Methodik

Der IID.2023 zielt auf die Sichtbarmachung der durch den Netzausbau hervorgebrachten Innovationstätigkeit in Deutschland sowie auf regionaler Ebene.

• Überblick über die regionale Verteilung von digitalinduzierter Innovationstätigkeit in Deutschlands Kreisen
• Vergleich der regionalen Effektgrößen netzausbaugetriebener Innovationstätigkeit in Deutschland

Der Netzausbau kann sich auf unterschiedliche Teile eines regionalen Innovationssystems auswirken. Damit Innovation entstehen, bedarf es ausgebildeter Menschen, die Ideen erarbeiten (qualifizierte Arbeitskräfte), diese Ideen müssen für einen wirtschaftlichen Zweck anwendbar gemacht werden (innovative Ideen und Produkte) und in einem ökonomischem Umfeld umgesetzt werden (Wirtschaftsstärke). Der IID.2023 bildet Innovationstätigkeit folglich durch die Summe dreier Teilindizes - qualifizierte Arbeitskräfte, innovative Ideen & Produkte und Wirtschaftsstärke - ab, die wiederum aus mehreren Indikatoren bestehen (s. die Teilindex-Seiten des IID.2023).

Die Netzinfrastruktur startet in Deutschland nicht bei Null. Um Innovationseffekte des Netzausbaus zu messen, nutzt der IID.2023 jährliche Veränderungen der Breitbandverfügbarkeit in den Kreisen. Basis für die Berechnung des Netzausbaus bilden die Daten des Breitbandatlas. Hier finden sich seit 2010 kontinuierlich erhobene Daten zu den Anteilen der Haushalte in einem Kreis, die über einen Breitbandanschluss verfügen, der eine Downloadgeschwindigkeit von 2, 16, 50, 100, 200 und 1000 MBit/s erlaubt. Diese Anteile werden zur Berechnung eines kreis- und jahresspezifischen Durchschnittswerts des Breitbandausbauniveaus genutzt.  Die sich ergebenden Werte werden z-transformiert, um der jahresspezifischen Bedeutung eines Netzausbaus und der Erhebungsmethodik gerecht zu werden. So ist ein Anstieg um 10 MBit/s gemessen am Ausgangsniveau zu Beginn des Untersuchungszeitraums ein sehr hoher Wert und gegen Ende des Untersuchungszeitraums eher niedrig. Für die Regressionen werden Differenzen der z-transformierten Werte im Vergleich zum Vorjahr gebildet. Diese zeigen die relative Stärke bzw. Schwäche eines Kreises im Netzausbau gemessen am Durchschnitt der deutschen Kreise. 

• Durch eine wissenschaftliche Literaturanalyse wurden Innovationsindikatoren mit belegtem Zusammenhang zum Netzausbau identifiziert. Für diese wurde in den vorliegenden Daten geprüft, ob sich die angenommene Wirkungsbeziehung empirisch belegen lässt.
• Dafür wurden in einem zweiten Schritt Veränderungsraten der Indikatoren zum Vorjahr gebildet. Dies erlaubt die Betrachtung der Netzausbau-Wirkung auf die Innovationsindikatoren unabhängig vom jeweiligen Ausgangsniveau.
• Im dritten Schritt wird mittels Regressionsmodell die Veränderung eines Innovationsindikators durch die Veränderung im Netzindikator zwei* Jahre zuvor erklärt. Durch die Schätzung des Effekts mittels Zeitreihenanalyse (über mehrere Jahre) und für alle 400 Regionen wird ein verlässlicher Mittelwert des Netzausbaus auf die Veränderung in den Innovationsindikatoren bestimmt.
• Es werden dabei relevante Kontrollvariablen berücksichtigt, um den Einfluss des Netzausbaus zu isolieren. Als Kontrollvariable werden eine kreisspezifische Konstante (zur Kontrolle für zeitinvariante Einflüsse und Besonderheiten des Kreises), die Ausprägung des Innovationsindikators in den letzten zwei* Vorjahren genutzt.
• Es ergeben sich also robuste Schätzer für die Wirkung des Netzausbaus auf verschiedene Innovationsmaße, die z-standardisiert und zur Bildung des Index aufsummiert wurden.

*Der zeitverzögerte Zusammenhang variiert mit dem jeweiligen Innovationsindikator und entspricht z.B. bei Arbeitskräfte-Indikatoren ein Jahr.

• Für den Index wurde eine Vielzahl unterschiedlicher Datenquellen genutzt, deren gemeinsames Merkmal die jährliche Verfügbarkeit auf Kreisebene über einen möglichst langen gemeinsamen Zeitraum darstellt. Für die Messung des Netzausbaus wurden kreisscharfe Durchschnittswerte aus den Daten des Breitbandatlas zwischen 2010 und 2020 ermittelt.
• Für die Innovationsindikatorik (Bruttoinlandsprodukt, Bruttoinlandsprodukt je Erwerbstätige, Gewerbeanmeldungen, Bruttolöhne, Studierende) wurde auf öffentlich verfügbare Daten der Statistischen Ämter des Bundes und der Länder sowie des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung und der Arbeitsamtstatistik der Jahre 2010 bis 2020 zurückgegriffen. Daten zu Publikation basieren auf einer Sonderauswertung der OpenAlex-Datenbank zwischen 2010 und 2022. Patentdaten der Jahre 2010 bis 2020 wurden aus der PATSTAT-Datenbank des europäischen Patentamts ermittelt. Die Daten zum Personal in der Forschung stellen eine Sonderauswertung der Stifterverband Wissenschaftsstatistik 2010 bis 2019 dar.

Die verwendete Methodik einer Zeitreihenanalyse auf Ebene aller deutschen Kreise setzt eine jährliche Verfügbarkeit von Netzausbau und Innovationsdaten auf Kreisebene voraus. Einschränkend ist weiterhin, dass Netzausbaudaten mit zeitlichem Vorlauf zu Innovationsdaten vorliegen müssen. Außerdem werden viele amtliche Statistiken zu innovationsrelevanten Daten erst um einige Jahre zeitverzögert oder turnusmäßig veröffentlicht (z. B. Anzahl an Gründungen im 3-Jahreszyklus).

• Durch die verwendete Zeitreihenanalyse mit zeitverzögerter Wirkbeziehung zwischen Netzausbau- und Innovationsindikatoren konnten robuste Ergebnisse mit hoher Aussagekraft und Gültigkeit erarbeitet werden. Damit sind Aussagen zur ursächlichen Wirkung des Netzausbaus für Innovationsaktivitäten möglich.
• Kreisscharfe Daten erlauben zudem die Heterogenität dieser Wirkung im Brennglas der regionalen Ebene darzustellen.
• Eine umfangreiche Indikatorik zeigt die vielseitige Wirkung des Netzausbaus auf die regionalen Innovationssysteme auf.

• Trotz starkem methodischen Fundament kann der Einfluss von weiteren Faktoren auf die Innovationsaktivität nicht vollends ausgeschlossen werden, da eine Erweiterung der Modelle um weitere Kontrollfaktoren immer mit einer Steigerung der Unsicherheit (Reduktion von Freiheitsgeraden) verknüpft ist.
• Der IID.2023 stützt sich auf eine starke Basis an verfügbaren Daten. Jedoch ergeben sich dort, wo wenige oder keine Daten verfügbar sind, auch Unschärfen. Der Innovationseffekt des Netzausbaus, wie er im IID.2023 beschrieben wird, kann so nur einen Teil der Wirklichkeit abbilden. Weitere Datenquellen können die bestehenden Indikatoren erweitern und die netzausbaugetriebene Innovationswirkung noch deutlicher ausleuchten.

• Bei der verwendeten Indikatorik handelt es sich um relative Veränderungsraten. D.h.: nicht die absolute Verfügbarkeit, sondern der relative Zuwachs an Empfang und Innovationstätigkeit werden miteinander in Bezug gesetzt. In einer Region mit anfangs sehr schlechtem Empfang, der zu etwas besseren Empfang ausgebaut wird, ist mehr der Innovationstätigkeit durch den Infrastrukturausbau getrieben als in einer Region, die stabil ein sehr gutes Empfangsniveau hat.
• Außerdem wird bei der Berechnung des IID.2023 die mittlere Wirkung des Netzausbaus auf die Innovationstätigkeit über alle Kreise hinweg ermittelt. Einzelne Kreise können von dieser typischen Wirkbeziehung aufgrund zufälliger Gegebenheiten abweichen, ohne dass die Gültigkeit im Mittel aller Kreise eingeschränkt wäre.

Für die Erstellung des IID.2023 wurden gesamtkreisbezogene Zahlen (etwa das Bruttoinlandsprodukt des gesamten Kreises) verwendet. Vielfach sind die Indikatoren bezogen auf relativierende Größen (z.B. je Haushalte oder je Erwerbstätige oder je 10.000 Einwohner), sodass uneinheitliche Einwohnerzahlen ein geringeres Gewicht einnehmen.