In Germania ci sono quasi mille istituzioni finanziate con fondi pubblici che si occupano di ricerca e sviluppo (R&S). In totale, oltre 600.000 persone hanno un impiego in questo settore con almeno 350.000 ricercatori. La spesa interna lorda è pari a 84,5 miliardi di Euro (dati 2014), con più di due terzi del totale provenienti dall'industria. Pur non avendo ancora raggiunto il target dell'Unione europea, che prevede una spesa totale per la ricerca e l'innovazione pari al 3% del PIL entro il 2020 (obiettivo superato dalla vicina Austria), la Germania si è attestata nel 2014 al 2,87% con un PIL in crescita costante (+1,7% nel 2015). L'investimento in ricerca in Italia è ferma al 1,3%.
Secondo le ultime statistiche disponibili, prodotte dalla Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft, la spesa in R&D dell'industria privata in Germania è stata pari a 57 miliardi di Euro nel 2014. Si tratta di un aumento di circa il 50% rispetto al 2004. Nello stesso arco di tempo la spesa dell'industria privata per contratti esterni di ricerca è più che raddoppiata raggiungendo il livello record di 16 miliardi nel 2014. Questo incremento ha prodotto un grande risultato in termini brevettuali: nel 2015 la Germania si è collocata al terzo posto nella lista dei paesi che hanno inviato più applicazioni all'Ufficio europeo dei brevetti (EPO), collocandosi nel mondo dopo USA e Giappone, ma prima di Cina e Corea del Sud (con l'Italia all'11° posto). La sola Fraunhofer-Gesellschaft ne ha depositati 185 nello stesso anno, classificandosi al 41° posto nella Top EPO Patentees 2015.
Il caso Fraunhofer
Fondato nel 1949, con sede a Monaco di Baviera, è intitolato alla memoria di Joseph von Fraunhofer, il noto fisico e astronomo tedesco dei primi dell'Ottocento. In generale, si tratta della più grande organizzazione per la ricerca applicata in Europa. Secondo l'ultimo report annuale disponibile, alla data del 31 dicembre 2015 erano impiegate poco più di 24mila persone in 67 istituti, l'1,3% in più rispetto all'anno precedente. La maggior parte sono scienziati e ingegneri qualificati. I dipendenti con contratto sono aumentati del 2,3%, ma il numero di dottorandi e post-doc è leggermente diminuito. Lo stesso è successo per i trainee, che sono passati da 480 a 452. Il bilancio annuale è pari a 2,1 miliardi di Euro (2016), con il 70% delle entrate di provenienza non statale.
La ricerca del Fraunhofer riguarda molti settori. I sette gruppi principali si occupano di Information and Communication Technology (17 istituti con un budget di 250 milioni di Euro nel 2015), Life Sciences (7, 168 milioni), Light and Surfaces (6, 155 milioni), Materials and Components (14, 491 milioni), Microelectronics (11, 413 milioni), Production (7, 254 milioni) e Defense and Security (7, 238 milioni). Oltre a quelle in Germania, ci sono sedi distaccate in Europa (Austria, Italia dal 2009, Portogallo, Svezia, Regno Unito) e in America (USA, Cile). Inoltre, Fraunhofer partecipa a reti e organizzazioni internazionali, come l'European Association of Research and Technology Organisations (EARTO), ma potremmo citarne molte altre. Circa 300 milioni di euro del bilancio annuale sono messi a disposizione dal governo federale tedesco e dai Länder sotto forma di finanziamento di base, mentre 1,8 miliardi di Euro sono il frutto di contratti di ricerca con l'industria. Fraunhofer imposta il proprio lavoro seguendo l'andamento del mercato, senza però trascurare le collaborazioni con le università.
Privati che credono nella ricerca
Fraunhofer-Gesellschaft fornisce servizi di ricerca e sviluppo con l'obiettivo di supportare le aziende orientate all'innovazione. Il budget operativo è coperto per almeno un terzo tramite i contratti di ricerca con i clienti industriali. Nel 2015 le entrate dovute ai progetti sono state pari al 72,5%, così ripartite: 36,5% dall'industria, 23,4% dal governo federale o da quelli locali, 5,9% dalla Commissione europea e 6,7% da altre fonti. Grazie a questa combinazione è possibile essere molto competitivi sul mercato e ogni istituto può generare profitto. Per essere all'avanguardia nei settori più promettenti della tecnologia, il dipartimento per il Corporate Business Development and Marketing è stato ulteriormente ampliato così come il suo team di esperti. Questi determinano le esigenze di R&S delle imprese, avviano progetti tra più istituti e provvedono all'attuazione di nuove partnership. Inoltre, identificano per ogni cliente le migliori opportunità di collaborazione con Fraunhofer.
Alleanze con l'accademia, l'industria, il territorio, senza settarismi
Un altro aspetto interessante è rappresentato dalla Fraunhofer Academy, che gestisce i programmi di formazione professionale per il trasferimento tecnologico. È il caso, per esempio, della certificazione come data scientist oppure come research manager. Inoltre, è ritenuto molto importante lo sviluppo di una strategia strutturata per il fund raising. L'obiettivo è quello di attrarre fondi addizionali da usare in futuro per nuovi progetti di ricerca. Le prime donazioni hanno mostrato un ottimo potenziale. In ogni caso, Fraunhofer-Gesellschaft è tenuta a operare all'interno di un quadro politico e normativo abbastanza complesso. L'High-Tech Forum è stato istituito all'inizio del 2015 per fornire pareri qualificati al governo federale sulla realizzazione e sullo sviluppo della High-Tech Strategy (HTS) tedesca. Nello stesso anno, Fraunhofer e la Stifterverband für die Deutsche Wissenschaft hanno creato un ufficio permanente per coordinare le attività del Forum. In parallelo, per favorire una maggiore cooperazione con le università e creare un'efficace rete regionale con l'industria, Fraunhofer ha sviluppato un modello sostenibile per le sue sedi, vale a dire gli High Performance Centers su base regionale. L'obiettivo è quello di concentrarsi sulla ricerca scientifica, integrando allo stesso tempo l'economia locale, il trasferimento di conoscenza e di idee, promuovendo l'eccellenza e la commercializzazione dei risultati scientifici. Di conseguenza è spesso previsto il coinvolgimento diretto delle imprese nel processo decisionale.
Nei primi mesi del 2016, il cancelliere tedesco e i primi ministri dei Länder hanno fissato il finanziamento di base concesso alle organizzazioni non-universitarie, stabilendo un incremento annuo del 3% fino al 2020. Dato che il tasso concordato precedentemente era pari al 5% all'anno, il finanziamento di base ricevuto dal Fraunhofer crescerà più lentamente rispetto al passato.
Esempi di ricerca di punta: celle solari altamente efficienti ed elettromobilità
In base agli accordi di Parigi, entro il 2050 l'uso di carbone, petrolio e gas naturale dovrà essere in gran parte eliminato, riducendo radicalmente le emissioni di CO2. Si tratta di un compito molto difficile per tutti i paesi, compresa la Germania. Tuttavia, l'Energiewende (la transizione energetica tedesca) comporta grandi opportunità in termini di innovazione e leadership tecnologica sul mercato internazionale. Gli Istituti del Fraunhofer sono quindi molto attivi da questo punto di vista, con numerosi progetti. Uno di questi riguarda la fabbricazione di celle solari altamente efficienti, grazie alla tecnologia Laser Fired Contact (LFC). I ricercatori del Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Friburgo) hanno migliorato il processo di produzione delle celle solari Passivated Emitter and Rear Cell (PERC) grazie a un laser che non deteriora il silicio e consente di creare 100.000 punti di contatto al secondo. In sostanza, se prima servivano 100 metri quadrati di pannelli per produrre una certa quantità di energia da adesso in poi ne saranno necessari solo 93.
Produzione e analisi delle celle solari ad alta efficienza - Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE.
Si potrebbero fare ancora molto esempi riguardanti le ricerche del Fraunhofer. Uno di questi riguarda l'elettromobilità, da molti considerata come una delle chiavi per realizzare un futuro sostenibile, soprattutto in città. I ricercatori stanno lavorando insieme all'industria per produrre batterie innovative, ricaricare i veicoli in modalità wireless e creare sistemi ad alta efficienza energetica. In particolare, gli esperti tedeschi hanno sviluppato il Lightweight Energy Pack, un sistema costituito da componenti altamente integrate e sostituibili, nonché da un cuscinetto termico che assicura la corretta temperatura della batteria. Per evitare il surriscaldamento in estate o su tracciati difficili, i ricercatori hanno messo a punto il CryoSol Plus, una miscela di acqua e paraffina. Quando la batteria si riscalda, le particelle di paraffina si fondono e assorbono il calore. Quando la soluzione si raffredda, le goccioline si induriscono nuovamente e rilasciano il calore. In questo modo la batteria CryoSol Plus ritarda il raffreddamento in inverno. A questo progetto hanno partecipato diversi membri del consorzio: il Fraunhofer Institute for Laser Technology ILT (Aquisgrana), il Fraunhofer Institute for Solar Energy Systems ISE (Friburgo), il Fraunhofer Institute for Environmental, Safety, and Energy Technology UMSICHT (Oberhausen) e il Fraunhofer Institute for Mechanics of Materials IWM (Friburgo).
