Ekonomický rozvoj nanotechnologie analýza na bázi indikátorů

Transkript

1 Ekonomický rozvoj nanotechnologie analýza na bázi indikátorů Autor: Dr. Angela Hullmann Evropská komise, výzkum DG Jednotka Nano S & T Convergent Science and Technologies Brusel

2 Verze: 28. listopadu 2006 Tento článek v angličtině lze stáhnout z internetu na adrese: Názory vyjádřené v tomto dokumentu jsou pouze osobními názory autora a žádným způsobem nikterak Evropskou komisi nezavazují. Více informací týkajících se nanotechnologie je možné u Evropské komise nalézt na adrese: Překlad je proveden se souhlasem autorky. 2

3 Úvod S potěšením představuji tuto třetí publikaci ze série pracovních verzí dokumentů zabývajících se výzkumem a vývojem nanotechnologie. Po dvou předcházejících pracích, z nichž první Některá čísla ohledně výzkumu a vývoje nanotechnologie v Evropě a mimo ni byla uveřejněna v prosinci 2005 a druhá Výsledky neoficiálního shromažďování informací pro výzkum a vývoj nanotechnologie na poli ekotoxikologie byla uveřejněna v červnu 2005, tento článek analyzuje ekonomický rozvoj nanotechnologie. Nanotechnologie v sobě nese potenciál být nejslibnější a nejpokrokovější technologií tohoto století. Nabízí nepřebernou škálu možností využití a ekonomický přínos, což by významně prospělo Evropskému hospodářství. V celosvětové honbě za pokrokem dochází k ohromnému vzestupu technologie. Evropská výchozí pozice u této mezivědní expertní technologie je slibná. Musí však být ještě mnoho učiněno proto, aby vynikající kvalita Evropské vědy a technologie měla ekonomickou návratnost v podobě nových produktů, výrobních postupů a firem intenzívně se zabývajících technologií. Jak vyplývá ze Sdělení Evropské komise: Nanovědy a nanotechnologie: akční plán pro Evropu (COM (2005) 243), Evropská komise se zaměřuje na zajištění příznivých podmínek pro inovace v průmyslu s využitím nanotechnologií, s cílem zabezpečit, aby výzkum a technologický vývoj byl přenesen do přijatelných a bezpečných výrobků a metod, které směřují k vytváření bohatství. Aby bylo možné tak učinit, je důležité získat celkový obraz současného stavu na trzích, ve společnostech, ve financování, o výkonnosti vědy a techniky a o vyhlídkách rozvoje. Současné analýzy se zakládají na indikátorech ekonomického rozvoje nanotechnologie, které lze veřejně zpřístupnit. Důraz byl kladen na analýzu Evropy ve srovnání s jejími hlavními konkurenty. Předkládané údaje nelze považovat za kompletní a v žádném případě k ničemu Evropskou komisi nezavazují. Děkuji mé kolegyni Angele Hullmannové za shromažďování informací z různých zdrojů a za propojení všeho do ucelené analýzy. Doufáme, že tyto informace budete považovat za užitečné a uvítáme jakékoli komentáře a podněty ohledně předkládaných indikátorů a analýz. Více informací o nanotechnologii v Evropě a zejména u Evropské komise lze mimo jiné nalézt na adrese: a na Renzo Tomellini Ředitel útvaru Nano S &T konvergentní věda a technologie 3

4 Ekonomický rozvoj nanotechnologie Analýza na bázi indikátorů Obsah Strana 1. Úvod 7 2. Komercializace nanotechnologie: vyhlídky objemu trhu a podílů na trhu 8 3. Globální soutěž v nanotechnologii: některé údaje o veřejném a soukromém financování Rizikový kapitál pro špičkový výzkum: rizikové investiční fondy 14 v nanotechnologii 5. Analýza ekonomického dopadu: pracovní místa a společnosti v nanotechnologii Technologický rozvoj nanotechnologie: využití patentů Vědecká báze nanotechnologie: vědecké publikace a odkazy Závěr 27 Seznam tabulek a diagramů Strana Diagram 1: Prognóza světového trhu v nanotechnologii v miliardách USD 9 Diagram 2: Světový trh a prognóza na rok 2015 v miliardách USD 9 Diagram 3: Prognóza světového trhu v různých odvětvích nanotechnologie 10 Diagram 4: Objem a podíl trhu s produkty dodávky léků do organismu s přispěním nanotechnologie na celosvětovém trhu 11 Diagram 5: Celosvětový prodej výrobků, které v sobě mají začleněnou nastupující nanotechnologii, podle regionů prognóza v procentech 12 Tabulka 1: Odhad veřejných a soukromých financí v tisících na výzkum a vývoj nanotechnologie v roce 2004 v jednotlivých zemích 13 Diagram 6: Odhad veřejných a soukromých financí na výzkum a vývoj 4

5 nanotechnologie v roce 2004 v oblastech ve světě v milionech 14 Diagram 7: Financování prostřednictvím rizikového kapitálu v celosvětovém měřítku podle aplikace a roku v milionech USD 14 Diagram 8: Financování nanotechnologie prostřednictvím rizikového kapitálu v celosvětovém měřítku, v absolutních číslech a jako podíl 15 Diagram 9: Počet pracovních míst v nanotechnologii v milionech a podíl pracovních míst na všech pracovních místech ve výrobě v procentech 16 Diagram 10: Nanotechnologické společnosti v celosvětovém měřítku: desetiletí a roky vývoje ( ) 17 Diagram 11: Společnosti v celosvětovém měřítku v různých odvětvích nanotechnologie a v nejaktivnějších zemích 18 Diagram 12: Nanotechnologické společnosti v předních zemích a podle velikosti společnosti (obrat v milionech USD) v nejaktivnějších zemích 18 Diagram 13: Nanotechnologické instituce podle zemí a podle typu organizace 19 Diagram 14: Evropské instituce (univerzity a další výzkumné instituty, společnosti ) činné v nanotechnologii 20 Diagram 15: Patenty v nanotechnologii v celosvětovém měřítku podle indikátoru Y01N EPO. Čárový diagram: Celkový počet souborů patentů v Y01N 21 Diagram 16: Průměrná míra ročního růstu (%) v dílčí oblasti nanotechnologie ve dvou obdobích: , Diagram 17: Patenty v celosvětovém měřítku podle žadatele a země, kde byl vynález realizován 22 Tabulka 2: 10 celosvětově nejlepších zemí žádajících o patenty v každé oblasti nanotechnologie v roce Diagram 18: Nanotechnologické patenty v 8 nejlepších zemích žádajících o patentování 24 Diagram 19: Průměrná míra ročního přírůstku patentů v nanotechnologii v roce 2003 v 8 nejlepších zemích podle indikátoru Y01N EPO 24 Diagram 20: Vědecké publikace v nanotechnologii v databázi SCI na jednotlivé oblasti ve světě, a Diagram 21: Vědecké publikace v nanotechnologii na 1 zemi a dílčí nanotechnologickou oblast,

6 Tabulka 3: Počet publikací a odkazů v nanotechnologii v databázi SCI v letech ve 25 nejlepších citovaných zemích, roztříděných podle průměrného počtu odkazů na 1 publikaci 26 Tabulka A1: Prognóza vývoje celosvětového trhu u různých podoblastí nanotechnologie a jejího využití v milionech USD 32 Poznámka autora: Empirická analýza nanotechnologie trpí tím, že máme omezený dostup ke spolehlivým a porovnatelným údajům a také tím, že nanotechnologie má složitou podstatu. Oficiální statistika vůbec nanotechnologii nespecifikuje nebo ji spojuje s různými jinými kategoriemi, kde ji nelze správně identifikovat, nebo je její definice přinejmenším diskutabilní. Na tomto pozadí musíme vysoce ocenit iniciativu Evropského patentového úřadu identifikovat a označit nanotechnologické patenty. V jiných případech, kdy se jednalo o vyhlídky na trhu a o údaje společnosti, byly provedeny rozsáhlé průzkumy, které byly speciálně věnovány nanotechnologii. Tyto průzkumy přinášejí cenné informace, ale chybí dostatečné srovnání s údaji získanými z jiných průzkumů. V tomto článku byly brány v úvahu nedostatky empirické základny ekonomických dat a údajů vědy a techniky týkajících se nanotechnologie tím způsobem, že byla shromažďována data z jiných zdrojů a provedena jejich předběžná selekce na základě spolehlivosti zdroje, proveditelnosti metodologie a konzistence s jinými údaji. Byl proveden pokus o načrtnutí co nejcelistvějšího obrazu za pomoci dostupných údajů a na této bázi byly i vyvozeny závěry. Nebylo možné tyto samotné údaje vytvářet a ani to nebylo záměrem autora. 6

7 Ekonomický rozvoj nanotechnologie analýza na bázi indikátorů Když Nikolaj Kondratěv v roce 1926 publikoval svou teorii o dlouhých vlnách, třetí vlna, která byla vyvolána rozvojem chemického a energetického průmyslu, již upadala. O osmdesát let či o dvě vlny později (automobily a elektronika, informační a komunikační technologie) se nanotechnologie snad i v kombinaci s biotechnologií stala nadějným kandidátem pro zahájení šesté vlny Kondratěva. Nanotechnologie má všechny předpoklady k tomu mít významný dopad na světovou ekonomiku, jelikož nanotechnologické aplikace se budou využívat prakticky ve všech odvětvích. Vědci, výzkumníci, manažeři, investoři a političtí činitelé z celého světa berou tento ohromný potenciál na vědomí, a proto zahájili soutěž v nanotechnologii. Účelem tohoto článku je analyzovat současný stav nanotechnologie z ekonomického hlediska prostřednictvím údajů týkajících se trhu, financování, společností, patentů a publikací. Také se budeme zabývat otázkou, nakolik jsou reklamní spoty podloženy ekonomickými údaji a nakolik jsou jen zbožným přáním. Článek se soustředí na srovnávání světových regionů, a tudíž se koncentruje na Evropu a Evropskou unii ve vztahu k jejich hlavním konkurentům Spojeným státům americkým a Japonsku a rovněž ve vztahu k nastupujícím nanotechnologickým zemím jako jsou Čína, Indie a Rusko. 1. Úvod Nanotechnologie mohou být všude. Nyní se vyskytují v pneumatikách automobilů, v zubních pastách, v krémech proti slunci, v tenisových raketách a tenisových míčích, v tričkách a kalhotách, v přehrávačích CD a dokonce v površích koupelnových van, záchodových mís a umyvadel. Nanoprodukty mají nové vlastnosti, jsou menší, lehčí, rychlejší, levnější, jsou odolné vůči vodě, špíně a skvrnám, což je pro spotřebitelské výrobky obohacením. Znamenají snad tyto výrobky rozlet do nanotechologické budoucnosti, jak mnoho odborníků předpovídá? Jsou to první kroky směrem k vývoji nanorobotů a kompilátorů hmoty, je to snad cesta ke světu, kde vládne věčný život a nevyčerpatelné zdroje? Dnešní nanotechnologie se pohybuje stále na hranici mezi vědeckou realitou a ambiciózními představami, mezi prvními úspěchy a očekáváním plným naděje, mezi dynamickým pokrokem a razantními inovacemi. Tento okruh možností lze nalézt výslovně nebo nepřímo v mnoha odhadech a analýzách pokračujícího a budoucího vývoje nanotechnologie. Tyto názory zastávají vědci stejně tak jako novináři, výzkumní manažeři i političtí činitelé, investoři a také nátlakové skupiny. Mnohá tvrzení zabíhají buď do jednoho nebo druhého extrému, ale často dochází ke změnám orientačních bodů a tyto změny často probíhají na nevědomé úrovni. Mnohé tyto analýzy mají obvykle společné to, že hovoří o nanotechnologii jako o jediném konceptu. V současné době je široce přijímán názor, že nanotechnologie je soubor různých technologií a postupů, které všechny využívají fyzikálních vlastností rozměrů v nanometrické škále, jež jsou odlišné od vlastností pozorovaných v mikro a makro světě. Abychom mohli nastínit správný a ucelený obraz technologie a dobře vyhodnotit její stav, možnosti i nedostatky, je potřeba se tam, kde je to možné, podívat na dílčí oblasti nanotechnologie jako jsou nanomateriály a nanoelektronika, nanobiotechnologie a nanomedicína nebo nanometrické nástroje, instrumenty a nanozařízení. Očekává se, že nanomateriály budou mít velký vliv na prakticky všechny sféry, kde materiály hrají roli. Zahrnují ultra tenké povlaky a aktivní povrchy a rovněž i novou generaci chemické technologie. Nanoelektronika má významný vliv na informační a komunikační technologie tím, že 7

8 stále překonává (s pomocí kvantové elektroniky) Moorův zákon, který hovoří o tom, že každých 18 měsíců dochází ke zdvojnásobení paměti dat a kapacit procesorů. Nanobiotechnologie bude prospěšná v lékařství, ve farmaceutickém průmyslu a v diagnostice, v nesčetných průmyslových postupech, v zemědělství a v potravinářství. Nanometrické nástroje jsou klíčové technologie, k nimž patří například elektronové mikroskopy (řádkovací tunelový mikroskop STM, mikroskop atomových sil AFM ) a ultra přesné stroje. V tomto článku budeme analyzovat současný stav nanotechnologie tak, že uvedeme dostupné údaje o nanotechnologických trzích a projektech trhu, o pracovních místech, o společnostech a dalších organizacích činných v nanotechnologii, o veřejných a soukromých dotacích včetně financování pomocí rizikového kapitálu, o patentech a také o vědeckých publikacích. Údaje byly sesbírány z veřejně dostupných zdrojů a budou adekvátně citovány. Autor nemůže nést plnou zodpovědnost za jejich přesnost nebo pravdivost. Zejména v případě dat týkajících se trhu, které mohou být pouhým odhadem, jde o to, že tato data se mohou výrazně lišit v závislosti na definování, zdroji, metodologii a účelu shromažďování a prezentaci těchto údajů. Autor se snažil tento problém překonat tím, že se nespolehl pouze na jediný zdroj, ale že porovnával různé zdroje ještě předtím, než je vyčlenil pro další analýzu. Účel analýz je dvousložkový: na jedné straně budou nanotechnologie a její podoblasti analyzovány za účelem zjištění současného stavu, stanovení nejslibnějších oblastí a předpovědi budoucího vývoje. Na druhé straně analýzy mohou objasnit, jak nanotechnologie může přispět k dosažení ekonomických a sociálních cílů Evropské unie, k nimž se řadí například konkurenceschopnost, hospodářský růst a zaměstnanost tím způsobem, že bude kladen důraz na srovnání Evropy s jejími světovými konkurenty, především pak s USA, Japonskem a nastupujícími nanotechnologickými mocnostmi jako jsou Čína, Indie a Rusko. 2. Komercializace nanotechnologie: vyhlídky objemu trhu a podílů na trhu Jelikož se očekává, že nanotechnologie bude mít podstatný dopad na světovou ekonomiku, objem trhu je odpovídajícím indikátorem jejího ekonomického významu. Na druhé straně nanotechnologie nesouvisí s určitým průmyslem, který může být snadno identifikován a kvantitativně určen. Bude-li nanotechnologie úspěšná, může významně přispět ke zlepšení mnoha produktů a umožní výrobu úplně nových výrobků, což ovšem nebude snadno změřitelné. Většina prognóz trhu týkajících se nanotechnologie pochází z počátku roku 2000 a dále a jejich konečný časový horizont je až do roku Snad nejznámější číslo týkající se budoucího trhu nanotechnologie bylo uveřejněno americkou Nadací pro národní vědu (NSF) v roce Nadace pro národní vědu vyhodnotila, že světový trh s nanotechnologickými výrobky v roce 2015 bude činit 1 bilion amerických dolarů. Mnohé další prognózy v závislosti na definici nanotechnologie, jejímu přispění k přidané hodnotě u koncových produktů a na míře optimismu kolísají mezi umírněnými 150 miliardami dolarů v roce 2010 (Mitsubishi Research Institute, 2002) a 2,6 bilióny v roce 2014 (Lux Research, 2004). Ten poslední optimističtější scénář by naznačoval, že trh s produkty na bázi nanotechnologie by byl větší než u nadějného trhu informačních a komunikačních technologií a desetkrát by v budoucnosti převýšil trh s biotechnologií. Diagram 1 ukazuje určité prognózy pocházející z různých zdrojů (viz poznámka pod čarou 1). Prognózy se významně liší jedna od druhé, ale mají společné to, že předpovídají významný nárůst trhu s nanotechnologickými produkty, který by se rozjel někdy na počátku roku

9 Diagram 1: Prognóza světového trhu v nanotechnologii v miliardách USD. Různé zdroje 1 Výše uvedená čísla ukazují možný vývoj, ale pro hlubší analýzu vývoje trhu nanotechnologie nejsou dostačující. Jak Lux Research, tak i NSF vyvinuli určité úsilí, aby specifikovali hodnoty uvedené pro podoblasti nanotechnologie. Výsledky analýzy Lux Research za 5 let ( ) jsou uvedeny v diagramu 2 vlevo. Výsledky analýzy NSF diagram 2 vpravo - ukazují, že k očekávanému překonání podílu 1 biliónu amerických dolarů na celosvětovém trhu dojde v roce Diagram 2: Světový trh a prognóza na rok 2015 v miliardách USD. Zdroje: vlevo: Lux Research, 2004, vpravo: NSF, Diagram 2 ukazuje, že se odhaduje velký podíl nanotechnologických výrobků, nanozařízení a nanobiotechnologie na současném trhu. Podíly činí přibližně 420 miliónů u nanozařízení a 415 miliónů amerických dolarů u nanobiotechnologie. Materiály a nástroje hrají menší úlohu a jejich podíl činí u materiálů 145 miliónů a u nástrojů 50 miliónů amerických dolarů. Srovnání s prognózami na rok 2015 ukazuje, že u všech oblastí se předpokládá významný nárůst, například u materiálů by stoupl ze 145 miliónů až na 340 miliard amerických dolarů. Nanoelektronika bude 1 Prognózy pocházejí z následujících zdrojů: Německá vláda, kapitálový vývoj; NSF 2001, kapitálový vývoj 2001; Sal. Oppenheim 2001; DG Bank 2001; DTI 2001; US Nanobusiness Alliance 2001; Cientifica 2002; In Realis 2002; Mitsubishi Research Institute 2002; Deutsche Bank 2003; Nomáda Research Institute 2003; BCC 2004; GEMZ corp. 2004; Helmut Kaiser Consultancy 2004; Lux Research

10 činit až 300 miliard dolarů a po ní následují léčiva, chemická výroba a letecký průmysl. Je však potřeba, aby jakákoli srovnání aktuálních čísel a prognóz z různých zdrojů a s různými specifikacemi byla pečlivě vyhodnocena. Prognóza provedená Fechtem s kolektivem (2003) v jejich zprávě nazvané Hledání skrytých perel je spolehlivější, protože se více soustředí na blízký časový horizont, tj. léta (diagram 3). Diagram 3: Prognóza vývoje světového trhu v různých odvětvích nanotechnologie: vlevo: v miliardách amerických dolarů, vpravo: míra průměrného ročního růstu v letech v %. Zdroj: Fecht a kol., U těchto odhadů hrají nejvýznamnější roli na světovém trhu nanonástroje, i když mají nejnižší míru růstu. Nanozařízení a nanomateriály začínají na lehce nižší úrovni, ale nanozařízení mají daleko vyšší míru růstu. Na rozdíl od výše zmíněných pozorování provedených společností Lux Research je nanobiotechnologie pouze okrajovou záležitostí, která však vykazuje v průběhu srovnávací doby podstatný nárůst. Celkový nárůst dosahuje v průměru 15 % ročně, což ještě neodráží skutečný průlom. Z těchto čísel můžeme vyvodit závěr, že nanotechnologie se ještě nenachází v bodě, kdy by její vzestup mohl mít revoluční vliv na světovou ekonomiku. Jaký rozvoj probíhající v letech by tedy mohl vést k trhu, kde by nanotechnologie měla podíl 1 bilión amerických dolarů? Mnoho dalších studií se snažilo o prognózu vývoje trhu s nanotechnologiemi. Tabulka A1 v příloze shrnuje vybrané prognózy z různých výzkumů, aniž bychom tvrdili, že je vyčerpávající nebo metodologicky srovnatelná, a zahrnuje výše uvedené hodnoty, které zmiňuje NSF, Lux Research a Fecht s kol. Všechny údaje se různí v závislosti na výzkumu a zdroji odkazu, někdy se i podstatně odlišují už ve stejném roce. Přesto však poskytují ucelený přehled o tom, jaké jsou vyhlídky na trhu a zachycují první náznaky toho, která odvětví mohou hrát hlavní roli v budoucnosti. V tomto souhrnu různých nanotechnologických podoblastí, aplikací a trhů se předpokládá, že výrobky s využitím nanotechnologie budou mít nejvyšší podíl. Odhady týkající se celého odvětví nanoelektroniky se pohybují kolem 300 miliard USD za rok 2015 a zahrnují polovodiče, ultra kondenzátory, nanopaměti a nanosenzory. Odhady trhu s nanomateriály lze ještě rozdělit na nějaké více či méně důležité podoblasti, kde například nanočástice, nanopovlaky a laterální nanostruktury v roce 2010 činí více než 300 miliard euro u všech materiálů. Tato čísla se velmi přibližují odhadu NSF, který činí 340 miliard amerických dolarů v roce Tyto údaje i když jsou fragmentované a z části nesrovnatelné vedou k předpokladu, že nanomateriály budou pro budoucí trhy a aplikace velkým přínosem. Při srovnání s údaji z diagramu 3 bychom mohli vyvodit závěr, že umírněný vzestup trvající až do roku 2006 bude završen mnohem silnějším dynamickým růstem 10

11 někdy v letech 2006 až 2010, a to v závislosti na oblasti materiálu. Třífázový model společnosti Lux Research (2004) ukazuje až dosud nejkomplexnější a propracovanou prognózu vývoje trhu nanotechnologií. V modelu se počítá s první fází, která by měla trvat až do roku 2004 a v níž bude nanotechnologie začleněna do výrobků high-tech. Další fáze, která bude probíhat až do roku 2009, přinese průlom do inovací v nanotechnologii. Tento trh ovládne nanoelektronika. Ve třetí fázi, která bude probíhat od roku 2010 a dále, se nanotechnologie stane všední věcí ve vyrobeném zboží, týkajícím se péče o zdraví, stejně tak jako v aplikacích týkajících se věd o životě, které budou přicházet na trh s farmaceutickými a lékařskými přístroji. Nanobiotechnologie významně přispějí k rozvoji farmaceutického průmyslu. V té době ztratí na významu základní nanomateriály jako takové. Lux Research (2004) odhaduje, že podíl nanotechnologických výrobků na trhu bude v roce 2014 činit 4 % všech celkově vyrobených produktů, přičemž nanotechnologie bude u počítačů (PC) zastoupena 100 %, u spotřební elektroniky 85 %, u léčiv 23 % a u automobilů 21 %. To by vedlo k tomu, že nanotechnologie se v roce 2014 bude celkově podílet 15 % na celkovém výkonu výroby. Analýza trhu s produkty dodávajícími léky přímo do organismu podporuje uváděné prognózy týkající se odhadů trhu s nanotechnologií, která umožňuje dodávku léků přímo do organismu. Diagram 4 ukazuje objem a podíl trhu s produkty dodávky léků do organismu a srovnává je s celosvětovým trhem s produkty dodávky léků do organismu. Diagram 4: Objem a podíl trhu s produkty dodávky léků do organismu na světovém trhu. Zdroj: Moradi, Očekávaný vývoj trhu u produktů dodávky léku do organismu na bázi nanotechnologie vykazuje v letech 2005 až 2012 průměrný roční vzrůst o 50 %. Zvyšování podílu na trhu má podobný trend, ale míra růstu je poněkud nižší. V roce 2012 bude výnos v oblasti nanotechnologie a trhu s produkty dodávky léků do organismu činit přibližně 4,8 miliard amerických dolarů, přičemž bude představovat 5,2 % podílu na trhu. Bude li rozvoj pokračovat, pak podíl na trhu stoupne na 7 % v roce 2015 a na 10 % v roce Žádná z výše uvedených projekcí nezahrnuje řadu scénářů, které se váží k přijetí nanotechnologie ze strany veřejnosti, ačkoliv bychom se měli poučit z předchozích technologií, které se objevily, jako například z jaderných technologií nebo z geneticky modifikovaných organismů (GMO). Zkušenost ukazuje, že očekávání a obavy ze strany občanů stejně jako vnímání rizik a přínosu těchto technologií se musí brát v úvahu, jelikož tyto faktory mají výrazný dopad na přijímání 11

12 nových technologií na trhu a mohou být rozhodující v tom, zda budou mít úspěch nebo ne. Pokračující diskuze ohledně nanotechnologie ukazuje, že určitá kontroverzní témata existují a že úspěch na trhu by mohl být ohrožen v případě, že veřejnost cítí, že není brána v potaz, v důsledku čehož zaujímá kritický postoj k nanotechnologii jako takové a říká, že by nanočástice mohly představovat riziko pro zdraví a životní prostředí, nebo bude mít z etického hlediska obavy týkající se ztráty soukromí. Mluvíme-li o ekonomickém potenciálu nanotechnologie, musíme tyto diskuze brát vážně a reagovat na ně. 2 Tyto aspekty mohou mít také podstatný vliv na celkovou distribuci prodeje a hospodářský výnos z nanotechnologických produktů. Zatímco některé světové regiony mohou více inklinovat k tomu, aby přijaly rizika vztahující se k nanotechnologii, a to dokonce i tehdy, nejsou-li ještě úplně známa nebo stanovena, jiní mohou být kritičtější a projevovat více neochoty je přijmout. Rozdíl v akceptování geneticky modifikovaných plodin u evropské a americké veřejnosti tento případ adekvátně ilustruje. Přísnější opatření a méně viditelný marketing nanotechnologických prvků v produktech mohou být odpovědí pro oblasti, kde je kritičtější postoj. Nezávisle na těchto aspektech rozdělil Lux Research (2004) číselné údaje týkající se prognóz (2,6 miliard v roce 2014) podle oblastí (diagram 5). Diagram 5: Celosvětový prodej výrobků, které mají v sobě začleněnou nastupující nanotechnologii na danou oblast prognóza v procentech. Zdroj: Lux Research, 2004 Velmi zajímavé je, že nejdůležitější oblastí prodeje nanotechnologických výrobků je Asie a Tichomořská oblast, poté následuje USA a Evropa na podobné úrovni. Zatímco u Evropy se předpokládá, že bude mít malý, ale pokračující nárůst svého podílu na trhu, v USA zaznamenají do roku 2008 pokles a poté nárůst a Asie a Tichomořská oblast projde opačným vývojem. Důvody, které Lux Research uvádí u tohoto vývoje, se vztahují ke třífázovému modelu nanotechnologického rozvoje: v nejbližší budoucnosti ovládnou trh výrobky, které původně pocházejí z mocných asijských společností, a jsou to například počítače, mobilní zařízení nebo vozidla. Po roce 2008 půjdou do popředí léčiva, které ovládnou americké společnosti. 2 Ve Sděleních Směrem k Evropské strategii nanotechnologie (2004) a Nanověda a nanotechnologie: Akční plán Evropy na léta (2005) Evropská komise upozornila na význam integrovaného a odpovědného postupu vůči nanotechnologii tím způsobem, že se nejen určí vědecké, technologické a ekonomické podmínky, které jsou pro další rozvoj nanotechnologie významné, ale rovněž i společenský rozměr, odhad rizika a dojde k mezinárodnímu dialogu.. Více na adrese 12

13 3. Globální soutěž v nanotechnologii: některé údaje o veřejném a soukromém financování Na Národní nanotechnologickou iniciativu (NNI) ve Spojených státech, kterou zahájil dřívější prezident Clinton a která vstoupila v platnost v roce 2001, lze pohlížet jako na výchozí bod globální soutěže předních světových ekonomik ve výzkumných nanotechnologických programech. Do té doby však v mnoha oblastech na světě bylo zavedeno financování nanovědy a Evropa si do poloviny 80. let vybudovala silnou pozici v nanomateriálech. Mnoho jiných zemí a také Evropská unie věnovaly až dosud značné množství financí na nanotechnologický výzkum a vývoj. Tabulka 1 uvádí krátký pohled na veřejné financování v roce USA (Federální) 910,000 Japonsko 750,000 Evropská komise 370,000 USA (státy) 333, 300 Německo 293,100 Francie 223,900 Jižní Korea 173,300 Velká Británie 133,000 Čína 83,300 Tajwan 75,900 Austrálie 62, 000 Belgie * 60,000 Itálie * 60,000 Izrael 46,000 Nizozemí 42,300 Kanada 37,900 Irsko 33,000 Švýcarsko 18,500 Indonésie 16,700 Švédsko 15,000 Finsko 14,500 Rakousko 13,100 Španělsko 12,500 Mexiko 10,000 Nový Zéland 9,200 Dánsko 8,600 Singapur 8,400 Norsko 7,000 Brazílie 5,800 Thajsko 4,200 Indie 3, 800 Malajsie 3, 800 Rumunsko 3,100 Jižní Afrika 1, 900 Řecko * 1,200 Polsko * 1,000 Litva 1,000 jiné 2,800 celkem 3,850,000 Tabulka 1: Odhad veřejného financování nanotechnologického výzkumu a vývoje v celosvětovém měřítku v 1000 v roce 2004 podle jednotlivých zemí. * Údaje jsou z roku Zdroj: Evropská komise, 2005 Evropská komise je největší organizací zajišťující financování nanotechnologického výzkumu v Evropě a jako samostatná agentura dokonce i na celém světě. V 6. Evropském rámcovém programu pro výzkum a technologický rozvoj (FP6) byla nanotechnologie definována spolu s technologiemi materiálů a jejich výrobou (NMP) jako prioritní pro evropský výzkum. Odhaduje se, že v letech (2004: 370 miliónů euro, 2005: 470 miliónů euro, 2006: 500 miliónů euro) bylo na nanotechnologické projekty věnováno 1,3 miliard euro, a rovněž i na jiné priority než je NMP, jsou to například informační technologie pro společnost, infrastruktury či na výzkumné a školicí aktivity. Také v letech 1994 až 2002 byly v rámci FP4 a FP5 financovány projekty týkající se nanotechnologie, v celkové hodnotě 300 miliónů euro. V rámci nadcházejícího 7. rámcového programu ( , další informace viz bude nanotechnologie i nadále prioritou v rámci tématu NMP a očekává se, že alespoň zdvojnásobí rozpočet spolu s dalšími příčně propojenými aktivitami, které se vztahují k dalším tématům FP7 (zdravotnictví, potravinářství, informační a komunikační technologie, energetika, socio-ekonomický výzkum a bezpečnost) nebo k dalším programům (infrastruktury, SMP, školení, společenské aspekty). Kromě toho bude určitý důraz kladen na nanoelektroniku a nanomedicínu jako na témata, kterými se zabývají evropské technologické platformy, a na bezpečnost, ekologické a zdravotní aspekty, na nanometrologii, konvergující technologie a mezinárodní spolupráci. Pokud se týče členských států, které společně odpovídají za mnohem vyšší podíl evropských veřejných výdajů na nanotechnologii než Evropská komise, nejvíce zde utrácí Německo, následované Francií a Velkou Británií. Japonsko a Jižní Korea jsou na srovnatelné úrovni. Beremeli kromě toho v úvahu, že se číselné údaje neodrážejí v paritách kupní síly, musíme úsilí Číny v rámci světového srovnání považovat za podstatné. Všechny země překonávají Spojené státy, jejichž celkové výdaje, poskytované federálními vládními agenturami a federálními státy, činí více než 1,2 miliardy euro v roce 2004 a v roce ,7 miliard euro, což ze Spojených států dělá celosvětově zemi, která nejvíce vynakládá veřejné finance. Vezmeme-li v úvahu veřejné financování nanotechnologie, bude však Evropa jako celek na podobné úrovni jako Spojené státy (diagram 6). 13

14 Diagram 6: Odhad veřejných a soukromých financí na výzkum a vývoj nanotechnologie v roce 2005 podle světových oblastí v miliónech (1 = 1$). Zdroj: aktualizované číselné údaje Evropské komise, Přidáme-li číselné údaje z financování ze soukromých zdrojů, vypadá obraz jinak: v Evropě pochází pouze jedna třetina z celkového množství financí ze soukromých zdrojů. Ve Spojených státech činí soukromé zdroje přibližně 54% a v Japonsku dosahují téměř dvou třetin. U všech ostatních zemí a především u asijských zemí činí podíl asi 36%. V absolutních hodnotách může americké výzkumné společenství utratit více než 3,5 miliard euro za nanotechnologie, zatímco v Japonsku to je 2,7 miliard a v Evropě méně než 2,5 miliard euro. To ukazuje na rozdíl mezi Evropou a jejími konkurenty v nanotechnologickém výzkumu: veřejné financování je na konkurenceschopné úrovni, ale evropský průmysl se opožďuje. 4. Rizikový kapitál pro špičkový výzkum: rizikové investiční fondy v nanotechnologii Které technologické oblasti vykazují již velkou dynamiku, a tím jsou atraktivní pro investory? Bližší pohled na trh rizikového kapitálu do roku 2002 nám leccos naznačí. Diagram 7: Financování prostřednictvím rizikového kapitálu v celosvětovém měřítku podle aplikace (vlevo) a podle roku v miliónech amerických dolarů (vpravo). Zdroj: Paull a kol., Diagram 7 ukazuje, že nejatraktivnějším trhem pro vlastníky rizikového kapitálu (venture cupital - VC) jsou nanobiotechnologie, dále následují nanozařízení, zatímco nanomateriály a nanonástroje hrají pouze okrajovou roli. Vzájemný poměr se výrazně změnil: dominantní role nanobiotechnologie přetrvává, ale je na poklesu. Celkové financování pomocí VC se zvýšilo z 63 14

15 miliónů amerických dolarů v roce 1999 na více než 400 miliónů v roce 2002, což dělá nárůst o více než 500 % v průběhu tří let. Pokles především v nanobiotechnologii v letech však rovněž naznačuje, že trh rizikového kapitálu by mohl být stále naladěn na heslo počkáme a uvidíme. Pokračování vývoje světového trhu VC ve vztahu k nanotechnologii je uveden v diagramu 8. Diagram 8: Financování nanotechnologie prostřednictvím VC v celosvětovém měřítku, v absolutních hodnotách a jako podíl. Zdroje: : Anquetil (2005), 2004/2005: Lux Research, 2006; PriceWaterhouseCoopers 2006 Číselné údaje ukazují na stagnaci celkového vývoje financování prostřednictvím rizikového kapitálu v roce 2002 a poté umírněný, ale stálý vzestup. Podíl nanotechnologie na světovém trhu financování pomocí rizikového kapitálu prochází podobným vývojem. Tento pokles lze vysvětlit skutečností, že vlastníci rizikového kapitálu sjednotili své názory na nanotechnologii, zejména ve vztahu k diskuzím o rizicích a možném nebezpečí. Tyto diskuze byly živější od počátku roku 2000 v době, kdy byly uveřejněny první analýzy s výsledky o toxicitě, ve kterých bylo ukázáno, že existuje určité nebezpečí, které se týká volných nanočástic. Tyto diskuze stále pokračují a někteří investoři by mohli raději vyčkávat, aby získali jasnější údaje z těchto závěrů. Na druhé straně někteří odborníci věří, že masivní investice do nanotechnologie by mohly vést k výrobě produktů, které společnost nepotřebuje (Nanologue, 2005). Výsledkem této absence začlenění veřejnosti v kombinaci s mohutnými investicemi a reklamními triky, které nanotechnologie obklopují, by mohla být nafouklá bublina, která by mohla nakonec prasknout. Kromě toho stagnace v roce 2002 a následný pokles růstu by mohly být také důsledkem faktu, že trh začíná být již nasycen. Je to proto, že poptávka po financování prostřednictvím rizikového kapitálu velmi závisí na počtu společností start-up. Existuje dostatek podnikatelů v nanotechnologii, kteří mohou absorbovat více než 500 miliónů amerických dolarů ročně nebo 2,2 % rizikového kapitálu, který je celosvětově k dispozici? 5. Analýza ekonomického dopadu: pracovní místa a společnosti v nanotechnologii Vznik společností je důležitým indikátorem vývoje a ekonomického významu nové technologie. Obvykle jsou novými společnostmi firmy start-up, které mají jednu hlavní přednost: patent na novou technologii, který mohou sami využít nebo mohou prodat licenci jiným společnostem, které jsou schopnější ve smyslu výroby nebo distribuce. Rizikový kapitál je hlavním zdrojem financování 15

16 tohoto odvětví špičkové technologie, které je proto samo vysoce rizikové. Pokud se týče vytváření nových pracovních míst, zde nejvíce přispívají právě společnosti start-up a malé a střední podniky (MSP). NSF odhaduje, že do roku 2015 bude potřeba přibližně 2 milióny pracovníků v nanotechnologii. Tito pracovníci budou rozděleni do různých oblastí ve světě následujícím způsobem: 0,8-0,9 miliónů bude pracovat v USA, 0,5 0,6 miliónů v Japonsku, 0,3 0,4 miliónů v Evropě, přibližně 0,2 milióny v oblasti Asie a Tichomoří s výjimkou Japonska a 0,1 miliónu bude v dalších oblastech. Kromě toho bude vytvořeno 5 miliónů podpůrných pracovních míst ve vazbě na nanotechnologii nebo průměrně 2,5 pracovních míst na jednoho pracovníka v nanotechologii (Roco, 2003). Společnost Lux Research je dokonce optimističtější a předpokládá, že do roku 2014 vznikne 10 miliónů pracovních míst ve výrobě, které se vážou k nanotechnologii. Diagram 9 ukazuje celkový počet pracovních míst v nanotechnologii a jejich podíl na všech pracovních místech ve výrobě. Diagram 9: Počet pracovních míst v nanotechnologii v miliónech a podíl pracovních míst v nanotechnologii na všech pracovních místech ve výrobě v procentech. Zdroj: Lux Research, Počet pracovních míst v nanotechnologii v miliónech Podíl všech pracovních míst ve výrobě v % Mnoho těchto míst vznikne v malých a středních podnicích (MSP), ale ne výlučně. V posledních minulých letech mnohé dobře zavedené podniky rozšířily za účelem udržení své konkurenceschopnosti své technologické portfolio na nanotechnologii. To vysvětluje, proč byly společnosti, které existují třeba 100 let i více, označeny jako firmy orientované na nanotechnologii. Typickým příkladem jsou velké společnosti v chemickém a farmaceutickém průmyslu, v optice a elektronice (Bayer, BASF, Carl Zeiss, Agfa-Gevaert, General Electrics, Phillips, které všechny vznikly před rokem 1900), přestože tyto zavedené společnosti tvoří menšinu v seznamu všech existujících nanotechnologických společností. Diagram 10 ukazuje v celosvětovém měřítku nanotechnologické společnosti podle roku a desetiletí jejich vzniku a podle oblasti ve světě. Údaje pocházejí z veřejně dostupné databáze nanotechnologických společností poskytované společností NanoInvestorNews. U 522 společností z celkového počtu 1000 společností zaregistrovaných v této databázi je uveden rok jejich vzniku. Ve světě se tyto oblasti týkají v Evropě zejména Německa, Švýcarska a Velké Británie, na americkém kontinentu je to USA a Kanada, dále Japonsko, Jižní Korea a Čína v Asii. Pouze jen několik z dnes aktivních nanotechnologických firem bylo založeno v prvých osmi dekádách 20. století. Je to v průměru 10 firem na dekádu. V osmdesátých letech tento počet 16

17 významně vzrostl, avšak významný vzrůst nebyl zaznamenán před rokem 1996, kdy bylo založeno cca 30 firem a později v roce firem. Tento trend pokračuje s rostoucí tendencí, což není v údajích v posledních letech zcela reflektováno pro jejich neúplnost. Je důležité poznamenat, že všechny společnosti uvedené na obrázku 10 v referenčním roce (květen 2005) existovaly a společnosti, které před tímto datem zbankrotovaly nebo fúzovaly nejsou ve statistice zahrnuty. Je nějaký rozdíl mezi světovými oblastmi v počtu a letech založení nanotechnologických firem? Čísla až do roku 1990 by neměla být nadhodnocena, protože malý počet založených firem před tímto rokem není statisticky významný. Nicméně, odrážejí určité proporce mezi světovými oblastmi konstantním způsobem: Amerika vede následována Evropou a Asií. Na sklonku 90. let minulého století Evropa snížila rozdíl vůči celému americkému kontinentu z poloviny na dvě třetiny. Jak u amerického kontinentu, tak i u Evropy došlo v roce 1996 ke vzestupu, který prozatím u Evropy kulminoval v roce 2000 a v roce 2001 u amerického kontinentu. Je třeba poznamenat, že tyto číselné údaje o současném stavu technologie neprozrazují solidnost společností, kterých se to týká. Analýza rozdílů základů kultur ukázala, že americké společnosti jsou často méně houževnaté ve srovnání s evropskými firmami a rychleji bankrotují. Tento jev není prozkoumán u společností, které se zabývají nanotechnologií. Diagram 10: Společnosti zaměřené na nanotechnologii ve světovém měřítku: dekády a roky od jejich založení. Některé nedávno založené firmy (2001 a později) nejsou zcela zaznamenány. Zdroj: NanoInvestorNews na Do jakých odvětví nanotechnologie směřují nanotechnologické společnosti svou činnost? Diagram 11 demonstruje výsledek, uvedený v průzkumu společností Fecht a kolektiv, přičemž tento průzkum pokrýval 357 společností v celosvětovém měřítku. 17

18 Diagram 11: Společnosti z celého světa v různých nanotechnologických odvětvích (vlevo) a v zemích, které jsou v nanotechnologii nejaktivnější (vpravo). Údaje se vztahují ke vzorku 357 společností, jejichž průzkum provedla firma Fecht a kolektiv, Jedna třetina společností, kterých se to týká, se zabývá nanomateriály, další třetina pracuje s nanobiotechnologií. Nanonástroje a nanozařízení hrají menší roli. Mezi čtyřmi nejaktivnějšími zeměmi na světě však existují významné rozdíly: zatímco Spojené státy se nacházejí celkem dost v průměru, Německo má pevnější pozici v nanonástrojích, Velká Británie v nanobiotechnologii a Japonsko, stejně silné v nanomateriálech i v nanonástrojích, je nad průměrem v nanozařízeních a velmi slabé v nanobiotechnologii. Diagram 12 ukazuje, jak jsou společnosti, které se nacházejí v nejaktivnějších zemích, velké ve smyslu obratu. Diagram 12: Nanotechnologické společnosti v předních zemích (vlevo), rozdělené podle velikosti společnosti (obrat v miliónech amerických dolarů) v zemích, které se nejaktivněji zabývají nanotechnologií (vpravo). Údaje se vztahují ke vzorku 357 společností, uvedených v průzkumu provedeném firmou Fecht a kol., 2003 Společnosti, kterých se to týká, jsou převážně umístěny ve Spojených státech nebo v Německu a v menší míře i ve Velké Británii, Japonsku, Izraeli, Švýcarsku, Kanadě a Švédsku. (Podobnou klasifikaci můžeme rovněž najít v databázi NanoInvestorNews (viz diagram 10, jehož číselné údaje zde nejsou uvedeny). Většina společností ve Spojených státech, o nichž jsou číselné údaje dostupné, jsou podniky střední velikosti, to znamená, že mají obrat od 10 do 500 miliónů amerických dolarů. 18

19 Většina německých a britských společností je daleko menších a mají obrat pod 10 miliónů amerických dolarů, zatímco špičkové japonské společnosti mohou mít obrat 500 miliónů dolarů a více. Soukromé společnosti nejsou jedinými organizacemi, které se zabývají nanotechnologií. Počet všech organizací, které provádějí výzkum nebo vyrábějí nanotechnologické produkty, odráží veškerou činnost nanotechnologického výzkumu a vývoje a napomáhá stanovit vzorce činnosti ve smyslu vědeckého a aplikovaného výzkumu. Diagram 13 uvádí počet organizací působících v oblasti nanotechnologie, které jsou institucionálního typu, a to podle oblastí ve světě a dle nejaktivnějších zemí. Diagram 13: Nanotechnologické instituce podle země (vlevo) a podle typu organizace (vpravo). Celkový počet je odděleně 1198 (vlevo) a 1050 (vpravo). Zdroj: Cientifica, Soubor dat obsahuje kolem 1100 organizací, z nichž 460 jsou střední a malé podniky nebo společnosti start-up, 390 představují výzkumné instituty, 120 velké společnosti a 80 z nich jsou dceřinné společnosti nebo společnosti s rizikovým kapitálem. Mezi světovými regiony však existují rozdíly: zatímco daleko nejvyšší podíl ve Spojených státech mají malé a střední podniky a společnosti start-up, univerzity a výzkumná centra hrají větší roli v Evropě a Asii. U všech společností (včetně MSP, velkých společností a dceřinných společností) na jedné straně a u výzkumných institutů (univerzit a výzkumných center) na straně druhé, které jsou seskupeny do dvou skupin, můžeme pozorovat u jednotlivých zemí zajímavé rozdíly. Podíl výzkumných institutů na celkovém počtu všech organizací je velmi vysoký v Japonsku, ve Velké Británii, Číně, Francii, Austrálii a Švédsku. V Rakousku, Španělsku, Itálii a Polsku počet těchto institutů dokonce převyšuje počet firem. Další databáze týkající se nanotechnologie je zaměřena na evropské země a záznamy jsou dostupné na internetové adrese Nanoforum je evropská internetová brána pro nanotechnologie, která je financována Evropskou komisí. V srpnu 2005 bylo v této databázi zaregistrováno 1538 organizací z 33 evropských zemí. Ačkoli polovina záznamů pochází z Německa, registruje tato databáze rovněž činnost menších a méně aktivních zemí v nanotechnologii, jak je zobrazeno na diagramu 14. Francie a Velká Británie jsou na stejné úrovni a obě země mají 250 záznamů, po nich následuje s velkým rozdílem Nizozemí, Rakousko, Švýcarsko a Belgie. Itálie je vedoucí zemí ve středním pásmu, které zahrnuje ještě Českou republiku, Dánsko, Polsko, Maďarsko, Švédsko, Island, Litvu, Slovensko a Slovinsko. Budeme-li porovnávat podle velikosti země, je Island se svými 19 záznamy zrovna tak pozoruhodný jako Itálie, která má nízký počet záznamů, je jich 32. Finsko, Španělsko a 19

20 Norsko se nacházejí ve skupinách s méně než 10 záznamy, což je rovněž méně, než by se dalo u těchto zemí očekávat. Diagram 14: Evropské instituce (univerzity a jiné výzkumné instituty, společnosti) zabývající se nanotechnologií. Celkový počet činí 1538 institucí. Poznámka: Izrael je zapojen do šestého Evropského rámcového programu pro výzkum a technologický vývoj ( ), a proto je do této statistiky zahrnut. Zdroj: databáze NanoFora z , viz internetová adresa Z údajů uvedených v této části bychom mohli vyvodit závěr, že k nejvýznamnějšímu rozvoji, který se týká vzniku a činnosti nanotechnologických společností a pracovních míst orientovaných na nanotechnologii, dochází ve Spojených státech. V Evropě hraje nejdůležitější roli Německo, ale na poněkud nižší úrovni než je tomu u Spojených států. Japonsko je největším konkurentem Spojených států. Pokud se týče konkurenceschopnosti a vytváření pracovních míst, nanotechnologické společnosti si budují a zvyšují svůj význam na základě nanotechnologických vynálezů nebo aplikací nanotechnologie v rámci svého technologického portfolia. Země jako je Čína, Indie a Rusko, které se začínají v nanotechnologii objevovat, jsou připraveny ke svému rozjezdu i k tomu, aby se přiblížily Evropě. I když žádná z těchto zemí není zatím prominentní ve statistice společností, můžeme předpokládat, že v průběhu příštích desetiletí budou vykazovat větší dynamiku a mohou se stát vážnými konkurenty na světovém trhu výrobků, ve výzkumu i ve výskytu míst výroby. První důkazy o tomto závěru nám dávají indikátory vědeckého a technologického rozvoje, které jsou analyzovány v následujících kapitolách. 6. Technologický rozvoj nanotechnologie: využití patentů Úspěch v hospodářství by nebyl trvalý bez silné vědecké a technologické základny. Na druhé straně je však třeba říci, že vědecká a technologická špičková pracoviště ještě automaticky nezaručují hospodářský úspěch a průlom. Tak zvaný Evropský paradox, který se vztahuje k síle Evropy ve vědě a k její slabosti ve vztahu k technologickým aplikacím a následně i k hospodářskému úspěchu, tyto příčinné souvislosti odráží. Existuje snad Evropský paradox také v nanotechnologii? Pro získání odpovědi na tuto otázku je moudré se blíže podívat na dva hlavní měřitelné indikátory 20