Langfassung der Studie Chemie 4.0

Motivation und Ziel der Studie

Die chemische Industrie ist ein wichtiger Wachstumsmotor für die gegenwärtige starke Leistung der deutschen Wirtschaft. Um diesen Erfolg langfristig fortzusetzen, sind allerdings erhebliche Anstrengungen erforderlich. Denn wie die deutsche Industrie insgesamt steht auch der Chemie- und Pharmastandort vor elementaren strategischen und strukturellen Herausforderungen.

Wandel im gesellschaftlichen Umfeld
Diese Herausforderungen resultieren zum einen aus einem Paradigmenwechsel in den Nachfragestrukturen und gesellschaftlichen Zielsetzungen, denn nachhaltiges Wirtschaften und nachhaltiger Konsum gewinnen zunehmend an Bedeutung. Zum anderen führt auch die Digitalisierung im Wirtschafts- und Alltagsleben zu großen und schnellen Veränderungen, da sich neue Technologien auf das Wettbewerbsumfeld und die Geschäftsbasis der Chemie auswirken.

Wettbewerb in der Chemie intensiviert sich
Gleichzeitig steht das Wettbewerbsumfeld für die Chemie insgesamt durch eine weitere Steigerung der Wettbewerbsintensität sowohl im Heimatmarkt Europa als auch in den Exportmärkten vor einem Umbruch.

Veränderungsprozesse in der Chemiebranche
Damit verändert sich das Umfeld der Chemieindustrie in Deutschland stärker als in den vergangenen Jahrzehnten: Neben kontinuierlichen Innovations- und Verbesserungsprozessen („inkrementelle Veränderungen“), wird die Chemieindustrie zukünftig auch von Veränderungen geprägt sein, die einen sehr durchgreifenden Einfluss auf Produktportfolios, Wertschöpfungsstrukturen und Geschäftsmodelle haben („disruptive Veränderungen“).

Diese Veränderungen zeigen, dass sich die Chemieindustrie in Deutschland im Übergang zu einer neuen Entwicklungsphase befindet: Nach Gründerzeit und Kohlechemie (Chemie 1.0), dem Aufkommen der Petrochemie (Chemie 2.0), der zunehmenden Globalisierung und Spezialisierung (Chemie 3.0) tritt die Industrie in die neue Phase der Chemie 4.0 ein, in der die Themen Digitalisierung, Nachhaltigkeit und zirkuläre Wirtschaft eine Schlüsselrolle spielen.

Aufbau und Methodologie

Die Studie ist in drei Abschnitte unterteilt:

• die Umfeldanalyse, die wichtige Entwicklungstrends bis 2030 beschreibt und deren Auswirkungen auf das deutsche Chemie- und Pharmageschäft analysiert,
• die Detailanalyse von Chancen und Risiken der Digitalisierung und der zirkulären Wirtschaft,
• die Ableitung von Handlungsempfehlungen für Unternehmen und Politik.

Die Analyse erfolgte in einem mehrstufigen Prozess unter Einbeziehung der Expertise von Mitgliedsunternehmen des VCI, von Experten aus VCI, Deloitte und Verbänden der Zuliefer- und Kundenindustrien sowie von Vertretern aus Wissenschaft und Politik.

Digitale Transformation in der Chemieindustrie

Die Entwicklungen, die unter dem Oberbegriff der Digitalisierung zusammengefasst werden, sind nicht nur ein Auslöser für grundlegende Veränderungen im Umfeld der Chemie, sondern bieten gleichzeitig die Möglichkeit, den Wandel in der Chemieindustrie erfolgreich zu gestalten, aber vor allem auch ganz neue Geschäfts- und Servicebereiche zu erschließen.

Die unterschiedlichen Ansatzpunkte von Digitalisierung können prinzipiell in drei Kategorien unterteilt werden, die unterschiedliche (technische) Schwerpunkte haben und einen zunehmenden digitalen Reifegrad der Unternehmen voraussetzen:

Transparenz und digitale Prozesse umfassen das Sammeln und die erste Nutzung digitaler Daten bei operativen Prozessen innerhalb der Chemieunternehmen.

Datenbasierte Betriebsmodelle nutzen betriebliche Massendaten intensiv zur Entscheidungsfindung und Effizienzsteigerung, gegebenenfalls werden sie zusätzlich mit externen Daten verknüpft.

Digitale Geschäftsmodelle bezeichnen Wertschöpfungsstrukturen, die bestehende Prozesse, Produkte oder Geschäftsmodelle fundamental verändern. Dabei werden Produkte und Services digital ergänzt, um den Kundennutzen zu steigern. Oft geschieht dies nicht durch ein einzelnes Unternehmen, sondern in digitalen Netzwerken, in denen verschiedene Anbieter gemeinsam Lösungen für den Kunden erbringen.

Die hohe Bedeutung digitaler Geschäftsmodelle für die Zukunftsfähigkeit ist erkannt: Die Chemieunternehmen planen in den nächsten drei bis fünf Jahren mehr als eine Milliarde Euro in Digitalisierungsprojekte oder neue digitale Geschäftsmodelle zu investieren.

Schlüsselrolle der Chemieindustrie in der zirkulären Wirtschaft

Zirkuläre Wirtschaft trägt nicht nur zur Erreichung von ökologischen Zielen bei, sondern bietet der Chemie auch Wachstumspotenziale. Neben der verringerten Importabhängigkeit von fossilen Rohstoffen kann die Technologie- und Innovationsstärke der chemischen Industrie in Deutschland dazu genutzt werden, eine internationale Vorreiterrolle bei zirkulären chemischen Produkten, Dienstleistungen und Geschäftsmodellen zu etablieren.

Das in dieser Studie zugrunde gelegte Konzept der zirkulären Wirtschaft umfasst alle Beiträge zur Schonung von Ressourcen. Dies betrifft alle Aktivitäten,

• um die Ressourceneffizienz in allen Stufen der Wertschöpfungskette (Lieferanten, Chemieindustrie, Kunden) zu steigern,
• um die Lebensdauer von Produkten und Komponenten zu erhöhen und den Ressourcenverbrauch in der Anwendung zu reduzieren,
• um Kreisläufe u.a. durch Wiederverwendung, Recycling, stoffliche und energetische Verwertung oder biologischen Abbau möglichst weitgehend zu schließen und Reststoffe möglichst effizient zu verwerten.

Es ist Aufgabe, Herausforderung und Chance für Chemieunternehmen, alle Aspekte der zirkulären Wirtschaft über den gesamten Produktlebenszyklus zu betrachten und zu berücksichtigen.

Gegenseitige Verstärkung von Digitalisierung und zirkulärer Wirtschaft

Das Zusammenspiel von Digitalisierung und zirkulären Wirtschaftskonzepten eröffnet besondere Potenziale, blieb aber bisher weitgehend unbeachtet. Die Digitalisierung in der Chemieindustrie und die damit verbundenen technischen Möglichkeiten tragen auf vielfältige Weise dazu bei, zirkuläre Geschäftsmodelle überhaupt erst möglich zu machen und ihre Wirtschaftlichkeit zu verbessern und damit die Erreichung der UN-Nachhaltigkeitsziele zu unterstützen.

Ergebnisse Mittelstandsumfrage

Die Analysen wurden durch eine breit angelegte Befragung mittelständischer Chemie- und Pharmaunternehmen ergänzt. Diese zeigte: Der chemisch-pharmazeutische Mittelstand spürt bereits, dass durch die digitale Revolution und die Transformation zu einer zirkulären Wirtschaft erhebliche Veränderungen anstehen: Rund 30% der Unternehmen geht sogar von erheblichen, disruptiven Veränderungen im Chemie- und Pharmageschäft aus. Auch die Relevanz der Themen Digitalisierung, Nachhaltigkeit und zirkuläre Wirtschaft wurde dabei besonders deutlich.

Schlussfolgerungen und Handlungsempfehlungen

Die Studie leitet auf Grundlage der Analysen Handlungsempfehlungen für Unternehmen und Politik ab, um die mit den Veränderungen einhergehenden Herausforderungen zukünftig erfolgreich zu bewältigen.

Empfehlungen an Unternehmen und ihre Verbände

Digitale und zirkuläre Geschäftsmodelle erfordern technische Kompetenz und Netzwerkkompetenz. Hier verfügt die Chemieindustrie über ein gutes Fundament, das aber erweitert und angepasst werden muss, um noch vorhandene Barrieren zu überwinden und Wachstumschancen voll auszuschöpfen. Daraus ergeben sich nachfolgende Handlungsempfehlungen:

• Chancen nutzen und strategische Ziele setzen
• Ressourcen ausbauen
• Unternehmenskultur transformieren
• Kooperationen und Plattformen aufbauen
• Neue Beteiligungskonzepte entwickeln

Empfehlungen zu politischen und regulatorischen Rahmenbedingungen

Besondere Aspekte beim politischen Regulierungsrahmen der Digitalisierung:

• Digitale Bildung fördern
• Herausforderungen sozialpartnerschaftlich lösen
• Technische Infrastruktur ausbauen
• Institutionelle Infrastruktur ausbauen
• Personendatenschutz mit Innovationsnutzen vereinbaren
• Maschinen- und Unternehmensdaten nutzbar machen sowie IPR und Know-how-Schutz gewährleisten
• Kooperationen und unbürokratischen Aufbau von Plattformen fördern
• Dialog zu Notwendigkeit und Perspektiven der Digitalisierung
• Offene Grenzen in der digitalen Welt

Besondere Aspekte beim politischen Regulierungsrahmen der zirkulären Wirtschaft:

• Zirkuläre Wirtschaft als ganzheitlichen und offenen Ansatz verstehen
• Nachhaltigkeit anstreben
• Besser regulieren
• Erweiterten Regulierungsrahmen auf Hemmnisse für zirkuläre Wirtschaft prüfen
• Gesellschaftliches Bewusstsein für zirkuläre Wirtschaft schaffen

Unterstützung durch Verbesserung der allgemeinen politischen Rahmenbedingungen:

• Innovationsförderung ausbauen
• Prüfung des Regulierungsrahmens

Fazit

Die Studie zeigt, dass Digitalisierung und zirkuläre Wirtschaft Auslöser grundlegender Veränderungen sind. Die Chemieindustrie muss daher ihre Wirtschaftsweise und ihr Portfolio von Produkten, Dienstleistungen und Geschäftsmodellen hinterfragen und entsprechend anpassen. Die Politik ist gefragt, diese Anstrengungen industriepolitisch zu flankieren und global wettbewerbsfähige Rahmenbedingungen für die Chemieindustrie zu schaffen.

Gliederung und Inhalte der Studie

1. Vorwort
2. Executive Summary
3. Motivation und Ziel der Studie
4. Methodologie
5. Umfeldanalyse
   1. Energie & Rohstoffe
   2. Business-to-Business
   3. Business-to-Consumer
   4. Landwirtschaft
   5. Pharmazie & Gesundheitswesen
   6. Zwischenfazit
6. Digitalisierung in der Chemieindustrie
   1. Transparenz & digitale Prozesse
   2. Datenbasierte Betriebsmodelle
   3. Digitale Geschäftsmodelle
7. Zirkuläre Wirtschaft und Chemieindustrie
8. Zusammenspiel zwischen Digitalisierung und zirkulärer Wirtschaft
9. Die Rolle der Chemieindustrie in ökonomischen Netzwerken
10. Schlussfolgerungen und Handlungsempfehlungen
    1. Anforderungen an die Unternehmen und Verbände
    2. Besondere Aspekte beim politischen Regulierungsrahmen der Digitalisierung
    3. Besondere Aspekte beim politischen Regulierungsrahmen der zirkulären Wirtschaft
    4. Unterstützung durch Verbesserung der allgemeinen politischen Rahmenbedingungen
11. Glossar – Umfeldtrends
12. Quellen