Stadt der Zukunft

Smart City für Ressourceneffizienz

Ausgangslage

Trotz (oder gerade wegen) der etwas ungenauen Definition der Smart City, handelt es sich um das wohl bekannteste Konzept aus dem Bereich der Stadtentwicklung. So sehr sich die verschiedenen Definitionen einer Smart City unterscheiden, teilen sie doch eine gemeinsame Schnittmenge: Jede Smart City basiert auf der Erhebung und Auswertung von Daten, die durch die Bewohnerinnen und Bewohner generiert werden. Diese Daten werden (bestenfalls) mit dem Ziel verwendet, Prozesse innerhalb der Stadt effizienter zu gestalten. Damit ist die Smart City ein wichtiger Baustein zur Bewältigung der Probleme, die sich in unseren immer schneller wachsenden Städten ergeben. In Deutschland verfolgen nahezu alle Großstädte sowie viele kleinere Städte Smart City-Strategien. Eine Querschnittsanalyse von bitkom zeigt, dass diese Strategien in erster Linie das Ziel einer höheren Lebensqualität sowie einer höheren wirtschaftlichen  Attraktivität verfolgen. Nach „Digitalisierung der Verwaltung“ und nach „Mobilität“ erreicht das Themenfeld Energie & Umwelt bei den verfolgten Smart City-Strategien die höchste Bedeutung. Die folgenden Städte belegen im Smart City-Ranking von bitkom die ersten zehn Plätze im Themenfeld „Energie & Umwelt“:

Handlungsempfehlungen

Derzeit ist in fast allen Ländern dieser Welt ein Trend zu zunehmender Urbanisierung zu beobachten. Diese Entwicklung geht in den vielen wachsenden Städten mit großen Problemen einher: überfüllte Straßen, ein Mangel an bezahlbarem Wohnraum, Ressourcenknappheit, logistische Engpässe sowie Luft- und Umweltverschmutzung. Auch deutsche Städte stehen vor großen Herausforderungen, die digitale und nachhaltige Stadtentwicklungskonzepte erfordern. Auf Bundesebene haben Smart Cities noch nicht die Bedeutung erlangt, die ihnen eigentlich zustehen müsste. Dabei gibt es inzwischen ein breites Spektrum smarter Stadtentwicklungskonzepte, die einen wichtigen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz liefern können.

Eine deutsche Smart City-Strategie

Damit Smart City-Konzepte ihre volle Wirkung entfalten und einen optimalen Beitrag zum Klimaschutz leisten können, muss auch auf der nationalen Ebene umgedacht werden. In Deutschland existiert noch immer keine bundesweite Strategie für die Digitalisierung von Kommunen. Die Smart City-Charta des damaligen Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit stammt bereits aus dem Jahr 2017 und definiert lediglich grobe Leitlinien.60 Die Veröffentlichung liefert hilfreiche, aber viel zu allgemeine Hinweise zur digitalen Transformation in den Kommunen. Es handelt sich keineswegs um eine ausgereifte Strategie, an der sich die Entscheidungstragenden orientieren könnten. Seit dem Jahr 2019 fördert die Bundesregierung ausgewählte Modellprojekte in deutschen Städten. Auch der nationale und internationale Erfahrungsaustausch soll im Rahmen der Förderung intensiviert werden. Die zuletzt getroffenen Maßnahmen gehen in die richtige Richtung, kommen allerdings zu spät. Eine ausgereifte Smart City-Strategie, die nationale Standards für Datennutzung und -sicherheit setzt, sucht man weiter vergebens. Ohne nationale Smart City-Strategie werden deutsche Städte auch nicht den bestmöglichen Beitrag zum Umwelt- und Klimaschutz liefern können. Eine solche Strategie muss konkrete Leitplanken für die Sammlung und Aufbereitung von Daten setzen und eine grundlegende Vision vorgeben, in welche Richtung sich unsere Städte entwickeln sollen. Die Hoheit über individuelle Smart City-Konzepte muss natürlich trotzdem in den Kommunen bleiben, denn diese wissen am allerbesten, welche Probleme und Herausforderungen vor Ort existieren.

Vielfalt von Smart City-Konzepten nutzen

Die Smart City ist eigentlich nur ein Sammelbegriff für eine Vielzahl intelligenter Konzepte, die das Leben und Wohnen in unseren Städten betreffen. Welche Konzepte zum Einsatz kommen, hängt von den individuellen Problemlagen vor Ort ab. Klar ist: Das Spektrum smarter Stadtentwicklungskonzepte ist inzwischen enorm und deckt nahezu alle Bereiche des urbanen Lebens ab. Alle Konzepte wurden mit dem Ziel entwickelt, das Leben in unseren Städten zu verbessern. Gleichzeitig sorgen sie jedoch auch für einen effizienteren Klimaschutz. Im Folgenden wird eine Auswahl unterschiedlicher smarter Stadtentwicklungskonzepte vorgestellt, die einen Eindruck von der Vielseitigkeit der Konzepte vermitteln sollen.

• Smart Parking
  Beim Smart Parking handelt es sich um intelligente Parkraumlösungen. Hierbei werden Parkplätze mit Sensoren ausgestattet, die erkennen, ob der Parkplatz derzeit belegt ist. Diese Informationen können dann über eine Smartphone-App oder über digitale Verkehrszeichen verfügbar gemacht werden. Diese Technologie verringert nicht nur den Stress bei der Parkplatzsuche, sondern führt auch zu signifikanten CO2-Einsparungen. Aus der Antwort auf eine kleine Anfrage der FDP-Bundestagsabgeordneten Daniela Kluckert geht hervor, dass durch intelligente Parkraumlösungen bis zu 900.000 Tonnen CO2 pro Jahr eingespart werden können.61 Eine Studie von INRIX zeigt die deutschen Städte, in denen die Parkplatzsuche am längsten dauert (siehe Abbildung 7). Insgesamt befindet sich ein Autofahrer in Deutschland durchschnittlich 41 Stunden pro Jahr auf Parkplatzsuche.

• Smart Waste Management
  Beim Smart Waste Management werden anhand von Sensoren die Füllstände von Containern, Mülltonnen und Abfallbehältern erfasst. Mit den gewonnenen Messwerten können die Fahrten von Müllabfuhren deutlich effizienter gestaltet werden. So können insbesondere unnötige Fahrten vermieden werden, wenn bekannt ist, dass Container noch nicht ausreichend gefüllt sind. Über eine Smartphone-App kann auf Grundlage der Informationen die optimale Streckenführung berechnet werden. Die eingesparte Fahrtstrecke reduziert nicht nur die Verkehrsbelastung auf den Straßen, sondern führt auch zu einer Reduktion des Schadstoff- und CO2-Ausstoßes.
• Smart Street Lights
  Bei intelligente Lichtlösungen (Smart Street Lights) handelt es sich insbesondere um Straßenlaternen, die nur dann heller werden, wenn sich Fahrzeuge, Fahrräder oder Fußgängerinnen und Fußgänger nähern. Hierdurch wird zum einen Energie eingespart, da die Beleuchtung nur dann genutzt wird, wenn sie auch wirklich gebraucht wird. Zum anderen trägt eine solch schonende Beleuchtung auch zum Tierschutz bei, indem Vögel, Insekten oder Fledermäuse vor dauerhafter Lichteinwirkung geschützt werden. Smarte Straßenlaternen bieten neben der Beleuchtung auch weitere Optionen für die Entwicklung der Smart City: Neben weiteren denkbaren Nutzungsmöglichkeiten können sie öffentliches WLAN bereitstellen, als öffentliche Ladestation für E-Fahrzeuge dienen oder mit eingebauten Sensoren den Verkehrsfluss analysieren.
• Building Information Modeling (BIM)
  Die Digitalisierung führt in nahezu allen Wirtschaftsbranchen zu neuen Abläufen und veränderten Geschäftsprozessen, die auch vor der Bauwirtschaft nicht haltmachen. Die digitale Stadt sollte auch digital geplant und gebaut werden. Beim Building Information Management (BIM) werden alle Informationen des geplanten Bauvorhabens in ein virtuelles Modell eingespeist, auf das alle Projektbeteiligten zugreifen können. Somit existiert das fertige Projekt bereits vor Baubeginn als dreidimensionales Computermodell. Mit Hilfe dieses Modells sind die beteiligten Parteien zu jedem Zeitpunkt über die Veränderungen im Planungs- und Bauprozess informiert. Der zentrale Vorteil der vernetzten Modellierung liegt auf der Hand: Es gehen keine Informationen verloren. Insbesondere bei komplexen Projekten ist die ständige Verfügbarkeit aller Informationen von zentraler Bedeutung, um eine termingerechte Fertigstellung zu gewährleisten. Auch der Ressourceneinsatz lässt sich zu jedem Zeitpunkt des Bauprozesses im Auge behalten. Im internationalen Vergleich hinken deutsche Städte beim digitalen Bauen deutlich hinterher. Hierzulande sollte man also so schnell wie möglich damit beginnen, die BIM-Nutzung bei öffentlichen Infrastrukturprojekten konsequent umzusetzen und auch bei kleineren
  öffentlichen Bauaufträgen verpflichtend auszuschreiben.
• Smart Buildings
  In intelligenten Gebäuden (Smart Buildings) werden Daten in Echtzeit erhoben, um eine optimale Instandhaltung und Effizienz der Gebäudenutzung zu gewährleisten. Anders als beim Smart Home, welches sich auf die Digitalisierung einer einzelnen Wohnung bezieht, steht beim Smart Building die digitale Vernetzung des gesamten Gebäudes im Vordergrund. Eine besondere Bedeutung haben Smart Buildings für die effiziente Energienutzung. So können vernetzte Sensoren im Gebäude zielgenau erfassen, welche Räume aktuell genutzt werden und welche Bedingungen die Menschen in diesen Räumen vorfinden. Basierend auf diesen Informationen können in einem Smart Building Beleuchtung, Temperatur und Raumluft automatisch angepasst werden. Durch die differenzierte Steuerung ist der Energieeinsatz in einem Smart Building deutlich effizienter als in einem „normalen“ Gebäude“. Ein weiterer Vorteil ist die optimale Bereitstellung von Informationen. So können alle Daten zum Energieverbrauch, zu Nutzungszeiten und zu anfallenden Wartungsarbeiten nutzerfreundlich visualisiert werden. Insbesondere auf kommunaler Ebene kann man beim Thema „Smart Building“ mit gutem Beispiel vorangehen und den Neubau öffentlicher Liegenschaften entsprechend planen.
• Datensouveränität in der Smart City
  Alle hier aufgeführten Konzepte basieren auf der Erhebung und Auswertung von Daten. Diese Daten sind damit Grundlage jeder Smart City. Insbesondere aus liberaler Perspektive stellt sich die Frage, wie mit diesen Daten umgegangen werden soll. Bei den erhobenen Daten ist insbesondere zwischen personenbezogenen und nicht-personenbezogenen Daten zu unterscheiden. Personenbezogene Daten dürfen nur gestützt auf einen der rechtlichen Erlaubnistatbestände verarbeitet werden, der Datenschutz hat hier höchste Priorität. Die Erhebung und Nutzung von Daten basiert häufig auf Einwilligungen. Für diesen Fall ist sicherzustellen, dass die Menschen in einer Smart City informierte Entscheidungen treffen können und ihnen zu diesem Zweck alle Informationen darüber zur Verfügung stehen, welche Daten, wo, in welcher Weise und zu welchem Zweck verarbeitet werden. Gleichzeitig sollte für nicht-personenbezogene Daten das Open-Data-Prinzip gelten, sodass diese Daten grundsätzlich für neue Geschäftsmodelle zugänglich gemacht werden können. Modelle, in denen für hochwertige Datensätze Nutzungsgebühren erhoben werden, sind denkbar. Dem Prinzip der Datensouveränität kommt in der Smart City eine wichtige Rolle zu. Deshalb ist den Menschen in der Smart City die Möglichkeit zu gewähren, die Daten, an deren Entstehung sie beteiligt sind, einzusehen und für ihre eigenen Zwecke zu nutzen.