei gleichzeitiger Verbesserung der Bauteileigen-

schaften. Damit stellt der ökologische Ressourceneinsatz einen Schwerpunkt bei der Entwicklung zukunftsfähi-

ger Leichtbaukonzepte und Fertigungstechnologien dar.

Der Innovationsbeirat empfiehlt der Staatsregierung, den Freistaat Sachsen über verschiedene Landesteile hin-

weg zum Produktionsstandort technischer Komponenten entlang des Dekarbonisierungspfades für den Ener-

giesektor, für Wirtschaft und Gesellschaft zu entwickeln. Damit werden weitere Funktionen in sich bewegende

oder mobile Anwendungen integriert. Diese substitutiv eingebrachten Module ermöglichen nicht nur zusätzliche

Funktionalitäten; sie sind auch integraler Bestandteil der neuen Gesamtkonstruktion, die ihrerseits die Eigen-

schaften, wie die Masse und die Masseverteilung, beeinflussen. Dies sind beispielsweise Brennstoffzellen, Ver-

dichter, Windräder, Wärmeüberträger, Batterien etc., welche einen großen Einfluss auf das bewegte Gewicht

haben. Ein wesentlicher Wettbewerbsvorteil liegt in der Fähigkeit, das jeweilige Gewicht zu reduzieren bzw. an

die Funktionalität anzupassen. Zudem ist Entwicklung und Herstellung intelligenter, effizienzverbessernder und

ressourcenschonender Materialien für den nationalen, europäischen wie globalen Markt von fundamentaler Be-

deutung.

Mit der Erforschung und Entwicklung attraktiver und anforderungskonformer Wärmespeichersysteme in Kombi-

nation mit integrierter Funktionalität von Sensorik und Aktorik soll die bisher ungenügende Kompensation zwi-

schen Nachfrage und Bereitstellung, insbesondere thermischer Energie bei Wärmewende und Sektorenkopp-

lung, überwunden werden.

Die technisch orientierte, universitäre und außeruniversitäre, sowie international vernetzte Lehr- und For-

schungsinstitutionen im Freistaat Sachsen bilden aus Sicht des Innovationsbeirates eine ausgezeichnete Basis

für den Transfer, die Ausbildung von Nachwuchskräften und die Weiterqualifizierung von Beschäftigten aus der

Industrie.

Die zukünftige positive Entwicklung des Wirtschaftsstandortes Sachsens wird durch eine Förderung der heraus-

ragenden sächsischen Forschungslandschaft im Bereich des Leichtbaus sowie eine engere Verzahnung mit

Unternehmen und Initiativen der Wirtschaft in Sachsen unterstützt.

Der Innovationsbeirat regt in diesem Zusammenhang an, ein europaweit einzigartiges Forschungszentrum für

kostengünstige, maßgeschneiderte und „grüne“ Carbonfasern als interdisziplinäre Forschungseinrichtung durch

die TU Chemnitz unter Einbeziehung der Partner MER-GE/TU Chemnitz, Fraunhofer IWU, Fraunhofer IAP und

das Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik der TU Dresden einzurichten.

29

Durch Einbeziehung von erneuerbaren Energien und eines nachhaltigen Energiemanagements könnte erreicht

werden, die gesamte Wertschöpfungskette von der Rohstoffgewinnung und Aufbereitung über Werkstoffe und

Verfahren bis hin zu Strukturen und Systemen treibhausgasneutral zu gestalten und in eine industrielle Fertigung

zu überführen. Dabei kann die gute Position Sachsens bei dem 3D-Druck (Agent-3D) diese neue Fertigungs-

technologie dazu genutzt werden, den Firmen neue Wege zur Realisierung von Leichtbau an die Hand zu geben,

zum Beispiel in der Produktion oder Medizintechnik.

 

30

Der Freistaat Sachsen ist seit jeher ein Land der klugen Köpfe und guten Ideen. Sachsen ist die Wiege vieler

bahnbrechender Innovationen. Innovationen sind Treiber des Fortschrittes im Freistaat. Sie mehren Wachstum,

Wohlstand und Beschäftigung. Sachsens traditionsreiche Industriekultur von Bad Muskau bis Plauen, von Tor-

gau bis Zittau fußt auf der Bereitschaft zur Veränderung und der Kraft zur Innovation. Die Globalisierung, der

Übergang in ein postfossiles Zeitalter der Klimaneutralität in Deutschland bis 2045 und die voranschreitende

Digitalisierung stellen neue Anforderungen an den Wirtschaftsstandort Sachsen.

Die in diesem Bericht dargestellten Zukunftsmission für Sachsen 2038 sollen einen Beitrag dazu leisten, den

Weg in ein postfossiles Zeitalter der Klimaneutralität erfolgreich zu beschreiten, ausgewählte wertschöpfungs-

intensive und produktive Wachstumspfade zu definieren und weitere Innovationskräfte im Freistaat freizusetzen.

Im Zuge des Strukturstärkungsprozesses soll Sachsen dabei weiterhin eine vitale Energieregion bleiben und

bestehende mit neuer Wertschöpfung verknüpfen. Hierfür sollte zukünftig die Stromerzeugung (gesicherte Leis-

tung) sowie die Wärme- und Kälteversorgung zu 100% erneuerbar aus weit überwiegend regionalen Kraftwerks-

standorten heraus in Zusammenspiel mit dezentralen Systemen der Erzeugung und Versorgung gewährleistet

werden. Durch eine Kombination von EE-Erzeugungsanlagen und neuen Technologien im Sinne einer Ener-

gieumwandlung (z.B. durch neuartige Speichertechnologien, Wandler, wie Wärmepumpen oder die Elektromo-

bilität)) sollen innovative Technologieergänzungen und eine Technologieführerschaft realisiert werden, die die

Basis für die Transformation des Energieversorgungssystems darstellen und die Kopplung zu neuen regionalen

Wertschöpfungsketten ermöglichen (bspw. Batterieherstellung, stoffliche Kreislaufwirtschaft, Wasserstoff-Wirt-

schaft). Dazu sollten regionale Leuchtturmprojekte identifiziert und umgesetzt werden. Die Lausitz sollte auch

zu einer klimaneutralen (Industrie-)Region entwickelt werden. Hier wird deutlich mehr erneuerbare Energie er-

zeugt als vor Ort verbraucht werden kann. Dies ist ein wichtiger Standortvorteil für die Region. Die erneuerbaren

Energieträger gilt es insbesondere für eine klimaneutrale Versorgung bestehender und potentieller Unterneh-

mensansiedlungen und eine grüne (Industrie-)Produktion zu nutzen.

Sachsen bietet mit einer ausgeprägten Wissenschaftslandschaft, einer ingenieurtechnisch geprägten Wirtschaft

und den besonderen Rahmen, des durch den Bergbau bedingten Strukturwandels, aus Sicht des Innovations-

beirates sehr gute Voraussetzungen dafür, dass sich die bereits bestehenden Standorte, v.a. in der Lausitz,

zum deutschlandweit führenden Zentrum für zirkuläres Wirtschaften zunächst für Batterie-, Baustoff- und Phos-

phorrecycling, Leichtbau, Verpackungen, Wassersystemtechnologie und Bioökonomie weiterentwickeln. Dies

gilt für die Entwicklung neuer Materialien, Grundstoffe und Prozesstechnologien ebenso, wie für die Produktion

Sektor bezogener Komponenten, Anlagen, spezifischer Recycling- oder Aufbereitungs- sowie digitaler Techno-

logien bis hin zur Nutzung von Abwärme und synergetisch vernetzter, klimaneutraler Energiebereitstellung.

Beide Reviere sollten aus Sicht des Innovationsbeirates zu einer Modellregion entwickelt werden, in der die

neusten Gesundheitstechnologien in Ausbildung, Lehre, Forschung und Praxis Anwendung finden. Hier sollten

künftig u.a. digitale Gesundheitstechnologien, insb. digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen

Raum, erforscht, entwickelt und in die Gesellschaft überführt werden. Damit wird zugleich ein Beitrag zur Stei-

gerung der Standortattraktivität, Sicherung

der Daseinsvorsorge und Verbesserung der Lebensqualität und

-erwartung der Bürgerinnen und Bürger in den sächsischen Braunkohleregionen und darüber hinaus geleistet.

In Sachsen sollte ein Innovationssystem etabliert werden, das durch Spitzenforschung in den Bereichen Mikro-

technologien, Nano- und Quantentechnologien sowie Künstliche Intelligenz (KI) die Zukunft des Gesundheits-

wesens weltweit prägt. Aus Sicht des Innovationsbeirates verfügt Sachsen über das Potenzial, durch die Ent-

wicklung innovativer KI-Methoden zum europaweit ersten akademischen Zentrum für Intelligente Wirkstoffent-

wicklung und weltweiten Vorreiter in der computergestützten Wirkstoffentwicklung und bei der Optimierung von

biologischen Wirkstoffkandidaten (Proteinen, Antikörper, Vakzinen) aufzusteigen.

31

Sachsen vereint dabei die Vorzüge einer hausragenden Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnolo-

gien (BioSaxony) und eines bedeutenden Standortes für Mikro- und Nanoelektronik von europäischem Rang

(SiliconSaxony) mit zahlreichen Elektronik-, Software- und Medizintechnikunternehmen.

Der Freistaat Sachsen gehört nach Einschätzung des Innovationsbeirates zu den bundesweit ersten Adressen

in Fragen der Wasserstoffforschung und -anwendung. Unternehmen und Forschungseinrichtungen im Freistaat

könnten in Zusammenarbeit mit den in Sachsen ansässigen Schienenfahrzeugherstellern ihre Exzellenz in die-

sem Bereich dazu nutzen, die erste emissionsfreie Straßenbahn in ganz Europa zu entwickeln.

Der Leichtbau mit seinen technologischen Ansätzen für eine höhere Material- und Energieeffizienz kann einen

signifikanten Beitrag zur Lösung der globalen Umwelt- und Klimaproblematik leisten. Aus diesem Grund bildet

der Leichtbau für den Innovationsbeirat einen der wichtigsten Innovationstreiber für die prägenden sächsischen

Wirtschaftssektoren des Fahrzeug-, Flugzeug-, Maschinen- und Anlagenbaus.

 

32

Wir vernetzen in Sachsen vorhandene zentrale mit neuen dezentralen, erneuerbaren Energietechnologien und

schaffen die Grundlage für eine nachhaltige Basisinfrastruktur sowie eine verbrauchsorientierte und zuverläs-

sige Energieversorgung. Die sächsischen Braunkohlereviere und der Freistaat Sachsen insgesamt entwickeln

sich zum Produktionsstandort technischer Komponenten entlang des Dekarbonisierungspfades für den Ener-

giesektor, für Wirtschaft und Gesellschaft. Integrierte Wertschöpfungsketten mit zirkulärem Ansatz stehen dabei

im Mittelpunkt der Entwicklung.

Wir entwickeln Sachsen zur europaweit beispielgebenden Modellregion für den Einsatz von Wasserstoff als

Baustein für eine nachhaltige und klimafreundliche Industrie, Mobilität, Wärme- und Energieversorgung. Ziel ist

die Industrialisierung von Wasserstofftechnologien in Sachsen für den globalen Markt.

Wir entwickeln Sachsen zum Zentrum für zirkuläres Wirtschaften und steigern damit die Standortattraktivität für

Industrieansiedlungen. Den Knowhow-Vorsprung sichern wir durch F&E und überführen ihn in großtechnische

Anlagen. Wir wollen Technologien wertstoffgebunden entwickeln und hieraus erneut Produktion technischer

Komponenten initiieren. Wertstoffketten sollen im Verbund mit produzierender Industrie hergestellt, Arbeits-

plätze gehalten und neu geschaffen und ein Businessmodell in Zusammenarbeit mit der Politik entwickelt wer-

den. Wir wollen Technologien für eine optimale Kreislaufführung von Wertstoffen entwickeln und hieraus erneut

Produktion technischer Komponenten initiieren. Wertstoffketten sollen im Verbund mit produzierender Industrie

hergestellt, Arbeitsplätze gehalten und neu geschaffen sowie ein Businessmodell in Zusammenarbeit mit der

Politik geschaffen werden.

Wir sorgen dafür, dass Sachsen eine der dynamischsten Region für die Entwicklung von Pharmawirkstoffen

mittels Künstlicher Intelligenz wird.

Wir tragen dafür Sorge, dass Sachsen sich zu einem führenden Standort einer zukunftsorientierten Medizin

entwickelt. Wir nutzen dabei die Potenziale der Bioökonomie.

Wir schaffen in der Lausitz die Voraussetzungen für die Gesundheitsregion von morgen, in der zukünftige digi-

tale Gesundheitstechnologien, insbesondere digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen Raum, er-

forscht, entwickelt und der Gesellschaft zugänglich gemacht werden. Außerdem legen wir den Schwerpunkt auf

eine moderne Ausbildung in Gesundheitsberufen in Europa. Damit wollen wir in Deutschland, Europa und der

Welt Maßstäbe setzen.

33

Wir sorgen dafür, dass Sachsen seine europäische Spitzenstellung in der Mikroelektronik weiterhin behauptet.

Zudem entwickeln wir Sachsen zu einem regionalen Innovationssystem, in dem Spitzenforschung in den Berei-

chen Mikrotechnologien, Nano- und Quantentechnologien sowie Künstliche Intelligenz die Zukunft des Gesund-

heitswesens prägt.

Wir stärken in Sachsen die Bereiche Mikro-Nanoelektronik, Quantentechnologie und Künstliche Intelligenz. Da-

bei bildet die Entwicklung und Produktion quantenbasierter Chips in Sachsen nicht nur die Grundlage für eine

erfolgreiche Mobilitätswende, sondern dient auch als Anknüpfungspunkt für weitere Innovationen (E-Health,

BioTech, Informationstechnologie, IoT). So schafft und erhält Sachsen Wissen, Wertschöpfung und Arbeits-

plätze in allen Landesteilen des Freistaates.

Wir entwickeln Sachsen zum europaweit führenden Standort für alternative Antriebstechnologien in der Auto-

mobilindustrie und eines intelligenten, verkehrsträgerübergreifenden Mobilitätssystems.

Wir entwickeln Sachsen zu einem führenden Forschungs- und Produktionsstandort für innovative Leichtbau-

technologien in Automobil- und Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Elektro-, Feinwerk-

und Mikrotechnik, Energie- und Umwelttechnik sowie Bauwesen. Außerdem wollen wir im Freistaat Sachsen

ein interdisziplinäres F&E-Zentrum Additive Manufacturing aufbauen.

Der Innovationsbeirat Sachsen empfiehlt, bei allen genannten Visionen überregionale Allianzstrukturen anzu-

streben, da diese im internationalen Wettbewerb um die besten Köpfe, klügsten Ideen und innovativsten Pro-

dukte fast immer die herkömmlichen Insellösungen übertreffen. Zugleich regt der Innovationsbeirat an, zur Um-

setzung der im Bericht empfohlenen Maßnahmen neben den Strukturstärkungsmitteln des Bundes auch weitere

Finanzierungsquellen, wie z.B. Förderinstrumente des Bundes und der EU, in Betracht zu ziehen.

 

34

Mission 1: Energiemodellregion Sachsen

Der Strukturwandel in der Lausitz beinhaltet á priori eine Transformation der derzeitigen Energieversorgungs-

strukturen. Die heutige sternförmige Versorgung mit elektrischer sowie thermischer Energie von großen An-

lagen hin zu zahlreichen Nutzern/Verbrauchern wird durch eine vernetzte Versorgung durch zahlreiche Er-

zeuger/Verbraucherstrukturen ersetzt werden. Dabei ist die an industriellen Standorten bereits vorhandene

Infrastruktur soweit zu berücksichtigen, wie sie als Wettbewerbsvorteil für künftige Anwendungen sowie für

die Weiterentwicklung der Energieversorgung dienen kann. Wo es sinnvoll ist, sind modularisierte Energie-

systeme zu bevorzugen, welche die Herstellung von Komponenten bzw. Teilkomponenten in der Region er-

möglichen.

Im Hinblick auf eine künftige Reduktion von CO

2

-Emissionen soll regenerativ erzeugte Stromenergie primär

direkt genutzt oder ggf. mittels Elektrolyse in Form von Wasserstoff gespeichert und genutzt werden. Dabei

soll der fossile Energieträger Erdgas anteilig durch den Sekundärenergieträger Wasserstoff sukzessive sub-

stituiert werden. Der so erzeugte Wasserstoff kann zunächst zur Abfederung von Lastspitzen dienen. In der

Konsequenz soll die Zielstruktur eine künftige und vollständig auf der Basis von regenerativen Energieträgern

basierte Versorgung beinhalten.

Im Zuge des Strukturstärkungsprozesses Kohleregion soll die Oberlausitz damit weiter Energieregion bleiben

und bestehende mit neuer Wertschöpfung verknüpfen. Hierfür soll zukünftig die Stromerzeugung (gesicherte

Leistung) sowie die Wärme- und Kälteversorgung aus regionalen Kraftwerksstandorten heraus gewährleistet

werden. Durch eine Kombination von EE-Erzeugungsanlagen und neuen Technologien im Sinne Energieum-

wandlung (z.B. Speichertechnologien) sollen innovative Technologieergänzungen und eine Technologiefüh-

rerschaft in der Oberlausitz realisiert werden, die die Basis für die Transformation des Energieversorgungs-

systems darstellen und die Kopplung zu neuen regionalen Wertschöpfungsketten ermöglichen (Bspw. Batte-

rieerstellung, stoffliche Kreislaufwirtschaft, H2-Wirtschaft). Dazu sollen regionale Leuchtturmprojekte identifi-

ziert und umgesetzt werden.

An den industriellen Standorten in den Revieren kann auf eine vorhandene funktionierende (Netz)Infrastruktur

zurückgegriffen werden. Die regionalen Netze können als Grundstock für die weitere Entwicklung genutzt und

unabhängig vom Erzeugungsort (Strom und Wärme) optimiert werden. Gerade für die Industriestandorte Lip-

pendorf und Boxberg wäre die künftige Nutzung der bestehenden Infrastruktur auch zum Erhalt von Arbeits-

plätzen von Vorteil; zusätzliche Innovationen sind zur Weiterentwicklung dieser Standorte notwendig.

35

Die schrittweise Abkehr von fossilen Brennstoffen ist eine zentrale Antwort auf die zunehmende globale

Klimaerwärmung. Die Transformation des Energiesystems wird dabei aktiv gestaltet. Der Anteil der erneuer-

baren Energien bei der Strom- und Wärmeerzeugung wird deutlich gesteigert. Ein auf erneuerbaren Energien

basierendes Energiesystem ist komplex und stärker dezentral aufgebaut und muss dennoch eine sichere

Energieversorgung gewährleisten. Da die Braunkohleverstromung gemäß dem Kohleausstiegsgesetz bis

zum Jahr 2038 beendet wird, werden gleichlaufend die Voraussetzungen geschaffen, um danach den säch-

sischen Strombedarf bilanziell vollständig mit erneuerbaren Energien decken zu können.

Standortvorteile durch bestehende Industriestandorte und (Netz)Infrastrukturen

Große Flächenpotentiale für den Ausbau von erneuerbaren Energien

Kompetenzen zur Entwicklung von Schlüsseltechnologien sind bereits vorhanden

Implementieren von H2 zur Energiespeicherung, Schaffung hybrider Strukturen

Transformation der derzeitigen Energieversorgungsstrukturen

Bereitstellung von gesicherter Residualleistung durch Umwandlung von fluktuierender regenerativer Ener-

gie unter Nutzung hochmoderner Gas-Dampf-Kombikraftwerke und innovativen Speichertechnologien

Demonstration und Betrieb mehrerer hochmoderner energietechnischer Systeme

Kopplung von wasserstoffbasierten (speicherfähigen) Anlagen mit dezentralen Versorgungsstrukturen

Herstellen und Weiterentwickeln von Komponenten für modularisierte Energiesysteme

Sukzessiver Einsatz von innovativen Komponenten für die Energieumwandlung

Regenerativ erzeugte Energie direkt mittels Elektrolyse zur Energiespeicherung nutzen - sukzessive Sub-

stitution von Erdgas durch Wasserstoff

Gas-Dampf-Kraftwerk

Flexibles Hybridkraftwerk

Ausbau Speichertechnologien im industriellen Maßstab, Sektor übergreifend für Strom, Wärme, Industrie,

Mobilität

Entwicklung initialer Ankerprojekte des Strukturwandels zur Entwicklung und Sicherung eines zukunftssi-

cheren Energie-/Industriestandortes

Power to Heat Anlage

Kombination eines Großspeichers mit weiteren Technologien an den Kraftwerksstandorten

Nutzung von Hochkippen und rekultivierten Flächen für Windkraftanlagen

Nutzung PV Anlagen auf Äckern - parallele Bewirtschaftung

Nutzung zukünftiger Waldflächen als Potentiale für Windkraftanlagen

Nutzung von Restseen zur Errichtung schwimmender PV Anlage

36

Agriculture (Agri) PV

Floating PV

Wind über Wald

TU Dresden, TU Chemnitz, TU Freiberg, DLR

LEAG, Siemens, Sunfire, diverse KMU aus dem Anlagenbau

Stadtwerke, VNG

Transformation der derzeitigen Bereitstellung von gesicherter Residualleistung durch Umwandlung von

fluktuierender Erzeugung aus regenerativen Energien unter Nutzung eines hochmodernen Gas-und-

Dampf-Kombikraftwerks (F-Class) und innovativen Speichertechnologien

Demonstration und Betrieb mehrerer hochmoderner „Energietechnischer Systeme“

vorhandene industrielle Infrastruktur für regionale Netze berücksichtigen, sofern für künftige Anwendun-

gen dienlich und weiterzuentwickeln (z. B. H2-Gasturbine)

Kopplung von wasserstoffbasierten (speicherfähigen) Anlagen mit dezentralen Versorgungsstrukturen

und Systeme mit unterschiedlichen Umwandlungstechnologien (hybrid)

Regenerativ erzeugte Stromenergie direkt mittels Elektrolyse zur Energiespeicherung nutzen – sukzes-

sive Substitution von Erdgas durch Wasserstoff – anfangs zur Lastspitzenabfederung, schließlich zur

100%-igen Versorgung auf der Basis regenerativer Energieträger, Bereitstellung von Wasserstoff für End-

nutzer

☒

Moderne und nachhaltige Energieregion

Förderung von Ansätzen inno-

vativer Energieerzeugung, -versorgung und-speicherung

Schaffung und Nutzung

von Anwendungsclustern für innovative Energiekonzepte

Nachnutzungsvorha-

ben alter Kraftwerksstandorte für innovative Energiekonzepte

☒

☒

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

☒

EKP 2030

 

37

Energetisch betrachtet ist die Abkehr von einer starren, angebotsorientierten Energieversorgung hin zu einer

sektoriellen Energienachfrage anzustreben, die sich auf stationäre wie auch auf mobile Anwendungen er-

streckt. Die intelligenten Netze bilden ein dynamisch regelbares hochflexibles Energieversorgungssystem, mit

dem Ziel einer „zero emissions“ Energieversorgung in der Lausitz. Die Bereitstellung von Energie aus rege-

nerativen Energieträgern durch Unternehmen und Privathaushalten aus der Region ist passgenau in das

elektrische und thermische Energiesystem zu integrieren.

Ein besonderer Aspekt in der Energiemodellregion soll der abgestimmte, optimierte, effiziente und parallele

Betrieb von dezentralen und zentralen Energiebereitstellungs- und -nutzungsanlagen im Bereich Strom und

Wärme sein. Voraussetzung hierfür ist neben einer umfassenden informationstechnischen Erschließung und

Koppelung aller Komponenten der intelligenten Netze und leistungsfähige Algorithmen zu deren Überwa-

chung und Steuerung ebenfalls die Implementierung innovativer Betriebsführungskonzepte. Ausführungen

hierzu sind im Schwerpunkt „Effiziente innovative Hybrid-Kraftwerke“ enthalten. Entsprechende Investitions-

programme liegen z. B. für das Mitteldeutsche Revier für den Einsatz von H2 als Energieträger für verschie-

dene Wertschöpfungsstufen vor.

Eine besondere Rolle bei diesen Netzen kommt dabei auch der Anpassung der bestehenden Trinkwasser-

und Fernwärmenetze zu. Es geht nicht nur darum, dass das Trinkwassernetz die Versorgungssicherheit auf

dem Status quo absichert.

Die Wasserinfrastruktur wird maßgeblich Einfluss auf die Ansiedlungsmöglichkeiten künftiger Gewerbe- und

Industriestandorte sowie auf den Zuzug von Menschen haben. Das Wassermanagement ist auf diese Zukunft

vorzubereiten und auszubauen. Die Wertschöpfungsketten rund um die Wasserinfrastruktur sind auf diese

Herausforderungen anzupassen. Es wird ein integriertes Wasserversorgungsmanagement ebenso wie eine

mittels KI gesteuerte Ketten- und Kaskadennutzung von Wasser benötigt. Dabei sind intelligente Ressour-

cenverteilungen sowie eine vernetzte, sektorenübergreifende Infrastruktur notwendig.

Die komplexe Aufgabe der Wasserverfügbarkeit wird nur über intelligente Zufluss-Steuerung und intelligente

Verteilnetze zu lösen sein. Die Nutzung von Abwärme sowie die intelligente Anbieter- und nutzeroffene Netz-

einspeisung ist eine weitere Schlüsseltechnologie für die Energiemodellregion Lausitz. Im Kern geht es da-

rum, mittels der eingangs beschriebener Technologien und methodischen Ansätze eine möglichst CO2-neut-

rale Ansiedlung von neuen Wertschöpfungsketten zu sichern.

Durch starke Abwanderung und mangelnden Zuzug kann die notwendige Basis-Infrastruktur in den ländlichen

Regionen nicht sinnvoll aufrechterhalten werden. Dies betrifft sowohl die elektrische Energieversorgung und

die Wasserversorgung als auch die Nahwärmeversorgung. Den Unternehmen fehlen Fachkräfte und die Wirt-

schaftsleistung sowie öffentliche Steuereinnahmen, die für Investitionen benötigt werden, gehen zurück – da-

mit gehen Zukunftschancen verloren. Darüber hinaus verliert die Lausitz durch den Ausstieg aus der Kohle-

verstromung die Rolle als bedeutender Energielieferant in Deutschland. Dies hat weitreichende Auswirkun-

gen, auch auf die lokale Infrastruktur, da diese an der Kohleverstromung ausgerichtet war, als Beispiel sei

hier die Nahwärmeversorgung genannt.

38

Wir vernetzen in Sachsen vorhandene zentrale mit neuen dezentralen Energietechnologien und schaffen die

Grundlage für eine nachhaltige Basisinfrastruktur sowie eine verbrauchsorientierte und zuverlässige Energie-

versorgung.

Sichtbarkeit Sachsens im Bereich neuartiger Quantenbits (Qubits) und Höchstleistungsrechnerkonzepte

sowie deren Kombination durch Aufbau- und Verbindungstechnologien in der Elektronik und den Materi-

alwissenschaften.

Transformation der Energiemodellregion Lausitz zur sektoriell verbrauchs-orientierten flexiblen „zero

emission“ Versorgung mit neuen Produkt- und Dienstleistungsangeboten für intelligente Energiesysteme.

Instantane KI-Prognosen zu Verbrauch und Erzeugung

Instantane Preisbildung und sektoriell algorithmischer Vertragsschließung zwischen IoT-Netzteilnehmern

Effiziente innovative Hybridkraftwerke

National 5G Hub

Innovationskraftwerk Dresden-Reick

EU-Projekt Power2Power

Das bereits existierende LEAG /kommunale Fernwärmenetz wird zu einem interkommunalen modernen

Niedrigtemperatur-Fernwärmenetz basierend auf innovativen thermodynamischen Wandlern wie Groß-

wärmepumpen umgewandelt und ausgebaut.

bestehendes Trinkwassernetz ist auf die demografischen und wasserwirtschaftlichen Bedürfnisse, welche

sich aus dem Strukturwandel ergeben, anzupassen (Leitungsquerschnitte verkleinern, etc.)

Durch modularen Netzaufbau stabile Versorgungssicherheit gewährleisten (z. B. kontaminierte Leitungen

als alternative Wasserwagen)

Mobilitätssysteme, die Verbrauchsspitzen voraussehen und abflachen

Städte, die Nahverkehr durch intelligente Transportbuchungssysteme und Sharing flexibilisieren

Häuser, die Verbraucher smart an und abschalten

Tele-Teamarbeitsplätze mit virtueller und augmentierter Realität.

digitale Direktvermarktung

39

Plattformstrategien von Produzenten

Prosumer-Konzepte

virtuelle regionale Marktplätze

KI-basierte Empfehlungen im regionalen Kontext

dynamische Preisanpassungen

Virtual Reality-Marketing-Konzepte

digitalisierte Mitwirkungsmöglichkeiten der Verbraucher beim Produktions- und Lieferprozess

Modellierung und Simulationen von Energiesystemen und -netzen, auch von Verkehrs-, Wasserver-

brauchs-, Recycling- und demografischen Prozessen.

TU Dresden, HTW Dresden, HSZG

Fh-IEG, Fh-IZM ASSID, Fh-IPMS, Fh-IKTS,

Fh-EAS, Fh-IWS, Fh-IEG HZDR, L-IPF, DLR

Industrieunternehmen (Siemens Görlitz, Yados Hoyerswerda, u. a.)

Intelligente Netze mit stärkerer Kopplung aller Energiesektoren (Elektrizität, Gas, Wärme) durch Integra-

tion neuer Typen von Verbrauchern, Speichern (z. B. Batteriesysteme, thermische Speicher) und Ener-

giewandlern (z. B. Power-to-Heat, Power-to-Gas- / Gas-to-Power) und intensive informationstechnische

(KI-basierte) Vernetzung unter Ausnutzung der Vorteile des Quantencomputings (QC).

Echtzeitsimulation von Verbraucherverhalten und Netzreaktionen: Entwicklung von Algorithmen für effizi-

ente, dezentrale, vernetzte und autonom agierende Energieversorgungstrukturen mit einer Vielzahl an

Sensoren und Reglern unter Ausnutzung der zeitkritischen Optimierungsvorteile des Quantencomputings

(QC).

Integration: Erneuerung und Nutzung der bestehenden Energieinfrastruktur in der Energiemodellregion

Lausitz für systemische Untersuchungen für gemischt zentral und dezentral strukturierte Energieversor-

gungsstrukturen, Nahwärmeversorgung und Wasserversorgung.

Bereitstellung von Energie aus regenerativen Energieträgern durch Unternehmen und Privathaushalten

aus der Region ist passgenau in das elektrische und thermische Energiesystem zu integrieren – für stati-

onäre wie auch auf mobile Anwendungen.

☒

Moderne und nachhaltige Energieregion /

Förderung von Ansätzen inno-

vativer Energieerzeugung, -versorgung und -speicherung

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

☒

☒

40

EKP 2030 - „Zur Sicherung einer stabilen Versorgung bei stetig wachsendem Anteil volatil ein-

gespeister Strommengen aus erneuerbaren Energien müssen Erzeugung und Verbrauch von Strom stärker

koordiniert werden. Intelligente, durch digitale Technologien gesteuerte Netze in Verbindung mit der optimier-

ten Steuerung und Automatisierung von Energieumwandlungsprozessen und Energienutzung bilden hierfür

eine wichtige Grundlage.“

 

41

Mission 2: Wasserstoffmodellregion Sachsen

Wasserstoff in Sachsen

Wissenschaft und Forschung / Energie / Industrie / Mobilität

Um die langfristigen energie- und klimapolitischen Ziele der Europäischen Union, Deutschlands und Sachsens

– im Einklang mit dem Übereinkommen von Paris – zu erreichen, ist eine weitgehende Substitution fossiler

Energieträger in allen Sektoren notwendig, insbesondere in der Industrie, Mobilität, Energie- und Wärmever-

sorgung. Dies bedingt die konsequente Fortsetzung des Ausbaus von erneuerbaren Energien, die Sektor

übergreifende Forcierung der Elektrifizierung und den Einsatz von klimaneutralen Alternativen, für Anwen-

dungen, die auch langfristig nicht elektrifizierbar sind.

Wasserstoff bietet die Möglichkeit vorhandene technologische Lücken zu schließen, die Sektorenkopplung zu

intensivieren und die Defossilisierung aller Sektoren ökonomisch, ökologisch und sozial gerecht voranzutrei-

ben. Wir wollen die Weichen stellen, damit Wasserstoff – als Energieträger im dezentralen und dekarbonisier-

ten Energie- und Mobilitätssystem der Zukunft – eine große Rolle spielen kann.

Seine theoretisch unbegrenzte Verfügbarkeit, seine Speicher- und Transportierfähigkeit sowie seine Nutzbar-

keit als koppelndes Element machen Wasserstoff attraktiv und unverzichtbar. Gleichzeitig bieten Wasserstoff-

technologien ein großes Wertschöpfungspotenzial. Dadurch gewinnen Technologien, Produkte und Ge-

schäftsmodelle, um Wasserstoff zu produzieren, zu transportieren, zu speichern und anzuwenden eine be-

sondere Bedeutung. Die Chancen und Möglichkeiten, die sich durch den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft

bieten, wollen wir im Freistaat Sachsen nutzen.

Sachsen ist mit seinen Kraftwerksstandorten bereits Energieregion und verfügt nicht nur über die notwendige

Infrastrukturanbindung, sondern auch über gut ausgebildete Fachkräfte mit energietechnischem Knowhow

und innovative Unternehmen. Diese strategischen Stärken wirken sich positiv auf die Nutzung von Wasser-

stoff als Energieträger aus. Schwächen gegenüber anderen Bundesländern sind die geografisch bedingten,

teilweise geringeren Erzeugungspotenziale und der aktuell im Vergleich zu anderen umliegenden Bundeslän-

dern sehr schwache Bestand an Anlagen der Erneuerbaren Energiegewinnung und der viel zu geringe Aus-

bau dieser. Außerdem fehlen in Sachsen die geologischen Voraussetzungen für natürliche Untergrundspei-

cher. Als Chance wird die gute technische und politische Vernetzung Sachsens mit seinen Nachbarbundes-

ländern gesehen, auf deren Basis Erzeugungs- und Speicherkapazitäten kooperativ ausgebaut werden kön-

nen.

Unser Ziel ist die Industrialisierung von Wasserstofftechnologien in Sachsen für den globalen Markt. Zugleich

wollen wir beispielgebend für den Einsatz von Wasserstoff als Baustein für nachhaltige und klimafreundliche

Industrie, Mobilität, Wärme- und Energieversorgung sein.

Vorteilhaft ist dabei, dass Sachsen mit seinen Kraftwerksstandorten in Mitteldeutschland und der Lausitz be-

reits Energieregion ist und nicht nur über die notwendige Infrastrukturanbindung, sondern auch über gut aus-

gebildete Fachkräfte mit energietechnischem Knowhow und innovative Unternehmen verfügt. Diese strategi-

schen Stärken können sich positiv auf die Nutzung von Wasserstoff als Energieträger an diesen Standorten

im Sinne der Transformation an diesen auswirken.

42

Der Freistaat Sachsen ist zudem ein exzellenter Wissenschafts- und Forschungsstandort. Der Forschungs-

standort Sachsen ist im Bereich der Wasserstofftechnologien thematisch breit und qualitativ sehr hochwertig

aufgestellt. Sachsen verfügt über eine hohe Dichte an Forschungseinrichtungen und industriellen Akteuren,

die sich untereinander seit Jahren eng vernetzen und Vorhaben zur Technologieentwicklung umsetzen konn-

ten. Die verschiedenen Forschungsarbeiten bilden die gesamte Wasserstoffwertschöpfungskette (Herstel-

lung, Speicherung, Transport, Nutzung/Anwendung) ab.

Die für das Thema Wasserstoff als Energieträger wichtigsten Ideen für systemische Projekte in Sachsen sind

LHyVE – der geplante Wasserstoffring um Leipzig (Transport/Anwendung – exemplarisch sei hier auf die

P2X-Anwendungen im Zusammenhang mit dem Flughafen Leipzig verwiesen), LauHy (Erzeugung/Speiche-

rung), das Reallaborvorhaben Referenzkraftwerk Lausitz (Erzeugung/Speicherung/Infrastruktur), das Zent-

rum für grünen Wasserstoff in Dresden (Forschung/Elektrolyse) sowie die Projekte H2-SARA (Elektrolyse/BZ)

und Clean Energy City in Chemnitz (Erzeugung/Transport/Anwendung).

Mit der Idee des „Hydrogen and Mobility Innovation Center“ (HIC) konnte sich der HZwo e.V. und seine Mit-

glieder erfolgreich in der ersten Runde des Bundeswettbewerbs für das deutsche Technologie- und Innovati-

onszentrum Wasserstoff durchsetzen. Das HIC will künftig die Brücke zwischen Forschung und Wertschöp-

fung bauen und die Wasserstoffmobilität aus dem Labor und der Kleinserie in den Mittelstand und die Groß-

serie heben.

Dazu können weitere Wasserstoffmobilitätsprojekte im öffentlichen Verkehrssektor sowie einzelne Projekten-

gagements der Industrieunternehmen vor Ort einen wesentlichen Beitrag leisten.

Am Flughafen Leipzig (Sachsen) entsteht mittelfristig ein nicht unerheblicher Bedarf an synthetischem Kero-

sin. In Zeitz (Sachsen-Anhalt) existiert am Zucker-Ethanol-Verbundstandort eine große biogene C02 Punkt-

quelle, und es besteht Interesse zur Produktion synthetischer Kraftstoffe. Das genannte Potenzial ist folglich

nur durch Nutzung der Synergie beider Bundesländer nutzbar.

Der Anteil an erneuerbarem Strom in Sachsen-Anhalt liegt bei ca. 55 %, in Sachsen nur bei 13 %. Damit

Sachsen auch von dem Potenzial an erneuerbarem Strom in Sachsen-Anhalt profitieren kann, braucht es

grünen Wasserstoff, der z.B. in Bad Lauchstädt (Sachsen-Anhalt) in Kavernen zwischengespeichert werden

kann.)

Wasserstoff ist ein Querschnittsthema, welches alle unter den Themenschwerpunkten genannten Branchen

verknüpft.

Die sächsische Akteurslandschaft ist gut aufgestellt und bereits heute mit über 200 Projekten auf dem Weg

in die Zukunft. Engagiert sind v. a. Fernnetzbetreiber Gas, Verteilnetzbetreiber, kommunale Energieversorger,

Produzenten technischer Gase, wie die Linde AG in Dresden, sowie größere Wirtschaftsunternehmen und

KMU insbesondere im Anlagenbau. Dazu kommen eine Vielzahl im Bereich Wasserstofftechnologien sehr gut

aufgestellte Forschungseinrichtungen (Hochschulen, Universitäten, außeruniversitäre Forschungseinrichtun-

gen).

Die Akteure sind in den Branchennetzwerke Energy Saxony e.V., HYPOS e.V. sowie dem Innovationscluster

HZwo e.V. – Antrieb für Sachsen ausgezeichnet vernetzt.

Umfassende inhaltliche Zusammenfassungen der Stakeholder können auch:

der „HZwo Transferstudie“ des Innovationsclusters HZwo e.V.,

dem „Stakeholder-Dialog“ des Energy Saxony e.V.,

dem Kompetenzatlas „Energieinnovationen aus Sachsen“ der Wirtschaftsförderung Sachsen entnommen

werden.

43

An dieser Stelle sei auch auf die geplante Aktivitäten des Fraunhofer IEG in Zittau zur Systemintegration

von Elektrolyseuren und sektorengekoppelten Infrastrukturen, die Aktivitäten des IWU mit den Standorten

DD, Chemnitz, Görlitz und Zittau. IEG mit Zittau. Elektrolyse am IFAM DD und das IKTS mit den Brenn-

stoffzellen und den Batteriespeichern, die Brennstoffzellenproduktion mit IWU und IWS verwiesen.

Sachsen verfügt über sehr gut Voraussetzungen die vielfältigen Chancen die sich aus der zunehmenden

Nutzung von Wasserstoff als Energieträger ergeben zu profitieren.

Der Freistaat Sachsen hat für das komplexe und branchenübergreifende Thema Wasserstoff die sächsische

Wasserstoffstrategie erarbeitet. Diese bettet sich in die europäische und nationale Rahmensetzung ein und

gestaltet die dort vorhandenen Spielräume unter Berücksichtigung der sächsischen Besonderheiten aus.

In der sächsischen Wasserstoffstrategie werden konkrete Maßnahmen erarbeitet, die darauf abzielen Stärken

auszubauen, Schwächen auszugleichen und die Risiken zu minimieren, um so die Chancen einer landesspe-

zifischen Wasserstoffwirtschaft zu nutzen.

Dabei hat die Strategie die gesamte Wertschöpfungskette im Blick; von der Produktion notwendiger Anlagen

und Komponenten, über die Erzeugung, den Transport und die Speicherung von Wasserstoff bis hin zu des-

sen Anwendung. Ebenfalls betrachtet werden strategische Aspekte, die sich aus der vorhandenen Strom- und

Gasinfrastruktur ableiten.

Schulterschluss und Erweiterung der Handlungsempfehlungen

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung

und Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovations-

strategie des Freistaates Sachsen.

Sächsische Wasserstoffstrategie

IMAG Wassersoff (SMEKUL (FF); SK; SMR; SMWA; SMWKT)

 

44

Mission 3: Kreislaufwirtschaft

DAS Zentrum für zirkuläre Wirtschaft in der Lausitz aufbauen

Transfer in Produktion und Industrie

(Wertschöpfungsketten und Kreislaufwirtschaft)

Die sächsische Lausitz entwickelt sich an ausgewählten Standorten wie Lauta, Rothenburg und Schwarze

Pumpe mit perspektivischer Erweiterung zu dem deutschlandweit herausragenden Zentrum für zirkuläres

Wirtschaften.

Ziel ist die Entwicklung geschlossener Produktkreisläufe, die wirtschaftlich effizient und ressourcenschonend

aus den verschiedensten industriellen Anwendungsbereichen wie Automobilindustrie, Leichtbau, Bausektor,

Chemie- oder Pharmabereich nachgefragt werden.

Zunächst an ein bis zwei Standorten sollen heute schon wirtschaftliche Prozesse der Wertstoffrückgewinnung

einen Nukleus für Innovationen und den Transfer von Pilotverfahren bilden. Mit Forschung und Entwicklung,

beginnend bereits in der Materialwirtschaft, sollen deutlich bessere Recycling- und Rezyklateinsatzquoten

erreicht werden.

Der vergleichsweise „junge“ Trend betrifft zahlreiche Wirtschaftssektoren und ermöglicht eine Standortidenti-

fikation. Vielfältige Bedarfsnachfragen sind national wie international zu erwarten. Mit der neuen Form der

wissenschaftlichen Begleitung aus Forschung, Qualifikation und raschem Transfer in eine breitgefächerte

Praxis (Rückgewinnung / Rückführung / erneute Verarbeitung zu Produkten; Maschinen- und Anlagentech-

nologie; Grundstoffproduktion) erhöht sich die Standortattraktivität für die Entwicklung neuer Wertschöpfungs-

ketten und Arbeitsplätze.

Es sollen bestehende Wertschöpfungsketten (Abfallentsorgung, Recycling, Energienutzung, …) erhalten und

neue Wertschöpfungsketten und Arbeitsplätze in Forschung, Technologieproduktion und „Kreislaufwirtschaft“

geschaffen werden.

Der Freistaat Sachsen bietet mit einer ausgeprägten Wissenschaftslandschaft, einer ingenieurtechnisch ge-

prägten Wirtschaft und den besonderen Rahmen, des durch den Bergbau bedingten Strukturwandels, sehr

gute Voraussetzungen dafür, dass sich die bereits bestehenden Standorte v.a. in der Lausitz zum deutsch-

landweit führenden Zentrum für zirkuläres Wirtschaften zunächst für Leichtbau, Verpackungen, Batterie- ,Bau-

stoff- und Phosphorrecycling, Wassersystemtechnologie und Bioökonomie weiterentwickeln. Dies gilt für die

Entwicklung neuer Materialien, Grundstoffe und Prozesstechnologien ebenso, wie für die Produktion Sektor

bezogener Komponenten, Anlagen, spezifischer Recycling- oder Aufbereitungs- sowie digitaler Technologien

bis hin zur Nutzung von Abwärme und synergetisch vernetzter, klimaneutraler Energiebereitstellung. Diese

Entwicklung zur Herstellung und Rückgewinnung ressourcenschonender Materialien und wertvoller Roh-

stoffe, wie der hierfür notwendigen Technologien und Komponenten für den nationalen, europäischen wie

globalen Markt, stellt für Sachsen am Beginn eines sich rasch entwickelnden Trends eine besondere Chance

dar, die es zu nutzen gilt. Der Aufbau der hierfür notwendigen Netzwerke zwischen Wissenschaft und Wirt-

schaft sollte Unterstützung finden.

Wir entwickeln Sachsen/die Lausitz zum Zentrum für zirkuläres Wirtschaften und steigern damit die Standor-

tattraktivität für Industrieansiedlungen. Den Knowhow-Vorsprung sichern wir durch F&E und überführen ihn

45

in großtechnische Anlagen. Wir wollen Technologien wertstoffgebunden entwickeln und hieraus erneut Pro-

duktion technischer Komponenten initiieren. Wertstoffketten sollen im Verbund mit produzierender Industrie

hergestellt, Arbeitsplätze gehalten und neu geschaffen und ein Businessmodell in Zusammenarbeit mit der

Politik entwickeln werden.

Know-how durch breite Themenbesetzung an der TU Dresden sowie der TU Bergakademie Freiberg

Hervorragende regionale Wissenschaftskompetenz, die sich im Maschinenbau, Leichtbau, der Verfah-

renstechnik, der Chemie, der Forst- und Wasserwirtschaft aktuell mit hoher Dynamik und im Verbund mit

Wirtschaftsverbänden mit den Herausforderungen Ressourcenverknappung, wachsende Zugangsprob-

leme zu Ressourcen und Schutz der Ökosysteme befasst

traditionelle Prägung der Region im Maschinen- und Anlagenbau, im Chemiesektor, in Land- und Forst-

wirtschaft

Attraktive und gut ausgebaute Standorte wie Lauta, Rothenburg, Schwarze Pumpe

Klärschlammverwertung - Phosphorrecycling mit bspw. Weiteraufbereitung für den Düngemittel- und Che-

miebereich

Asphalt- und Baustoffrecycling bis hin zur vermehrten Herstellung von Carbonbeton aus Recyclingmate-

rial

Großanlage für Batterierecycling für den Mobilitätsbereich.

Ausgewähltes Kunststoffrecycling: Leichtbau / Rückführung und ggf. Herstellung von Leichtbauelementen

Recycling von Windkraftanlagen-Rotoren und Flugzeugtragflächen

Die genannten Bereiche (Recycling von Phosphor, Baustoffen, Batterien, Leichtbauelementen) zählen zu

den prioritären Produktströmen, deren Entsorgung künftig mit möglichst hoher Wertstoffrückgewinnung zu

bewältigen ist.

Weitere Beispiele: Entwicklung von Batterierecyclingverfahren im industriellen Maßstab (z.B. Versuchs-

anlage des Fraunhofer IKTS in Freiberg)

o

Zweitnutzungskonzepte für alte Batteriemodule (z.B. BMW-Speicherfarm in Leipzig)

o

Förderung von Kohlenstoffkreislauf-Technologien (z.B. NK2-Netzwerk in Freiberg)

o

Carbon Capture and Utilization (z.B. in Elektrolyseverfahren am Fraunhofer IKTS in Dresden)

o

Produktion synthetischer Kraftstoffe aus Biomasse (z.B. InnoSynfuels am Fraunhofer IMWS in Frei-

berg)

o

Nutzung von Wassersystemtechnologien zur Kreislaufführung (v.a. im landwirtschaftlichen Bereich)

TU Dresden, TU Bergakademie Freiberg,

IKS e.V. im Verbund mit weiteren Landesverbänden der Recyclingbranche,

Standorte Lauta, Rothenburg, Boxberg und Schwarze Pumpe,

Unternehmen wie GELSENWASSER AG, Tesla, andere Automobilhersteller, BASF, Scholz Recycling (Me-

tallschrott und Batterie), LEAG

evtl. Einbeziehung von Erfahrungen der EU, EIB, KfW, DENA, Fraunhofer IKT (an IMWS angebunden), IKTS

(Einbindung von Wassersystemtechnologien) FEP, IVV (Dresden)

weitere Hochschulen z. B. Zittau/Görlitz, Chemnitz

Fraunhofer Institute (z. B. IWU, IKTS)

Helmholtzinstitut Freiberg für Ressourcentechnologie (HIF)

Leichtbau-Allianz Sachsen

Energy Saxony e.V. (AG Ressourcen, Recycling & Energie)

Landesverbände der Recyclingbranche: LVR, FIRE

Elbe-Flugzeug-Werke

46

- KMU als Treiber von Innovationen

Der Freistaat Sachsen bietet mit einer ausgeprägten Wissenschaftslandschaft, einer ingenieurtechnisch ge-

prägten Wirtschaft und den besonderen Rahmen, des durch den Bergbau bedingten Strukturwandels, sehr

gute Voraussetzungen dafür, dass sich die bereits bestehenden Standorte v.a. in der Lausitz zum deutsch-

landweit führenden Zentrum für zirkuläres Wirtschaften zunächst für Leichtbau, Verpackungen, Batterie- ,Bau-

stoff- und Phosphorrecycling, Wassersystemtechnologie und Bioökonomie weiterentwickeln. Dies gilt für die

Entwicklung neuer Materialien, Grundstoffe und Prozesstechnologien ebenso, wie für die Produktion Sektor

bezogener Komponenten, Anlagen, spezifischer Recycling- oder Aufbereitungs- sowie digitaler Technologien

bis hin zur Nutzung von Abwärme und synergetisch vernetzter, klimaneutraler Energiebereitstellung.

Die Herausforderungen und Chancen dieser Zukunftsmission bestehen für Sachsen darin,

1. dass F&E-Lösungen entwickelt werden können, die gerade auch für die mittelständisch geprägte sächsi-

sche Recyclingwirtschaft praxisgerecht und wirtschaftlich sind und einen schnellen Praxistransfer ermög-

lichen,

2. dass für die rückgewonnenen Wertstoffe ausreichend Abnahme auf dem Markt generell gesichert ist und

sich ein Rezyklateinsatz etablieren wird,

3. dass sich erhebliches Potential in der Forschung nach Technologien, welche die Effizienz sowohl der

Gewinnung heimischer Rohstoffe, als auch der Rückgewinnung von Sekundärrohstoffen ermöglichen, aus

der Vernetzung dieser beiden Bereiche ergibt (siehe dazu die Sächsische Rohstoffstrategie)

4. dass in der Bewältigung der Bergbaufolgen ein besonderer Schwerpunkt auf einen funktionierenden loka-

len und regionalen Wasserkreislauf und die Entwicklung von Wassersystemtechnologien gelegt werden

sollte,

5. dass bei der Etablierung einer modernen Kreislaufwirtschaft von vornherein auf erneuerbare Energien und

deren Speicherung zu setzten ist,

6. dass smarte digitale Werkzeuge und Technologien entwickelt werden und ein eigenes Geschäftsfeld dar-

stellen,

7. dass für bereits diskutierte oder begonnene innovative Ansätze u.a. mit nachhaltigen Verpackungsmate-

rialien, Phosphorrecycling, Leichtbau (siehe Mission 10), Baumaterialien- und Batterierecycling oder bio-

gener Grundstoffproduktion (siehe Mission 6) ein dynamischer Hochlauf gelingt für heimische wie für Ex-

portmärkte,

8. dass die jeweils Sektor bezogenen Technologien, Prozesse und Anlagen auch selbst produktiv gesetzt

werden und damit Wertschöpfung und Arbeitsplätze v.a. mit starker Exportkomponente entstehen und

9. dass sich nahe an der Verfügbarmachung von Rohstoffen, Grundstoffen und Materialien auch neue Wert-

schöpfungsketten ergeben können.

Innovative und leistungsfähige Wirtschaftsregion

Entwicklung und Etablierung von Elementen der Kreislaufwirtschaft

Abb. 5 Kreislaufwirtschaft

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

Abb. 6 Substitution von Rohstoffen

47

 

48

Gesundheit und Lebensqualität im ländlichen Raum und Digital Health

Ein wesentlicher Lösungsansatz für den Fachkräftemangel bei der medizinischen Versorgung ist die Akade-

misierung und damit Attraktivitätssteigerung klassischer Heilberufe nach modernsten EU-Standards. Moderne

Versorgung im Gesundheitswesen erfordert eine interdisziplinäre und interprofessionelle Zusammenarbeit,

um den zunehmend komplexen Behandlungsmethoden und der Spezialisierung gerecht zu werden. Beson-

ders die Nutzung neuer Technologien (z. B. Robotik, Smart Devices) und innovativer Software mit künstlicher

Intelligenz nehmen stark zu. Dies führt zu einer neuen Behandlungskultur, welche in der Ausbildung von Be-

ginn an ein interdisziplinäres und interprofessionelles Lernen notwendig macht. Deshalb sollen die klassische

Separation und Parallelität in der Gesundheitsbildungslandschaft aufgelöst und in eine "Akademie für Heilbe-

rufe" integriert werden. Diese vereint zukünftig die Berufsausbildung vor Ort mit der Hochschulbildung am

Gesundheits-Campus der Hochschulmedizin Dresden und berücksichtigt die verschiedenen Formen an Bil-

dungseinrichtungen. Eine gemeinsame Lehrkörper- und Lehrraumstruktur ermöglicht dem individuellen Po-

tential des Nachwuchses entsprechend Wechsel und Weiterbildung vom Berufsabschluss über den Bachelor

bis zum Master sowie jede Form der Fortbildung. Vorgesehen sind Studiengänge u.a. für Hebammen, Physi-

otherapeuten/Physiotherapeutinnen, Medizinische Fachangestellte, Medizinisch-technische Radiologie-As-

sistenten/Assistentinnen, Logopäden/Logopädinnen. Das Kolleg soll auch über die Grenzen hinweg Men-

schen aus Polen und Tschechien adressieren, die nach den neusten EU-Standards ausgebildet werden und

danach auch barrierefrei im deutschen Gesundheitswesen tätig werden können.

Derzeit erfolgt die fachschulische Ausbildung in den Gesundheitsberufen an den Medizinischen Berufsfach-

schulen, die an die sächsischen Krankenhäuser angegliedert sind. Im Zuge der Akademisierung einzelner

Berufe muss eine Verlagerung dieser bisherigen Ausbildungsgänge als neue Studiengänge an die sächsi-

schen Hochschulen bzw. an die Berufsakademie erfolgen.

Die Lausitz hat den Ruf einer europäischen Region, in der zukünftige digitale Gesundheitstechnologien, insb.

digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen Raum, erforscht, entwickelt und in die Gesellschaft

transferiert werden und die dazu passfähige Ausbildung erfolgt.

Sachsen ist eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien und eine moderne

Ausbildung in Gesundheitsberufen.

Gründung „Europäisches Kolleg für Heilberufe“ (siehe oben)

Universitätsklinikum Dresden

Technische Universität Dresden, Medizinische Fakultät Carl-Gustav-Carus

49

In der Lausitz wird ein „Kolleg für Heil- und Gesundheitsberufe“ gegründet, das die Berufsausbildung vor Ort

mit der Hochschulbildung verbindet. Eine gemeinsame Lehrkörper- und Lehrraumstruktur ermöglicht dem in-

dividuellen Potential des Nachwuchses entsprechend Wechsel und Weiterbildung vom Berufsabschluss über

den Bachelor bis zum Master sowie jede Form der Fortbildung.

(Forschung, Innovation, Wissenschaft und Gesundheitsvorsorge)

Pilotierung innovati-

ver Ansätze in der Gesundheitsvorsorge),

(Pilotierung innovativer Ansätze in der Gesundheitsversorgung

für den ländlichen Raum),

(Ausbau der Branchen- und Innovationskerne um Maschinen- und Anlagenbau

sowie Gesundheitswirtschaft)

:

(Attraktiver Wirtschaftsstandort & zentraler Industriestandort),

(Ausbau der Branchen- und

Innovationskerne um Maschinen- und Anlagenbau sowie Gesundheitswirtschaft);

(Digitalisierung, Bil-

dung & Kreativität),

Ausbildung von Kompetenzen im Bereich E-Health, insbesondere im ländlichen

Raum).

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung

und Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovations-

strategie des Freistaates Sachsen.

Das Vorhaben ist grundsätzlich umsetzbar. Die Folgewirkungen einer landesweiten Ausbil-

dung für die Gesundheitsberufe an einer zentralen Einrichtung in der Lausitz für die anderen Regionen in

Sachsen müssen kritisch beleuchtet werden.

Die Kosten und Finanzierungsmöglichkeiten können derzeit noch nicht eingeschätzt werden.

50

Gesundheit und Lebensqualität im ländlichen Raum und Digital Health

Die Aufgabe des „Med-Tech-Zentrum Saxony“ (MTZS) soll die Erprobung neuer Technologien und Methoden

in der Region Lausitz sein, die vorher im Else-Kröner-Fresenius-Zentrum Dresden (EKFZ) mit seinen multi-

disziplinären Teams entwickelt wurden. Die verschiedensten innovativen Technologien im Gesundheitsbe-

reich (z. B. Smart Systems, Digitalisierung, Robotik, Software, 5G, Sensorik), die im EKFZ Dresden fokussiert

für den Einsatz am Patientenbett entwickelt werden, müssen nach ihrer Entwicklung für die Anwendung ge-

testet werden. Nach dem Proof-of-Concept im Dresdner Living Lab ist ihre Skalierbarkeit für die Fläche zu

prüfen und umzusetzen. Neben der Koordination der Erprobung der neuen Entwicklungen, der nachfolgenden

Weiterentwicklung/Anpassung dieser soll das MTZS zusammen mit starken Industriepartnern einen Grün-

derinkubator bilden, der es Aus- sowie Neugründungen im MTZS in der Region fördert und die vorhandene

Versorgungsstruktur verbessert (Recruitment-Vorteil für internationale Experten) und eine „verlängerte Werk-

bank“ für innovative Medizintechnik schaffen. Das ergibt Synergieeffekte zu geplanten außeruniversitären

Forschungszentren in der Region.

Bisher verfügt Sachsen über keine Einrichtung, die eine vergleichbare koordinierte Erprobung und Weiterent-

wicklung von Innovationen bis zur Marktreife leisten könnte.

Die Lausitz hat den Ruf einer europäischen Region, in der zukünftige digitale Gesundheits-technologien, insb.

digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen Raum, erforscht, entwickelt und in die Gesellschaft

transferiert werden und die dazu passfähige Ausbildung erfolgt.

Sachsen ist eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien und eine moderne

Ausbildung in Gesundheitsberufen.

Gründung eines „Med-Tech-Zentrum Saxony (MTZS)“ (siehe oben)

Universitätsklinikum Dresden

TU Dresden, Medizinische Fakultät Carl-Gustav-Carus Dresden

Else Kröner-Fresenius Zentrum

In der Lausitz wird ein Technologiezentrum gegründet zur Koordination der Erprobung neuer Entwicklungen,

der nachfolgenden Weiterentwicklung/Anpassung zusammen mit geeigneten Industriepartnern. Damit soll

diese Einrichtung zu einem Gründerinkubator werden, der Aus- und Neugründungen in der Region fördert

und die vorhandene Versorgungsstruktur verbessert.

51

(Forschung, Innovation, Wissenschaft und Gesundheitsvorsorge)

(Pilotierung innovati-

ver Ansätze in der Gesundheitsvorsorge),

(Pilotierung innovativer Ansätze in der Gesundheitsversorgung

für den ländlichen Raum),

(Ausbau der Branchen- und Innovationskerne um Maschinen- und Anlagenbau

sowie Gesundheitswirtschaft)

:

(Attraktiver Wirtschaftsstandort & zentraler Industriestandort),

(Ausbau der Branchen- und

Innovationskerne um Maschinen- und Anlagenbau sowie Gesundheitswirtschaft);

(Digitalisierung, Bil-

dung & Kreativität),

Ausbildung von Kompetenzen im Bereich E-Health, insbesondere im ländlichen

Raum).

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung

und Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovations-

strategie des Freistaates Sachsen.

Digitalisierungsstrategie

Das Vorhaben ist grundsätzlich umsetzbar.

Die Kosten und Finanzierungsmöglichkeiten können derzeit noch nicht eingeschätzt werden.

52

Gesundheit und Lebensqualität im ländlichen Raum und Digital Health

Das Zentrum für Infektiologie und Krankenhaushygiene (ZIKH) befasst sich mit Prävention, Diagnostik und

Therapie ambulanter, nosokomialer und importierter Infektionen mit multiresistenten Erregern sowie mit Pan-

demiemanagement. Infektionen, wie auch die aktuelle Pandemie zeigt, nehmen in allen medizinischen Fach-

bereichen einen zunehmenden Stellenwert ein. Ihre Prävention, Diagnostik und Therapie gewinnen aufgrund

einer steigender Resistenzentwicklung an Bedeutung. Die über alle Fachbereiche hinweg immer komplexer

werdende Medizin, z.B., Organtransplantation, Endoprothetik und Onkologie, steigert das Risiko der Patien-

ten, an behandlungsassoziierten Infektionen, insbesondere mit multiresistenten Erregern, zu erkranken. Das

ZIKH soll in Kooperation u. a. mit der Medizinischen Mikrobiologie eine qualitativ hochwertige Betreuung von

Patienten mit Infektionskrankheiten und eine kompetente Infektionsprävention in der Lausitz/Ostsachsen so-

wie grenzübergreifend sicherstellen. Das ZIKH berät die kooperierenden Krankenhäuser und ambulanten Ge-

sundheitseinrichtungen in allen Fragen der Krankenhaushygiene und der Infektionsprävention, einschließlich

der Koordination des Managements bei Ausbrüchen und führt Ausbruchsanalysen durch. Wie die COVID-19-

Pandemie zeigt, machen Infektionen weder vor Länder- noch vor Staatengrenzen halt. Daher soll das Zentrum

die Funktion der „Krankenhaus-Leitstelle“ für Ostsachsen mit einer Liaison-Funktion in die jeweiligen zustän-

digen Stellen der Nachbarländer wahrnehmen. Um die Attraktivität des öffentlichen Gesundheitsdienstes zu

steigern und Experten in diesen Mangelberufen auszubilden, wird das Zentrum ein bundesweit einmaliges

Curriculum für diesen Bereich entwickeln und Ausbildung in Zusammenarbeit mit dem Gesundheitscampus

Dresden durchführen.

Infektionsschutz und Krankenhaushygiene liegen aktuell in der Verantwortung der einzelnen ambulanten Ein-

richtungen und Krankenhäuser. Eine koordinierte Strategieentwicklung erfolgt nicht.

Die Lausitz hat den Ruf einer europäischen Region, in der zukünftige digitale Gesundheits-technologien, insb.

digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen Raum, erforscht, entwickelt und in die Gesellschaft

transferiert werden und die dazu passfähige Ausbildung erfolgt.

Sachsen ist eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien und eine moderne

Ausbildung in Gesundheitsberufen.

Gründung eines „Zentrum für Infektiologie und Krankenhaushygiene (ZIKH)“ (siehe oben)

Universitätsklinikum Dresden

Das neu zu gründende ZIKH befasst sich mit Prävention, Diagnostik und Therapie von Infektionen mit multi-

resistenten Erregern sowie mit Pandemiemanagement. Zugleich berät das ZIKH die kooperierenden Kran-

kenhäuser und ambulanten Gesundheitseinrichtungen in allen Fragen der Krankenhaushygiene und der In-

fektionsprävention.

53

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung

und Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovations-

strategie des Freistaates Sachsen.

Das Vorhaben ist grundsätzlich umsetzbar.

Die Kosten und Finanzierungsmöglichkeiten können derzeit noch nicht eingeschätzt werden.

54

Gesundheit und Lebensqualität im ländlichen Raum und Digital Health

Die Aufgabe des „Med-Tech-Zentrum Saxony“ (MTZS) soll die Erprobung neuer Technologien und Methoden

in der Region Lausitz sein, die vorher im Else-Kröner-Fresenius-Zentrum Dresden (EKFZ) mit seinen multi-

disziplinären Teams entwickelt wurden. Die verschiedensten innovativen Technologien im Gesundheitsbe-

reich (z. B. Smart Systems, Digitalisierung, Robotik, Software, 5G, Sensorik), die im EKFZ Dresden fokussiert

für den Einsatz am Patientenbett entwickelt werden, müssen nach ihrer Entwicklung für die Anwendung ge-

testet werden. Nach dem Proof-of-Concept im Dresdner Living Lab ist ihre Skalierbarkeit für die Fläche zu

prüfen und umzusetzen. Neben der Koordination der Erprobung der neuen Entwicklungen, der nachfolgenden

Weiterentwicklung/Anpassung dieser soll das MTZS zusammen mit starken Industriepartnern einen Grün-

derinkubator bilden, der es Aus- sowie Neugründungen im MTZS in der Region fördert und die vorhandene

Versorgungsstruktur verbessert (Recruitment-Vorteil für internationale Experten) und eine „verlängerte Werk-

bank“ für innovative Medizintechnik schaffen. Das ergibt Synergieeffekte zu geplanten außeruniversitären

Forschungszentren in der Region.

Bisher verfügt Sachsen über keine Einrichtung, die eine vergleichbare koordinierte Erprobung und Weiterent-

wicklung von Innovationen bis zur Marktreife leisten könnte.

Die Lausitz hat den Ruf einer europäischen Region, in der zukünftige digitale Gesundheits-technologien, insb.

digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen Raum, erforscht, entwickelt und in die Gesellschaft

transferiert werden und die dazu passfähige Ausbildung erfolgt.

Sachsen ist eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien und eine moderne

Ausbildung in Gesundheitsberufen.

Gründung eines „Med-Tech-Zentrum Saxony (MTZS)“ (siehe oben)

Universitätsklinikum Dresden

TU Dresden, Medizinische Fakultät Carl-Gustav-Carus Dresden

Else Kröner-Fresenius Zentrum

In der Lausitz wird ein Technologiezentrum gegründet zur Koordination der Erprobung neuer Entwicklungen,

der nachfolgenden Weiterentwicklung/Anpassung zusammen mit geeigneten Industriepartnern. Damit soll

diese Einrichtung zu einem Gründerinkubator werden, der Aus- und Neugründungen in der Region fördert

und die vorhandene Versorgungsstruktur verbessert.

55

(Forschung, Innovation, Wissenschaft und Gesundheitsvorsorge)

(Pilotierung innovati-

ver Ansätze in der Gesundheitsvorsorge),

(Pilotierung innovativer Ansätze in der Gesundheitsversorgung

für den ländlichen Raum),

(Ausbau der Branchen- und Innovationskerne um Maschinen- und Anlagenbau

sowie Gesundheitswirtschaft)

:

(Attraktiver Wirtschaftsstandort & zentraler Industriestandort),

(Ausbau der Branchen- und

Innovationskerne um Maschinen- und Anlagenbau sowie Gesundheitswirtschaft);

(Digitalisierung, Bil-

dung & Kreativität),

Ausbildung von Kompetenzen im Bereich E-Health, insbesondere im ländlichen

Raum).

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung

und Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovations-

strategie des Freistaates Sachsen.

Digitalisierungsstrategie

Das Vorhaben ist grundsätzlich umsetzbar.

Die Kosten und Finanzierungsmöglichkeiten können derzeit noch nicht eingeschätzt werden.

 

56

Pharmakologie, Bioökonomie, Biopharma und Wirkstoffforschung

Mit der in Deutschland einmaligen Zusammenführung von Pharmazie und Medizin unter dem Dach einer

Medizinischen Fakultät und den damit verbundenen Neuberufungen entsteht in Leipzig aktuell ein Schwer-

punkt auf dem Gebiet der akademischen Wirkstoffentwicklung. Ein Forschungsbau, der die an der virtuellen,

synthetischen, experimentellen und präklinischen Wirkstoffentwicklung zentral beteiligten Akteure zusam-

menführt, wird die diesbezüglichen Aktivitäten von fünf mit Wirkstoffentwicklung befasster Sonderforschungs-

bereiche zusammenführen und soll als Nukleus weiterer neuer Verbundinitiativen wirken.

Die Berufung von Jens Meiler als Humboldtprofessor (höchstdotierter Forschungspreis in Deutschland) und

Direktor eines neuen Instituts für Wirkstoffentwicklung ist ein Fokus geschaffen, den die Medizinische Fakultät

strategisch ausbauen möchte. Insbesondere möchte die Medizinische Fakultät mit der hier vorgeschlagenen

Initiative den „Missing Link“ herstellen, der die Wertschöpfungskette im Bereich der Intelligenten Wirkstoffent-

wicklung im Mitteldeutschen Revier vervollständigt: existierende Stärken in der Grundlagenforschung Künst-

liche Intelligenz und Big Data:

werden so verbunden mit existierenden Stärken in der Herstellung und Testung neuer molekularer und zellu-

lärer Wirkstoffe

Computergestützte Entwicklung, Produktion und klinische Testung nachhaltiger Impfstoffe und präziser Arz-

neimittel mittels Künstlicher Intelligenz führt die kritischen Entwicklungen der letzten 10 Jahre unter einem

Dach zusammen um Verständnis von Biologie zu revolutionieren und dadurch die nächste Generation von

Therapeutika zur Behandlung von Krankheiten zu entwickeln. Strategie ist es erfolgreiche Beispiele wie das

vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) und der Harvard Universität gegründete BROAD Institutes

in der heutigen Zeit zu denken.

Der ganzheitliche Ansatz inkludiert kleine Moleküle, Proteine, Antiköper, Vakzine und Zelltherapien. Entwi-

ckelte Methoden werden auf Zivilisationskrankheiten inklusive Krebs, angeborene/seltene Krankheiten und

Infektionskrankheiten angewandt. Dieser Ansatz befördert Synergien in Anwendung dieser neuen computer-

gestützten Methoden, insbesondere im Bereich der Präzisionsmedizin und der Entwicklung von Impfstoffen

zur Verhinderung zukünftiger Pandemien.

57

Existierende Strukturen in Sachsen und insbesondere im Mitteldeutschen Revier, die diese Initiative unter-

stützen inkludieren:

1. Integration der Pharmazie in der Medizinischen Fakultät Leipzig verbunden mit der Berufung von Hum-

boldtprofessor Jens Meiler als Direktor des Institutes für Wirkstoffentwicklung und fünf mit Wirkstoffent-

wicklung befasster Sonderforschungsbereiche (SFB 1423, SFB 1052, TRR 67, TRR 102, TRR 152)

2. Die Exzellenz im Bereich Künstliche Intelligenz und Big Data gegeben durch das Nationales Kompetenz-

zentrum für Big Data und Künstliche Intelligenz – ScaDS.AI (Dresden/Leipzig) an der Fakultät für Mathe-

matik und Informatik der Universität (Leipzig) und Max-Plank-Institut für Mathematik in den Naturwissen-

schaften (Leipzig); LIFE und LIFEChild Studien am Institut für Medical Informatik, Statistik und Epidemio-

logie (IMISE) der Medizinischen Fakultät (Leipzig)

3. Translationskapazitäten mit dem Universitätsklinikum der Universität mit der „Early Clinical Trials Unit (EC-

TUL)“, dem Fraunhofer-Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI, und dem Helmholtz-Institut für Meta-

bolismus-, Adipositas- und Gefäßforschung (HI-MAG), SaxoCell und SaxoChild Studien

1. Europaweit erstes akademisches Zentrum unter Nutzung von Monte Carlo Simulation gekoppelt mit Künst-

licher Intelligenz

2. Entwicklung innovativer Methoden der künstlichen Intelligenz generiert weltweite Alleinstellungsmerkmale

in der computergestützten Wirkstoffentwicklung

3. Ganzheitlicher Ansatz für kleine Wirkstoffe, Proteine, Antiköper, Vakzine, und Zelltherapien befördert Sy-

nergien in Anwendung dieser neuen computergestützten Methoden

4. Vervollständigung der gesamten Wertschöpfungskette von Entwicklung zur Produktion und klinischen Te-

stung in Zusammenarbeit mit existierenden Forschungseinrichtungen im Raum Leipzig

5. Hit-to-lead-Pipeline: Integration von experimentellem Hochdurchsatz-Screening (HTS) und schneller Opti-

mierung von Wirkstoffkandidaten

6. Optimierung von biologischen Wirkstoffkandidaten (Proteinen, Antikörper, Vakzinen) durch gerichtete Evo-

lution und Glykosylierung

7. Computergestütztes Design und experimentelle Optimierung viraler und nicht-viraler Wirkstoffabgabesys-

teme gekoppelt an Herstellungskapazitäten für klinische Studien

8. Zusammenarbeit mit Partnern im Raum Leipzig zur Produktion nach „Guter Herstellungspraxis“ – GMP

und klinischen Studien für zeitnahe Translation in die Anwendung

Das Zentrum für Intelligenten Wirkstoffentwicklung entwickelt und nutzt Monte Carlo Computer Algorithmen

und Künstliche Intelligenz, um Wirkstoffkandidaten am Computer zu entwerfen, ein Ansatz, auf den sich zur-

zeit nur zwei größere Zentren in den USA konzentrieren. Wir integrieren Next-Generation Sequenzierung,

Hochdurchsatz-Screening und Strukturelle Charakterisierung und nutzen dadurch große Datensätze (Big

Data) die fortlaufend nach oben skaliert werden.

Im Gegensatz zu den Vorbildzentren in den USA bildet das Zentrum für Intelligente Wirkstoffentwicklung in

Zusammenarbeit mit existierenden Forschungs- und klinischen Einrichtungen im Raum Leipzig und in Sach-

sen die gesamte Wertschöpfungskette und klinischen Studien ab:

58

1. Resistenzmutationen in Krebspatienten werden mit Präzision analysiert, um eine personalisierte Behand-

lungsstrategie mit optimaler Wirkstoffkombination vorzuschlagen

2. Computergestütztes Design entwickelt humane Antikörper, die Infektionskrankheiten durch virale Erreger

(COVID-19 Viren, Humanes Immundefizienz Virus – HIV, Influenza) nachhaltig, potent und breit neutrali-

sieren

3. Kenntnis der Funktionsweise dieser Antikörper erlaubt computergestütztes Design von Vakzinen, die mit

einmaliger Impfung lebenslang vor Krankheiten schützen, die durch diese Erreger ausgelöst werden

(Schweres Akutes Atemwegssyndrom – SARS, Erworbenes Abwehrschwäche-Syndrom – AIDS, In-

fluenza)

4. Computergestütztes Design von Chimären Antigen-Rezeptoren – CARs für optimale Aktivität und Selekti-

vität in zellbasierter Immunotherapie (Zelltherapien) gegen Zivilisationskrankheiten inklusive Krebs, ange-

borene Krankheiten und Infektions-krankheiten (auch SARS-CoV-2)

Medizinische Fakultät der Universität Leipzig

Universitätsklinikum Leipzig

Fraunhofer Institut für Zelltherapie und Immunologie IZI (Leipzig)

Helmholtz-Institut für Metabolismus-, Adipositas- und Gefäßforschung (HI-MAG, Außenstelle Leipzig

SaxoCell, SaxoChild, LIFE und LIFE-Child-Initiativen

Nationales Kompetenzzentrum für Big Data und Künstliche Intelligenz – ScaDS.AI (Dresden/Leipzig) an

der Fakultät für Mathematik und Informatik der Universität Leipzig

Max-Plank-Institut für Mathematik in den Naturwissenschaften Leipzig

Das Zentrum für Intelligente Wirkstoffentwicklung führt die kritischen Entwicklungen der letzten 10 Jahre unter

einem Dach zusammen, um Verständnis von Biologie zu revolutionieren und dadurch die nächste Generation

von Therapeutika zur Behandlung von Krankheiten zu entwickeln. Das Zentrum für Intelligente Wirkstoffent-

wicklung entwickelt und nutzt Monte Carlo Computer Algorithmen und Künstlicher Intelligenz, um Wirkstoff-

kandidaten am Computer zu entwerfen, ein Ansatz, auf den sich zurzeit nur zwei größere Zentren in den USA

konzentrieren. Das Zentrum integriert Next-Generation Sequenzierung, Hochdurchsatz-Screening und Struk-

turelle Charakterisierung und nutzt dadurch große Datensätze (big/scalable data). Im Gegensatz zu den Vor-

bildzentren in den USA bildet dieses Zentrum für Intelligente Wirkstoffentwicklung in Zusammenarbeit mit

existierenden Forschungs- und klinischen Einrichtungen im Raum Leipzig und in Sachsen die gesamte Wert-

schöpfungskette inklusive Produktion nach „Guter Herstellungspraxis“ – GMP und klinischen Studien ab. Der

ganzheitliche Ansatz inkludiert kleine Moleküle, Proteine, Antiköper, Vakzine und Zelltherapien. Entwickelte

Methoden werden auf Zivilisationskrankheiten inklusive Krebs, angeborene Krankheiten und Infektionskrank-

heiten angewandt. Dieser Ansatz befördert Synergien in Anwendung dieser neuen computergestützten Me-

thoden, insbesondere im Bereich der Präzisionsmedizin und der Entwicklung von Impfstoffen zur Verhinde-

rung zukünftiger Pandemien.

(Innovative und leistungsfähige Wirtschaftsregion),

(Ausweisung / Erstellung großflächiger

und dauerhafter Entwicklungsflächen und Reallabore),

(Stärkung der Region als Forschungs- und Entwick-

lungsstandort);

(Forschung, Innovation, Wissenschaft und Gesundheitsvorsorge),

Schaffung von Einrichtungen

für Forschung, Innovation und Wissenschaft)

59

(Attraktiver Wirtschaftsstandort & zentraler Industriestandort),

Stärkung der Standortattrak-

tivität für Unternehmen in den wachsenden Bereichen BioTech und Life Science, Ernährung)

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und

Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovationsstrategie des Frei-

staates Sachsen.

Digitalisierungsstrategie, KI-Strategie

Das Vorhaben ist grundsätzlich umsetzbar. Sofern die Finanzierung sichergestellt werden kann, wäre dies ein

prioritäres Vorhaben.

Die Kosten und Finanzierungsmöglichkeiten können derzeit noch nicht eingeschätzt werden.

60

Pharmakologie, Bioökonomie, Biopharma und Wirkstoffforschung

Die Medizin befindet sich in einem Wandel. Sie soll künftig stärker auf die individuellen Bedingungen der

Patienten ausgerichtet sein. Dies bedeutet insbesondere auch den Einsatz neuer Medikamente. Insofern sind

neue digitale und KI-basierte Fertigungs- und Anwendungsmethoden genauso gefragt wie der Einsatz besser

verträglicher und ressourcenschonender Rohstoffe. Ein Instrument dafür können Verfahren des Biopharming

(genetisch veränderte Nutzpflanzen = „grüne“ Gentechnik) auf Basis natürlicher Ausgangsstoffe sein. Sie

werden in den kommenden Jahren maßgeblich Eingang in die medizinische Anwendung finden und damit

auch hohe Wachstumszahlen für die Pharmaindustrie generieren (= „rote Gentechnik“).

In der Lausitz soll ein ganzheitliches und innovatives Biopharming-Projekt als Sinnbild moderner und nach-

haltiger pharmakologischer Forschung inkl. zukunftsträchtiger Fertigungstechnologien sowie medizinischer

Anwendungen geschaffen werden. Dafür sollen Vorhaben der Grundlagenforschung genauso stattfinden wie

anwendungsnahe Pilot-Projekte. Zentral geht es um die Produktion biogener Arzneimittel aus nachwachsen-

den und biogenetisch veränderten Rohstoffen und deren Anwendung am Menschen unter Reallaborbedingen.

Im Fokus steht die Präzisionsmedizin für altersbedingte Erkrankungen. Die neuen Medikamente und Produkte

werden in präklinischen Studien sowie in modernen klinischen Studien validiert. Bei den klinischen Studien

werden die regionalen Besonderheiten der Lausitz sowie die Stärken und Kompetenzen der TU Dresden z.

B. durch den Einsatz telemedizinischer Ansätze in den bestehenden regionalen Zentren/Krankenhäusern in

der Lausitz mit digitalen Gesundheitstechnologien verknüpft und zu einer Einheit zusammengeführt. Hierbei

entsteht eine zukunftsweisende Synergie zwischen den regionalen Zentren/Krankenhäusern in der Lausitz

und dem Potenzial der Digitalisierungstechnologien in der akademischen Medizin.

Der Freistaat Sachsen ist ein Standort hochkompetenter und hochinnovativer der medizinischen und pharma-

kologischen Forschung. Mit seinen beiden medizinischen Fakultäten sowie den zahlreichen außeruniversitä-

ren Forschungseinrichtungen in den Regionen Dresden und Leipzig verfügt er über exzellente Netzwerke, die

insbesondere für die Pharmaunternehmen in und außerhalb Sachsens kompetente Partner für hochinnovative

Produkte bereitstellen. Etwa 300 Biotechnologie-, Pharma- und Medizintechnik-Unternehmen kooperieren be-

reits mit den sächsischen Hochschulen und Forschungseinrichtungen. Molekulares Bioengineering und Bio-

informatik gehören zu den Schwerpuntthemen.

Außerdem nehmen die Kooperationen zwischen Leipzig und Dresden stetig zu. Dies führt u.a. dazu, mit dem

SaxoCell ein mit 45 Mio. € durch das BMBF finanziertes Zukunftscluster nach Sachsen zu holen. Darüber

hinaus ist der Freistaat der Sitz zahlreicher FuE-Partner sowie Unternehmen des Maschinen- und Anlagen-

baus sowie der Fertigungstechnologien.

Die Lausitz verfügt mit ihrer Nähe zum überregionalen Zentrum Dresden und den Hochschulen in Dresden,

Zittau/Görlitz übe die Basis, sich zu einem forschungsbezogenen Innovationszentrum mit innovativen nach-

haltigen Produkten zu entwickeln. Die traditionelle Prägung im Maschinen- und Anlagenbau, im Chemiesektor

sowie in der Land- und Forstwirtschaft bieten dafür entsprechende Anwendungsbereiche.

Sachsen kann sich durch die Umsetzung des Vorhabens als Standort einer zukunftsorientierten Medizin prä-

sentieren. Das Projekt bietet die Chance, einen holistischen Ansatz zur Umsetzung einer innovativen, res-

sourceneffizienten und wettbewerbsfähigen Strategie zu schaffen. Das CRISPR/Cas basierte Biopharming in

61

lebenden pflanzlichen Organismen ermöglicht es, Klimaschutz und biopharmazeutische Produktionstechno-

logie Hand in Hand voranzubringen.

Sachsen kann mit der Umsetzung des Projekts eine Vorreiterrolle für nachhaltige Pharmaentwicklung- und

Produktion einnehmen. Aufgrund der Lage und strukturpolitischen Voraussetzungen bietet sich die Lausitz

als Standort an. Potenzielle Effekte ergeben sich wie folgt:

Signifikanter Beitrag für eine klimaneutrale pharmazeutische Produktion;

Ansiedlung weiterer akademischer Projekte und Anstoß für weitere wissenschaftliche Innovation;

Stärkere Nutzung und Ausbau vorhandener interdisziplinärer Verbünde (Medizin, Biotechnologie, Anla-

genbau, Chemie, Landwirtschaft) z.B. über Kooperation mit dem Projekt „DAS Zentrum für zirkuläre Wirt-

schaft und Bioökonomie in der Lausitz“.

Ansiedlung nachhaltiger Industrie und Wertschöpfungsketten mit Raum für Spin-Offs, Start-Ups, Think-

Tanks und Inkubatoren;

Schaffung attraktiver sozialversicherungspflichtiger Arbeitsplätze im Forschungs-, Medizin und Pharma-

sektor.

Das Vorhaben besteht aus mehreren Teilprojekten:

1) Es nutzt methodisch das CRISPR/Cas basierte Biopharming. Damit soll die Herstellung von medizinisch

relevanten pharmazeutischen Wirkstoffen in Pflanzen oder Pflanzenzellkulturen gelingen. Dies kann auch

eine synthetisch optimierte Wirksamkeit und Verträglichkeit umfassen (Lead-Optimierung). Vor allem kann

auf die Nutzung tierischer Zellen oder embryonaler Eier sowie auf die biotechnologische Produktion von

Nukleotiden und Enzymen verzichtet werden. Als „Rohstoff“ wird die Tabakpflanze genutzt.

2) Die klinische Anwendung der hergestellten Pharmaka erfolgt über dezentrale klinische Studiendesigns mit

KI-basiertem Datenmanagement in Zusammenarbeit mit lokalen Kliniken in der Lausitz mit telemedizini-

schen Systemen zur Optimierung der medizinischen Versorgung komplexer überwiegend altersbezogener

Krankheiten (insbesondere kardiologische, onkologische, immunologische und metabolische Erkrankun-

gen).

3) Als Partner soll das Verbundprojekt „DAS Zentrum für zirkuläre Wirtschaft und Bioökonomie in der Lausitz

aufbauen“ integriert werden.

TU Dresden (Biomedizinische Technik, Software & adaptive Programmierung,

Datentechnologie, telemedizinische Anwendungen, Health Kit, Verfahrenstechnik & Umwelttechnik)

Hochschule Zittau-Görlitz (Pharmazeutische Biotechnol., "Bioplatz")

Universität Leipzig (Pharmazie, Institut für Innovation im Rational Drug Design, RosettaAntibodyDesign)

Novartis AG

Krankenhäuser in der Lausitz

In der Lausitz wird ein Forschungsstandort der TU Dresden gegründet, der sich mit neuen Methoden des

Biopharming zur Herstellung von Medikamenten aus Pflanzen beschäftigt. Dabei werden sowohl fertigungs-

technologische Verfahren entwickelt wie klinische Anwendungsstudien in den Partner-Krankenhäusern der

Region durchgeführt.

62

(Innovative und leistungsfähige Wirtschaftsregion),

(Ausweisung / Erstellung großflächiger

und dauerhafter Entwicklungsflächen und Reallabore),

(Stärkung der Region als Forschungs- und Entwick-

lungsstandort).

(Forschung, Innovation, Wissenschaft und Gesundheitsvorsorge),

Schaffung von Einrichtungen

für Forschung, Innovation und Wissenschaft)

(Attraktiver Wirtschaftsstandort & zentraler Industriestandort),

Stärkung der Standortattrak-

tivität für Unternehmen in den wachsenden Bereichen BioTech und Life Science, Ernährung)

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

Einschätzung: Das Vorhaben scheint grundsätzlich umsetzbar und bietet eine hohe Attraktivität für den Phar-

mastandort Sachsen. Gleichfalls werden zahlreiche Parameter zur Umsetzung (Was genau bis wann mit wel-

chen Bedarfen durch wen?) für eine umfassende Bewertung jedoch nicht benannt.

Die TU Dresden setzt sich seit langem für die Umsetzung des Vorhabens in der Lausitz ein. (1.) Aufgrund der

Nähe zu Dresden sowie (2.) bereits vorhandenen und weiter anwachsenden Partnern aus Wissenschaft, For-

schung und Industrie und (3.) der dortigen Bedingungen (wenige, aber kooperationswillige Krankenhäuser,

überalterte Bevölkerung, Raumangebote für entsprechende FuE-Vorhaben in strenger Abgrenzung zur Um-

welt etc.) kann das Vorhaben durchaus pull-Effekte für junge Nachwuchswissenschaftler und Unternehmen

erzielen.

Aufgrund der inhaltlichen Nähe zum Projekt „Intelligente Wirkstoffforschung“ sollte über entsprechende Sy-

nergien zwischen beiden Vorhaben diskutiert werden. Ggf. lassen sich beide revierübergreifend miteinander

verknüpfen. Unnötige Doppelungen sind zu vermeiden.

Zu klären ist jedoch, inwieweit die Tabakpflanzen bereits vor ihrer Anpflanzung genetisch verändert werden

(Genom) oder ob der gentechnische Eingriff erst nach der Ernte erfolgt. Laut Koalitionsvertrag ist der Anbau

gentechnisch veränderter Pflanzen mit Blick auf den „Pflanzenschutz“ abzulehnen (vgl. Koalitionsvertrag

2019-24, S. 90: „Wir tragen das auf Bundesebene verankerte Verbot des Anbaus gentechnisch veränderter

Organismen mit.“).

Einschätzung: Es sind keine Mittelbedarfe bekannt. Aus früheren Gesprächen mit Vertretern des Projekts

haben sich die damaligen Bedarfsmeldungen stetig enorm erhöht. Hier gilt es zunächst klar herauszuarbeiten,

was, wie und mit welchen Mitteln an welchem Standort erfolgen soll. Dies kann z.B. im Rahmen einer Bedarfs-

und Potenzialanalyse erfolgen, die auch Standortszenarien umfasst. Erst daran anschließend könnte über

eine umfassende Umsetzung inkl. Großinvestitionen entschieden werden. Aus Mitteln des Landeshaushalts

ist das Vorhaben nicht finanzierbar. Das InvKG kann eine mögliche Quelle sein.

 

63

Mikroelektronik der nächsten Generation

Schaffung eines Entwicklungszentrums für Nanotechnologien und Schaltkreise der nächsten Generation

Ein „Entwicklungszentrum für Nanotechnologien und Schaltkreise der nächsten Generation“ ist eine der

Ideen, die im Zuge der Ausschreibung des BMBF (und des Freistaates) für insgesamt zwei neue Großfor-

schungseinrichtungen (ursprünglich war von Helmholtz-Forschungszentren die Rede) zirkulieren.

Sachsen ist regionales Hightech-Ökosystem und führender Mikroelektronikstandort in Europa (Silicon Sa-

xony).

Sachsen behauptet weiterhin seine europäische Spitzenstellung in der Mikroelektronik. International ist Sach-

sen ein europaweit führender Standort für Mikro- und Nanotechnologie sowie Edge-Artificial-Intelligence.

Silicon Saxony als Forschungs- und Fertigungsstandort ist Europas größtes Mikroelektronikcluster (fünftgröß-

tes weltweit) und in technologischer Hinsicht eines der innovativsten IKT-Cluster weltweit. Die sächsische

Mikroelektronik ist einer der wenigen Wirtschaftszweige, in denen der Freistaat Sachsen eine europäische

Spitzenposition eingenommen hat. Die Mikroelektronik ist eine Schlüsselindustrie für den Erhalt und Ausbau

der Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit aller wichtigen Wirtschaftssektoren.

Das Entwicklungszentrum ist für einen Projektvorschlag konkret genug.

In Frage kommen: Fraunhofer IPMS, IZM, IIS/EAS, ENAS, TU-Dresden, NaMLab, Globalfoundries, Infineon,

Robert Bosch Semiconductor Manufacturing u. a.

Die Schaffung eines Entwicklungszentrums für Nanotechnologien und Schaltkreise der nächsten Generation

hat das Potenzial, Sachsens Spitzenstellung in der europäischen Mikroelektronik zu festigen und auszu-

bauen.

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

64

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

 

65

Mikroelektronik der nächsten Generation

Fraunhofer-Ausbau eines Mikroelektronik-Zentrums

Im Rahmen des Strukturstärkungsgesetzes der Kohleregionen sowie der KI-Strategie Sachsen bietet sich der

Aufbau eines Forschungs- und Entwicklungszentrums für Mikroelektronik der nächsten Generationen in Kom-

bination mit einem IT-Institut zur zukunftsfähigen Fokussierung des Lausitzer Reviers an. Zur Entwicklung der

Basistechnologie ist eine Zusammenarbeit mit ansässigen Wirtschafts- und Innovationstreibern für Halbleiter-

technologien (Infineon, Bosch, Globalfoundries), Universitäten, Start-ups, und Forschungseinrichtungen

(Fraunhofer

IPMS, IZM/ASSID, IIS/EAS ENSAS sowie FMD

) erfolgsversprechend.

Sachsen ist regionales Hightech-Ökosystem und führender Mikroelektronikstandort in Europa (Silicon Sa-

xony).

Die Entwicklung und Produktion von Next-Generation-Computing-Systemen in Sachsen bildet nicht nur die

Grundlage für eine erfolgreiche Mobilitätswende, sondern dient auch als Anknüpfungspunkt für weitere Inno-

vationen (E-Health, BioTech, Informationstechnologie, IoT). So schafft und erhält Sachsen

Wissen, Wertschöpfung und Arbeitsplätze für die Region.

Silicon Saxony als Forschungs- und Fertigungsstandort ist Europas größtes Mikroelektronikcluster (fünftgröß-

tes weltweit) und in technologischer Hinsicht eines der innovativsten IKT-Cluster weltweit. Die sächsische

Mikroelektronik ist einer der wenigen Wirtschaftszweige, in denen der Freistaat Sachsen eine europäische

Spitzenposition eingenommen hat. Die Mikroelektronik ist eine Schlüsselindustrie für den Erhalt und Ausbau

der Innovations- und Wettbewerbsfähigkeit aller wichtigen Wirtschaftssektoren.

Aufbau eines Forschungs- und Entwicklungszentrums für Mikroelektronik der nächsten Generationen in Kom-

bination mit einem IT-Institut zur zukunftsfähigen Fokussierung des Lausitzer Reviers

siehe oben

Die Entwicklung und Produktion von Next-Generation-Computing-Systemen in Sachsen bildet nicht nur die

Grundlage für eine erfolgreiche Mobilitätswende, sondern dient auch als Anknüpfungspunkt für weitere Inno-

vationen (E-Health, BioTech, Informationstechnologie, IoT). Der Fraunhofer-Ausbau eines Mikroelektronik-

Zentrums veredelt und beflügelt das Hightech-Ökosystem Silicon Saxony.

66

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung

und Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovations-

strategie des Freistaates Sachsen.

KI-Strategie

 

67

Mikro-Nanoelektronik, Quantentechnologie und Künstliche Intelligenz

Sensorregion häusliche Altenpflege, Gesundheitsrobotik, AR

Zukünftige medizinische Anwendungen, die die neuesten Entwicklungen in der Sensor-, IoT-, Virtual-Reality-

und Augmented-Reality-Technologien nutzen, werden sicherlich die allgemeine Verfügbarkeit und Qualität

der Gesundheitsversorgung weltweit verbessern. Smart Homes, Telepräsenz-Assistenz, robotergestützte Ge-

sundheitsanwendungen usw. sind wichtige Lösungen für die Gesundheitsversorgung, insbesondere in ländli-

chen Gebieten wie der Lausitz, die mit demografischen Problemen (Überalterung, Abwanderung junger Men-

schen in die Städte usw.) und generell mit einem Mangel an medizinischem Personal konfrontiert sind, sodass

die Bereitstellung medizinischer Hilfe mit herkömmlichen Mitteln meist unzureichend ist. Die Investition in

dieses interdisziplinäre Technologiefeld stärkt nicht nur den Forschungs- und Entwicklungsstandort Lausitz,

sondern fördert auch das Wirtschaftswachstum durch Ansiedlung von (inter-)nationalen Forschungs-instituten

und Unternehmen sowie durch Unterstützung von Neugründungen.

Mit der (und auch ohne) Schließung vom Tagebau steht die Lausitz vor demografischen Herausforderungen

(Überalterung, Abwanderung in Großstädte), die sich unter anderem auch auf die Verfügbarkeit und Qualität

von Gesundheitsdienstleistungen für die regionale Bevölkerung auswirken werden.

Ziel ist es, die Lausitz zu einer renommierten europäischen Region zu machen, in der

zukünftige digitale Gesundheitstechnologien, insbesondere digitale medizinische Anwendungen für den länd-

lichen Raum, erforscht, entwickelt und in die Gesellschaft transferiert werden.

Die Lausitz hat daher alle notwendigen Eigenschaften, um die Implementierung von Reallaboren zu unter-

stützen, in dem zukünftige digitale Gesundheitstechnologien entwickelt werden können, um die Bedürfnisse

aller zu erfüllen. Darüber hinaus ist Sachsen eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheits-

technologien (BioSaxony) und ein bedeutender Standort für Mikro- und Nanoelektronik in Europa (SiliconSa-

xony), bestehend aus zahlreichen Elektronik-, Software- und Medizintechnikunternehmen. Darüber hinaus

verfügt Sachsen über eine starke Sensorikindustrie und eine aktive Zusammenarbeit zwischen Hochschulen

und Forschungs- und Entwicklungseinrichtungen.

Zukünftige Anwendungen für die häusliche Pflege setzen auf Fernüberwachungstechniken, die auf Sensor-,

IoT- und Virtual-Reality-Technologie basieren. Diese Techniken werden es ermöglichen, zu erkennen, ob äl-

tere Menschen in ihrem Haus einen Unfall erleiden (z. B. Sturzerkennung), ob sie ihre Medikamente richtig

einnehmen, ob sie ihren Sport auf die richtige Weise ausüben oder wie sich ihre Körperfunktionen verändern.

Telepräsenz-Assistenz wird möglich sein, die in Echtzeit mündliche Ratschläge und haptische Hilfestellungen

gibt. Anwendungen wie Fern- Physiotherapie, Fern-Ergo-Therapie, Fern-Reha-Training, werden durch IoT

und virtuelle/augmentierte Realität ermöglicht. Die Umsetzung eines Smart-Home-Demonstrationsprojekts

wird es den Bewohnern der Lausitz sowie Besuchern, die von jedem anderen Ort der Welt kommen, ermög-

lichen, die Möglichkeiten der Hausautomatisierung zu sehen und dafür ein Verständnis zu entwickeln.

68

Weiterhin werden in der zukünftigen Gesundheitsversorgung robotische Anwendungen eine große Rolle spie-

len. Daher werden die sächsischen Initiativen zur Robotik für die zukünftige Gesundheitsversorgung sehr

wichtig sein. So werden beispielsweise im Exzellenzcluster „Center for Tactile Internet (CeTI)“ neue Formen

von Operationsassistenten, neue Formen des Co-Learnings von Fähigkeiten zwischen Robotern und Men-

schen sowie neue Formen des robotergestützten Rehabilitationstrainings erforscht. Kombiniert mit Aug-

mented-Reality-Techniken können Roboter ferngesteuert werden („taktiles Internet“), sodass ferngesteuerte

roboterbasierte Trainings- und Behandlungsanwendungen ermöglicht werden, bei denen ferngesteuerte Ärzte

und Therapeuten Menschen mit Hilfe von häuslichen Robotern trainieren und behandeln. Darüber hinaus

werden zukünftige Heimroboter-Plattformen älteren Menschen dienen, damit sie länger zu Hause bleiben

können. Die robotischen Helfer sind stark genug, um immobile Personen aus Betten oder Stühlen zu heben

und, ausgestattet mit haptischen Häuten, sind sie vorsichtig genug, um jede und jeden zu schützen. Für ältere

Menschen werden Roboter Such- und Rettungseinsätze in der Wohnung ermöglichen, Hol- und Bringdienste

leisten sowie Hilfen beim Einkaufen, Lagern und Putzen bieten.

TU Dresden, Silicon Saxony, BioSaxony, Organic Electronic Saxony (OES)

Zukünftige medizinische Anwendungen, die die neuesten Entwicklungen in der Sensor-, IoT-, Virtual-Reality-

und Augmented-Reality-Technologien nutzen, werden sicherlich die allgemeine Verfügbarkeit und Qualität

der Gesundheitsversorgung weltweit verbessern. Smart Homes, Telepräsenz-Assistenz, robotergestützte Ge-

sundheitsanwendungen usw. sind wichtige Lösungen für die Gesundheitsversorgung, insbesondere in ländli-

chen Gebieten wie der Lausitz, die mit demografischen Problemen (Überalterung, Abwanderung junger Men-

schen in die Städte usw.) und generell mit einem Mangel an medizinischem Personal konfrontiert sind, sodass

die Bereitstellung medizinischer Hilfe mit herkömmlichen Mitteln meist unzureichend ist. Die Investition in

dieses interdisziplinäre Technologiefeld stärkt nicht nur den Forschungs- und Entwicklungsstandort Lausitz,

sondern fördert auch das Wirtschaftswachstum durch Ansiedlung von (inter-)nationalen Forschungsinstituten

und Unternehmen sowie durch Unterstützung von Neugründungen.

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung

und Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovations-

strategie des Freistaates Sachsen.

 

69

Mikro-Nanoelektronik, Quantentechnologie und Künstliche Intelligenz

Spitzentechnologieforschung für die Zukunft des Gesundheitswesens

Mikrotechnologien, Nano- und Quantentechnologien sowie KI haben sich als vielversprechend erwiesen, um

die Gesundheitsversorgung zu verbessern, indem sie Krankheiten vorbeugen, eine schnelle Diagnose ermög-

lichen, Krankheiten mit weniger Nebenwirkungen behandeln und neue bzw. verbesserte medizinische Hilfs-

mittel schaffen. Es wird vorgeschlagen, ein Reallabor und ein innovatives interdisziplinäres Cluster zu entwi-

ckeln, das aus Forschungsinstituten, Unternehmensinkubatoren sowie bereits etablierten Unternehmen be-

steht, die sich der Vision anschließen. Ziel ist es, das volle Potenzial der titelgebenden Technologie-Toolbox

zu nutzen, um revolutionäre Gesundheitsanwendungen der nächsten Generation zu unterstützen, wie z. B.

Gewebeentwicklung, neuronale Implantate, Systeme zur Verabreichung von Medikamenten, die nur auf

kranke Stellen abzielen, bio-inspirierte und Quanten-Computing-Systeme, tragbare Gesundheits-Tracker

u.s.w. Diese Ausrichtung wird der Lausitzer Bergbauregion durch die Schaffung neuer Arbeitsplätze, Start-

ups und Forschungseinrichtungen zugutekommen, was wiederum das Wirtschaftswachstum ankurbeln, die

Wettbewerbsfähigkeit, die Innovation, die internationale Zusammenarbeit durch technologischen Fortschritt

sowie die überregionale Sichtbarkeit erhöhen wird.

Sachsen ist regionales Hightech-Ökosystem und führender Mikroelektronikstandort in Europa (Silicon Sa-

xony). Die Bioökonomie (BioSaxony) entwickelt sich insbesondere forschungsseitig zu einem leistungsfähigen

Innovations- und Technologienetzwerk.

Die Lausitz entwickelt sich zu einem regionalen Innovationssystem, in dem Spitzenforschung in den Berei-

chen Mikrotechnologien, Nano- und Quantentechnologien sowie künstliche Intelligenz die Zukunft des Ge-

sundheitswesens prägt.

Sachsen ist eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien (BioSaxony) und ein

bedeutender Standort für Mikro- und

Nanoelektronik in Europa (SiliconSaxony), mit zahlreichen Elektronik-, Software- und Medizintechnikunter-

nehmen. Darüber hinaus verfügt Sachsen über eine starke Sensorikindustrie und eine aktive Zusammenarbeit

zwischen Hochschulen und FuE-Einrichtungen.

Zukünftige tragbare und implantierbare medizinische Geräte sollen eingehende medizinische Sensordaten an

Ort und Stelle verarbeiten, sodass die gesundheitsdienstleistenden Einrichtungen Patienten aus der Ferne

und in Echtzeit überwachen, diagnostizieren und sogar behandeln können. Die Erforschung und Entwicklung

von NVM-basierten KI-Computing-Systemen der nächsten Generation wird für die Implementierung digitaler

Gesundheitsanwendungen wie Telemedizin, KI-gestützte Computerdiagnostik, prädiktive Gesundheitsversor-

gung usw. von entscheidender Bedeutung sein, die die allgemeine Verfügbarkeit und Qualität der Gesund-

heitsversorgung verbessern können, insbesondere in ländlichen Gebieten wie der Lausitz, um sicherzustellen,

dass Gesundheitsdienstleistungen existieren und von allen genutzt werden können.

70

Durch die Nutzung der einzigartigen Eigenschaften von mikro- und nanoelektronischen Geräten im Kontext

der Quantentheorie können Quantencomputer Daten immens schneller verarbeiten als der klassische Ansatz.

KI-Algorithmen, die auf Quantencomputern laufen, können genutzt werden, um Bio-Informationen in medizi-

nischen Bildern effizient zu interpretieren, was die bildgestützte Diagnostik erheblich verbessern würde. Aus-

gestattet mit der Rechenleistung, Korrelationen und Interdependenzen zwischen den oben genannten Beiträ-

gen zu identifizieren, könnte die Quantentechnologie in Kombination mit maschinellem Lernen und KI-Tech-

niken kostengünstige Ansätze zur Behandlung und Prävention von Krankheiten bieten, die ihre Reichweite

auf entlegene Gebiete ausdehnen können und die auf das Individuum zugeschnitten sind, um rechtzeitige

und genaue Risikovorhersagen zu ermöglichen.

Durch die Kombination von mikroelektronischer Chiptechnologie mit Mikrofluidik und Biomaterialien (Bio-

MEMS) können mit diesen Systemen wichtige medizinische Studien im Labor durchgeführt werden, die unser

Verständnis der menschlichen Anatomie weiter voranbringen und somit die Entwicklung von Körperimplanta-

ten erleichtern, die den normalen Betrieb grundlegender Organe unterstützen sollen, z. B. Gehirn- und Her-

zimplantate. Der Verfolg dieser Innovationen wird der Lausitz langfristig zugutekommen, da sie Akteure aus

Forschung und Industrie anzieht und ein großes Potenzial für die Gründung von Start-ups und die Weiterent-

wicklung regionaler Unternehmen bietet.

Potentielle Partner aus Universitäten, Forschungszentren und der Industrie: BBZ/ ICCAS/ BuildMoNa/

CRTD/ B CUBEC/ BIOTEC/ TU Dresden/ Uni Leipzig/ EKFZ/ CeTI/ IPF/ CEE-AI/ OncoRay/ IFW/ Fraun-

hofer Institute (IPMS, ENAS, IZM/ASSID, IIS/EAS) / HZDR/ DLR/ Wandelbots/ Sysmex Partec/ X-FAB/

Infineon Technologies/ BOSCH/ GlobalFoundries und eine

Unternehmen in den Clustern von BioSaxony und SiliconSaxony.

Mikrotechnologien, Nano- und Quantentechnologien sowie KI haben sich als vielversprechend erwiesen, um

die Gesundheitsversorgung zu verbessern, indem sie Krankheiten vorbeugen, eine schnelle Diagnose ermög-

lichen, Krankheiten mit weniger Nebenwirkungen behandeln und neue bzw. verbesserte medizinische Hilfs-

mittel schaffen. Es wird vorgeschlagen, ein Reallabor und ein innovatives interdisziplinäres Cluster zu entwi-

ckeln, das aus Forschungsinstituten, Unternehmensinkubatoren sowie bereits etablierten Unternehmen be-

steht, die sich der Vision anschließen. Ziel ist es, das volle Potenzial der titelgebenden Technologie-Toolbox

zu nutzen, um revolutionäre Gesundheitsanwendungen der nächsten Generation zu unterstützen, wie z. B.

Gewebeentwicklung, neuronale Implantate, Systeme zur Verabreichung von Medikamenten, die nur auf

kranke Stellen abzielen, bio-inspirierte und Quanten-Computing-Systeme, tragbare Gesundheits-Tracker

u.s.w..

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge kann die

auf

der

71

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen dienen.

 

72

Technologieentwicklung, insbesondere Mikro-, Nano- und Quantentechnologien und Künstliche Intelligenz

1) Lausitz: Spitzentechnologieforschung für die Zukunft des Gesundheitswesens

2) Sensorregion häusliche Altenpflege, Gesundheitsrobotik, Augmentierte Realität

Mikro-, Nano- und Quantentechnologien sowie Künstliche Intelligenz haben sich als vielversprechend erwie-

sen, um die Gesundheitsversorgung zu verbessern, indem sie Krankheiten vorbeugen, eine schnelle Diag-

nose ermöglichen, Krankheiten mit weniger Nebenwirkungen behandeln und neue bzw. verbesserte medizi-

nische Hilfsmittel schaffen. In dem vorgeschlagenen Projekt möchten wir Reallabore und innovative interdis-

ziplinäre Cluster entwickeln, die aus Forschungsinstituten, Unternehmensinkubatoren sowie bereits existie-

renden Unternehmen bestehen, die sich unserer Vision anschließen.

Unser Ziel ist es, das volle Potenzial der titelgebenden Technologie-Toolbox zu nutzen, um revolutionäre

Gesundheitsanwendungen der nächsten Generation zu unterstützen, wie z. B. Gewebeentwicklung, neuro-

nale Implantate, Systeme zur Verabreichung von Medikamenten, die nur auf kranke Stellen abzielen, bio-

inspirierte und Quanten-Computing-Systeme, tragbare Gesundheits-Tracker, etc. Ein Einschlagen dieses We-

ges wird der Lausitzer Bergbauregion durch die Schaffung neuer Arbeitsplätze, Startups und Forschungsein-

richtungen zugutekommen, was wiederum das Wirtschaftswachstum ankurbeln, die Wettbewerbsfähigkeit,

die Innovation, die internationale Zusammenarbeit durch technologischen Fortschritt sowie die überregionale

Sichtbarkeit erhöhen wird.

Sachsen verfügt über ein leistungsfähiges Netzwerk der Biotechnologie und Medizintechnik (BioSaxony) und

den größten Mikroelektronik- und IT-Cluster Europas (Silicon Saxony). Darüber hinaus verfügen sächsische

Hochschulen und Forschungseinrichtungen über ein breites Spektrum exzellenter Forschungsergebnisse und

Kompetenzen in für den erfolgreichen Abschluss der Mission notwendigen Feldern. Ausgeprägten Wertschöp-

fungsketten bzw. -netzwerke zum Einsatz von Mikro-, Nano- und Quantentechnologien sowie Künstliche In-

telligenz im Gesundheitswesen bestehen in Sachsen und insb. in der Lausitz bisher nicht.

1) Die Lausitz entwickelt sich zu einem regionalen Innovationssystem, in dem Spitzenforschung in den Be-

reichen Mikrotechnologien, Nano- und Quantentechnologien sowie künstliche Intelligenz die Zukunft des

Gesundheitswesens prägt.

2) Die Lausitz ist eine renommierte europäische Region, in der zukünftige digitale Gesundheitstechnologien,

insbesondere digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen Raum, erforscht, entwickelt und in

die Gesellschaft transferiert werden.

Sachsen ist eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien und der bedeutendste

Standort für Mikro- und Nanoelektronik in Europa, mit zahlreichen Elektronik-, Software- und Medizintech-

nikunternehmen. Darüber hinaus verfügt Sachsen über eine starke Sensorikindustrie und eine aktive Zusam-

menarbeit zwischen Hochschulen und FuE-Organisationen.

Vom Gehirn inspirierte Rechensysteme, welche die einzigartigen Eigenschaften von nichtflüchtigen Speicher-

bausteinen (NVM) nutzen.

Elektronik mit geringem Stromverbrauch und stark reduzierter Wärmeabgabe, ideal für medizinische Im-

plantate.

73

Ultra-Hochgeschwindigkeitsverarbeitungssysteme, zur Echtzeit-Diagnose und Echtzeit-Behandlung me-

dizinischer sensorischer Informationen an Ort und Stelle

Ideale Rechensysteme für die Ausführung von künstlich intelligenten Algorithmen, schnell und mit vglsw.

sehr geringem Energieverbrauch

Wichtige Voraussetzung für digitale Gesundheitsanwendungen wie Telemedizin, KI-gestützte Diagnosen,

vorausschauende Gesundheitsversorgung usw.

Quantencomputer mit In-Memory-Computing immens schnell

nie dagewesene Möglichkeiten, z. B. die Simulation chemischer und/oder pharmakologischer Prozesse

zur Implementierung fortschrittlicher Arzneimittelentwicklungstechnik

QC können effizient KI- und maschinelle Lernalgorithmen ausführen. Anwendungen:

o

Verbesserte bildgestützte Diagnostik

o

Identifizierung von Korrelationen und Zusammenhängen in riesigen Mengen medizinischer Daten

kostengünstige Ansätze zur Behandlung von Krankheiten und zur Prävention

QC ermöglichen eine individualisierte medizinische Versorgung in abgelegenen Gebieten mit zeitnaher

und genaue Risikovorhersage

Organ-on-a-Chip-Plattformen (Bio-MEMS), die in der Lage sind, Funktionen des menschlichen Körpers

mit Organen wie Gehirn, Leber, Herz, Lunge etc. zu simulieren

Entwicklung von modernen Körperimplantaten

Nanopartikel und Nanobots die in den menschlichen Körper injiziert werden, um Tumore zu identifizieren

und zu bekämpfen

Entwicklung von künstlichen Antikörpern

Fortschrittliche Gerüste zur Geweberegeneration oder Wundbehandlung.

Benannt werden folgenden potentielle Partner aus Universitäten, Forschungszentren und der Industrie,

u.a.:

BBZ/ ICCAS/ BuildMoNa/ CRTD/ B CUBEC/ BIOTEC/ TU Dresden/ Uni Leipzig/ EKFZ/ CeTI/ IPF/ CEE-

AI/ OncoRay/ IFW/ Fraunhofer Institute (IPMS, ENAS, IZM/ASSID, IIS/EAS) / HZDR/ DLR/ Wandelbots/

Sysmex Partec/

X-FAB/ Infineon Technologies/ BOSCH/ GlobalFoundries.

Die Zukunftsmission „Technologieentwicklung insbesondere Mikro-, Nano- und Quantentechnologien und

Künstliche Intelligenz“ mit den beiden Themenschwerpunkten „Lausitz: Spitzentechnologieforschung für die

Zukunft des Gesundheitswesens“ und „Sensorregion häusliche Altenpflege, Gesundheitsrobotik, Augmen-

tierte Realität“ beschreibt Ansätze zur Lösung globaler gesellschaftlicher Herausforderungen (Gesundheit,

Demografischer Wandel) unter der Nutzung von aktuell breit diskutierten Basistechnologien der Mikro- und

Nanoelektronik, des Quanten-Computing und des Einsatzes von Methoden Künstlicher Intelligenz.

74

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

75

Technologieentwicklung insbesondere Sensor-, IoT-, Virtual-Reality- und Augmented-Reality-Technologie (im

Schwerpunkt Technologieentwicklung insbesondere Mikro-, Nano- und Quantentechnologie und Künstliche

Intelligenz)

Zukünftige medizinische Anwendungen, die die neuesten Entwicklungen in der Sensor-, IoT-, Virtual-Reality-

und Augmented-Reality-Technologie nutzen, werden sicherlich die allgemeine Verfügbarkeit und Qualität der

Gesundheitsversorgung weltweit verbessern. Smart Homes, Telepräsenz-Assistenz, robotergestützte Ge-

sundheitsanwendungen usw. sind wichtige Lösungen für die Gesundheitsversorgung, insbesondere in ländli-

chen Gebieten wie der Lausitz, die mit demografischen Problemen (Überalterung, Abwanderung junger Men-

schen in die Städte usw.) und generell mit einem Mangel an medizinischem Personal konfrontiert sind, so

dass die Bereitstellung medizinischer Hilfe mit herkömmlichen Mitteln meist unzureichend ist. Die Investition

in dieses hochgradig interdisziplinäre Technologiefeld wird nicht nur den Forschungs- und Entwicklungsstand-

ort Lausitz stärken, sondern auch das Wirtschaftswachstum durch die Ansiedlung von (inter-) nationalen For-

schungsinstituten und Unternehmen sowie die Unterstützung von Existenzgründungen weiter fördern.

Die demografischen Herausforderungen in der Lausitz sind die Überalterung und die Abwanderung in die

Großstädte. Zugleich ist Sachsen ist dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien

(BioSaxony) und es ist ein bedeutender europäischer Standort für Mikro- und Nanoelektronik (Silicon Saxony).

Hinzukommt, dass Sachsen über eine starke Sensorindustrie verfügt und Kooperationen praktiziert.

Die Lausitz hat den Ruf einer europäischen Region, in der zukünftige digitale Gesundheitstechnologien, insb.

digitale medizinische Anwendungen für den ländlichen Raum, erforscht, entwickelt und in die Gesellschaft

transferiert werden.

Sachsen ist eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien (BioSaxony) und ein

bedeutender europäischer Standort für Mikro- und Nanoelektronik (Silicon Saxony). Hinzukommt, dass Sach-

sen über eine starke Sensorindustrie verfügt und Kooperationen praktiziert. Verschiedene Forschungspro-

jekte, insbesondere das EXC CeTI aber auch Sniffbot und ARAILIS, liefern bereits wichtige Anknüpfungs-

punkte.

Zukünftige Anwendungen für die häusliche Pflege setzen auf Fernüberwachungstechniken, die auf Sensor-,

IoT- und Virtual-Reality-Technologie basieren. Diese Techniken werden es ermöglichen, zu erkennen, ob äl-

tere Menschen in ihrem Haus einen Unfall erleiden, ob sie ihre Medikamente richtig einnehmen, ob sie ihren

Sport auf die richtige Weise ausüben oder wie sich ihre Körperfunktionen verändern. Telepräsenz-Assistenz

wird möglich sein, die in Echtzeit mündliche Ratschläge und haptische Hilfestellungen gibt. Anwendungen wie

Fern-Physiotherapie, Fern-Ergo-Therapie, Fern-Reha-Training, werden durch IoT und virtuelle/augmentierte

Realität ermöglicht. Ein Forschungsprojekt, das sich mit der Thematik aktuell befasst ist ARAILIS; es wird vom

SMWK gefördert.

76

In der zukünftigen Gesundheitsversorgung werden robotische Anwendungen eine große Rolle spielen. So

werden beispielsweise im Exzellenzcluster „Center for Tactile Internet (CeTI)“ neue Formen von Operations-

assistenten, neue Formen des Co-Learnings von Fähigkeiten zwischen Robotern und Menschen sowie neue

Formen des robotergestützten Rehabilitationstrainings erforscht. Kombiniert mit Augmented-Reality-Techni-

ken können Roboter ferngesteuert werden („taktiles Internet“), so dass ferngesteuerte roboterbasierte Trai-

nings- und Behandlungsanwendungen ermöglicht werden, bei denen Ärzte und Therapeuten Menschen mit

Hilfe von häuslichen Robotern ferngesteuert trainieren und behandeln. Darüber hinaus werden zukünftige

Heimroboter-Plattformen älteren Menschen dienen, damit sie länger zu Hause bleiben können. Die roboti-

schen Helfer sind stark genug, um immobile Personen aus Betten oder Stühlen zu heben, ohne diese zu

verletzen. Für ältere Menschen werden Roboter Hol- und Bringdienste leisten sowie Hilfen beim Einkaufen,

Lagern und Putzen bieten.

Forschungsprojekte wie Sniffbot (SMWK-gefördert) oder das Exzellenzcluster CeTI (Bund-Land-Förderung

über die DFG) arbeiten bereits an der Thematik.

TU Dresden • Fraunhofer-Institute (IPMS, ENAS, IZM/ASSID, IIS/EAS), Silicon Saxony • BioSaxony •

Organic Electronic Saxony (OES)

Anwendungen der ländlichen Gesundheit, der medizinischen Gesundheit und der digitalen Gesundheit beru-

hen auf Fortschritten in der Künstlichen Intelligenz sowie der Mikro-, Nano- und sogar Quantentechnologie.

Der Schwerpunkt "Technologieentwicklung insbesondere Mikro-, Nano- und Quantentechnologie und Künst-

liche Intelligenz" gibt charakteristische Beispiele dafür, wie die oben genannten Technologien zu Gesund-

heitsanwendungen der Zukunft führen können, zu denen auch die hier hervorgehobenen bemerkenswerten

Anwendungen gehören. Zur Entwicklung von ländlicher Gesundheit, medizinischer Gesundheit und digitaler

Gesundheit zusammen mit Mikro-, Nano- und Quantentechnologien für zukünftige Anwendungen im Gesund-

heitswesen stehen zahlreiche industrielle, akademische und Forschungspartner bereit, auf die zugegriffen

werden kann.

HE 3 +4: Pilotierung innovativer Ansätze in der Gesundheitsvorsorge (für den ländlichen Raum)

HE 5: Schaffung von Einrichtungen für Forschung, Innovation und Wissenschaft

HE 2: Sicherstellung und Verbesserung der Qualität der Kinder- und Seniorenbetreuung

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung

und Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovations-

strategie des Freistaates Sachsen.

77

Das Vorhaben ist umsetzbar und auch übertragbar auf andere sächsische Regionen, insbesondere wenn die

technologischen Grundlagen und Assistenzsysteme geschaffen bzw. etabliert sind. Wichtige Vorarbeiten sind

ebenfalls bereits am Laufen, allerdings nur punktuell und zeitlich befristet finanziert.

Einen Finanzierungsweg allein dürfte es nicht geben. Stattdessen sind Investitionen in die Forschung, den

Transfer und die Anwendung notwendig. Auch Anwenderschulungen sind zu finanzieren sowie Maßnahmen

zur Stärkung der gesellschaftlichen Akzeptanz. Letztlich ist auch die Hardware zu finanzieren, also z. B. den

Assistenz-Roboter im Haushalt des älteren Menschen.

Kostenabschätzungen können an dieser Stelle nicht vorgenommen werden.

78

Technologieentwicklung insbesondere Mikro-, Nano- und Quantentechnologie und Künstliche Intelligenz

Mikrotechnologien, Nano- und Quantentechnologien sowie KI haben sich als vielversprechend erwiesen, um

die Gesundheitsversorgung zu verbessern, indem sie Krankheiten vorbeugen, eine schnelle Diagnose ermög-

lichen, Krankheiten mit weniger Nebenwirkungen behandeln und neue bzw. verbesserte medizinische Hilfs-

mittel schaffen. Dazu bedarf es neben geeigneten Reallaboren auch eines innovativen interdisziplinären Clus-

ters bestehend aus Forschungsinstituten, Unternehmensinkubatoren sowie bereits etablierten Unternehmen.

Ziel ist es, diese Reallabore und das interdisziplinäre Cluster zu entwickeln und aufzubauen, um somit das

volle Potenzial der Mikro-, Nano- und Quantentechnologie und Künstliche Intelligenz zu nutzen, um revoluti-

onäre Gesundheitsanwendungen der nächsten Generation zu unterstützen. Dazu zählen insbesondere Ge-

webeentwicklung, neuronale Implantate, Systeme zur Verabreichung von Medikamenten, die nur auf kranke

Stellen abzielen, bio-inspirierte und Quanten-Computing-Systeme, tragbare Gesundheits-Tracker usw. Diese

Ausrichtung wird der Lausitzer Bergbauregion durch die Schaffung neuer Arbeitsplätze, Start-ups und For-

schungseinrichtungen zugutekommen, was wiederum das Wirtschaftswachstum ankurbeln wird, die Wettbe-

werbsfähigkeit, die Innovation, die internationale Zusammenarbeit durch technologischen Fortschritt sowie

die überregionale Sichtbarkeit erhöhen wird.

Sachsen ist eine dynamische Region für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien (BioSaxony) und ein

bedeutender Standort für Mikro- und Nanoelektronik in Europa (SiliconSaxony) mit zahlreichen Elektronik-,

Software- und Medizintechnikunternehmen. Darüber hinaus verfügt Sachsen über eine starke Sensorikindust-

rie und eine aktive Zusammenarbeit zwischen Hochschulen und FuE-Organisationen und Unternehmen.

In der Lausitz entsteht ein Innovationssystem, das durch Spitzenforschung in den Bereichen Mikrotechnolo-

gien, Nano- und Quantentechnologien sowie künstliche Intelligenz die Zukunft des Gesundheitswesens prägt.

Das Vorhaben kombiniert drei hochinnovative Bereiche in einmaliger Weise: In-Memory Computing für die

digitale Transformation des Gesundheitswesens; Quantencomputing und Gesundheitswesen; Mikro- und Na-

notechnologie für zukünftige medizinische Geräte und Systeme. Dafür bringt Sachsen die notwendigen Vo-

raussetzungen in Form von ausgewiesenen Wissenschaftler*innen an Hochschulen, in Forschungseinrich-

tungen und Unternehmen mit. Sachsen hat bereits einen internationalen Namen als herausragender Standort

für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien (BioSaxony), für die Mikro- und Nanoelektronik in Europa

(SiliconSaxony) mit zahlreichen Elektronik-, Software- und Medizintechnikunternehmen und für eine starke

Sensorikindustrie.

Digitale Gesundheitstechnologien sind schon lange Teil des Internets der Dinge (IoT). Zukünftige tragbare

und implantierbare medizinische Geräte sollen eingehende medizinische Sensordaten an Ort und Stelle ver-

arbeiten, sodass die gesundheitsdienstleistenden Einrichtungen Patienten/Patientinnen aus der Ferne und in

Echtzeit überwachen, diagnostizieren und sogar behandeln können. Dazu müssen die Geräte massive Men-

gen an IoT-Daten austauschen und in ultrahoher Geschwindigkeit verarbeiten können; zugleich müssen sie

energieeffizient und wärmereduziert sein. Benötigt werden Informationsverarbeitungsarchitekturen, die die

Arbeitsweise des Gehirns nachahmen und die häufig als "In-Memory-Computing-Systeme" bezeichnet wer-

den. Kennzeichen dafür sind sog. „nicht-flüchtige Speicher“ (NVM).

79

Insofern wird die Erforschung und Entwicklung von NVM-basierten KI-Computing-Systemen der nächsten

Generation für die Implementierung digitaler Gesundheitsanwendungen wie Telemedizin, KI-gestützte Com-

puterdiagnostik, prädiktive Gesundheitsversorgung usw. von entscheidender Bedeutung sein.

Durch die Nutzung der einzigartigen Eigenschaften von mikro- und nanoelektronischen Geräten im Kontext

der Quantentheorie können Quantencomputer Daten immens schneller verarbeiten als der klassische Rech-

ner, was beispiellose Möglichkeiten für die Simulation komplexer Materialien und Phänomene bietet und die

bildgestützte Diagnostik erheblich verbessert. Insgesamt sind damit kostengünstige Ansätze zur Behandlung

und Prävention von Krankheiten möglich, die ihre Reichweite auf entlegene Gebiete ausdehnen können und

die auf das Individuum zugeschnitten sind, um rechtzeitige und genaue Risikovorhersagen zu ermöglichen.

Jüngste Entwicklungen in der Mikroelektronik beinhalten die Implementierung von Organ-auf-Chip-Plattfor-

men, die in der Lage sind, Funktionen des menschlichen Körpers unter Einbeziehung von Organen wie Ge-

hirn, Leber, Herz, Lunge usw. zu simulieren. Durch die Kombination von mikroelektronischer Chiptechnologie

mit Mikrofluidik und Biomaterialien (Bio-MEMS) können damit wichtige medizinische Studien im Labor durch-

geführt werden. Die Entwicklung neuartiger Nanomaterialien eröffnet neue Möglichkeiten in der Behandlung

von Krebs, Herz- und anderen akuten Krankheiten, z. B. durch die den Einsatz von Nanopartikel und Nanobots

im menschlichen Körper zur Tumorbekämpfung, Wundheilung u.ä..

Hochschulen (TU Dresden, UL)

Kliniken, z.B. UKD

außeruniversitäre Forschungseinrichtungen (Institute von MPG, FhG, WGL, Helmholtz)

gemeinsame Forschungseinrichtungen von Hochschulen, Kliniken und der außeruniversitären Forschung

(z.B. Zentrum für erklärbare und effiziente KI Technologien - CEE- AI oder Else Kröner-Fresenius-Zentrum

(EKFZ) für Digitale Gesundheit)

weitere Forschungsinstitute, z. B. FILK gGmbH (Freiberg), DLR-Institut für Softwaremethoden zur Pro-

dukt-Virtualisierung (Dresden), OncoRay - Zentrum für Strahlenforschung in der Onkologie (Dresden)

Fraunhofer-Institute (IPMS, ENAS, IZM/ASSID, IIS/EAS)

Industrie, z. B. Wandelbots GmbH (Dresden), Sysmex Partec GmbH (Görlitz), denovoMATRIX (Dresden),

Biophysical Tools GmbH (Leipzig), Infineon Technologies Dresden, Robert Bosch Semiconductor Manu-

facturing Dresden GmbH, GlobalFoundries Dresden

Netzwerke, insbesondere BioSaxony und Silicon Saxony

Das Vorhaben kombiniert drei hochinnovative Bereiche in einmaliger Weise: In-Memory Computing für die

digitale Transformation des Gesundheitswesens; Quantencomputing und Gesundheitswesen; Mikro- und Na-

notechnologie für zukünftige medizinische Geräte und Systeme. Dafür bringt Sachsen die notwendigen Vo-

raussetzungen in Form von ausgewiesenen Wissenschaftler*innen an Hochschulen, in Forschungseinrich-

tungen und Unternehmen mit. Sachsen hat bereits einen internationalen Namen als herausragender Standort

für die Entwicklung von Gesundheitstechnologien (BioSaxony), für die Mikro- und Nanoelektronik in Europa

(SiliconSaxony) mit zahlreichen Elektronik-, Software- und Medizintechnikunternehmen und für eine starke

Sensorikindustrie.

80

(Forschung, Innovation, Wissenschaft und Gesundheitsvorsorge),

(Pilotierung innovativer

Ansätze in der Gesundheitsversorgung für den ländlichen Raum),

(Schaffung von Einrichtungen für

Forschung, Innovation und Wissenschaft)

(Digitalisierung, Bildung & Kreativität),

(Ausbildung von Kompetenzen im Bereich E-Health,

insbesondere im ländlichen Raum)

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und

Einordnung der Bezüge dient die

auf

der Fortschreibung der Innovationsstrategie des Frei-

staates Sachsen.

Das Vorhaben ist umsetzbar und auch übertragbar auf andere sächsische Regionen. Wichtige Vor- und For-

schungsarbeiten sind bereits am Laufen, allerdings nur punktuell und zeitlich befristet finanziert.

Einen Finanzierungsweg allein dürfte es nicht geben. Stattdessen sind Investitionen in die Forschung, den

Transfer und die Anwendung notwendig.

Kostenabschätzungen können an dieser Stelle nicht vorgenommen werden.

 

81

Mobilität von morgen

Innovative Verkehrs- und Mobilitätsvorhaben in Sachsen

Die strategische mobilitätspolitische Ausrichtung der Staatsregierung mit Blick auf das Jahr 2030 wird in fünf

Leitbildern formuliert:

: Mobilität für Sachsen 2030 ist zukunftsweisend und orientiert sich an den Bedürfnissen der

Menschen in allen Landesteilen

Mobilität für Sachsen 2030 setzt auf ein leistungsfähiges, effizientes, sicheres, einfach zu-

gängliches und multimodales Gesamtverkehrssystem

Mobilität für Sachsen 2030 nutzt Digitalisierung, modernste

Technik und vernetzt Verkehrsmittel und Verkehrsträger

Mobilität für Sachsen 2030 ist umweltverträglich und ressourceneffizient

Mobilität für Sachsen 2030 rückt die Lebensqualität in Stadt und Land sowie Nahmobilität

stärker in den Fokus

Die Sächsische Staatsregierung hat am 25. Juni 2019 den neuen Landesverkehrsplan 2030 – Mobilität für

Sachsen (LVP Sachsen 2030) beschlossen und damit den Landesverkehrsplan 2025 aus dem Jahr 2012

abgelöst.

Der neue Landesverkehrsplan 2030 stellt die Weichen für eine zukunftsweisende, nachhaltige, barrierefreie

und insbesondere multimodale Mobilitätsentwicklung.

Wesentliche Handlungsschwerpunkte des LVP Sachsen 2030 sind die Stärkung des ÖPNV, besonders im

ländlichen Raum sowie die Förderung eines barrierefreien Zugangs zu Verkehrsanlagen und Informationen.

Dazu kommen der verstärkte Ausbau des Radwegenetzes an Bundes- und Staatsstraßen sowie die Imple-

mentierung von Radschnellwegverbindungen für den Alltagsradverkehr. Das bestehende Staatsstraßennetz

soll erhalten und verbessert werden. Grundsatz ist: Erhaltung vor Ausbau und Ausbau vor Neubau. Der Neu-

bau von Straßeninfrastruktur beschränkt sich künftig auf die Ergänzung wesentlicher Netzelemente. Für die

Staatsstraßen erfüllt der Landesverkehrsplan die Funktion eines Bedarfs- und Investitionsrahmenplans.

Maßnahmen für eine zukunftsweisende, ressourcenschonendere und klimafreundlichere Entwicklung der Mo-

bilität im Freistaat Sachsen

Eine moderne Mobilitätspolitik im Freistaat Sachsen verfolgt das Ziel, die anstehenden Herausforderungen

durch einen ganzheitlichen Ansatz zu lösen: verkehrsvermeidend, verkehrsträgerübergreifend, ressoucen-

schonend und digital vernetzt. Eine zukunftsweisende Mobilitätspolitik rückt die Bedürfnisse des Menschen

in den Vordergrund, berücksichtigt die Wechselwirkungen zwischen den verschiedenen Mobilitätsmöglichkei-

ten und leistet einen nachhaltigen Beitrag zum Klimaschutz.

82

In diesem Zusammenhang regt der Innovationsbeirat an, dass sich die Staatsregierung in Aktivitäten darüber

hinaus folgenden Anwendungsfeldern verstärkt widmet:

Entwicklung einer Strategie zur Mobilitätswende für den Zeitraum 2021 bis 2038 im Bundesland Sachsen

mit Fokus auf das Lausitzer Revier und Mitteldeutsche Revier als Basis einer vernetzten Projektstruktur.

Rascher Ausbau der Lade- und Tankinfrastrukturen für alle klimafreundlichen Energieträger im privaten

wie auch gewerblichen Bereich.

Aufbau der Ladeinfrastruktur für LKWs entlang der Hauptverkehrsachsen Sachsens und im Depot.

Aufbau leistungsfähiger digitaler Infrastrukturen und Kommunikationsnetze, die den optimalen Austausch

von Verkehrs- und Fahrzeuginformationen ermöglichen, damit mit intelligenter Verkehrsteuerung Staus

und Umwege vermieden und Kraftstoff oder Strom eingespart werden können.

Aufbau von sicheren Datenräumen (z.B. für intelligente Verkehrssteuerung: Mobility Data Space des

Fraunhofer IVI in Dresden).

Entwicklung von Chips der nächsten Generation (Quanten-/Next Generation Computing) zur Ermögli-

chung von Echtzeit-Verkehrssteuerung (vgl. Mission 7).

Schaffung von Reallaboren/Experimentierräumen, um vielversprechenden (aber noch nicht wirtschaftli-

chen) Technologien schneller zur Marktreife zu verhelfen, z.B. zur Anwendung von Brennstoffzellen bei

PKW und Nutzfahrzeugen (Lkw, Reisebusse, Regionalzüge, Gabelstapler/Flurförderzeuge).

Bereitstellung von Teststrecken für das Autonome Fahren.

Förderung der Schienenbahntechnik der Zukunft in Sachsen mit dem Fokus auf den „Straßenbahnbau-

reihe Sachsen“ (z.B. H2-Tram, H2-Brennstoffzellen-Umrüstung von Nahverkehrszügen, Abwärme ba-

sierte Klimatisierung von Brennstoffzellen-Triebzügen, Digitalisierte Zentralwerkstätten) und Fokus auf in-

novativen Bahnverkehr (z.B. Entwicklung Trailer-Schienengüterwagen, Internationale Business-Reisen im

Piano-Xpress).

Einbindung der Bevölkerung durch kostengünstige Nutzungsangebote für ÖPNV-Pilotprojekte.

Förderprogramme des Landes Sachsen für Entwicklung und Qualifizierung zur Begleitung der Transfor-

mation des Mobilitätssektors.

Förderung digitaler Kompetenzen von Schülerinnen und Schülern, um den hohen Fachkräftebedarf heute

und in Zukunft sicherzustellen.

Unterstützung bei gesetzlichen Novellen auf Bundesebene zur Realisierung der Mobilitätswende (z.B.

Aufnahme von Fahrzeugen ab 3.5t in das Elektromobilitätsgesetz) und wettbewerbsfähige Energiepreise.

Bund, Freistaat Sachsen, Landkreise und Kommunen, Verkehrsverbünde, Verkehrsunternehmen, Ver-

bände, Wirtschafskammern etc.

Mobilität ist Grundvoraussetzung für das Funktionieren unserer Gesellschaft. Mit dem neuen Landesverkehrs-

plan 2030 stellt die Sächsische Staatsregierung die Weichen für eine zukunftsweisende, nachhaltige, barrie-

refreie und insbesondere multimodale Mobilitätsentwicklung im Freistaat Sachsen

83

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

Landesverkehrsplan Sachsen (LVP) 2030 - Mobilität für Sachsen

 

84

Mobilität von morgen

H2-TRAM - Innovative Straßenbahn mit Brennstoffzellenantrieb

Im Fördervorhaben erfolgt die ganzheitliche Erforschung einer mit Wasserstoff zu betreibenden Straßenbahn.

Dabei werden notwendige brennstoffzellenrelevante Einzelsysteme forschungsseitig ausgelegt und zu einer

hocheffektiven Fahrzeuggesamtheit vereint. Diese neuartigen Brennstoffzellen-Straßenbahnen dienen der

nachhaltigen und schadstofffreien Erschließung neuer Stadt- und Stadtumlandgebiete unabhängig von einer

vorhandenen Bahnstrominfrastruktur.

Sachsen ist eine der ersten Adressen bundesweit in Fragen der Wasserstoffforschung und -anwendung.

Mit Brennstoffzellen-Straßenbahnen entsteht für Verkehrsbetriebe die Möglichkeit, nachhaltig und schad-

stofffrei neue Stadt- und Randgebiete, sog. abgeschnittene Vororte unabhängig von einer Bahnstrominfra-

struktur mit Schienenfahrzeugen anzubinden und somit zu integrieren.

Evtl. die erste emissionsfreie Straßenbahn in Europa

H2-TRAM - Innovative Straßenbahn mit Brennstoffzellenantrieb

u.a. Schienenfahrzeughersteller, ggfls. perspektivisch Einbindung des Hydrogen Lab Görlitz andenken

ggfls. Fraunhofer IVI mit dem geplanten Versuchsfeld in Nickern einbinden

Im Fördervorhaben erfolgt die ganzheitliche Erforschung einer mit Wasserstoff zu betreibendem Straßen-

bahn. Dabei werden notwendige brennstoffzellenrelevante Einzelsysteme forschungsseitig ausgelegt und zu

einer hocheffektiven Fahrzeuggesamtheit vereint. Diese neuartigen Brennstoffzellen-Straßenbahnen dienen

der nachhaltigen und schadstofffreien Erschließung neuer Stadt- und Stadtumlandgebiete unabhängig von

einer vorhandenen Bahnstrominfrastruktur. Sachsen kann die erste emissionsfreie Straßenbahn in Europa

etablieren.

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

85

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

Strategiekonzept Schiene - Eisenbahninfrastruktur im Freistaat Sachsen

 

86

Mission 10: Leichtbau, Additive Fertigung

Leichtbau

Leichtbau als Querschnittsthema

Die sächsischen Braunkohlereviere sowie Sachsen insgesamt entwickeln sich zum Produktionsstandort tech-

nischer Komponenten entlang des Dekarbonisierungspfades für den Energiesektor, für Wirtschaft und Ge-

sellschaft. Dabei sind Themenfelder wie die Produktion von Elektrolyseuren, Brennstoffzellen, Brennwertkes-

seln, Verdichtern, Wärmeüberträgern, Windkraftanlagen, oder die Entwicklung und Herstellung intelligenter,

effizienzverbessernder und ressourcenschonender Materialien für den nationalen, europäischen wie globalen

Markt von fundamentaler Bedeutung.

Andockend an technisch orientierte, universitäre und außeruniversitäre, international vernetzte Lehr- und For-

schungsinstitutionen in Sachsen mit besten Transferchancen, bestehen bereits sehr gute Strukturen, die

durch Forschung und Innovation einen beständigen Vorsprung für Unternehmen unterstützen und gleicher-

maßen junge Menschen bestmöglich für diese Herausforderungen ausbilden oder erfahrenes Personal be-

rufsbegleitend bedarfsgerecht weiterqualifizieren. Die zukünftige positive Entwicklung des Wirtschaftsstan-

dortes Sachsens wird durch eine Förderung der herausragenden sächsischen Forschungslandschaft im Be-

reich des Leichtbaus sowie eine engere Verzahnung mit Unternehmen und Initiativen der Wirtschaft in Sach-

sen unterstützt.

Der Leichtbau ist als einer der wesentlichen technologischen Ansätze für eine höhere Material- und Energie-

effizienz ein zentraler Baustein für die Lösung der globalen Umwelt- und Klimaproblematik. Aus diesem Grund

bildet der Leichtbau einen der wichtigsten Innovationstreiber für die die sächsische Wirtschaftslandschaft prä-

genden Branchen des Fahrzeug-, Flugzeug-, Maschinen- und Anlagenbaus. Innovativer nachhaltiger Leicht-

bau erfordert nicht nur signifikante Gewichtseinsparungen bei gleichzeitiger Verbesserung der Bauteileigen-

schaften. Damit stellt der ökologische Ressourceneinsatz einen Schwerpunkt bei der Entwicklung zukunfts-

fähiger Leichtbaukonzepte und Fertigungstechnologien dar.

Mit der Erforschung und Entwicklung attraktiver sowie anforderungskonformer Wärmespeichersysteme in

Kombination mit integrierter Funktionalität von Sensorik und Aktorik soll die bisher ungenügende Kompensa-

tion zwischen Nachfrage und Bereitstellung insbesondere thermischer Energie bei Wärmewende und Sekto-

renkopplung überwunden werden. Projektideen wie „Funktionsintegrierte Leichtbaustrukturen zur effizienten

Energiebereitstellung und -speicherung sowie Effizienzsteigerung thermischer Energiespeicher durch den

Einsatz funktionsintegrierter Innenisolierungen für den Energieerhalt (EFREX)“ stützen sich auf langjährige

Kooperationen mit Unternehmen der Energiewirtschaft und generieren Innovationen.

Ein europaweit einzigartiges Forschungszentrum für kostengünstige, maßgeschneiderte und „grüne“ Carbon-

fasern soll als interdisziplinäre Forschungseinrichtung durch die TU Chemnitz unter Einbeziehung MERGE/TU

Chemnitz, Fraunhofer IWU und Fraunhofer IAP eingerichtet werden. Am Standort Boxberg sollen mit Hilfe

von Forschungs- und Pilotlinien, Laborkonfigurationen und Demonstrationssystemen durch synergetische

Bündelung der sächsischen und brandenburgischen Kompetenzen neue Wege für die Leichtbauwerkstoffe

und -produkte der Zukunft und deren nachgeschaltete Prozesse, erforscht und gemeinsam mit Unterneh-

mensgründungen, Startups und neuen Niederlassungen am Standort zur Marktreife entwickelt werden. Durch

Einbeziehung von erneuerbaren Energien und eines nachhaltigen Energiemanagements ist geplant, die ge-

samte Wertschöpfungskette von der Rohstoffgewinnung und Aufbereitung über Werkstoffe und Verfahren bis

zu Strukturen und Systemen treibhausgasneutral zu gestalten und in eine industrielle Fertigung zu überführen.

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Im Freistaat Sachsen konnten sich in den Jahren nach der Wiedervereinigung weitgehend gute Strukturen im

Maschinenbau, der Automobilwirtschaft und in der Energiewirtschaft entwickeln. Die Hochschulen haben sich

den Herausforderungen der Wirtschaft angepasst und verfügen über besondere Stärken bei der anwendungs-

orientierten Forschung. Mit den gegenwärtigen Herausforderungen der Energiewende und der Dekarbonisie-

rung in allen Wirtschaftsbereichen werden die Unternehmen zum zweiten Mal innerhalb einer Generation

herausgefordert. Damit werden bedeutende Ressourcen an Infrastrukturen und Arbeitskräften freigesetzt. Im

Freistaat Sachsen haben sich die Akteure des Fachgebietes in der Leichtbau-Allianz Sachsen zusammenge-

schlossen. Diese Potentiale stehen für die Weiterentwicklung von in Sachsen vorhandenen Kompetenzen zur

Verfügung.

Wir entwickeln Sachsen zu einem führenden Forschungs- und Produktionsstandort für innovative Leichtbau-

technologien in Automobil- und Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt, Medizintechnik und Elektro-, Feinwerk-

und Mikrotechnik, Energie- und Umwelttechnik sowie Bauwesen.

Sachsen verfügt als eine „Wiege“ des Maschinenbaus über langjährige Traditionen und Akzeptanz für die

gesamten Wertschöpfungsketten vom Rohstoff bis zum Endprodukt.

Im Bereich des Leichtbaus konnte nach dem Neustart der industriellen Produktion nach 1989 wieder eine

Positionierung als 4-größter Standort in Deutschland erreicht werden (Leitbauatlas BMWi).

InnoCarbEnergy in Boxberg

Fraunhofer IWU/IAP

Deutschlands/Sachsens renommierteste Leichtbauinstitute ILK in Dresden und SLK in Chemnitz

Cotesa, IMA, Mitras, RCS

IWU Zittau

Elbeflugzeugwerke mit Töchtern in der Lausitz (Leichtbauplattenflugzeuge)

Förderung eines Kompetenzzentrums für alternative Fahrzeugtechnik mit Anknüpfungspunkten für unbe-

mannte Luftfahrt bietet (Urban Air Mobility; AEF Kamenz)

Projekte zum 3D Druck: IWS (siehe auch Fraunhofer-Preis 2018 Additive Manufacturing Center Dresden

(AMCD):

IFAM DD: Infrastruktur: Elektronenstrahl-3D Druck Anlagen

Dann auch das IKTS: 3D-Druck mit Keramik

FEP: Entwicklung von Elektronenstrahlquellen für den 3D-Druck.

Universität Leipzig/IWU: Einsatz von 3D-Druck bei Implantaten / in der Medizintechnik (Zusammenarbeit

mit HP)

TU Chemnitz, TU Dresden, HSZG

Fh-IWU, Fh-IFAM , Fh-IWS

Luft- Automobil- und Transportindustrie

Forum Leichtbau BMWi

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Der Leichtbau ist als einer der wesentlichen technologischen Ansätze für eine höhere Material- und Energie-

effizienz ein zentraler Baustein für die Lösung der globalen Umwelt- und Klimaproblematik.

Als Orientierungshilfe für die Identifizierung und Ein-

ordnung der Bezüge dient die

auf

der

Fortschreibung der Innovationsstrategie des Freistaates Sach-

sen.

 

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Prof. Dr. Dr. h.c. mult. Wolfgang A. Herrmann, Präsident Emeritus der Technischen Universität München,

Vorsitzender des Beirates

Prof. Dr. Siegfried Bülow, ehemaliger Vorsitzender der Geschäftsleitung der Porsche Leipzig GmbH und

Honorarprofessor für Prozess- und Projektmanagement an der HTWK Leipzig

Prof. Dr. Nils Kroemer, Betriebsleiter des Werks Chemnitz der SIEMENS AG und Honorarprofessor für „In-

dustrielle Messtechnik“ an der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU Chemnitz

Dr. Katrin Leonhardt, Vorstandsvorsitzende der Sächsischen Aufbaubank - Förderbank

Dr. Stephan Lowis, Vorstandsvorsitzender der envia Mitteldeutsche Energie AG

Dr. Thomas de Maizière, MdB, Bundesminister a.D.

Prof. Dr. Jürgen Mlynek, ehemaliger Präsident der Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher Forschungszentren

Jörg Mühlberg, Geschäftsführer der Sächsischen Agentur für Strukturentwicklung GmbH

Hildegard Müller, Präsidentin des Verbandes der Deutschen Automobilindustrie (VDA)

Matthias Müller, ehemaliger Vorstandsvorsitzender der Volkswagen AG

Prof. Dr.-Ing. Reimund Neugebauer, Präsident der Fraunhofer-Gesellschaft

Dr. Helmar Rendez, Vorstandsvorsitzender der LEAG

Cornelia Quennet-Thielen, Staatssekretärin im Bundesministerium für Bildung und Forschung a.D.

Gunda Röstel, Geschäftsführerin der Stadtentwässerung Dresden GmbH & Prokuristin der Gelsenwasser

AG

Prof. Dr. Hans Müller-Steinhagen, Präsident der Dresden International University (DIU) und zuvor langjähri-

ger Rektor der Technischen Universität Dresden

Michael Vassiliadis, Vorsitzender der Industriegewerkschaft Bergbau, Chemie, Energie (IG BCE)

Prof. Dr. Johanna Wanka, Bundesministerin für Bildung und Forschung a.D. Ständige

Michael Kretschmer, MdL, Ministerpräsident des Freistaates Sachsen

Thomas Schmidt, MdL, Staatsminister für Regionalentwicklung

Je nach Themenstellung nehmen Gastreferenten und anlassbezogen fachlich zuständige Mitglieder der Säch-

sischen Staatsregierung an den Beiratssitzungen teil.

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Geschäftsstelle Innovationsbeirat Sachsen

Hannes Koch

Geschäftsstellenleiter

Telefon: +49 351 564-14525

E-Mail:

Sächsische Staatskanzlei

Archivstraße 1, 01097 Dresden

Telefon: +49 351 564-0

Telefax: +49 351 564-10999

E-Mail: info@sk.sachsen.de

Webseite:

Geschäftsstelle Innovationsbeirat Sachsen in der Sächsischen Staatskanzlei

7. Juli 2021

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Dieser Bericht wird mitfinanziert aus Steuermitteln auf der Grundlage des von den Abgeordneten des Sächsi-

schen Landtages beschlossenen Haushaltes.