Mit Digitalisierung Ressourceneffizienz steigern - Transforming Economies

Dr. Adriana NeliganInstitut der deutschen Wirtschaft (IW)

Den Einsatz natürlicher Ressourcen von der wirtschaftlichen Entwicklung stärker zu entkoppeln, ist ein wesentliches politisches Ziel. Die Bundesregierung verfolgt sowohl in der Deutschen Nachhaltigkeitsstrategie als auch mit dem Deutschen Ressourceneffizienzprogramm (ProgRess) das Ziel, die Rohstoffproduktivität zu steigern (BMU, 2020; Bundesregierung, 2018).

Eine relative Entkoppelung von Rohstoffverbrauch und Wirtschaftsleistung liegt dann vor, wenn das Bruttoinlandsprodukt schneller wächst als die Nutzung der natürlichen Ressourcen. Für eine absolute Entkoppelung ist bei wachsender Wirtschaft zudem eine absolute Reduktion des Rohstoffverbrauchs notwendig (Bardt / Neligan, 2019).

Noch werden längst nicht alle Einsparpotentiale realisiert. Als ein wichtiger Hebel wird die Digitalisierung gesehen, da sie Produktionsprozesse grundlegend verändert: Prozess- und Produktionsdaten können ständig erhoben und vorgehalten werden und ermöglichen so eine in Echtzeit gelenkte Produktion. Darin stecken erhebliche Potentiale für Ressourceneinsparungen.

Warum Ressourceneffizienz in Unternehmen steigern?

Ressourceneffizienz ist auch ein strategisches Unternehmensziel und ein wesentlicher unternehmerischer Erfolgsfaktor. Aus ökonomischer Perspektive versteht man unter „Effizienz“ die Erzeugung eines vorgegebenen Outputs durch einen minimalen Input oder die Erzeugung eines maximalen Outputs durch einen vorgegebenen Input.

Ressourceneffizienz ist das Verhältnis eines bestimmten Nutzens, Produkts oder einer Serviceleistung zum nötigen Ressourceneinsatz. Durch den intelligenten Einsatz von Rohstoffen in der Produktion, die Rückgewinnung von Wertstoffen oder die Substitution von Materialien können Unternehmen entlang der gesamten Wertschöpfungskette ressourceneffizienter arbeiten.

Dafür werden kontinuierlich Produktionsprozesse und Produkte verbessert. Dies wirkt sich nicht nur positiv auf das Geschäftsergebnis und somit auf die Wettbewerbsfähigkeit aus, sondern es ist auch ein wirksames Mittel, um sich gegen Preis- und Lieferrisiken in der Rohstoffbeschaffung abzusichern und schont gleichzeitig die Umwelt. Für Unternehmen stellt der sparsame Umgang mit Rohstoffen eine Möglichkeit dar, vornehmlich Kosten einzusparen und die Rohstoffversorgung zu sichern.

Mithilfe der Digitalisierung lässt sich die Ressourceneffizienz in den Unternehmen nicht nur leichter messen, auch Einsparpotentiale können so besser gehoben werden. Dieser Beitrag liefert einen Überblick über die Rolle der Digitalisierung zur Steigerung von Ressourceneffizienz in deutschen Unternehmen auf Basis einer aktuellen im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums erstellten Studie, die auch Handlungsempfehlungen an die Politik und Unternehmenspraxis formuliert.

Beschrieben werde neben dem Status quo und den Chancen auch die Herausforderungen, die noch gemeistert werden müssen, damit digitale Technologien und Anwendungen künftig noch stärker in ihrer ganzen Breite, gerade bei kleinen und mittleren Unternehmen (KMU), genutzt werden (Neligan et al, 2021).

Wege zur Steigerung von Ressourceneffizienz

Unternehmen zielen mit der Steigerung von Ressourceneffizienz vor allem auf geringere Herstellungskosten, Abfallvermeidung und Umweltschutz durch Ressourcenschonung ab. Nur wenige Unternehmen streben mit Effizienzsteigerungen bislang eine echte Kreislaufwirtschaft oder eine Vernetzung mit Akteuren entlang der Wertschöpfungskette an. Zu diesem Ergebnis kommt eine Anfang 2020 für die Studie durchgeführte Befragung von knapp 900 Unternehmen der Industrie und industrienahen Dienstleistern im Rahmen des IW-Zukunftspanels.

Der Fokus in den Unternehmen liegt nach wie vor darauf, über klassische Optimierungsmaßnahmen weniger Ressourcen zu verbrauchen. Bislang dominieren Maßnahmen zur Energieeinsparung und -effizienz sowie klassische Prozessoptimierungen – und weniger Ansätze, die direkt am Produkt ansetzen, sei es über die Anpassung des Designs oder die Erweiterung des Angebots in Form von Produkt-Service-Systemen. KMU erachten die verschiedenen Effizienzmaßnahmen deutlich häufiger als ungeeignet für ihr Unternehmen als für große Unternehmen.

Einsparpotentiale noch vorhanden

In den vergangenen fünf Jahren konnten die Unternehmen laut IW-Zukunftspanel etwa 6 Prozent des ursprünglich benötigten Materials durch Effizienzmaßnahmen einsparen. In Bezug auf Energieeinsparungen waren es circa 8 Prozent. Bislang entspricht der Beitrag der Digitalisierung jeweils einer Einsparung von grob 1 Prozent sowohl für Material- als auch Energieaufwendungen. Fast jedes zweite Unternehmen glaubt, dass es bei optimaler Nutzung der technischen Möglichkeiten weitere Potentiale freisetzen könnte.

Digitalisierung könnte hier ein wesentlicher Hebel sein. In den Unternehmen ließe sich im Durchschnitt eine weitere Reduzierung des aktuellen Ressourceneinsatzes von 7 Prozent realisieren. Etwas höher liegt die Einsparmöglichkeit im Produzierenden Gewerbe mit 8 Prozent. Das absolute Ressourceneinsparpotential im Produzierenden Gewerbe liegt grob geschätzt bei mehr als 10 Milliarden Euro oder gut 1 Prozent der industriellen Bruttowertschöpfung.

Hand in Hand: Digitalisierung und Ressourceneffizienz

Digitalisierung macht Ressourceneffizienz messbar und Einsparpotentiale nutzbar. Durch einen höheren Digitalisierungsgrad bei Effizienzmaßnahmen lässt sich in Unternehmen ein höheres Maß an Ressourceneffizienz erreichen. Ein zentrales Ergebnis der Studie ist, dass der Anteil der erfolgreich materialeinsparenden Unternehmen mit dem Digitalisierungsgrad bei Ressourceneffizienzmaßnahmen ansteigt und der Anteil der Unternehmen mit geringen Materialeinsparungen sinkt (Abbildung 1).

Abbildung 1: Digitalisierung als Enabler für Ressourceneffizienz
Typisierung der Unternehmen nach Digitalisierungsgrad bei Ressourceneffizienzmaßnahmen, in Prozent der Unternehmen nach Materialeinsparerfolg, Gesamt

Gesamt: Produzierendes Gewerbe und unternehmensnahe Dienstleistungen.
Befragung von knapp 900 Unternehmen im IW-Zukunftspanel. Quelle: Neligan et al. (2021)

Allerdings werden im betrieblichen Alltag Ressourceneffizienz und Digitalisierung noch selten ganzheitlich betrachtet. Nur wenige Unternehmen sind bei den verschiedenen Ressourceneffizienzmaßnahmen bislang stark digitalisiert. Häufig genutzte Maßnahmen zur Optimierung von Prozessen und Energieverbräuchen sowie bei der Verwendung neuer Techniken weisen auch am ehesten einen hohen Digitalisierungsgrad auf.

Der Einsatz von digitalen Technologien und Anwendungen für Ressourceneffizienz fängt häufig in kleinen Schritten an (Abbildung 2). Daten sind Dreh- und Angelpunkt. Für den Einstieg sind Daten und Schnittstellen besonders wichtig – diese tragen heute auch am ehesten zur Steigerung von Ressourceneffizienz in Unternehmen bei.

Im zweiten Schritt nutzen Unternehmen Plattformen, Prozessmonitoring über die Vernetzung von Sensoren und Aktoren sowie die prädiktive Wartung als wichtige Voraussetzungen für die Vernetzung in der Wertschöpfungskette. Viele digitale Technologien leisten bislang hier noch keinen Beitrag – insbesondere, wenn es um die weitere Vernetzung und Kollaboration oder Modellierung und Simulation geht.

Abbildung 2: Digitale Technologien für Ressourceneffizienz nach Fortschritt
Angaben „in hohem Maße“ in Prozent der Unternehmen mit digitalisierten Ressourceneffizienzmaßnahmen

Prod. Gew: Produzierendes Gewerbe, UDL: unternehmensnahe Dienstleistungen.
Befragung von knapp 900 Unternehmen im IW-Zukunftspanel. Quelle: Neligan et al. (2021)

Viele Unternehmen sehen im Einsatz digitaler Technologien für die Ressourceneffizienz den Vorteil, dass Einsparpotentiale erkannt und umgesetzt werden und zu Kostensenkungen führen. Auch die Kundennähe durch Vernetzung wird als vorteilhaft gesehen. Für die Industrie steht auch die verbesserte Transparenz bei Herstellungsprozessen im Vordergrund. Für unternehmensnahe Dienstleister ist eine intelligente Datenerfassung/-verknüpfung für Echtzeit-Monitoring ein wesentlicher Vorteil.

Herausforderungen und Voraussetzungen

Es fehlt insgesamt noch an passenden Lösungen (Abbildung 3). In vielen Unternehmen, vor allem in der Industrie, fehlen digitale Komplettlösungen. Insellösungen führen laut der Umfrage nicht zu einer umfassenden Digitalisierung.

Weitere Hemmschwellen sind die mangelnde Finanzkraft für den Aufbau einer komplett digitalisierten Anlage und die unzureichende Nachrüstbarkeit bestehender Anlagen. Es fehlen zudem häufig passende, auf das Unternehmen spezifizierte Softwarelösungen, vor allem in der Industrie. Oder es ist zu aufwändig, eingekaufte Softwarelösungen anzupassen oder der Unterstützungsbedarf ist zu hoch.

Abbildung 3: Hemmnisse bei der Umsetzung digitaler Komplettlösungen.
Hemmnisse beim Einsatz digitaler Technologien für Ressourceneffizienz, Angaben in Prozent der Unternehmen

Prod. Gew: Produzierendes Gewerbe, UDL: unternehmensnahe Dienstleistungen.
Befragung von knapp 900 Unternehmen im IW-Zukunftspanel. Quelle: Neligan et al., 2021

Grundvoraussetzung, um die Digitalisierung für Ressourceneffizienz voranzubringen, ist eine funktionierende Infrastruktur. Die Breitbandinfrastruktur sowie Datensicherheit, die für unternehmensübergreifende Vernetzung wichtig sind, sind laut der Unternehmensbefragung noch verbesserungswürdig. Zudem ist vielen Unternehmen, vor allem KMU, noch unklar, wie das Kosten-Nutzen-Verhältnis aussieht, da Informationen und fachkundige Beratungen fehlen. Auch mangelt es bei etwa einem Drittel der Unternehmen noch an Normen und Standards.

Deswegen wäre ein besserer Wissenstransfer wichtig, indem die verschiedenen öffentlich geförderten Angebote besser bekannt gemacht und miteinander verknüpft werden. Ein erster Schritt hierfür ist die im Rahmen der Studie erstellte Broschüre „Handlungsempfehlungen für KMU“, die hier erste Informationen und Ansatzpunkte liefert (IW / IW Consult / WIK, 2021).

Literatur

Bardt, Hubertus / Neligan, Adriana, 2019, Der Rohstoffverbrauch nimmt in Europa ab, IW-Kurzbericht, Nr. 25.

BMU – Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, 2020, Deutsches Ressourceneffizienzprogramm III, 2020 – 2023, Programm zur nachhaltigen Nutzung und zum Schutz der natürlichen Ressourcen.

Bundesregierung, 2018, Deutsche Nachhaltigkeitsstrategie – Aktualisierung 2018, Berlin

IW / IW Consult / WIK-Consult GmbH, 2021, Mehr Ressourceneffizienz durch Digitalisierung – Handlungsempfehlungen für kleine und mittlere Unternehmen, Broschüre im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie

Neligan, Adriana et al., 2021, Digitalisierung als Enabler für Ressourceneffizienz in Unternehmen, Studie im Auftrag des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie.