Umweltwirt­schaft in NRW

Der Teilmarkt Umweltfreundliche Energiewandlung, -transport und -speicherung umfasst Produkte und Dienstleistungen zur umweltfreundlichen Transformation des Energiesystems. Kernpunkte dabei sind die Nutzung von erneuerbaren Energiequellen und die Herstellung der dazu notwendigen, technologisch anspruchsvollen Anlagen bzw. Systemkomponenten, vor allem für Windenergieanlagen, Fotovoltaiksysteme und Anlagen zur Erzeugung von Wärme und Strom mit Biomasse. Diese Elemente bilden das Marktsegment Erneuerbare Energien. Da viele erneuerbare Energien fluktuierende (unstetige, nicht frei regelbare) Energiequellen darstellen, sind zur Transformation des Energiesektors weitere Maßnahmen nötig, um Angebot und Nachfrage in ein Gleichgewicht zu bringen. So zum Beispiel der vermehrte Einsatz von Energiespeichern, die das Marktsegment Speichertechnologien bilden.

Auch das Marktsegment Intelligente Energiesysteme und Netze umfasst Produkte und Dienstleistungen, um das Energiesystem an die erneuerbaren Energien anzupassen. Dazu gehören der Netzausbau, der regionale Schwankungen in der Bereitstellung von erneuerbarer Energie ausgleicht, und spezialisierte Betriebsmittel für die Anpassung des Elektrizitätsverteilnetzes an den steigenden Anteil dezentraler Energiewandlung. Das Marktsegment enthält außerdem die bedarfs- und verbrauchsorientierte Verknüpfung von Bereitstellung und Nachfrage durch Informations- und Kommunikationstechnologien im Rahmen des Smart-Grid-Paradigmas.

Das Marktsegment Energieeffiziente Gebäude umfasst Produkte und Dienstleistungen, die die Energieeffizienz von Wohn- und gewerblich genutzten Gebäuden erhöhen. Neben Wärmedämmung, Isolierung und den zugehörigen Materialien, z. B. Dämmplatten und Isolierverglasungen, leistet Gebäudetechnik einen entscheidenden Beitrag zur Energieeffizienz. Schlüsseltechnologien sind dabei unter anderem spezielle Lüftungstechnik, LED-Beleuchtung, Blockheizkraftwerke und wärmepumpenbasierte Heizungssysteme. Systemlösungen wie Passivhäuser und IKT-basierte Smart-Home-Systeme ergänzen das Marktsegment.

Einsparpotenziale liegen auch in energieverbrauchenden Prozessen, besonders in der industriellen Produktion. Die Technologien, die diese Potenziale erschließen, bilden das Marktsegment Energieeffiziente Produktionsprozesse und Technologien. Dazu gehören unter anderem die Automatisierung und bessere Steuerung von Prozessen, Regel- und digitale Vernetzungstechnik (Stichwort Industrie 4.0) sowie Wärmerückgewinnung und Abwärmenutzung. In beiden Marktsegmenten spielen auch Dienstleistungen zur Konzeption, Errichtung oder Implementierung energieeffizienter Gebäude und Technologien eine entscheidende Rolle, z. B. einschlägige Architektur, Bau, Design und Installation.

Unter Verwendung unspezifischer Vorleistungen und Rohstoffe werden im Marktsegment Energieeffiziente Gebäude Gebäudetechnik und Isolier- bzw. Dämmmaterialien hergestellt. Diese werden, basierend auf Architektur-, Planungs- und Beratungsleistungen, gegebenenfalls auch auf Contracting-Schemata, durch Handwerk und Bau in energieeffiziente Gebäude umgesetzt. Im zweiten Marktsegment Energieeffiziente Produktionstechnologien werden technische Komponenten und Geräte entwickelt und gefertigt. Außerdem findet Wertschöpfung statt, wenn diese unter Rückgriff auf Planungs-, Beratungs- und IT-Dienstleistungen in Produktionsmaschinen und -prozessen installiert werden.

Der Teilmarkt gliedert sich in fünf Marktsegmente. Das Marktsegment Nachwachsende Rohstoffe und umweltfreundliche Materialien umfasst die Herstellung von biotischen Rohstoffen und von Materialien mit vergleichsweise geringem Umweltschadenspotenzial, die als erneuerbare Alternative zu erdölbasierten oder mineralischen Produkten verwendet werden können. Dazu gehören beispielsweise Naturfasern, Bio-Schmierstoffe, Bio-Werkstoffe und Bio-Baustoffe wie Dämm- und Leichtbauplatten einschließlich der zugehörigen Verbundstoffe. Biotische Rohstoffe können dann als umweltfreundliche Materialien angesehen werden, wenn durch ihren Einsatz z. B. begrenzt verfügbare mineralische oder fossile Ressourcen geschont werden und nach dem Ende ihrer Nutzung eine vergleichsweise umweltverträgliche Beseitigung oder Rückgewinnung möglich ist. Materialeffiziente Produktionsprozesse und Technologien sowie Stoffstrommanagement verringern die Einsatzmengen von Rohstoffen und Betriebsmitteln. Ressourcenschonende, abfallarme Produktionsverfahren zeichnen sich häufig durch den Einsatz alternativer Werkstoffe aus. Weitere Maßnahmen sind v. a. die Anwendung innovativer Prozessteuerung, Regeltechnik, Sensorik und Software, die Kreislaufführung von Betriebsmitteln sowie die Reduzierung des Bedarfs an Schmiermitteln, Verschleißteilen und Zusatzstoffen. Auch ein Produktdesign, das auf Langlebigkeit und Recyclingfähigkeit ausgelegt ist, trägt zur Materialeffizienz bei.

Das Marktsegment Abfallsammlung und -behandlung deckt Dienstleistungen und die Infrastruktur für Sammlung und Transport ab. Teilweise bereits getrennt nach bestimmten Stoffgruppen, werden diese, sofern sie nicht recyclingfähig sind, anschließend umweltverträglich beseitigt. Die Rückgewinnung der enthaltenen Wertstoffe ist Gegenstand des Marktsegments stoffliche und energetische Verwertung. Es umfasst die Sortierung bzw. Trennung von Abfällen zur Rückgewinnung darin enthaltener Wertstoffe und die Herstellung von Recyclingmaterialien wie z. B. Papier. Die für die Umsetzung der Prozesse und Verfahren zur Abfallbehandlung, -aufbereitung und -verwertung erforderlichen Einrichtungen bzw. Technologien, wie z. B. Sortieranlagen, Abfallfördereinrichtungen, Anlagen zur Demontage, zur Altpapierbearbeitung und zur Abfallverbrennung, bilden das Marktsegment Anlagentechnik für die Abfallwirtschaft.

Das Wertschöpfungssystem des Teilmarktes ist bestimmt durch ein heterogenes Set an Unternehmen aus der Chemiebranche, der Landwirtschaft, der Abfallwirtschaft und dem Maschinenbau. Zwischen den einzelnen Marktsegmenten bestehen erhebliche Zusammenhänge bei der Wertschöpfung, die im Wesentlichen entlang eines stofflichen Kreislaufs stattfindet.

Der Teilmarkt untergliedert sich in drei Segmente. Das erste Marktsegment, umweltfreundliche Mobilitäts- und Antriebstechnologien, vereint ein breites Spektrum verschiedener Enabler-Technologien. Es reicht von Technologien zur Verbesserung konventioneller Antriebsformen (z. B. Hybridmotoren) über alternative Kraftstoffe (Bio-Kraftstoffe, Wasserstoff) bis hin zu alternativen Antrieben (E-Fahrzeuge, Brennstoffzellen). Darüber hinaus zählen hierzu auch Technologien, die verkehrsspezifische Emissionen wie CO2 und Lärm mindern, und Fahrzeugsysteme, die umweltfreundlichere Alternativen zum motorisierten Individualverkehr ermöglichen, wie Busse, Schienenfahrzeuge und Fahrräder.

Das Marktsegment Umweltfreundliche Logistik- und Mobilitätsdienstleistungen umfasst verschiedene Dienstleistungen des Personen- und Güterverkehrs, die ressourcen- bzw. klimaschonende Alternativen zum motorisierten Individualverkehr bzw. Straßengüterverkehr darstellen. Dazu zählen insbesondere der ÖPNV und der öffentliche Personenfernverkehr durch Züge und Fernbusse sowie der Transport von Gütern auf Schienen und Wasserstraßen. Mit dem Car-Sharing wird das Marktsegment ergänzt durch eine Dienstleistungsinnovation der letzten Jahre, die bei konsequenter Verbreitung eine beachtliche Effizienzsteigerung in der Nutzung von Ressourcen und Verkehrsflächen herbeiführen kann.

Zum Marktsegment Intelligente Verkehrsmanagementsysteme und Infrastruktur zählen Produkte und Aktivitäten zur Optimierung von Verkehrsströmen, wie z. B. Navigationssysteme oder Verkehrsanalysen, und das hierfür nötige Equipment. Umweltfreundliche Mobilität muss zudem über Verkehrsinfrastrukturen ermöglicht werden. Hierzu zählen neben dem Schienen- und Trassenbau auch die Bereitstellung von Bahnhöfen und Häfen sowie lärmmindernde Infrastruktur wie Schallschutzwände oder Flüsterasphalt, außerdem weitere Infrastruktur für eine umweltfreundliche Mobilität, wie z. B. die Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge.

Der Teilmarkt Wasserwirtschaft teilt sich in drei Marktsegmente auf. Das Segment Wasser- und Abwasserinfrastruktur bezieht sich auf die Netzinfrastruktur für Wasser und Abwasser, also zum einen auf die Herstellung von Wasserrohrleitungen und Kanalisationssystemen sowie auf den Tiefbau, zum anderen zählen Dienstleistungen und Wirtschaftsgüter zu diesem Segment, die für die Wasserverteilung und den Kanalisationsbetrieb benötigt werden, einschließlich Herstellung und Installation. Wesentliche Produkte und Komponenten sind hier Pumpen, Ventile und Armaturen. Das Marktsegment Wassergewinnung, -aufbereitung und Abwasserbehandlung umfasst die Wasserversorgung einschließlich Wassergewinnung und -aufbereitung sowie die Abwasserbehandlung und -entsorgung. Dazu gehören die Dienstleistungen der kommunalen Wasserwerke und Klärwerke samt Verfahrens- und Prozesstechnik. Das Segment wird ergänzt durch die Herstellung von Produkten, die für die kommunale und industrielle Wassergewinnung, -aufbereitung und Abwasserbehandlung notwendig sind. Aktuelle Herausforderungen wie die Schadstoff- und Spurenstoffelimination könnten perspektivisch einen Technologieschub und erweiterte Absatzmöglichkeiten bewirken.

Der Teilmarkt der Wasserwirtschaft wird komplettiert durch die Produkte und Dienstleistungen im Segment Monitoring und Analyseverfahren, Wasser- und Abwassermanagement. Bei den Wasserverbänden in NRW liegt großes Know-how, das auch national und international genutzt werden könnte. Zum Einsatz kommen dabei elektrische und nichtelektrische Mess- und Kontrollinstrumente sowie Apparate, Instrumente und Geräte für die physikalischen und chemischen Untersuchungen, für die Überwachung und Steuerung der Netze, für Verbrauchs- und Durchflussmessung, Leckageortung und Druckmanagement.

Der Teilmarkt lässt sich in zwei Segmente trennen. Das Segment Lärmminderungs- und Luftreinhaltungstechnologien umfasst in erster Linie technologische Enabler-Produkte. Hierzu zählen u. a. mechanische Filterapparate, Abscheider und Katalysatoren, Chemikalien (z. B. Aktivkohle), Grundstoffe (v. a. Textilien) sowie Materialien und Produkte zur Schalldämmung und -dämpfung. Hinzu kommen spezialisierte Dienstleistungen wie u. a. Baudienstleistungen, Installation und Ingenieurdienstleistungen, die maßgeblich zur Implementierung dieser Technologien beitragen. Das Segment Bodenschutztechnologien und -sanierung stützt sich insbesondere auf Dienstleistungen zur Beseitigung von Bodenverschmutzungen. Hinzu kommen vorbereitende Analyse- und Forschungstätigkeiten. Dabei werden verschiedene Produkte eingesetzt, u. a. Messtechnik, Geräte zur Filterung und mechanischen Bodenbearbeitung, Spezialöfen, abschirmende Folien und Sicherheitsbehälter für den Transport von Gefahrgut. Außerdem kommen chemische Stoffe zum Einsatz.

Das Wertschöpfungssystem des Teilmarkts unterteilt sich in relativ geschlossene Marktsegmente. Im ersten Marktsegment geschieht die Wertschöpfung hauptsächlich bei der Produktion von Komponenten und Anlagen. Vor allem Bau- und Installationsleistungen, die den Anlagenbetrieb ermöglichen, unterstützen diesen Prozess. Im zweiten Marktsegment ist die Wertschöpfung hauptsächlich durch Dienstleistungen geprägt. Die Beseitigung von Umweltverschmutzungen wird durch Planungs- und Forschungsaktivitäten vorbereitet. Ergänzend treten hier industrielle Wertschöpfungsprozesse auf, deren Produkte zur Durchführung der Schutz- und Sanierungsleistungen benötigt werden. Hierzu zählen unter anderem auch Systeme zur Reinigung abgesaugter Bodenluft und weitere Filtersysteme, die im ersten Marktsegment bereitgestellt werden.

Die nachhaltige Forstwirtschaft zielt darauf ab, die biologische Vielfalt der Waldflächen sowie ihre Produktivität, Verjüngungsfähigkeit und Vitalität zu erhalten sowie die Fähigkeit, gegenwärtig und in Zukunft wichtige ökologische, wirtschaftliche und soziale Funktionen zu erfüllen. Zudem muss die Bewirtschaftung in einer Art und Weise erfolgen, die anderen Ökosystemen keinen Schaden zufügt. Das dabei gewonnene Holz nimmt als nachwachsender Rohstoff eine wichtige Rolle beim nachhaltigen Wirtschaften ein.

Das Wertschöpfungssystem des Teilmarkts Nachhaltige Holz- und Forstwirtschaft besteht aus dem Marktsegment Nachhaltige Holzproduktion mit den zentralen Aktivitäten Forstwirtschaft und Holzeinschlag. Diese werden durch Dienstleistungen wie Waldbestandsaufnahme, forstwirtschaftliche Beratungsleistungen sowie Waldschutz und Waldbrandbekämpfung unterstützt. Die Bereitstellung des nachhaltigen Rohstoffs Holz vor der Verarbeitung in bestimmte Endprodukte erfolgt schließlich durch die Holzverarbeitung in Säge-, Hobel- und Holzimprägnierwerken.

Die steigende Nachfrage nach ökologischen Lebensmitteln, die zunehmende Sorge um die Nachhaltigkeit der Bewirtschaftung von landwirtschaftlichen Böden und der Wissenszuwachs beim Bewirtschaften in Nährstoffkreisläufen mit ausgedehnten Fruchtfolgen haben dazu geführt, dass die ökologische Landwirtschaft als beispielhaft für praktizierten Umweltschutz wahrgenommen wird. Sie ist auf langfristigen Erhalt ausgerichtet und dient der Sicherung der Lebensgrundlagen. Dabei verzichtet sie auf eine synthetische Unterstützung bei der Bewirtschaftung, z. B. mit Mineraldünger und chemischen Pflanzenschutzmitteln.

Neben den Produkten, die von der ökologischen Landwirtschaft erzeugt werden („Bio-Produkte“), lassen sich dem Teilmarkt Umweltfreundliche Landwirtschaft auch Technologien und Anwendungen zurechnen, die zu einer umweltschonenden Landbewirtschaftung beitragen: Das Marktsegment Ökologischer Landbau beinhaltet alle Bereiche der Landwirtschaft, angefangen beim ökologischen Anbau von ein- und mehrjährigen Pflanzen und der ökologischen Aufzucht und Haltung von Tieren mit den direkt daraus resultierenden pflanzlichen und tierischen Erzeugnissen. Ergänzend werden die zugehörigen landwirtschaftlichen Dienstleistungen hinzugezählt. Das Marktsegment Grüne Agrartechnologien umfasst Maschinen und Hilfsmittel für eine umweltschonende Landbewirtschaftung. Hierzu gehören einerseits Gerätschaften, die speziell für die Methoden der ökologischen Landwirtschaft benötigt werden. Andererseits fallen darunter ebenfalls Maschinen, die zur Verbesserung des Umweltschutzes in der konventionellen Landwirtschaft beitragen, auch wenn nicht der gesamte Produktionsprozess den Grundsätzen ökologischer Landwirtschaft entspricht. Dazu gehören unter anderem Agrartechnik zur Unkrautregulierung (z. B. Präzisionshacken und Schlepper zum Abflammen), bodenschonende Bereifung für Agrarfahrzeuge, Mähdrescher mit zwei- oder mehrphasigen Trennsystemen für Mischkulturen sowie für den ökologischen Landbau zugelassene Pflanzenschutzmittel (beispielsweise Schwefel-, Kalium- oder Eisenpräparate, Ethylen, Öle).