Von der Systeminnovation zur strategischen Geschäftsmodellinnovation in der Energiewende. Die Rolle von Innovationskaskaden am Beispiel von <i>Power-to-Gas</i> und <i>Algae-to-X</i>

Abstract

Um den ungebremst fortschreitenden Klimawandel zu begrenzen, ist eine stufenweise Dekarbonisierung des Energiesystems notwendig, die bereits bis zur Mitte dieses Jahrhunderts schon weitgehend erreicht sein muss. Neben Unsicherheiten gehen von der Energiewende gleichzeitig Investitionsimpulse für Innovationen aus, wobei Systeminnovationen eine zentrale Treiberfunktion zur Dekarbonisierung des Energiesystems einnehmen. Diese Arbeit fokussiert die Rolle von Innovationskaskaden in der Energiewende und analysiert die Überführung von Systeminnovationen in strategische Geschäftsmodellinnovationen vor dem Hintergrund der Frage, wie die Dekarbonisierung des Energiesystems für Unternehmen der Energiewirtschaft und THG-intensiven Industrie rentabel ausgestaltet werden kann. Die Dissertation leistet einen substanziellen Beitrag zur Entscheidungsfindung im strategischen (Innovations-)Management für Unternehmen der Energiewirtschaft und der THG-intensiven Sektoren – Bereiche, die von einem erheblichen Transformationsdruck gekennzeichnet sind. Insbesondere für Unternehmen, die bedingt durch den Wandel des Energiesystems großen Herausforderungen gegenüberstehen, leistet diese Arbeit einen Beitrag zur Ableitung neuer, nachhaltiger und ökonomisch tragfähiger Geschäftsmodelle. Im Mittelpunkt stehen die Systeminnovationen Power-to-Gas (P2G) und Algae-to-X (A2X). Dabei wird der Begriff Algae-to-X erstmalig in die wissenschaftliche und praktische Diskussion eingeführt und konzeptionell fundiert. Mit einer ganzheitlichen Untersuchung der Innovationsprozesse, den damit verbundenen Chancen, Potenzialen, Unsicherheiten, Hemmnissen und visionären Zukunftsbildern von Power-to-Gas und Algae-to-X werden konkrete Handlungsansätze zur Förderung von Systeminnovationen und der Überführung in Geschäftsmodellinnovationen im window of opportunity der Energiewende herausgearbeitet. Diese Forschungsarbeit trägt zur Weiterentwicklung der wirtschafts-wissenschaftlichen Theoriebasis in den Disziplinen des strategischen Managements und des strategischen Innovationsmanagements bei: Aufbauend auf einer breiten und tiefgreifenden Analyse bestehender Ansätze wird die Bedeutung von Systeminnovationen und Geschäftsmodellinnovationen herausgestellt und die tragende Rolle des in der Theorie noch relativ jungen Konzepts der Innovationskaskaden für die Umsetzung des systemischen Transformationsprozesses der Energiewende theoretisch fundiert und empirisch gestützt. Hervorzuheben ist, dass die Unsicherheiten, die mit der Entwicklung von tragfähigen Geschäftsmodellinnovationen einhergehen, ökonomisch fundiert sind, in den Beispielen in Abhängigkeit des Neuigkeitsgrades und damit der Entwicklungsstufe der Innovationskaskade aber technologisch (A2X) bzw. regulatorisch (P2G) bedingt sind. Bei der Überführung von Systeminnovationen in strategische Geschäftsmodellinnovationen über die Ableitung von Innovationskaskaden stellt diese Arbeit zwei neue, theoretisch fundierte und empirisch überprüfte innovationsauslösende Stimuli vor: Die systeminduzierten Impulse des system-push und des system-pull.In order to limit the constant progression of climate change, a gradual decarbonisation of the energy system is necessary, which must be largely achieved by the middle of this century. Apart from uncertainties, the energy revolution will at the same time generate investment impulses for innovations, with system innovations in particular being regarded as the central driver for the decarbonisation of the energy system. This research focuses on the role of innovation cascades in the German “Energiewende” and analyses the transformation of system innovations into strategic business model innovations with regard to the question of how the decarbonisation of the energy system can be made profitable for companies in the energy and GHG-intensive industries. The dissertation makes a substantial contribution to the decision-making in strategic (innovation) management for companies in the energy industry and GHG-intensive sectors - areas that are characterised by considerable transformation pressure. In particular, this work contributes to the derivation of new, sustainable and economically viable business models for companies, which face major challenges due to the change of the energy system. Power-to-Gas (P2G) and Algae-to-X (A2X) system innovations are the focus of attention. For the first time, the term Algae-to-X is introduced into the scientific and practical discussion and is conceptually substantiated. The associated opportunities, potentials, uncertainties, barriers and future visions of P2G and A2X are elaborated using a holistic analysis of the innovation processes. Concrete action approaches for the promotion of system innovations and the transformation into business model innovations in the window of opportunities of the energy turnaround are identified. This research work contributes to the further development of the economic-scientific theoretical basis in the disciplines of strategic management and strategic innovation management. Based on a broad and in-depth analysis of existing approaches, the importance of system innovations and business model innovations is emphasised. The leading role of the relatively new concept of innovation cascades for the implementation of the systemic transformation process of energy system transformation is furthermore theoretically substantiated and empirically supported. It should be pointed out, that the uncertainties associated with the development of viable business model innovations are economically substantiated, but, depending on the case studies, are determined by the degree of novelty and thus on the development stage of the innovation cascade - caused by technological (A2X) or regulatory (P2G) factors. This dissertation presents two new, theoretically sound and empirically tested innovation-triggering stimuli for the transformation of system innovations into strategic business model innovations via the derivation of innovation cascades: The system-induced impulses of system-push and system-pull.</p