Innovationen und Investitionen für eine Welt im Umbruch

Die Verknüpfung von Chemie mit digitalen Dienstleistungen führt zu neuen Geschäftsmodellen und mehr Nachhaltigkeit. Die Chemie- und Pharmabranche verfügt nach eigenen Angaben über Lösungen, um die zirkuläre Wirtschaft voranzutreiben. Mehr als 1 Milliarde Euro will die chemisch-pharmazeutische Industrie in die Digitalisierung investieren. Das sind die wichtigsten Ergebnisse der Studie „Chemie 4.0 – Wachstum durch Innovation in einer Welt im Umbruch“, die der Verband der Chemischen Industrie (VCI) mit Unterstützung durch Deloitte erstellt hat.

Die chemisch-pharmazeutische Industrie in Deutschland bricht zu neuen Ufern auf. Mit „Chemie 4.0“ beginnt die vierte Entwicklungsstufe in der 150-jährigen Geschichte der Branche, die in den nächsten Jahrzehnten geprägt wird durch Digitalisierung, zirkuläre Wirtschaft und Nachhaltigkeit. „Indem wir künftig digitale Massendaten nutzen, kann unsere Branche ihre Rolle in den Wertschöpfungsketten erweitern und neue Geschäftsmodelle entwickeln“, erklärt VCI-Präsident Kurt Bock. Darüber hinaus verfüge die Branche über zukunftsorientierte Lösungen, um die zirkuläre Wirtschaft voranzutreiben. In den nächsten drei bis fünf Jahren wollen die vom VCI vertretenen Unternehmen über 1 Milliarde Euro in Digitalisierungsprojekte und neue digitale Geschäftsmodelle zu investieren.

Grundsätzlich ist die Digitalisierung für die deutsche Chemieindustrie kein neues Thema. Viele Unternehmen haben ihre Anlagen bereits automatisiert und setzen für die Steuerung digitale Prozesse ein. Aber die Nutzung von digitalen Massendaten ermöglicht nicht nur Effizienzgewinne in der Produktion, haben die Autoren der jetzt veröffentlichten Studie festgestellt. Diese seien zum Beispiel durch vorausschauende Wartung mittels Sensoren möglich. Durch die Möglichkeiten der virtuellen Realität sowie computergestützter Simulation in Forschung und Entwicklung führe die Digitalisierung schon jetzt zu mehr Innovation. „Die Verknüpfung von digitalen Dienstleistungen mit Produkten der Chemie- und Pharmaindustrie ist der Schlüssel für zusätzliche Wertschöpfung“, betont Kurt Bock.

Gezielter Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln

So arbeitet die Branche zum Beispiel in der Präzisionslandwirtschaft („Digital Farming“) daran, Landwirte mit Apps dabei zu helfen, Krankheiten und Schädlinge auf dem Feld zu identifizieren und die optimale Dosierung für die Behandlung der Kulturen zu finden: Weg vom Gießkannenprinzip hin zum gezielten Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln. Weitere Module – etwa zur Analyse der Bodenbeschaffenheit und der Wettervorhersage – ergänzen das datenbasierte Modell, mit dem der Landwirt künftig seinen Betrieb steuern kann.

Zu den Perspektiven in der Medizintechnik gehören neue, im 3D- oder zukünftig sogar im 4D-Druck hergestellte Produkte, deren Materialien von der Chemie entwickelt und angeboten werden. Werkstoffe aus dem 4D-Druck haben als zusätzliche „Dimension“ ein Formgedächtnis, das sich zu einem bestimmten Zeitpunkt aktivieren lässt. So können medizinische Implantate in einer leicht zu verarbeitenden Form hergestellt werden, die dann am gewünschten Ort im Körper ihre gespeicherte Form annehmen.

Zirkuläre Wirtschaft: Chemie-Optionen für mehr Ressourceneffizienz

Geschlossene Stoffkreisläufe gewinnen in Europa immer mehr an Bedeutung. Trotz Recycling werden derzeit in der EU aber nur 13 Prozent aller eingesetzten Materialien in Kreisläufen geführt. Deutschland allein betrachtet, ist hier deutlich weiter. Knapp die Hälfte (46 Prozent) des Kunststoffabfalls von jährlich 5,9 Millionen Tonnen wird hierzulande durch Recycling stofflich wieder genutzt, 53 Prozent werden energetisch verwertet. Von der Chemie oder chemienahen Unternehmen sind verschiedene industrielle Rücknahmesysteme auf dem Markt etabliert worden, zum Beispiel für das Recycling von Fensterprofilen, Agrarfolien und Chemiepaletten. Und die energetische Verwertung von Kunststoffen trägt dazu bei, dass aus Abfällen Energie und Wärme gewonnen wird.

Da das Konzept einer zirkulären Wirtschaft aber über klassisches Rohstoff-Recycling hinausgeht und alle Maßnahmen einschließt, mit denen sich die Ressourceneffizienz steigern lässt, wird das Konzept Einfluss auf Produktportfolios und Geschäftsmodelle der chemisch-pharmazeutischen Industrie nehmen. Die Branche besitzt hier, so die Ergebnisse der Studie, eine Reihe strategischer Optionen für die Zukunft: Hochleistungswerkstoffe, um den Ressourcenverbrauch bei den Kunden zu reduzieren, verstärkter Einsatz nachwachsender Rohstoffe und biologisch abbaubarer Produkte, Gewinnung von Basischemikalien in Bioraffinerien, Nutzung von Abfall als Rohstoff („Waste to Chemicals“) und von Stromüberschüssen zur Herstellung von Chemikalien („Power to X“) sowie die Verwertung von CO₂ als Rohstoff. Während Technik und Verfahren inzwischen Marktreife erlangen, lässt der Markt wegen höherer Kosten im Vergleich zu den konventionellen Methoden noch auf sich warten. „Der Weg hin zu umfassendem zirkulären Wirtschaften erfordert einen langen Atem von den Unternehmen“, konstatiert Kurt Bock. Sie hätten zwar bereits Pilotanlagen für solche Lösungen aufgebaut – aber wirtschaftlich ließen sich heutzutage die wenigsten dieser Anlagen betreiben.“

Geschäftsmodelle in der zirkulären Wirtschaft werden in der Regel aus Netzwerken von Partnern verschiedener Branchen bestehen, stellt Deloitte in der Studie fest. Die Digitalisierung erleichtere die unternehmensübergreifende Kooperation in solchen ökonomischen Netzwerken. Unternehmen, die dort erfolgreich sein wollen, müssten sowohl technische Kompetenzen wie auch Netzwerkkompetenzen auf sich vereinen. VCI-Präsident Bock sieht gute Chancen, dass Chemieunternehmen aufgrund ihrer Erfahrung mit komplexen Produktionsabläufen eine zentrale Rolle als „Orchestrator“ in diesen Netzwerken einnehmen können.

Mittelstand sieht Chancen durch eigene Innovationen

Die Analysen von Deloitte wurden durch eine Befragung mittelständischer Chemie- und Pharmaunternehmen ergänzt. Insgesamt haben sich 124 mittelständische Unternehmen aus allen Bereichen der Chemie- und Pharmaindustrie beteiligt. „Die mittelständischen Unternehmen zeigen sich in der Befragung überzeugt, dass die Digitalisierung und die zirkuläre Wirtschaft gerade ihnen neue Möglichkeiten eröffnen“, berichtet Henrik Follmann, Vorsitzender des Ausschusses Selbständiger Unternehmer im VCI.

Diese Chancen wollen die Mittelständler in erster Linie durch Innovationen nutzen. Zwei Drittel der befragten Unternehmen haben eine Digitalisierungsstrategie entwickelt oder arbeiten gerade daran. Vor allem im Bereich Digitalisierung hat die Befragung aber auch Hemmnisse aufgezeigt. „Ganz besonders nötig ist die Förderung eines schnellen Breitbandausbaus im ländlichen Raum“, fordert Follman. Außerdem müsse die digitale Bildung über alle Altersstufen hinweg verbessert werden.

Der Wandel zu Chemie 4.0 stelle eine Vielzahl von Anforderungen an die Branche. Der Paradigmenwechsel benötige aber auch Unterstützung durch industriepolitische Maßnahmen. „Der Wandel gelingt am besten in einem politischen und regulatorischen Umfeld, das neue Produkte und Investitionen fördert“, ist Kurt Bock überzeugt. Die Industriepolitik der nächsten Bundesregierung müsse daher vor allem eines sein: gute Innovationspolitik. (ig)