Umweltwirtschaft NRW
Ministerium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen
Weltweit wachsender Bedarf zur Eindämmung von Luft-, Lärm- und Bodenbelastungen

Minderungs- und Schutztechnologien

Die Minderungs- und Schutztechnologien umfassen mit den sogenannten additiven Umweltschutztechnologien (End-of-Pipe-Technologien) und anderen nachgelagerten Umweltschutzmaßnahmen klassische Elemente der Umweltwirtschaft. Sie bleiben trotz zunehmender Fortschritte der Enabler-Technologien anderer Teilmärkte von hoher Bedeutung.

Luft- und Bodenverschmutzungen sowie Lärm stellen nach wie vor drängende Umweltprobleme dar. Effiziente Minderungs- und Schutztechnologien sind häufig eine Voraussetzung dafür, strenge Umweltschutzvorgaben durchsetzen und gleichzeitig die Wettbewerbsfähigkeit der Industrie erhalten zu können. In Nordrhein-Westfalen sind diese Technologien bereits seit den 60er-Jahren unter dem Stichwort „Blauer Himmel über der Ruhr“ mehr und mehr zum Einsatz gekommen. Dies trug frühzeitig zum Aufbau regionaler Kompetenzen bei, die heute einer internationalen Vermarktung zugutekommen. Mit Blick auf rasant wachsende Megacities und steigende Umweltansprüche der Bevölkerung nimmt hierbei die Bedeutung von Schwellenländern als Abnehmermärkte stark zu.

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.

Erwerbstätige und Umsätze der Minderungs- und Schutztechnologien in NRW

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 in sich 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 Produkte und Leistungen beider Marktsegmente werden von der öffentlichen Hand und gewerblichen Akteuren nachgefragt.

Wertschöpfungssystem
Wertschöpfungssystem des Teilmarkts Minderungs- und Schutztechnologien
Innovationen
Eine Wortwolke mit aktuellen Begriffen aus den Minderungs- und Schutztechnologien, im Mittelpunkt stehen Bodenkörpersanierung, LIF-Sonde, Innovative Dämmstoffe und weitere

Minderungs- und Schutztechnologien haben in Nordrhein-Westfalen eine lange, positiv besetzte Tradition. Der "blaue Himmel über der Ruhr" ist seit Willy Brandt zum Synonym für diesen Teilmarkt geworden. Auch wenn die Fortschritte enorm sind, bleibt die Schadstoffbelastung in den Städten an Rhein und Ruhr ein relevantes Thema. Innovative Ideen zur Vermeidung von Verunreinigungen, die Identifikation von Belastungen einschließlich neuer Analyseverfahren sowie die Luftreinhaltung und Bodensanierung sind in einem so dichtbesiedelten Bundesland wie Nordrhein-Westfalen weiterhin notwendig, um Arbeits-, Wohn- und Lebensräume zu erhalten.

Zudem sind es die Exportpotenziale, die im Rahmen der weltweit fortschreitenden Urbanisierung und der wirtschaftlichen Aufholprozesse in der Welt entstehen, die für die nordrhein-westfälischen Unternehmen zweifelsohne große Chancen bieten. Ein Beleg dafür ist das Wachstum des Exportvolumens im Teilmarkt, das in den Jahren 2010 bis 2016 über 5 % p. a. erreichte.

Die Wordcloud gibt Aufschluss über die differenzierten Innovationsthemen im Teilmarkt Minderungs- und Schutztechnologien. Die Digitalisierung ist an verschiedenen Stellen wichtiger Enabler. Allein dank der Möglichkeiten, die über Informations- und Kommunikationstechnologien inkl. der Messtechnik entstehen, können viele innovative Produkte und Verfahren umgesetzt werden. Darüber hinaus zeigen sich besonders im Bereich der Luftreinhaltungstechnologien innovative Technik- und Maschinenbaukompetenzen.

Die Grafik zeigt Innovationsschwerpunkte der Minderungs- und Schutztechnologien
Die Legende zur Grafik Innnovationsschwerpunkte

Lärmminderungs- und Luftreinigungstechnologien

Die Innovationsthemen in diesem Marktsegment, vor allem im Bereich der innovativen Filter- und Lüftungstechnik, dominieren das Geschehen im Teilmarkt. Neuartige Filtersysteme, die auf Glas- oder Nanofasern bzw. Plasma basieren, verfügen über bessere und für einige Schadstoffe spezifischere Filtereigenschaften als herkömmliche Filter. So wird Glasfaservlies z. B. zur Filtration von Ölnebel aus der Abluft eingesetzt. Weitere Einsatzmöglichkeiten sind die Staubfiltration in Lüftungs-, Klima-, und Heizungsanlagen oder die Farbnebelfiltration in Lackieranlagen. Als Herausforderung gilt es, die Filtermaterialen und die extrahierten Reststoffe einer Wiedernutzung zuzuführen. Beispiele hierfür sind innovative Metallfiltertextilien die Schwermetallionen binden oder Nanotechnologie bei Nadelfilzoberflächen, die über einen Lotoseffekt eine höhere feuchtigkeits-, öl-, staub- und schmutzabweisende Wirkung erzielen und somit die Regenerierung von Filterelementen erleichtern.

Die klassischen industriellen Luftreinhaltungstechnologien spielen in Nordrhein-Westfalen, vor allem aber auf dem internationalen Markt, eine wichtige Rolle. So werden Innovationen rund um die Entstickung klimaschädlicher Gase, die Entstaubung von Partikeln und Aerosolen aus (Ab-)Gasen und die Rauchgasentschwefelung in Nordrhein-Westfalen entwickelt und weltweit erfolgreich angeboten.
Die Digitalisierung sowie die Steigerung der Energieeffizienz sind wichtige Treiber für Entwicklungen in der Lüftungstechnik. Tageslichttechnik, Beheizung, Wärmerückgewinnung und Kühlung werden u. a. in natürlichen Brandlüftungs- und Lüftungssystemen kombiniert, die bedarfsgerecht und in Abhängigkeit von Sonneneinstrahlung und Wetterverhältnissen die optimalen Licht- und Lüftungsverhältnisse einstellen oder sich im Brandfall automatisch öffnen.Der Einsatz der Innovationen im Bereich der Lärmminderungstechnologie fällt in Nordrhein-Westfalen aufgrund der dichten Bebauung und Verkehrsinfrastruktur vorrangig in den Teilmarkt Umweltfreundliche Mobilität. Im Fokus liegen lärmmindernde Fahrbahnbeläge (u. a. Splittmastixasphalt, offenporige Fahrbahnbeläge), geräuschreduzierende Reifen sowie die Lärmreduzierung des Schienenverkehrs (z. B. durch hochelastische Schienen) und Neuentwicklungen bei der Flugzeugtechnik. Diese geräuschmindernden Technologien werden gemäß dem Abgrenzungsmodell der Umweltwirtschaft im Teilmarkt Minderungs- und Schutztechnologien behandelt (Schutzzweck). Neben diesen an der Schnittstelle zum Teilmarkt Umweltfreundliche Mobilität liegenden Innovationen ist die Entwicklung innovativer Dämmstoffe, beispielsweise besonders dünne Lärmdämmstoffe oder Einblasdämmung aus recycelten Kunststoffabfällen, die neben ihrer dämmenden Wirkung zusätzlich Schallschutz bieten, ein wichtiges Innovationsfeld.

Bodenschutztechnologien und -sanierung

Die Identifikation von möglichen Schadstoffen im Boden ist wichtiger Bestandteil und Voraussetzung für die Erstellung von Bodensanierungskonzepten. Durch die auch in anderen Medien, etwa Luft und Wasser, einsetzbaren LIF-Sonden (laserinduzierte Fluoreszenz LIF) sowie Electrical Conductivity- oder EC-Sonden und weitere innovative Messtechniken, wird die Bodenanalyse vereinfacht und eine punktgenaue Identifikation des betroffenen Bereichs und des Verunreinigungsgrades ermöglicht.

Die Entwicklung von neuen Bodensanierungsverfahren spielt in Nordrhein-Westfalen aufgrund der bereits vorhandenen und etablierten Verfahren eine wichtige Rolle. Bodenkörpersanierungen und verschiedene In-situ-Verfahren an der Schnittstelle zum Teilmarkt Wasserwirtschaft werden technologisch weiterentwickelt. Die IT- und Kommunikationstechnologien sind gerade in diesem Marktsegment von hoher Bedeutung, da die Messnetze und die Informationsübertragung wichtige technologische Elemente darstellen. Die Verfahren werden zunehmend auch international eingesetzt.

Internationalisierung
Die wichtigsten internationalen Absatzmärkte der Minderungs- und Schutztechnologien aus NRW

Die mit Abstand größte Nachfrage nach Produkten im Teilmarkt Minderungs- und Schutztechnologien weisen die USA mit einem globalen Importvolumen von 3,2 Mrd. Euro (Abbildung oben) auf. China folgt mit einem Importvolumen von 1,9 Mrd. Euro.

Ein besonders dynamisches Wachstum des Importvolumens zeigen die mittelosteuropäischen Staaten Ungarn (+23 % p. a.), Litauen (+19,5 % p. a.) und Lettland (+15,6 % p. a.). Auf Rang 8 folgt die Tschechische Republik (+12,5 % p. a.). Die beiden größten Nachfrageländer USA und China weisen eine im Vergleich dazu mittlere Dynamik auf (USA +11,6 % p. a., China +8,2 % p. a.). Von den westlichen und südlichen europäischen Nachbarländern versprechen das Vereinigte Königreich (Importvolumen Rang 3), Frankreich (Rang 6) und Spanien (Rang 7, Dynamik Rang 6) besondere Absatzpotenziale.
Die meisten Exporte Nordrhein-Westfalens gehen in diesem Teilmarkt aktuell in die Türkei (Exportvolumen 54 Mio. Euro) – mehr als in die USA (39 Mio. Euro) und nach China (41 Mio. Euro). In der Spitzengruppe sind auch die westeuropäischen EU-Staaten Niederlande (41 Mio. Euro), Frankreich (34 Mio. Euro) und das Vereinigte Königreich (34 Mio. Euro) vertreten.

Obwohl die Importnachfrage in den geografisch nahe gelegenen mittelosteuropäischen Staaten Ungarn, Litauen, Lettland und Tschechien ausgesprochen stark wächst, ist keines dieser Länder unter den Top-8-Exportländern Nordrhein-Westfalens vertreten. Zwar ist dies auch mit der entsprechenden Größe der jeweiligen globalen Importe zu erklären, kann aber auch auf zukünftige Marktchancen hinweisen. Die stark wachsende mittelosteuropäische Nachfrage im Teilmarkt Minderungs- und Schutztechnologien bedient Nordrhein-Westfalen jedenfalls noch nicht optimal. In der Region fällt nur Polen – mit 30 Mio. Euro Exportvolumen auf Rang 7 und in der Wachstumsdynamik mit 11 % p. a. auf Rang 12 – als vergleichsweise großer Absatzmarkt Nordrhein-Westfalens auf.

Größe und Entwicklung der Absatzmärkte im Teilmarkt Minderungs- und Schutztechnologien
Die Grafik das globale Importvolumen sowie das NRW-Exportvolumen für ausgewählte Märkte der Minderungs- und Schutztechnologien

Gute Aufstellung mit weiten Wachstumsmöglichkeiten

In Kombination der Kriterien globales Importvolumen und dynamische Entwicklung des Importvolumens bleiben die USA und China die bedeutendsten Nachfragemärkte für den Teilmarkt Minderungs- und Schutztechnologien (mittlere Abbildung). Die mittelosteuropäischen Nachbarländer sind wegen der ausgewiesenen Dynamik in der Entwicklung ihrer Nachfrage interessant. Im Vergleich zu anderen Teilmärkten fällt auf, dass die Exportvolumen in die einzelnen Länder im Gesamtbild recht ausgeglichen erscheinen. Wie bei der Wasserwirtschaft weist dies darauf hin, dass Nordrhein-Westfalen in diesem Teilmarkt bereits gut aufgestellt ist.

In der Rangliste der weltweit größten Absatzmärkte für Güter aus dem Teilmarkt Minderungs- und Schutztechnologien liegen die USA an der Spitze, gefolgt von China. Die Länder gehören auch für Nordrhein-Westfalen zu den bedeutendsten Absatzmärkten und werden daher in der folgenden Detailanalyse berücksichtigt (untere Abbildung). Besonders interessant ist zudem die Türkei: Das Schwellenland ist mittlerweile der wichtigste Absatzmarkt für Nordrhein-Westfalen und kann mit sehr hohen Zuwachsraten aufwarten. Mit dem Vereinigten Königreich und Polen werden außerdem zwei größere europäische Märktenäher untersucht, die durch ein relativ großes Volumen an nordrhein-westfälischen Importen und ein dynamisches Wachstum gekennzeichnet sind.

Exportziel Türkei im dominanten Marksegment Lärmminderungs- und Luftreinigungstechnologien besonders relevant

Das Marktsegment Lärmminderungs- und Luftreinigungstechnologien ist im Hinblick auf das Importvolumen der fünf betrachteten Länder von größter Bedeutung. Auch Nordrhein-Westfalen adressiert vorrangig dieses Marktsegment. Besonders sticht hier mit 52 Mio. Euro und einem außerordentlichen Wachstum von 25 % p. a. zwischen 2010 und 2016 das Exportvolumen aus Nordrhein-Westfalen in die Türkei hervor. Die Potenziale dieses Marktes werden von den Unternehmen aus Nordrhein-Westfalen umfassend bedient. Die Exporte aus Nordrhein-Westfalen in die USA und nach China verlieren im Vergleich zu der Türkei an Bedeutung, das Exportwachstum kann in diesen Märkten nicht mit der Entwicklung der Importnachfrage Schritt halten.

Das chinesische Importvolumen wächst zudem insbesondere im Marktsegment Bodenschutztechnologien und -sanierung mit 10,1 % p. a. und somit stärker als im Marktsegment Lärmminderungs- und Luftreinigungstechnologien (+7,8 % p. a.). Dieser Trend zeigt sich in Nordrhein-Westfalens Exporten bisher nicht. Im Gegenteil steigen die Exporte in diesem letztgenannten Marktsegment mit 4,9 % p. a. deutlich stärker als in jenem (+0,3 % p. a.). Unter Berücksichtigung des globalen Importvolumens und der Dynamik Chinas wäre eine ausgewogenere Fokussierung des Außenhandels auf beide Marktsegmente zu empfehlen. Dieser Aspekt ist gerade vor dem Hintergrund der zunehmenden Bemühungen Chinas bei der Bekämpfung von Luft- und Bodenverschmutzung von Bedeutung.