09.12.2016
ThemenStrategie

Von Chemie 1.0 bis Chemie 4.0

Die Entwicklung der chemischen Industrie

  • Chemie 4.0 steht für die Strategie der chemisch-pharmazeutischen Industrie in Deutschland, durch Innovationen auf allen Ebenen nachhaltiges Wachstum zu erzeugen. Chemie 4.0 steht für die Strategie der chemisch-pharmazeutischen Industrie in Deutschland, durch Innovationen auf allen Ebenen nachhaltiges Wachstum zu erzeugen.
  • Chemie 4.0 steht für die Strategie der chemisch-pharmazeutischen Industrie in Deutschland, durch Innovationen auf allen Ebenen nachhaltiges Wachstum zu erzeugen.
  • Dr. Kurt Bock: „‘Chemie 4.0‘ ist mehr als nur die weitere Digitalisierung der chemischen Industrie.“
  • Ein vom Verband der Chemischen Industrie (VCI) vorgestellter Flyer skizziert die wichtigsten Charakteristika der vier Entwicklungsstufen von Chemie 1.0 bis Chemie 4.0.
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"Die Welt der chemisch-pharmazeutischen Industrie befindet sich in einem tiefgreifenden Umbruch. Globalisierung und Digitalisierung von Wertschöpfungsketten verändern Produktion und Geschäftsmodelle in unserer Branche. Aber auch das politische Ziel einer Kreislaufwirtschaft in der EU und die Vision eines weltweit klimaneutralen Wirtschaftens fordern uns, die Innovationskraft unserer Unternehmen auf eine zukunftsfähige Chemie 4.0 auszurichten", so beschreibt VCI-Präsident Dr. Kurt Bock die Situation der Chemiebranche in Deutschland, die in ihrer über 150-jährigen Geschichte immer wieder bewiesen habe, dass sie sich erfolgreich erneuern kann – technologisch wie strukturell. "Diese Fähigkeit hat uns zu einer der führenden Chemie- und Pharmanationen in der Welt gemacht", so Bock.

In seinem Vorwort zu einem vom Verband der Chemischen Industrie (VCI) vorgestellten Flyer, der die wichtigsten Charakteristika der vier Entwicklungsstufen von Chemie 1.0 bis 4.0  skizziert und einen Kurzüberblick über die Geschichte der chemischen Industrie seit 1865 gibt, fährt Bock fort: "Heute ist unser Aufgabenfeld größer denn je: Die schnell wachsenden Bevölkerungen in Schwellen- und Entwicklungsländern sowie die Notwendigkeit nachhaltigen Wirtschaftens erfordern neue Lösungen. In diesen Veränderungen stecken enorme Chancen für die Stärkung der Wettbewerbs- und Innovationsfähigkeit des Industriestandorts Deutschland. Die Unternehmen unserer Industrie haben das Wissen und die Ideen, um den notwendigen technologischen und gesellschaftlichen Wandel mitzugestalten. "

Dies will der BASF-Chef in seiner zweijährigen Amtszeit als VCI-Präsident unterstützen. "Unsere zentrale Rolle in den industriellen Wertschöpfungsketten hilft uns, diesen Anspruch umzusetzen. Mit innovativer Chemie 4.0 werden wir weiterhin wesentliche Beiträge für mehr Wohlstand und Lebensqualität leisten. Am besten können wir diese Chance nutzen, wenn alle relevanten Gruppen in Wirtschaft, Politik und Zivilgesellschaft an einem Strang ziehen."

Innovationen für eine Welt im Umbruch

Chemie 4.0 steht für die Strategie der chemisch-pharmazeutischen Industrie in Deutschland, durch Innovationen auf allen Ebenen nachhaltiges Wachstum zu erzeugen.

Mit Chemie 4.0 arbeitet die Branche daran, ihre globale Top-Position weiterhin zu behaupten – und so ihren Beitrag zum Standort Deutschland auch in Zukunft zu leisten.

Der Flyer des VCI stellt die vier Entwicklungsperioden der chemischen Industrie in einer übersichtlichen Matrix dar und beschreibt jeweils die folgenden kennzeichnenden Faktoren bzw. Aspekte: Treiber des Wandels, Rohstoffe, Technologie, Forschung, Unternehmensstruktur, Produkte sowie Umwelt, Gesundheit und Sicherheit.

Entwicklungsstufen der chemischen Industrie in Deutschland

Chemie 1.0 (1865 und folgende Jahre)

Die Gründer- und Pionierzeit der Branche ist stark von einzelnen Erfindern geprägt. Sie setzen die chemischen Erkenntnisse in großtechnische Verfahren um. So entstehen und wachsen die ersten Chemieunternehmen. Die Industrialisierung stimuliert die Nachfrage nach Chemieprodukten wie Kunstdünger, Seifen und Pharmazeutika. Naturstoffe als Färbemittel werden durch synthetische Farbstoffe – Beispiel Indigo – ersetzt. Als Rohstoffbasis dienen aufgearbeitete Rückstände aus der Kohle-Chemie (Teer) oder pflanzliche und tierische Fette sowie Öle. Produktion findet überwiegend im diskontinuierlichen Batch-Prozess statt.

Chemie 2.0 (1950 und folgende Jahre)

Nicht ganz hundert Jahre später erfolgt sukzessive der Umstieg auf das Öl-Destillat Naphtha als Rohstoffbasis. Rohbenzin eröffnet der Kohlenstoff-Chemie nahezu unbegrenzte Möglichkeiten für neue Moleküle. Aus wenigen Primärchemikalien (Building Blocks) entsteht in Verbundproduktion über mehrstufige Synthesen eine enorme Vielfalt von Industriechemikalien. Polymere Werkstoffe aus der Petrochemie und synthetische Fasern werden zu Alltagsprodukten. Die stark wachsende Nachfrage fördert den Aufbau von Großanlagen, über deren Skaleneffekte sich die Produktionskosten reduzieren lassen. In den großen Unternehmen, die das Chemiegeschäft dominieren, werden zentrale Forschungsabteilungen ausgebaut. Nachsorgender Umweltschutz in Form von Abluftfiltern und Abwasserreinigung etabliert sich in Reaktion auf zunehmende Umweltprobleme.

Chemie 3.0 (1980 und folgende Jahre)

Ab den 80er Jahren verbreitert der zunehmende Einsatz von Erdgas und nachwachsenden Rohstoffen die bisherige Rohstoffbasis. Gleichzeitig erweitert die Biotechnologie die Produktionsverfahren der Branche und ermöglicht eine neue Generation von Medikamenten. Die enge Kooperation zwischen universitärer Grundlagenforschung und anwendungsorientierter Forschung stärkt die Innovationskraft der Unternehmen. Globalisierung der Exporte und eine Internationalisierung der Produktionsstätten beflügeln das Wachstum der Branche. Outsourcing von Dienstleistungen und Konzentration auf das Kerngeschäft sind Teil der Veränderung in den großen Unternehmen. Fusionen und Übernahmen nehmen zu. Im Mittelstand findet eine Ausrichtung auf Nischen und Spezialchemikalien statt. Der Strukturwandel in der Branche führt auch zur Bildung von Chemieparks. Gleichzeitig machen die Unternehmen beim Umweltschutz einen großen Schritt nach vorne: Indem Umweltaspekte bereits in die Produktions- und Anlagenplanung integriert werden, kann die Branche die Emissionen weiter verringern. Durch eine erweiterte Betrachtung der Stoffeigenschaften wächst parallel die Produktsicherheit.

Chemie 4.0 (ab 2010)

Was die nächste Stufe charakterisiert, sind vor allem die Auswirkungen der Digitalisierung und der Nachhaltigkeit. Sie verändern das Zusammenspiel der Unternehmen im Industrieland Deutschland über Branchen hinweg. Noch stehen wir hier am Anfang. Die horizontale Vernetzung von Wertschöpfungsketten rückt immer mehr in den Vordergrund – unter Betrachtung aller drei Dimensionen der Nachhaltigkeit. Die intensive Nutzung von Daten und die Kommunikation zwischen Anlagen über Unternehmensgrenzen hinweg bieten neue Chancen für Effizienzsteigerungen und innovative Geschäftsmodelle in unseren Kundenbranchen.

Die Chemie ist Teil dieser Entwicklung: Vorausschauende Steuerung der Anlagen durch „Predictive Maintenance“, punktgenauer Einsatz von Pflanzenschutz- und Düngemitteln in der Landwirtschaft durch „Digital Farming“ oder bessere Steuerung der Logistik durch Funketiketten (RFID-Chips) – das sind nur einige Beispiele für Anwendungsfelder, bei denen digitalisierte Informationen zur Steigerung der Kosten- und Ressourceneffizienz bereits genutzt werden.

Auch Forschung und Entwicklung profitieren stark von den Auswertungsmöglichkeiten großer Datenmengen. Vor allem, wenn die Ergebnisse in international vernetzten Teams erarbeitet werden.

Ganzheitliche Lösungen und Leistungspakete

Die Branche will mit Chemie 4.0 aber auch ihre Funktion in den Wertschöpfungsketten weiterentwickeln. Das Ziel: Nicht nur Lieferant von Vorprodukten zu sein, sondern sich als Anbieter von ganzheitlichen Lösungen und Leistungspaketen für die Kunden zu etablieren. 3D-Druck ist hier ein Beispiel für ein neues Geschäftsmodell.

"Unter Chemie 4.0 verstehen wir also mehr, als nur die Chancen zu nutzen, die sich durch die Digitalisierung eröffnen: Nachhaltigkeit wird zum umfassenden Leitbild und Zukunftskonzept für das Handeln der Branche. Dafür steht unsere Initiative Chemie3", so der VCI-Präsident bei der Jahrespressekonferenz am 8. Dezember in Frankfurt. Bock fährt fort: "Dazu gehört, dass wir eine wichtige Funktion in einer Kreislaufwirtschaft durch die Wiederverwendung kohlenstoffhaltiger Abfälle übernehmen können. Dazu gehört auch die mittelfristige Perspektive, Wasserstoff aus erneuerbaren Energien in Kombination mit CO2 für die Produktion von Grundchemikalien einzusetzen. So könnten wir die Vision eines weltweit klimaneutralen Wirtschaftens konkretisieren. Ein prominentes, aktuelles Beispiel: Die Chemie spielt mit ihren Innovationen eine zentrale Rolle für die fundamentale Veränderung der Mobilität durch elektrische Antriebstechnik."

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