Auf Kurs: Strategieentwicklung und Forschungstransfer für die Papierfertigung von morgen

Die Papierproduktion neu denken, ist Auftrag der Modellfabrik Papier. Wie richtet die Forschungsorganisation ihre Aktivitäten strategisch aus und wie organisiert sie den Innovationstransfer? In einem umfangreichen Prozess hat die Gesellschafterrunde intensiv an den Weichenstellungen für die kommenden Jahre gearbeitet, die von F&E und Transfer und Skalierung geprägt sein werden.

Die Geschichte der Modellfabrik Papier passt auf einen Bierdeckel: Steigende Rohstoff- und Energiekosten belasten die Unternehmen der Papierindustrie, zum Teil rückläufige Betriebsergebnisse schlagen auf die Investitionsfähigkeit durch, der Transformations- und Innovationsdruck in der Branche ist hoch. Gefordert sind Problemlösungen, die über bekannte Horizonte hinaus gehen: mehr Energieeffizienz im Herstellungsprozess selbst und damit weniger CO₂-Emissionen in der Produktion. 24 Gesellschafter aus der Papierfertigung und -Zulieferindustrie sowie dem Maschinenbau haben dafür die Modellfabrik Papier als gemeinnützige Forschungsorganisation Anfang 2021 aus der Taufe gehoben. Ihr Auftrag: Innovative und disruptive Lösungen für 80 Prozent Energieeinsparung im industriellen Papierherstellungsprozess bis 2045.

Modellfabrik Papier als Open Innovator

„Als Innovationsnetzwerk verbinden wir Wissenschaft mit Industrie und lösen damit zwei Herausforderungen“, sagt Geschäftsführer Peter Bekaert. Nicht alle im Forschungsverbund engagierten Unternehmen stehen vor den gleichen Problemen. Viele Unternehmen der Branche agieren zudem mit ihren Ressourcen innerhalb ihres abgeschlossenen Unternehmenssystems. Die Modellfabrik Papier schlägt aus dieser Heterogenität der Gesellschafter und Partner einen entscheidenden Vorteil: „Wir verharren auf der Suche nach wirklich grundlegend neuen Lösungen nicht in der Bauchnabelschau, sondern öffnen den Blick und bringen relevantes externes Wissen gezielt in die Lösungsentwicklung ein.“ Durch die Vielfalt von Kompetenzen im Netzwerk und die Kopplung von Wissensbereichen wird problemorientierte Innovation beschleunigt. Zugleich werden interne Kosten geringgehalten, Zugänge zu öffentlichen Fördermitteln erleichtert und das investive Risiko geteilt. Das Innovations- und Technologiescouting vermittelt Zugänge zu marktreifen Innovationen, die kurzfristig und ohne inhaltliche Beteiligung der MFP umsetzbar sind.

 „Wer Transformation beschleunigen will, muss ausgetretene Pfade verlassen und bereit sein, bekannte Prozesse disruptiv in Teilen neu aufzustellen.“

Über 100 Arbeitspakete umfasst allein das Verbundprojekt „Forschungscluster Modellfabrik Papier“ (FOMOP). Sieben Forschungspartner an Standorten in ganz Deutschland sind darin quer über vier Forschungsschwerpunkte eingebunden. Seit die öffentlichen Forschungsgelder Mitte 2023 geflossen sind, wurden entscheidende Meilensteine in der Forschungsarbeit erreicht. Erste vielversprechende Ansätze für den Innovationstransfer kristallisieren sich heraus. „Wir blicken deshalb proaktiv schon jetzt“, so Bekaert, „auf die strategische Ausrichtung unserer Aktivitäten nach Auslaufen der aktuellen Förderphase Mitte 2027 und haben unsere Gesellschafter gefragt:

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  Welche Technologielösungen haben perspektivisch ausreichend Potenzial, um aus der disruptiven Grundlagenforschung weiterentwickelt und in höhere Reifegrade skaliert zu werden?

• Welche Ressourcen und Partner aus dem Gesellschafterkreis, aus der Deep Tech-Szene und aus der Wissenschaft werden dafür gebraucht?“

Strategieprojekt SIRIUS27: Die Modellfabrik Papier in die Zukunft denken

In einem mehrstufigen Prozess mit 1:1-Gesprächen und gemeinsamen Workshops hat der Gesellschafterkreis eine Strategielandkarte erarbeitet. Sie erfasst aktuelle und künftige Erwartungen der Gesellschafter an die Forschung. „So wie die frühen Seefahrer beim Navigieren Fixsterne markierten, können wir unsere Forschungsaktivitäten gezielt und mit hoher Relevanz für die Industrie am Bedarf ausrichten und schon jetzt die richtigen Weichen stellen“, erklärt Bekaert das Vorgehen. „Damit bleiben wir agil und dynamisch und können die Vielfalt unserer Partner mit ihren jeweiligen Kompetenzen im Netzwerk passgenau orchestrieren.“ Nur so kann die Innovationsarbeit ihr volles Momentum entfalten und mit hoher Drehzahl weitergetrieben werden.

Stage-Gate-Prozess für den Innovationstransfer

Im Ergebnis bleibt das Ziel der Modellfabrik Papier die klimaneutrale Papierproduktion bis 2045. Da von der Entwicklung einer neuen Technologie von der Grundlagenforschung bis zur industriellen Anwendung in der Regel etwa zehn Jahre vergehen, ist Tempo gefragt. Von 2045 rückgerechnet, müssen die erforderlichen Basistechnologien spätestens in sieben Jahren für das Upscaling aus labor-technischen Maßstäben und Demonstrationsanlagen in die industrielle Anwendung bereitstehen. „Um unsere neu entwickelten Problemlösungen möglichst schnell und effektiv aus der Grundlagenforschung in höhere technologische Reife zu bringen, setzen wir auf einen Stage-Gate-Prozess“, sagt Dominic Laaf, Vernetzungsmanager Industrie bei der Modellfabrik Papier. „Dieses in der Industrieforschung bewährte Verfahren gibt unserem Innovationsmanagement eine klare Struktur, reduziert Risiken und ermöglicht es, Ressourcen gezielt zu steuern.“

Vielversprechende Lösungen aus der Grundlagenforschung werden in einem Ideenpool gesammelt und systematisch durch aufeinanderfolgende Entwicklungsphasen geführt. An jeder Stufe werden Prognosen über Energieeinsparpotenziale, technologischen Reifegrad, wirtschaftliche Tragfähigkeit und Skalierbarkeit in Abstimmung mit Gesellschaftern, Forschungs- und Industriepartnern bewertet. Im Zuge des Innovations- und Technologiescouting werden marktreife Innovationen identifiziert und an die Gesellschafter vermittelt. So können kurzfristig und ohne Beteiligung der Modellfabrik Papier Prozesse optimiert und Energieeinsparungen erzielt werden.

Transformation beschleunigen

Der Vorteil: Die Forschungsarbeit wird stärker auf technische Details ausgerichtet, disruptive Potenziale schneller erkannt und frühzeitig an industrielle Anforderungen angepasst. „Auf diese Weise umgehen wir das sogenannte Tal des Todes (Valley of Death) und minimieren Investitionsrisiken“, erklärt Laaf. Gerade in der sehr heterogen aufgestellten Papierindustrie, mit teilweise alten, mehrfach umgebauten Papiermaschinen, sind Entwicklungsrisiken hoch und Skalierungshürden technisch komplex. Falsche Partner oder mangelndes Zusammenspiel relevanter Technologiekompetenzen lassen häufig vielversprechende Transferprojekte scheitern.

„Die Papierindustrie steht vor der Herausforderung, Tradition mit Moderne zu verbinden und zugleich Innovationen für die nachhaltige Papierfertigung von morgen voranzutreiben.“

Die Modellfabrik Papier wird in den kommenden Jahren über die Technologieentwicklung hinaus zur Plattform für Transfer- und Skalierungsprojekte aus der Grundlagenforschung in die industrielle Anwendung. Damit bleibt das Forschungsverbundnetzwerk seinem Credo als starker Partner der Papierindustrie, der ausgetretene Pfade verlässt und mutige Innovationen ermöglicht, treu. Als Innovationsplattform und „Enabler“ öffnet die Modellfabrik Papier den Zugang zu öffentlichen Fördermitteln und bringt Industriepartner aus verschiedenen Sektoren mit Wissenschaft unterschiedlicher Disziplinen zusammen, um die Transformation der Papierindustrie mit Nachdruck voranzutreiben.