Smart City

Gesamtheitliche Entwicklungskonzepte sollen die Städte der Zukunft effizienter, technologisch fortschrittlicher, grüner und sozial inklusiver werden lassen. Diese Konzepte werden unter dem Begriff „Smart City“ zusammengefasst. Die Lösungen zielen dabei auf alle Bereiche des urbanen Zusammenlebens ab.

Vor allem ist eine Smart City ein Rahmenwerk der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT), dass sich der Lösung realer Probleme widmet, mit denen die Bürger in ihrem Alltag konfrontiert sind. Sie ermöglicht die Entwicklung, den Einsatz und die Förderung von Lösungen für eine nachhaltige Urbanisierung. Dank eines “intelligenten” Netzwerks aus verbundenen Maschinen, Infrastrukturen und Objekten, die sich auf drahtlose Technologie zur Informationsübertragung stützen, sind Kommunen in der Lage, einige der am häufigsten wiederkehrenden Probleme anzugehen, die das Wachstum von urbanen Gebieten mit sich bringen.

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Trends, die moderne Städte herausfordern

  1. Die weltweit definierten Klimaziele treiben lokale Nachhaltigkeitsstrategien. Städte sind für mehr als 70 Prozent der CO2-Emissionen verantwortlich und verbrauchen bis zu 76 Prozent der Energie – sie sind von den Folgen des Klimawandels besonders betroffen und gleichzeitig wesentliche Verursacher des Klimawandels.
  2. Die Corona-Pandemie hat Ansprüche und Bedürfnisse der Lebens- und Arbeitswelt neu definiert. Alle Ebenen der Stadtverwaltung – ob Bundes, Länder und Kommunalebene sind nun gefordert, durch eine digitale und unbürokratische Arbeitsweise in der Krise schlagfertig zu bleiben, dabei kann die interkommunale Zusammenarbeit zwischen den Verwaltungen und Stadtwerken, Unternehmen sowie bürgernahen Organisationen langfristig helfen.
  3. Die Urbanisierung setzt sich ungeachtet des zwischenzeitlichen Attraktivitätsgewinns ländlicher Räume fort. Relativ hohe Verfügbarkeit von Flächen und Freiraum, zunehmende Digitalisierungsprozesse und Infrastrukturentwicklungsprogramme des Bundes machen das „idyllische Landleben“ umso mehr attraktiv.

Elemente einer Smart City

  • Smart IT & Communication: Breitband, Glasfaser, Mobilfunk, Public WLAN, IoT-Netzwerk, Datenplattform
  • Smart Mobility: Smartes Verkehrsmanagement, vernetzter ÖPNV, Sharing-Angebote, Multimodalität, Letzte-Meile-Logistik
  • Smart Economy: Share Economy (Carsharing & Fahrdienste, Airbnb), Shareable City, kollaborativer Konsum, Ökonomie des Teilens, Treibkräfte
  • Smart Energy & Environment: Intelligente Straßenbeleuchtung, Energielösungen, Smart Waste, Anteil E-Fahrzeuge, Ladeinfrastruktur, Emissionsarme Busse, Weitere Pilotprojekte
  • Smart Living: nahtlose Integration von Sensoren, Aktoren, Steuerungskomponenten und mikroelektronischen Systemen in Assistenzsysteme und Geräte. Ermöglicht durch Gebäudeautomatisierung sind einerseits geschickte und flexible Aufteilung und Nutzung von Räumen und andererseits energieeffiziente Regelungen ohne Komforteinbußen in Häusern der Zukunft durch Zusammenarbeit verteilter Systeme realisierbar
  • Smart Governance: Interne Prozesse, Payment, Online-Terminvergabe, Online-Dienstleistungen, Bevölkerungsanliegen, Website und Social Media, Service-Portal
  • Smart Society: Öffentlichkeitsbeteiligung, FabLabs und Coworking, Digitalszene, Open-Data-Plattform, Geodatenportal, Lokaler Handel und Startup-Hubs
  • Smart Security: Security Management System, nachhaltige Cybersicherheit für Bahnsysteme, Cyber Resilience
  • Smart HealthCare: umfassende Implementierung moderner IT-Tools, die Prozesse in Arztpraxen und Krankenhäusern beschleunigen und die Entwicklung der Medizintechnik vorantreiben, z. B. Elektronische Gesundheitsakte, elektronisch gestütztes Krankheits- und Wissensmanagement, Telemedizindienste, persönlich und dezentral bereitgestellte Gesundheitsfürsorge zur Diagnose, Überwachung, Beratung, Terminvergabe und Verschreibungen (Internetmedizin), Gesundheitsportale (Consumer Health Informatics), patienteneigene Vorrichtungen zur Selbstversorgung und Krankheitsprävention (Seniorenbetreuung/Assisted Living), Vitaldatenüberwachung mit medizinischen Wearables (Activity-TrackermHealth-Apps), Online Apotheken

Dabei ist der Begriff Smart City ein relativ junger Sammelbegriff, welcher Konzepte und Ideen für (urbane) Räume und Regionen beschreibt, um effizienter und damit klimaschonender sowie lebenswerter zu werden. Um die Umsetzung in den Städten zu ermöglichen, bedarf es bestimmter Produkte, Prozesse, Infrastrukturen und angebotenen Dienstleistungen.

Um festzustellen, wie digital beispielsweise deutsche Großstädte sind, wurde von dem Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e. V. (Bitkom) der deutschen Informations- und Telekommunikationsbranche ein Smart City Index erstellt, welcher in den Themenbereichen Verwaltung, IT- und Kommunikation, Energie und Umwelt, Mobilität sowie Gesellschaft 10.773 Datenpunkte erfasst, überprüft und jährlich qualifiziert.

Der Smart City Index untersucht Städte ab 100.000 Einwohner und macht verschiedene Trends bei der Digitalisierung der deutschen Großstädte deutlich. Erfolgsfaktoren für eine Smart City sind ein engagiertes Rathaus, eine Digitalstrategie, klare Strukturen, ein gut geknüpftes lokales Netzwerk und die Teilhabe der Bevölkerung. Noch wichtiger als solide Finanzen sind der Willen in der Politik und der Verwaltung und die Fähigkeit, in der gesamten Stadt Begeisterung für die Digitalisierung auszulösen.

Lesetipp: Im Smart City Index 2021 finden Sie das Ranking Magdeburg und Halle, die beiden größten Städte in Sachsen-Anhalt.

Bedarf und Mehrwert

Weltweit leben mehr als 50 Prozent aller Menschen in Städten, bis 2050 werden voraussichtlich 80 Prozent der Weltbevölkerung in Städten leben.  Entsprechend sind bei den Herausforderungen des demographischen Wandels und des Klimawandels vor allem Städte beziehungsweise urbane Räume eine treibende Kraft mit großem Einfluss. Vor allem geht es um die Ressourcenverteilung und -Vernetzung zu einem bestimmten Zeitpunkt – unabhängig davon, ob es sich um Energie- und Wasserversorgung, Nahrungsmittel, Kommunikationstechniken sowie Mobilität oder Konsumprodukte handelt – um eine smarte Infrastruktur zu schaffen.

Vorgänge müssen über Systeme in Echtzeit verstanden werden und (potenzielle) Engpässe und Zusammenspiele sofort erkannt und verarbeitet werden. Hierzu gehört auch, dass Computer lernen müssen, was die Menschen benötigen und tun.  Das Internet der Dinge (Internet of Things and Services) ist hier ein Tool, durch welches auf einem Computerserver (Datencloud) alle gesammelten und erfassten Datensätze zugänglich gemacht und in Echtzeit ausgewertet werden können. Dadurch haben Bürger*innen, Unternehmen und die Verwaltung permanent die Möglichkeit mit der umgebenden Technologie zu interagieren.

Anwendungsbeispiele

  • Intelligente Verkehrsführung – Schnellste und umweltschönste Kombination von Verkehrsmitteln bzw. Verkehrsführung per Smartphone
  • Wasserführung von Flüssen und Bächen per Sensoren nachverfolgen und melden und damit Überschwemmungen zu vermeiden oder vorzubeugen
  • Ladeinfrastruktur (für E-Mobilität) und Unterstützung bei der schnellen und effektiven Parkplatzsuche
  • Auslastungstracking von öffentlichen Verkehrsmitteln, Supermärkte, Fahrrad- und Touristenroute, etc.
  • Gebäudemanagement und -sicherheit, Lagerhauswartung sowie Brückenbe- und -überlastung
  • Intelligente Straßenbeleuchtungssysteme – Ressourcenschonend, nachhaltig und kostensparend
  • Müllentsorgung – Füllstandsmessung, Routenplanung und ressourcensparendes Fahren

Voraussetzungen

Um den Weg von einer regulären Stadt, einem Kreis oder einer Gemeinde zu einer Smart City zu ebnen und damit ressourcenschonende und bedarfsgerechte Lösungen für Herausforderungen zu finden, bedarf es folgender Leitlinien (definiert durch die Smart City Charta):

  1. Definition von Zielen, Strategien und Strukturen
    Digitalisierung in die Stadtentwicklung integrieren und Ziele der nachhaltigen Stadtentwicklung umsetzen; Anwendungsfelder identifizieren, Wirkungen der Vernetzung prüfen, Strategien entwickeln; Organisationsstrukturen in den Kommunen anpassen
  2. Erzeugung von Transparenz, Teilhabe und Mitgestaltung
    Transparenz und Demokratie stärken; Digitale Teilhabe, Integration und Inklusion sichern; Mitgestaltung fördern
  3. Etablierung von Strukturen, Daten und Dienstleistungen
    Zugang zu digitalen Infrastrukturen schaffen und sicherstellen; Daten verantwortungsvoll generieren, Datenhoheit behalten; Dauerhafte Funktionsfähigkeit vernetzter Infrastrukturen und kommunaler Dienstleistungen sichern
  4. Sicherstellung von Ressourcen, Kompetenzen und Kooperationen
    Notwendige Ressourcen in der Kommunalverwaltung und in kommunalen Unternehmen bereitstellen; Digitale Kompetenzen entwickeln, lebenslanges Lernen fördern; Kooperationen mit Wirtschaft und Wissenschaft ausbauen, Innovationsräume schaffen, lokale Wissens- und Wertschöpfung stärken

Grundvoraussetzung für Städte sowie auch Kreise und Gemeinden ist eine Offenheit gegenüber neuen und unbekannten Technologien sowie ein entsprechender Weitblick. Ein zukunftsorientierter und intelligenter urbaner Raum prägt dabei das, durch die Smart City Charta definierte normative Bild, welches sich durch folgende Attribute beschreibt:

  • Bedarfe der Menschen als Mittelpunkt und Unterstützung von lokalen Initiativen
  • demographische Herausforderungen sowie soziale und ökonomische Ungleichgewichte ausgleichen, Integrationskräfte stärken und demokratische Strukturen und Prozesse sichern
  • Empowerment zur selbstbestimmten Teilhabe aller Bewohner – integrativ und barrierefrei
  • Förderung von umweltfreundlichen Mobilitäts-, Energie-, Wärme-, Wasser-, Abwasser- und Abfallkonzepten – klimaneutral und ressourceneffizient
  • Wertschöpfungsprozesse und lokale Wirtschaft durch Digitalisierung und passende Infrastrukturangebote unterstützen
  • Innovative und passende Lösungen zur Umsetzung kommunaler Aufgaben und schnelle Reaktion auf Veränderungsprozesse
  • Fortlaufende Verbesserung von Dienstleistungen und Prozessen durch interaktives lernen sowie Sensorik, Datengewinnung und -verarbeitung
  • Bereitstellung von digitalen, privaten und öffentlichen Räumen für Bürgern*innen, Unternehmen und Verwaltung unter Einhaltung des Datenschutzes und entsprechender Freiheitsrechte

Herausforderungen

Neben vielen Chancen gehen mit der Diskussion um Smart Cities auch mögliche Risiken beziehungsweise Herausforderungen einher. Ein Hauptfaktor ist das Thema Datenschutz, da in der Smart City stetig Daten gesammelt und verarbeitet werden. Entsprechend wichtig ist die Abgrenzung zwischen der sinnvollen Nutzung von Daten im Wohle der Bürger*innen und dem Datenmissbrauch um Nutzerverhalten für Werbezwecke zu gebrauchen oder die Überwachung durch den Staat zu ermöglichen. Hier bedarf es klarer Gesetze und Regularien um dies zu verhindern.

Des Weiteren spielt die Datensicherheit eine Ausschlaggebende Rolle. Würden die Daten über den Energieverbrauch von Bürger*innen beispielsweise in die falschen Hände geraten, wären leerstehende Häuser leichter zu identifizieren und damit die Gefahr eines Einbruchs größer.
Spezielle, bereits existierende, Sicherheitsvorkehrungen für Hard- sowie Software könnten entsprechend Abhilfe schaffen.

Smart Cities sind Lebensrealität

Schlussendlich spielt auch der Widerstand gegen Veränderung und somit der Faktor Mensch eine entscheidende Rolle. Die Smart City ist auf die Partizipation und damit die Akzeptanz der Bürger*innen, Unternehmen und Verwaltungen angewiesen. Die Sensibilisierung aller Beteiligten sowie die Vermittlung von Know-How in Bezug auf die Nutzbarkeit und auch die Risiken kann den Weg zu einer erfolgreichen Umsetzung ebnen.

Smart Cities haben das Potential, nicht nur die Lebensqualität seiner Bürger und Bürgerinnen zu verbessern, sondern auch einen wichtigen Beitrag leisten, Städte effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Sie sind längst nicht mehr nur eine verrückte Fantasie von Science-Fiction-Enthusiasten, sondern inzwischen in unserer Lebensrealität angekommen. Technologische Innovationen entwickeln sich in unserer gegenwärtigen Zeit rasend schnell und haben das Potenzial, in nahezu alle Lebensbereiche vorzudringen.

Regierungen dürfen die technologischen Möglichkeiten nicht ignorieren und müssen fortschrittliche Infrastrukturen zur Verfügung stellen, um ihren Bürgerinnen und Bürgern Internet of Things (IOT)-Lösungen zur Verfügung stellen zu können, die nicht nur das alltägliche Leben einfacher und effizienter gestalten, sondern auch einen wichtigen Beitrag zu einer umweltfreundlichen Lebensweise leisten.

Smart City ist nicht zuletzt ein Wettbewerb der guten Ideen. Inspiration und gegenseitiges Lernen sind die Basis für Innovation. Lassen Sie sich inspirieren.

Foren und Plattformen zum Thema Smart Cities

 

Smart City Dialog zwischen Politik, Verwaltung, Wirtschaft, Wissenschaft und Zivilgesellschaft auf nationaler und internationaler Ebene

Zum Smart City Dialog

Smart Cities gestalten (Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung) mit dem Thema Digitalisierung und den Folgen für die Stadtentwicklung sowie Strategien zur zukunftsfähigen Gestaltung der Digitalisierung in Städten

Zu Smart Cities gestalten

Smart City Charta um die Digitalisierung aktiv im Sinne der nachhaltigen und integrierten Stadtentwicklung zu gestalten

Zum Smart City Charta

Digitalverband Bitkom zur Darstellung eines nationalen Digitalisierungsindexes

Zu Bitkom

Buchempfehlungen zum Thema Smart City

 

Autorinnen:
Judit Brünn, M.A., & Tetiana Pliushko, M. Sc.