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Sustainable entrepreneurship for commercialising radical clean technologies
a means to enable carbon dioxide utilisation?
Kant, Marvin
The purpose of this research is to increase our understanding of how sustainable entrepreneurship (SE) can enable the commercialisation of radical clean technologies (cleantech). The aim is to realise more sustainability-oriented innovation (SOI) in order to move towards an economy with closed carbon loops and an efficient (re-)use of resources.
Previous research focussed on drivers, barriers, and success factors for SE and identified sustainability-specific characteristics that could be added to findings of conventional innovation and entrepreneurship studies. Hence, new cleantech ventures face barriers related to SOI (e.g., path dependencies, regulatory dependencies or absence of business cases) and entrepreneurship-related hurdles in general. In particular, the interplay of the dimensions sustainability effect and market impact has been discussed in the light of SE’s capabilities to contribute to a sustainability transition. Furthermore, risk capital in the form of venture capital (VC) has been acknowledged to play an important role in the commercialisation of cleantech via SE. Recent research suggests facilitating SE with dedicated systems that address these specifics and help to coordinate both dimensions.
Three management problems are reflected in this research and discussed in the doctoral thesis. First, specific barriers of new radical cleantech ventures on multiple levels (internal, external, hybrid) have not been examined in light of overcoming these hurdles with dedicated support systems. Second, the financial supply from private actors for these ventures in an early stage of their development is scarce due to unfavourable risk-return ratios. Hence, strategies that increase the capital supply by decreasing risk and increasing returns are necessary. Lastly, although previous research has examined different roles and activities that support system actors such as intermediaries should carry out, little is known about the evolution of these roles and activities or the evolution and survival of intermediary actors themselves.
The empirical setting of this PhD project is directed at niche, intermediary and system actors in the radical cleantech field with a focus on carbon dioxide (CO2) utilisation. This research draws from over 80 interviews with individuals from new ventures, large incumbents and infrastructure provider, investors, investment experts, and innovation intermediaries primarily in Europe, North America, and Australia.
Methodology applied in this research is a set of qualitative and semi-quantitative methods. Data from semi-structured interviews and documentation are analysed using Atlas.ti software and are combined with semi-quantitative evaluations from recorded interview data and collected survey data in case-study and “mixed-methods” approaches.
Results from these analyses are manifold. First, cross-linkage barriers – bridging internal and external barrier dimensions – occur in addition to barriers within the internal organisation and external stakeholders and complete the barrier framework for new CO2 utilisation ventures. Second, commercialising the technologies of these ventures confirms the tensions between the dimensions of sustainability effect and market impact and thereby supports the notion of increased complexity in comparison to conventional new technology ventures. Third, 27 strategies are identified that potentially affect the investor’s decision-making for early-stage, hardware-, material- or chemical-based cleantech venture investments by either increasing expected returns (archetypes a and b) or decreasing risks (archetypes c and d). Fourth, the potential, relevance and implementation complexity of these strategies are determined, and on this basis, strategy clusters for recommendations to bridge the valley of death are developed for investors, ventures, service providers and public authorities. Fifth, the dynamics of innovation intermediaries over time are revealed and described based on their characteristics, scope, objectives, and roles and activities. Lastly, four dimensions are identified that influence the survival of coordinating innovation intermediaries: neutrality (independence from public administration or politics in terms of funding or technological orientation), technological context (interplay of market, policy, and technology), shared consensus (alignment and shared vision of stakeholders), and internal value creation (financial and non-financial values to sustain operations).
Contribution to theory is the advancement of a barrier framework for new hardware-, material- or chemical-based cleantech ventures with an emphasis on the contextual relationships between internal and external dimensions. Moreover, both dynamic capabilities and stakeholder synergies are confirmed to be appropriate theories to describe internal and external barriers. In addition, the valley of death is used to describe the effect of strategies on the risk-return ratio of early-stage radical cleantech investments. Lastly, static typologies of characteristics, scope, objectives, and roles and activities are complemented by dynamic considerations about the evolution and survival of innovation intermediaries that are influenced by internal and external dimensions. In summary, all articles acknowledge internal (organisation) dimensions and external (stakeholder) dimensions across either the niche, intermediary or system (regime) level and confirm – in an overall framework – the notion to use innovation intermediaries as a connector between niche- and regime-level activities.
Managerial implications are derived from this research for relevant stakeholders alongside the innovation process of new radical cleantech. First, four critical aspects of a dedicated support system (actors, resources, institutional settings, and the coordination of support systems) are used to provide recommendations to new ventures, policy makers and intermediary third parties about how to facilitate a successful commercialisation from CO2 utilisation ventures. Second, hands-on strategies within five areas of recommendation sensitise stakeholders (investors, new ventures, service provers and public authorities) beyond policy makers only of their stake in bridging the valley of death for new early-stage and hardware-, material- or chemical-based cleantech ventures. Third, innovation intermediation process is enriched by recommendations to acknowledge the technology-specific requirements of SOI for initiators (e.g., policy makers) and operators (innovation intermediaries) of this process.
Zweck dieser Forschung ist es, unser Verständnis dafür zu verbessern, wie Sustainable Entrepreneurship (SE) die Kommerzialisierung radikaler sauberer Technologien (Cleantech) ermöglichen kann. Ziel ist es, nachhaltigkeitsorientierte Innovationen (SOI) zu realisieren, um eine Wirtschaft mit geschlossenen Kohlenstoffkreisläufen und einer effizienten (Wieder-)Nutzung von Ressourcen zu erreichen.
Die bisherige Forschung konzentrierte sich auf Treiber, Barrieren und Erfolgsfaktoren für SE und identifizierte nachhaltigkeitsspezifische Merkmale ergänzend zu den Ergebnissen konventioneller Innovations- und Entrepreneurship-Studien. Demnach sehen sich neue Unternehmen im Cleantech-Bereich mit Barrieren im Zusammenhang mit SOI (z.B. Pfadabhängigkeiten, regulatorische Abhängigkeiten oder das Fehlen von Business Cases) und mit unternehmerischen Hürden im Allgemeinen konfrontiert. Insbesondere wurde das Zusammenspiel der Dimensionen Nachhaltigkeitseffekt und Marktwirkung im Hinblick auf die Fähigkeit von SE, zu einer Nachhaltigkeitstransition beizutragen, diskutiert. Darüber hinaus wurde Risikokapital in Form von Venture Capital (VC) als wichtiger Bestandteil der Kommerzialisierung von Cleantech durch SE anerkannt. Jüngste Forschungsergebnisse legen nahe, SE mit speziellen Systemen zu unterstützen, die diese Besonderheiten berücksichtigen und dazu beitragen, Nachhaltigkeitseffekt und Marktwirkung zu koordinieren.
Drei Managementprobleme spiegeln sich in dieser Forschung wider und werden in dieser Dissertation diskutiert. Erstens wurden spezifische Barrieren neuer, radikaler Cleantech-Ventures auf mehreren Ebenen (intern, extern, hybrid) nicht untersucht, um diese Hürden mit speziellen Unterstützungssystemen zu überwinden. Zweitens ist die finanzielle Versorgung dieser Vorhaben durch private Akteure in einem frühen Stadium ihrer Entwicklung aufgrund ungünstiger Risiko-Rendite-Verhältnisse unzureichend. Daher sind Strategien notwendig, die das Kapitalangebot durch sinkende Risiken und steigende Renditen erhöhen. Drittens ist wenig über die Entwicklung der Rollen und Aktivitäten von Systemakteuren wie Intermediäre oder die Entwicklung und das Fortbestehen dieser Intermediäre selbst bekannt, obwohl frühere Forschungen verschiedene Rollen und Aktivitäten untersucht haben.
Der empirische Rahmen dieses Promotionsvorhabens richtet sich an Nischen-, Intermediär- und Systemakteure im radikalen Cleantech-Bereich mit Fokus auf die Nutzung von Kohlendioxid (CO2). Die Studie basiert auf 78 Interviews mit Personen aus neuen Unternehmen, großen etablierten Unternehmen und Infrastrukturanbietern, Investoren, Investmentexperten und Innovationsintermediären vor allem in Europa, Nordamerika und Australien.
Die angewandte Methodik ist eine Reihe von qualitativen und semi-quantitativen Methoden. Daten aus halbstrukturierten Interviews und Dokumentationen werden mit der Software Atlas.ti analysiert und mit semi-quantitativen Auswertungen aus aufgezeichneten Interviewdaten und gesammelten Befragungsdaten in Fallstudien- und „Mixed-Methods“-Ansätzen kombiniert.
Die Ergebnisse dieser Analysen sind vielfältig. Erstens treten neben Barrieren innerhalb der internen Organisation und externen Stakeholdern auch Vernetzungsbarrieren auf, die die internen und externen Barrieredimensionen überbrücken und den Barriererahmen für neue CO2-Verwertungsvorhaben vervollständigen. Zweitens bestätigt die Kommerzialisierung der Technologien dieser Unternehmen die Spannungen zwischen den Dimensionen Nachhaltigkeitseffekt und Marktauswirkung und unterstützt damit die Auffassung von erhöhter Komplexität im Vergleich zu herkömmlichen neuen Technologieunternehmen. Drittens werden 27 Strategien identifiziert, die die Entscheidungsfindung des Investors für hardware-, material- oder chemiebasierte Cleantech-Venture-Investitionen im Frühstadium beeinflussen können, indem sie entweder die erwarteten Erträge erhöhen (Archetypen a und b) oder die Risiken verringern (Archetypen c und d). Viertens werden Potenzial, Relevanz und Umsetzungskomplexität dieser Strategien ermittelt und auf dieser Basis Strategiecluster für Empfehlungen zur Überbrückung des „Valley of Death“ für Investoren, Unternehmen, Dienstleister und die öffentliche Hand entwickelt. Fünftens wird die Dynamik von Innovationsintermediären im Laufe der Zeit anhand ihrer Eigenschaften, ihres Umfangs, ihrer Ziele und ihrer Rollen und Aktivitäten aufgezeigt und beschrieben. Schließlich werden vier Dimensionen identifiziert, die das Fortbestehen der koordinierenden Innovationsintermediäre beeinflussen: Neutralität (Unabhängigkeit von öffentlicher Verwaltung oder Politik in Bezug auf Finanzierung oder technologische Orientierung), technologischer Kontext (Zusammenspiel von Markt, Politik und Technologie), gemeinsamer Konsens (Ausrichtung und gemeinsame Vision der Akteure) und interne Wertschöpfung (finanzielle und nichtfinanzielle Werte zur Aufrechterhaltung der Geschäftstätigkeit).
Theoretischer Beitrag ist die Weiterentwicklung eines Barriereframeworks für neue hardware-, material- oder chemiebasierte Cleantech-Ventures mit Schwerpunkt auf den kontextuellen Beziehungen zwischen Innen- und Außendimensionen. Darüber hinaus werden sowohl dynamische Fähigkeiten als auch Stakeholder-Synergien als geeignete Theorien zur Beschreibung interner und externer Barrieren bestätigt. Zudem wird das „Valley of Death“ angewendet, um die Auswirkungen von Strategien auf das Risiko-Rendite-Verhältnis von radikalen Cleantech-Investitionen im Frühstadium zu beschreiben. Schließlich werden statische Typologien von Merkmalen, Geltungsbereich, Zielen, Rollen und Aktivitäten durch dynamische Überlegungen über die Entwicklung und das Fortbestehen von Innovationsintermediären ergänzt, die von internen und externen Dimensionen beeinflusst werden. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass alle Artikel interne (Organisations-)Dimensionen und externe (Stakeholder-)Dimensionen entweder auf Nischen-, Intermediär- oder Systemebene bestätigen und – in einem Gesamtrahmen – den Gedanken bestätigen, Innovationsintermediäre als Bindeglied zwischen Nischen- und Regimeaktivitäten einzusetzen.
Management-Implikationen für die relevanten Stakeholder entlang des Innovationsprozesses neuer radikaler Cleantech werden auch aus dieser Forschung abgeleitet. Erstens werden vier kritische Aspekte eines dedizierten Fördersystems (Akteure, Ressourcen, institutionelle Rahmenbedingungen und die Koordination von Fördersystemen) genutzt, um Empfehlungen an neue Unternehmen, politische Entscheidungsträger und zwischengeschaltete Dritte zu geben, wie eine erfolgreiche Kommerzialisierung von CO2-Nutzungsvorhaben erleichtert werden kann. Zweitens sensibilisieren praktische Strategien in fünf Empfehlungsbereichen die Stakeholder (Investoren, neue Unternehmen, Dienstleister und Behörden) über die politischen Entscheidungsträger hinaus nur für ihre Beteiligung an der Überbrückung des „Valley of Death“ für neue, auf Hardware, Material oder Chemie basierende Cleantech-Unternehmen. Drittens wird der Innovationsintermediationsprozess durch Empfehlungen zur Anerkennung der technologiespezifischen Anforderungen von SOI für Initiatoren (z.B. politische Entscheidungsträger) und Betreiber (Innovationsintermediäre) dieses Prozesses bereichert.
