Auf dem Weg zur vernetzten Stadt: Strategien und Projekte für Smart Cities

Wie können Daten und Technologien so zusammengeführt werden, dass Wohnraum und Energie effizient genutzt, Mobilität sinnvoll gestaltet, Ressourcen geschont und dabei noch die Ansprüche der Bürger berücksichtigt werden? Wir blicken im Rahmen unseres Top-Themas auf Städte, die schon heute smarter sind als andere und fragen, welche Technologien dazu beitragen können, den urbanen Alltag zu verbessern.

von Sven Ebbing
News

Datum: 07.08.2018 16:31

So weit Städte häufig noch davon entfernt sind, „schlau“ zu sein, so intensiv planen einige schon seit langem an ihrer digitalen Zukunft. Übergreifende Smart-City-Strategien gibt es bisher beispielsweise in Kopenhagen, Amsterdam, Wien oder Boston – Orte, die in Sachen Verkehr und Klimaschutz ohnehin schon Vorreiter sind. In Deutschland haben sich Städte wie Hamburg, Berlin, Düsseldorf, Dortmund oder auch Oldenburg fest vorgenommen, Vorbild in Sachen intelligenter Vernetzung zu werden.

In allen relevanten Bereichen des städtischen Lebens gibt es bereits heute eine Vielzahl von Projekten, die in die Zukunft weisen. Wer dabei zusehen will, wie eine schlaue Stadt entsteht, kann beispielsweise nach Kopenhagen blicken. Die dänische Hauptstadt möchte bis 2025 Smart City werden und treibt ihre Pläne mit Nachdruck voran. Seit einiger Zeit arbeiten Verwaltung und Wissenschaft etwa an einem intelligenten Verkehrsmanagement-System, das den Verkehrsfluss optimieren soll. Durch weniger Stillstand verringern sich so auch die CO2-Emissionen, was perfekt in die klimafreundliche Agenda der größten Stadt Dänemarks passt. Dass Autos in Kopenhagen ohnehin gegenüber dem öffentlichen Nahverkehr und dem Fahrrad das Nachsehen haben, ist inzwischen weltweit bekannt.

Datensammlung im Vorbeifahren

Zusätzliche Daten, auf deren Grundlage das Verkehrsmanagement verbessert werden kann, sollen durch in Ampeln installierte WLAN-Zugangspunkte gesammelt werden. So kann die Bewegung zahlreicher Verkehrsteilnehmer anhand von Verbindungsdaten in Echtzeit erfasst werden. In Frage kommen dafür sowohl WLAN-fähige Busse, Autos und Fahrräder als auch Smartphones oder Fitness-Tracker. Mithilfe der Datenströme kann der Verkehr besser gelenkt werden, weil Parksysteme, Ampeln und auch Ladestationen für E-Autos miteinander vernetzt sind. Autofahrer finden dann schneller einen Parkplatz, Ampelschaltungen können optimiert werden und Ladesäulen ihren Energiebedarf mithilfe intelligenter Messsysteme übermitteln.

Smart-City-Konzepte erschöpfen sich jedoch bei weitem nicht nur in Fragen von Verkehr und Mobilität. So will Kopenhagen beispielsweise Sensoren in Mülleimern anbringen, um Füllstände automatisch zu ermitteln und so die Müllabholung effektiver planen zu können. Auch für das Wasser-Management können Sensoren in Abwasserkanälen viele Vorteile bringen. Die Verfügbarkeit von Daten ist zweifellos eine der zentralen Voraussetzungen dafür, dass aus einer Stadt eine Smart City werden kann. Deshalb hat die Kopenhagener Stadtverwaltung in Zusammenarbeit mit einem großen Technologiekonzern unter dem Namen „City Data Exchange“ den ersten Marktplatz für öffentliche und private Daten eingerichtet. Die Daten stammen aus verschiedenen Quellen, etwa von Ämtern, Energieversorgern, aus der Kriminalitätsstatistik oder von den erwähnten Sensoren und Messpunkten in der Infrastruktur. Die Daten, die auf dem digitalen Markplatz zusammengeführt werden, soll jeder verwenden können, egal ob App-Entwickler, Ingenieure, Unternehmer oder die Stadt selbst. Mithilfe der Daten, von denen nicht alle kostenlos zu haben sein werden, sollen neue Dienste und Software-Lösungen konzipiert werden – am besten natürlich im Sinne der Smart City.

Neue Services und Anwendungen etwa in den Bereichen Verkehrs-, Abfall-, Beleuchtungs- oder Gebäudemanagement könnten Kopenhagen noch schlauer machen, als es eh schon ist. Der Technologie-Spezialist Hitachi, der den Daten-Marktplatz mitentwickelt hat, weist mit zwei bereits entwickelten Anwendungen die Richtung: Eine erste App zeigt Bürgern und Unternehmen auf Grundlage der Daten dänischer Energieversorger an, wie groß der eigene Energieverbrauch und der individuelle CO2-Fußabdruck gegenwärtig ist. Eine zweite App stellt das persönliche Verhalten im Verkehr dar und macht dem Nutzer Vorschläge, schneller von A nach B zu kommen, Emissionen zu vermeiden oder unterwegs mehr Kalorien zu verbrennen.  

Bundesregierung will Zugriff regeln

Fest steht, dass unterschiedlichste Daten in möglichst großer Zahl der Rohstoff sind, aus dem die schlaue Stadt gemacht wird. Das hat inzwischen auch die deutsche Bundesregierung erkannt und sich im Zuge ihres gerade veröffentlichten Eckpunktepapiers zur Künstlichen Intelligenz vorgenommen, in den nächste Jahren ein Gesetz zu verabschieden, dass den Datenzugriff genauer regelt. Profitieren würde davon laut Wirtschaftsminister Peter Altmaier beispielsweise ein junges Unternehmen, das mit Daten, die bei öffentlichen Nahverkehrsgesellschaften anfallen, bessere Fahrpläne und neue Geschäftsmodelle entwickeln wolle. Das Vorhaben, Daten in großem Mengen zusammenzuführen, wirft aber gerade in Deutschland Fragen auf, weil das Thema Datenschutz hier einen vergleichsweise hohen Stellenwert genießt. Die Bundesregierung will deshalb sämtliche Daten anonymisieren lassen, bevor sie Dritten zur Verfügung gestellt werden. Altmaier: „Das ist eine – wie ich finde – sehr kluge Vorgehensweise, weil sie es einerseits erlaubt, mit diesen Daten zu arbeiten, anderseits aber die Privatsphäre der Betroffenen nicht verletzt.“

Viele Unternehmen in Deutschland arbeiten auch ohne neue gesetzliche Regelungen schon heute an der smarten Zukunft in den Städten. Vor allem im Mobilitätssektor, der sich besonders im Umbruch befindet, basteln auch etablierte Konzerne am Verkehr von Morgen. Der zu Volkswagen gehörende Ridesharing-Anbieter Moia beispielsweise startet nach einer mehrmonatigen Testphase seit Juli im regulären Betrieb in Hannover durch. Das Konzept ist schnell erklärt: Lizensierte Fahrer befördern Gäste mit VW-Vans durch die Stadt, Start- und Zielort haben die Gäste vorher per App festgelegt. Algorithmen bestimmen nicht nur die nächstgelegene virtuelle Haltestelle, sondern weisen dem Fahrer via Bordcomputer auch den kürzesten Weg, wenn er unterwegs noch andere Gäste einsammelt. Moia möchte mit seinem Angebot einerseits blinde Flecken des ÖPNV abdecken und Kunden andererseits günstiger als Taxis befördern. Die bisherigen Erfahrungen sind vielversprechend, sehr zum Missfallen des Taxigewerbes, das aufgrund der Finanzierung durch den VW-Konzern unfairen Wettbewerb beklagt. Auch einen eigenen Elektro-Van hat das ambitionierte Unternehmen Moia schon entwickelt, langfristig möchte man sogar Robotertaxis fahren lassen. Die nächste Stadt hat der Anbieter auch schon im Visier: In Hamburg soll es im Winter mit dem Testbetrieb losgehen.

Nahverkehr in der Luft

Dass sich der Nahverkehr der Zukunft nicht nur am Boden, sondern ergänzend auch in der Luft abspielt, davon sind sowohl Wissenschaftler als auch Unternehmer überzeugt. Flugtaxis bieten das Potenzial, die vollen Straßen der Städte zu entlasten und Passagiere schnell und umweltschonend von A nach B zu befördern. Vorne dabei in der Entwicklung von stadttauglichen Flugobjekten sind neben Riesen wie Airbus und Uber auch die beiden deutsche Startups Volocopter und Lilium, an denen sich hiesige Autokonzerne ebenfalls beteiligen. Die Firmen verfolgen unterschiedliche Konzepte – umweltfreundlich sind sie aber beide. Volocopter entwickelt lokal emissionsfreie und dank Mikroprozessoren autonom fliegende Lufttaxis. Ausgestattet mit 18 Propellern können nach dem Funktionsprinzip von Drohnen je zwei Passagiere bis zu 27 Kilometer weit transportiert werden. In sogenannten Volo-Hubs sollen die Flieger geparkt, gewartet und mit neuen Akkus versehen werden. Wenn Volo-Hubs so etwas wie Betriebshöfe sind, sollen einfach zu installierende Volo-Ports an verschiedenen Orten in der Stadt als Haltestellen dienen. Mit solch einer gut ausgebauten Infrastruktur wären die Flugtaxis deutlich schneller als ihre Pendants am Boden, der Preis soll sich aber ungefähr im gleichen Rahmen bewegen. Seine gar nicht mehr utopisch anmutende Vision einer Stadt, die durch hunderte Flugtaxis vernetzt ist, stellt das Startup in einem Video dar.

Lilium setzt auf eine Mischung aus Helikopter und Kleinflugzeug. Das Münchener Startup möchte schon im kommenden Jahrzehnt die Mobilität der Städte mit seinen Mini-Jets mitprägen. Bevor die Lilium-Flieger autonom unterwegs sind, sollen sie zunächst noch von Piloten gesteuert werden. Ein Prototyp mit zwei Sitzen wurde bereits erfolgreich getestet, ein Fünfsitzer ist in der Entwicklung. Die Flugtaxis von Lilium können bis zu 300 Stundenkilometer schnell werden und bis zu 300 Kilometer ohne Unterbrechung zurücklegen. Sollte die Bereitschaft der Städte und die Schnelligkeit der Genehmigungsverfahren mit der Technologie schritthalten, könnte man schon in wenigen Jahren die Lilium-Jets in einer Stadt inner- oder außerhalb Deutschlands am Himmel sehen. Passagiere sollen sie dann ganz einfach buchen können, auch hier ist die App das Mittel der Wahl.

Keine Smart City ohne breiten Dialog

Bei all den technischen Möglichkeiten, die sich für die Gestaltung der Stadt von Morgen bieten, kommt es besonders darauf an, die Bewohner eng in die Entwicklung hin zur Smart City einzubinden. Wer digitale Anwendungen und moderne Konzepte ohne begleitenden Dialog verordnet, wird auf wenig Akzeptanz und großen Widerstand stoßen. Schließlich sind Digitalisierung und Vernetzung kein Selbstzweck, sondern sollen sich stets an übergreifenden Zielen orientieren. Dazu gehören insbesondere die Funktionsfähigkeit der Städte, die Lebensqualität der Bürger und der Schutz von Klima und Umwelt. Das ist inzwischen auch in der Politik angekommen. „Wir können ‚Smart Cities‘ nicht wie in Asien top-down und auf der grünen Wiese planen und bauen“, schreibt Staatssekretär Gunther Adler in der Smart City Charta des Bundesbauministeriums. „Abgesicherte Test- und Erprobungsphasen, breite Information und Beteiligung der Betroffenen, intensive Abstimmung mit allen relevanten Akteuren, Offenheit und Transparenz im Umgang mit Risiken sowie kritische Kosten-Nutzen-Analysen sind wichtige Voraussetzungen dafür, dass die Stadtgesellschaft das nötige Vertrauen in den Einsatz digitaler Technologien aufbringen wird.“

Kurzum: Um aus vielversprechenden Einzelprojekten eine erfolgreiche Smart City zu machen, sind nicht nur Ingenieure, Programmierer und Verwalter, sondern alle Akteure des städtischen Lebens gefragt.

 

SCHWERPUNKTTHEMA: Wohnen 2.0: Die Energie-Zukunft für Wohn- und Lebensraum

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Artikel zum Themenschwerpunkt:

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