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Menschen, die zusammen an einem Tisch sitzen

Dieser Artikel fasst das Screening “Strukturwandel zu einer Green Economy” des Umweltbundesamts zusammen. Um herauszufinden, welche Branchen von einem Strukturwandel zu einer “Green Economy” besonders betroffen sind, wurden die Herausforderungen für alle Wirtschaftssektoren quantitativ untersucht und dann für ausgewählte Hotpots im Detail betrachtet.

Green Economy

In jedem Strukturwandel gibt es Branchen und Technologien, die unter Druck geraten. Das Umweltbundesamt hat in Strukturwandel zu einer Green Economy untersucht, wo der größte Handlungsdruck besteht.

Von einem ökologischen Strukturwandel werden vor allem Branchen betroffen sein, die besonders ressourcen- oder emissionsintensiv sind. Ohne frühzeitige Anpassung können Betriebe und Beschäftigte dort nur verlieren. Deshalb ist es wichtig, besser heute als morgen einen passenden Transformationsprozess zu entwickeln.

In einer Zeit, in der reihenweise Produkte sich “grün” nennen und Greenwashing zum Alltag gehört, fällt es schwer, unter “Green Economy” mehr als ein Buzzword zu verstehen. Deshalb muss zunächst eingegrenzt werden, wann eine Wirtschaft “grün” ist. Das Umweltbundesamt definiert “Green Economy” als “eine mit Natur und Umwelt im Einklang stehende, innovationsorientierte Volkswirtschaft, die schädliche Emissionen und Schadstoffeinträge in alle Umweltmedien vermeidet, auf einer Weiterentwicklung der Kreislaufwirtschaft beruht und regionale Stoffkreisläufe so weit wie möglich schließt, den Einsatz nicht erneuerbarer Ressourcen absolut senkt, insbesondere durch eine effizientere Nutzung von Energie, Rohstoffen und anderen natürlichen Ressourcen und die Substitution nicht-erneuerbarer Ressourcen durch nachhaltig erzeugte erneuerbare Ressourcen, langfristig eine ausschließlich auf erneuerbaren Energien basierende Energieversorgung erreicht und die biologische Vielfalt sowie Ökosysteme und ihre Leistungen erhält, entwickelt und wiederherstellt”.

Zehn Branchen wurden in Bezug auf Rohstoffe, Flächeninanspruchnahme und Wasserverbrauch untersucht. Zusätzlich wurde ihre Vulnerabilität durch die sogenannten Megatrends Digitalisierung, Klimawandel, Ressourcenknappheit, Süßwassermangel, Bevölkerungswachstum und Biodiversitätsverlust betrachtet.

Ressourcenknappheit wird für viele Branchen künftig eine große Rolle spielen. Auch der Klimawandel und in Folge Süßwassermangel werden für die meisten Wirtschaftssektoren zur Herausforderung. Es folgt eine Beschreibung der Branchen, die voraussichtlich vor einem größeren Strukturwandel stehen.

Bauwirtschaft

Gebäudewärme verursacht jährlich CO2-Emissionen in Höhe von 183 Millionen Tonnen. Dazu kommt die Zementherstellung, bei der große Mengen an CO2 entstehen, und zwar sowohl rohstoff- als auch energiebedingt. Rohstoffbedingt sind sogenannte Prozess-Emissionen, denn die Umwandlung von Kalkstein zu Zementklinker setzt Kohlendioxid frei. Energiebedingte Emissionen entstehen sowohl direkt durch Verbrennung als auch indirekt durch den Einsatz von elektrischer Energie.

Der Rohstoffbedarf des Bausektors wird als sehr relevanter Hotspot bewertet. Dazu gehören Sand für Beton und Kalkstein für die Zementproduktion, aber auch Bauxit für die Herstellung von Aluminiumbauteilen. Für die Produktion von einer Tonne Primäraluminium werden vier bis sieben Tonnen Bauxit benötigt. Ebenso gravierend ist der Landverbrauch für Abbau von Rohstoffen im Tagebau.

Der Bausektor verursacht rund 60 % des Abfallaufkommens in Deutschland. Alternativen zur Abfallvermeidung bieten hier Recyclingtechniken, etwa für die Baustoffe Beton und Gips. Der Einsatz von Abfall- und Reststoffen zur Herstellung von “grünem Stahl”, bei dem ein innovatives Reduktionsmittel statt Koks eingesetzt wird, sollte voran gebracht werden. Zementähnliche Materialien lassen sich aus Nebenprodukten wie Schlacke aus der Stahlproduktion oder Flugasche aus Kohlefeuerungen herstellen. Anstelle von Roheisen kann für bestimmte Stahlprodukte ausschließlich Stahlschrott in einem Elektrolichtbogenofen eingeschmolzen werden.

Fahrzeugbau

Es wird erwartet, dass der Fahrzeugbau vor einem sehr starken Strukturwandel steht. Das Besondere an dieser Branche ist, dass es eine regionale Ballung der Produktionsstätten gibt, wodurch mögliche Beschäftigungsrückgänge regional betrachtet werden müssen. Der Strukturwandel hat großen Einfluss auf die Beschäftigten, vor allem diejenigen Fachkräfte, die ausschließlich für Verbrennungsmotoren qualifiziert sind. Durch Elektrifizierung und Produktivitätssteigerung könnten in Deutschland mehr Arbeitsplätze entfallen, als für Komponenten wie Batterien oder Leistungselektronik entstehen werden.

Offensichtlich ist ein relevanter Hotspot die Emission von Treibhausgasen. Ungefähr 70 % der produktionsbedingten Emissionen bei Verbrennungs-PKW entstehen bei der Herstellung von Vorprodukten. Dabei dominiert der Strombezug für die Herstellung und Verarbeitung der verbauten Metalle. Während der Nutzungsphase der Fahrzeuge entsteht nochmal etwa das Dreifache an Treibhausgasemissionen. Im Fall elektrisch angetriebener Fahrzeuge ist von einer etwa doppelten Menge an Treibhausgasemissionen aus der Herstellungsphase auszugehen.

Ebenso wichtig ist die Rohstoffinanspruchnahme. Die Branche gilt als sehr vulnerabel gegenüber dem Megatrend Ressourcenknappheit. Sie hat einen hohen Verbrauch an Rohstoffen in der Vorproduktion und an Kraftstoffen in der Nutzungsphase.

Durch den Umstieg auf Elektromobilität kommt es zu neuen Rohstoffabhängigkeiten in der Batterieproduktion. Besonders bei seltenen Erden ist mit einer globalen Verknappung zu rechnen. Hier bestehen jedoch Möglichkeiten, Materialien nach Ende ihrer Nutzungszeit zu recyceln oder in neuen Fahrzeugen nachzunutzen.

Über die Zukunftsperspektiven der Automobilbranche in Deutschland entscheidet unter anderem die Fachkräftesicherung. Insbesondere ist zu erwarten, dass digitale Geschäftsmodelle Car-Sharing, Ride Hailing via App und die Vermittlung von Fahrgemeinschaften wachsen werden. Dennoch wird die Branche, die von einer hohen Komplexität gekennzeichnet ist, auch in Zukunft von der Digitalisierung profitieren. Beispielweise können, dank “Industrie 4.0”, in Niedriglohnländer ausgelagerte Produktionsprozesse automatisiert und wieder näher ans Hauptwerk geholt werden. Das beschleunigt Innovationszyklen und die flexible Entwicklung von Produkten.

Maschinenbau

Die Treibhausgasemissionen der Maschinenbaubranche sind überwiegend auf die Herstellung der Vorprodukte zurückzuführen. Allein ein Drittel entfällt auf Prozessemissionen der Metallverarbeitung in der Lieferkette. Die Emissionen, die im Maschinenbau selbst entstehen, machen ein weiteres Drittel aus. Die übrigen Emissionen entstehen bei der Gewinnung von Rohstoffen wie Stahl oder Aluminium.

Der Querschnittscharakter der Branche ermöglicht umweltschonende Produktinnovationen. Zum Beispiel kann der Maschinenbausektor Anpassungstechnologien für klimafreundliche Produkte in anderen Wirtschaftssektoren entwickeln. Digitale Automatisierungsverfahren, die der Maschinenbau entwickelt, helfen in der Landwirtschaft dabei, Abläufe zu optimieren und damit zur Nachhaltigkeit beizutragen. Ebenso eröffnet die Digitalisierung neue Möglichkeit für Kraftwerksbau, Heizungsbau und die Wassertechnologie. Exemplarisch seien hier virtuelle Kraftwerke genannt, welche die Koordination und Vermarktung regenerativer Kleinkraftwerke ermöglichen. Durch solche Innovationen kann die Digitalisierung im Maschinenbau helfen, in nachgelagerten Branchen die Effizienz zu steigern und den Anteil erneuerbarer Energie zu steigern.

Energiewirtschaft

Auch der Energiesektor steht vor einem starken Strukturwandel. In Deutschland ist sie der Hauptverursacher von Treibhausgasemissionen. Die CO2-Emissionen der Branche werden dominiert von Braun- und Steinkohlenkraftwerken. Zusammen verursachen die Kohlekraftwerke 85 % der gesamten Emissionen in den Kraftwerken der Energiewirtschaft.

Entsprechend kritisch ist die Ressourceninanspruchnahme. Dies bezieht sich auf den Verbrauch fossiler Rohstoffe, insbesondere Kohle, Erdöl und Erdgas. Der Anstieg der Energienachfrage erfordert, Energie effizienter zu nutzen, zuverlässig zu speichern und erneuerbare Energien weiter auszubauen. Ferner ist auch ein Anstieg der Nachfrage nach Biomasse ein Risiko, welches die Konkurrenz um natürliche Ressourcen und Boden erhöht.

Was den Megatrend Klimawandel angeht, ist die Branche sehr vulnerabel. Immer häufigere und schwerere Extremwetterereignisse sowie veränderte Niederschlagsmuster werden die Energieversorgung beeinträchtigen. Das Risiko beginnt mit dem Nachschub an fossilen Brennstoffen und zieht sich über den Betrieb von thermischen und Wasserkraftwerken bis zu den Übertragungsleitungen. In Küstennähe sind Pipelines durch den Meeresanstieg gefährdet, in kalten Gegenden durch tauende Permafrostböden. Der Energiesektor muss daher Investitionen einplanen, um sich dem Klimawandel anzupassen.

Das erwartete Bevölkerungswachstum, der damit verbundene Anstieg der Energienachfrage sowie die Digitalisierung sind wesentliche Megatrends, die die Zukunft der Energiewirtschaft beeinflussen. Die Digitalisierung der Energiebranche fokussiert sich auf die Vernetzung von Anwendungen, Geschäftsprozessen und Geräten auf Basis von Internettechnologien unter Verwendung von Sensoren und selbststeuernden Geräten. So ermöglichen Sensoren in den Kraftwerken die Fernsteuerung und vorausschauende Wartung. Natürlich werden auch hier die Betriebsabläufe und Arbeitsprozesse zunehmend digitalisiert. Für eine optimierte Steuerung und Wartung der Netze ist der Ausbau zu einem Smart Grid unerlässlich. Ein Smart Grid vernetzt Erzeugung, Speicherung und Verbrauch, sodass Verluste minimiert und Lastspitzen ausgeglichen werden können. Damit kann die steigende Nachfrage bedient werden, ohne dass die Kraftwerkskapazitäten sofort mitwachsen müssen.

In Folge der Digitalisierung verschieben sich die Anforderungen an die Fachkräfte. Intellektuelle Prozesse von A wie Abrechnung und Anlagensteuerung bis Z wie Zählerablesen werden automatisiert. Dem stehen jedoch neue Aufgaben wie der Netzausbau, Datenanalyse und Kundenkommunikation entgegen. Auch der Ausbau neuer Geschäftsmodelle im Bereich E-Mobility und Smart Home stellt neue Qualifikationsanforderungen.

Als moderne Geschäftsmodelle sind dezentrale Erzeugungstechniken, Ladeinfrastrukturen oder individuelle Blockheizkraftwerke besonders interessant. Sektorkopplung von Strom und Wärme oder Mobilität und Strom, Dekarbonisierung und smarte Infrastrukturen sind aktuelle Themen mit Zukunft.

Für das Erreichen der Klimaziele ist es notwendig, dass die absoluten Kohlendioxidemissionen der Stromerzeugung stark sinken. Dazu gehört der weitere Ausbau der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und der Ausbau der Kraft-Wärmekopplung.

Chemieindustrie

Die Chemiebranche zählt zur energieintensiven Industrie. Bemerkenswert ist, dass sie Kohlenstoff nicht nur für die Energieversorgung nutzt, sondern als stoffliche Grundlage vieler Produkte. Ihr Ressourcenverbrauch verteilt sich auf 87 % fossile und nur 13 % biogene Rohstoffe. Im Jahre 2015 war die Grundstoffchemie der Industriesektor mit den zweithöchsten Treibhausgasemissionen in Deutschland.

Relevant ist auch der Wasserverbrauch. So ist die Chemiebranche für rund 12 % des deutschen Abwassers verantwortlich.

Ein weiterer Hotspot sind gefährliche Abfälle. Der Anteil der gefährlichen Abfälle aus der chemischen Industrie am Gesamtabfallaufkommen beträgt 46 %. Allerdings liegt die Gesamtverwertungsquote der gefährlichen Abfälle in der Chemie bei etwa zwei Drittel. Das heißt jedoch nicht, dass sie in eine Kreislaufwirtschaft eingehen: Der überwiegende Teil der Abfälle wird energetisch verwertet, also zur Energiegewinnung verbrannt.

Ressourcenknappheit ist daher ein kritischer Megatrend für die Chemiebranche. Deutschland verfügt kaum über eigene Rohstoffquellen und muss seine mineralischen Rohstoffe überwiegend zu Weltmarktpreisen importieren. Es liegt nahe, dass die Branche versucht über den Einsatz von biogenen Ressourcen nachhaltiger zu werden.

Allerdings bewertet der Bioökonomierat einen Systemwandel hin zu einer biobasierten Chemiewirtschaft als schwierig. Demnach werden biologische Verfahren und biobasierte Rohstoffe dort zum Einsatz kommen, wo die Produkte verbesserte Eigenschaften haben oder wirtschaftlicher herzustellen sind. Ziel wird voraussichtlich nicht die Substitution herkömmlicher Prozesse sein, sondern zuerst die Entwicklung von neuen biobasierten Produkten.

Kritisch ist auch der Megatrend Süßwassermangel. Heute betrifft das vor allem Regionen, die bereits von Wassermangel betroffen sind. Aufgrund ihres hohen Bedarfs sollte die Branche jedoch auch in Deutschland zukünftig mit knapper Wasserversorgung rechnen.

Die Digitalisierung zielt hier vor allem auf Steigerung der Effizienz ab. Wie in anderen Branchen, liegt der Fokus auf der Verbesserung operativer Prozesse, der Datenerfassung zum Marktverhalten oder dem Aufbau von digitalen Netzwerken. Laut dem Screening planen die Chemieunternehmen in den nächsten fünf Jahren mehr als eine Milliarde Euro in Digitalisierungsprojekte und neue Geschäftsmodelle zu investieren. Damit wird Digitalisierung ein integraler Bestandteil der Chemieindustrie.

Es wird erwartet, dass die Branche vor einem starken Strukturwandel steht. Der Fokus der Chemieindustrie muss auf Ressourceneffizienz liegen, um die Abhängigkeit von Importen und den Einsatz von fossilen Rohstoffen zu reduzieren.

Pharmaindustrie

Diese Branche profitiert vom Megatrend Bevölkerungswachstum. Durch die steigende Lebenserwartung steigt der Bedarf an neuen Medikamenten. Der Klimawandel begünstigt die Ausbreitung von Tropenkrankheiten wie Malaria. In den Industrieländern bekannte Zivilisationskrankheiten verbreiten sich in Regionen mit wachsendem Wohlstand. Die zunehmend globale Mobilität erhöht die Gefahr von Pandemien.

Die Digitalisierung in der Pharmabranche zielt auf intelligent vernetzte Produktion. Allerdings hat die Branche hohe rechtliche und technische Standards, die entsprechende Anforderungen an die IT-Sicherheit stellen. Daher ist von einem inkrementellen Digitalisierungsprozess auszugehen. Darüber hinaus sind die Produktionsanlagen bereits so hoch optimiert, dass sie kaum noch weitere Effizienzsteigerungen zulassen. Doch die Digitalisierung soll nicht die Effizienz steigern, sondern auch den Menschen zu Gute kommen, etwa durch Genomsequenzierung und computergestützte Wirkstoffe. Das birgt neue Risiken bezüglich Datenschutz und Persönlichkeitsrecht. Bei der Digitalisierung der Pharmabranche ist es deshalb besonders wichtig, Datensicherheit von vornherein in den Mittelpunkt zu stellen.

Wie für die oben genannten Chemiebranche, sind auch hier Ressourcen und Emissionen relevante Hotspots. Kohlenstoff liefert sowohl die Energieversorgung als auch die stoffliche Grundlage für viele Produkte. Ebenso ist der Wasserbedarf bei der Produktion hoch. Neben dem Wasserverbrauch kann auch eine Wasserbelastung durch chemische Wirkstoffe und ihre Abbauprodukte entstehen.

Neue digitale Geschäftsfelder sind im Bereich 3D-Pharmazeutika zu erwarten, die maßgeschneidert mittels 3D-Druck hergestellt werden. Der Einsatz von künstlicher Intelligenz ermöglicht unter anderem automatisierte Labore. Darüber hinaus entstehen Apps, um Patienten an ihr Medikament zu erinnern oder die Dosierung zu überprüfen.

Lebensmittel- und Ernährungswirtschaft

Die Lebensmittel- und Ernährungswirtschaft in Deutschland besteht zu rund 90% aus kleinen und mittelständischen Unternehmen mit weniger als 250 Beschäftigten. In den letzten Jahren steigt die Nachfrage nach gesundheitsfördernden Lebensmitteln. Ein Grund dafür ist, neben Lifestyles und Trends, der Anstieg ernährungsbedingter Krankheiten wie Allergien und Diabetes. Die dadurch entstandenen zielgruppenspezifischen Nischenmärkte treiben Innovationen an, so z.B. vegane oder glutenfreie Lebensmittel.

Durch Digitalisierung kann die lückenlose Rückverfolgbarkeit der Lebensmittel sichergestellt werden. Vernetzte Systeme können dabei helfen, den Energieverbrauch, die Fertigung, die Chargenverfolgung oder den Rohstoffeinsatz zu optimieren.

Ungefähr 25 % der deutschen Schadstoffemissionen entfallen auf die Lebensmittelbranche und die Landwirtschaft als Zulieferer. Der Großteil davon entsteht bei der Erzeugung von Rohstoffen, also in der landwirtschaftlichen Produktion. Doch auch der Transport ist hier relevant, so sind LKW für 93 % der transportbedingten Emissionen verantwortlich. Transporte auf Bahn oder Binnenschiffe zu verlagern, würde diese deutlich reduzieren.

Neben einem hohen Wasserverbrauch verursacht die Lebensmittelproduktion auch Wasserbelastung. Diese geht zu zwei Dritteln auf den Einsatz von Pestiziden und Düngemitteln zurück. Hinzu kommen Verpackungs- und Lebensmittelabfälle. Nahrungsmittel, Getränke und Heimtierfutter machten im Jahr 2015 zu etwa 60,4 % den Verpackungsmüll privater Haushalte aus.

Während der Herstellung entstehen Abfälle durch Beschädigung und Verderb, meist beim Transport und während der Lagerung, aber auch durch technische Störungen im Betriebsablauf oder durch Überproduktion. Auf Qualitätssicherungsmaßnahmen und Überproduktion entfallen im Einzelfall bis zu 40 % aller entsprechenden Verluste, was auf vermeidbare Prozessverluste hinweist.

Die größten Risiken sind Klimawandel, Süßwassermangel und Biodiversitätsverlust. Mit Extremwetterereignissen oder unsicherer Wasserversorgung schwanken die Ernteerträge und damit die Rohstoffpreise. Der Verlust der Artenvielfalt, insbesondere das Bienensterben, wirkt sich negativ auf den Anbau der Rohstoffe aus.

Durch Digitalisierung kann die Verarbeitung optimiert werden, um Nahrungsmittelabfälle zu vermeiden. Zusätzlich eröffnen moderne Techologien völlig neue Geschäftsfelder, z.B. wird In-Vitro-Fleisch die Emissionen und Geschäftsrisiken der Tierzucht beheben. Milchfreie Lebensmittel bedienen nicht nur einen Trendmarkt, sie mindern auch die Abhängigkeit von der emissionsintensiven Rinderhaltung und ermöglichen den Einsatz kostengünstigerer Rohstoffe. Insgesamt steht die Branche vor einem moderaten Strukturwandel, vor allem jedoch vor großen Chancen und Entwicklungen.

Landwirtschaft

In 2016 waren ca. eine Million Menschen in der deutschen Landwirtschaft beschäftigt. Davon sind nahezu die Hälfte Familienarbeitskräfte und Betriebsinhabende. Sowohl bei den Agrarexporten als auch bei den -importen steht Deutschland weltweit an dritter Stelle.

Weltweit steht die Landwirtschaft vor großen Herausforderungen. Durch das globale Bevölkerungswachstum müssen jedes Jahr mehr Menschen ernährt werden, während gleichzeitig sowohl Armut als auch Wohlstand zunehmen. Nebenher steigt die Nachfrage anderer Sektoren nach nachwachsenden Rohstoffen.

Die Steigerung der Produktivität ist durch Flächenverfügbarkeit und Klimawandel begrenzt. Wie bereits im Abschnitt Ernährungswirtschaft erwähnt, kann die Lebensmittelverschwendung mit digitalen Prozessen reduziert werden. Darüber hinaus wird es zukünftig nötig sein, tierische Lebensmittel durch pflanzliche zu ersetzen.

Digitale Prozessinnovationen haben das Potenzial, unterschiedliche Bodeneigenschaften zu erkennen und die Bewirtschaftung bedarfsgerecht anzupassen. Das führt zu einer Ertragserhöhung bei gleichzeitiger Reduzierung der Aufwendungen und damit der Umweltschäden. Die Digitalisierung verspricht eine deutlich effizientere Produktion, ist allerdings mit hohen Investitionen verbunden. Das verstärkt den Druck zur Bildung größerer Betriebseinheiten.

Neben Treibhausgasen setzt die Landwirtschaft große Mengen anderer Luftschadstoffe frei. Dazu zählt insbesondere Lachgas aus Stickstoffdüngung und Grünlandumbruch. Eine zunehmende Quelle ist auch die Biogasproduktion, und zwar durch die Lagerung von Gärresten aus Energiepflanzen.

Ein weiterer Risikofaktor ist der Flächenverbrauch. Deutschland nutzte 2015 für die Erzeugung pflanzlicher und tierischer Lebensmittel im In- und Ausland eine Fläche von 19,4 Millionen Hektar. Im Inland standen nur 14,2 Millionen Hektar für den Anbau von Nahrungsmitteln zur Verfügung. Folglich ist Deutschland Nettoimporteur von “virtueller” Agrarfläche. Zusätzlich werden die Ernteerträge durch Extremwetterereignisse und Dürren, den globalen Süßwassermangel und Biodiversitätsverluste wie dem Bienensterben bedroht.

Ein Strukturwandel hin zu resilienten Geschäftsmodellen ist daher dringend geboten. Precision Farming mit digitalen Prozessen kann die Effizienz steigern und gleichzeitig die Kosten senken. Eine weitere Möglichkeit ist die Förderung der ökologischen Landwirtschaft, da sie Umweltschäden minimiert und durch Kreislaufwirtschaft die Abhängigheit von Importen verringert. Um den bisher geringeren Ertrag ökologischer Flächen zu steigern, muss die Bewirtschaftung präzise gesteuert werden. Ein Beispiel dafür sind jätende Roboter zur Unkrautbekämpfung.

Forstwirtschaft

Neben der Landwirtschaft zählen die Forst- und die Holzwirtschaft mit 100.000 Beschäftigten zu den wichtigsten Produzenten nachwachsender Rohstoffe. Ein häufiges Risiko ist der Monokulturanbau von Nadelbäumen, die vom Klimawandel sehr beeinträchtigt werden. Typische Folgen sind die Ausbreitung von Borkenkäferbefall oder eine hohe Windbruchanfälligkeit der Baumbestände. Die wichtigste Anpassungsmaßnahme ist der Waldumbau mit gemischten, angepassten Baumarten. Derzeit sucht die Branche nach Baumarten, die sich an den Klimawandel anpassen oder unter den erwarteten Bedingungen gedeihen. In waldbrandgefährdeten Gebieten ist auch der Ausbau von Überwachungs- und Bekämpfungseinrichtungen geboten.

Mit GIS-basierter Dokumentation an der Waldstraße lässt sich die Bewirtschaftung eines Waldes präziser koordinieren. Denn viele Wälder werden von Forstbetriebsgemeinschaften oder Besitzervereinigungen bewirtschaftet, die individuelle Holzeinschläge ohne GIS-Technologie nur schwer kontrollieren können. Über digitale Warenwirtschaftssysteme können solche Vereinigungen ihre Sortimente bündeln, um wirtschaftlicher am Markt zu handeln.

Die Digitalisierung ist also auch für die Forstwirtschaft eine Chance. Ein Risiko ist jedoch der fehlende Netzbausbau in ländlichen Regionen.

Wasserversorgung

Die Wasserversorgung ist sehr vulnerabel in Bezug auf Klimawandel und Süßwassermangel. In Deutschland können Starkregenfälle zu Überlastungen des Kanalsystems und damit zeitweise zum Ausfall der Wasserversorgung führen. Die Zunahme von Extremwetterereignissen wie Hochwasser und Hitzewellen stellen die Wasserversorgung vor große Herausforderungen. Die seit Jahren geringe Grundwasserneubildungsrate führt bereits heute zu einer Verringerung der nutzbaren Wasserressourcen.

Digitale Leitsysteme ermöglichen die flexible Steuerung der Wasserversorgung. Forschungsprojekte wie W-Net 4.0 arbeiten aktuell an der Betriebsoptimierung von Wassersystemen. Auch wenn der Automatisierungsgrad bereits hoch ist, können weitere Fortschritte bei Software, Hardware und Vernetzung Chancen bieten.

Da die Wasserversorgung zu den kritischen Infrastrukturen gehört, ist bei ihren digitalen Prozessen das Thema Sicherheit zentral. Die reine Dokumentation von Daten und das Einrichten zentraler ERP-Systeme reicht hier nicht aus. Viel mehr müssen die betrieblichen Informationen in den vielfältigen technischen und kaufmännischen Systemen ganzheitlich aufbereitet und analysiert werden. Im Bereich Echtzeitsteuerung bietet sich der Einsatz von intelligenten Netzwerken an. Weitere Einsatzfelder für digitale Prozesse sind die bessere Verarbeitung von Messdaten oder die automatische Registrierung von Rohrbrüchen durch Smart Metering.

Fazit

Um erfolgreich zu bleiben, müssen Unternehmen sich rechtzeitig an ökologische Trends wie Süßwasser- und Ressourcenknappheit anpassen. Die Digitalisierung ist dabei ein Lösungsweg, da sie neue Möglichkeiten erschließt, die vorhandenen Ressourcen effizient zu nutzen und auch innovative, zukunftsfähige Produkte zu entwickeln.

Darüber hinaus erfordern die nationalen Nachhaltigkeitsziele einen Wandel hin zu einer dekarbonisierten, emissionsarmen und ressourcenschonenden Wirtschaft. Das Bundesklimaschutzgesetz und ein Klimaschutzplan der Bundesregierung geben sektorspezifische Ziele für das Jahr 2030 vor.

Bild Corinna John

Autorin Corinna John

Corinna John ist Senior Software Engineer bei adesso in Hannover. Ihr Schwerpunkt liegt in der C#-Entwicklung.

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