Nachhaltiges Leben in Städten von morgen – Teil 4

Kommunikation in der „Morgenstadt“

Im letzten Teil unserer Themenreihe „Nachhaltiges Leben in Städten von morgen“ widmen wir uns der „Kommunikation“. Das mobile Internet sorgt für einen rasanten Wandel der Kommunikation in nahezu allen Bereichen unserer Gesellschaft: Arbeits- und Lebenswelten stehen ganz im Zeichen der Digitalisierung. Welche Möglichkeiten sich dadurch für die Stadtentwicklung ergeben, haben wir in einem Interview mit Steffen Braun vom Fraunhofer IAO erörtert.

Die digitale Revolution ist in vollem Gange 

„Internet der Dinge“

Smartphones, Tablets und WLAN nehmen schon heute eine führende Rolle im Kommunikationsalltag ein und treiben die Vernetzung mit der realen Welt dynamisch voran. Experten schätzen, dass bis zum Ende des Jahrzehnts 50 Milliarden Dinge aus dem Alltag mit dem Internet verbunden sein werden. Über Sensoren miteinander verknüpft, eröffnen diese digitalen Verbindungen völlig neue Handlungsmöglichkeiten für Städte und Kommunen.

Smart City: Mehr Lebensqualität bei geringerem Ressourcenverbrauch 

Vor diesem Hintergrund hat sich als übergeordnetes Leitbild einer zukunftsfähigen Stadt das Konzept der „Smart City“ etabliert. Smart City bezieht sich auf ganzheitliche urbane Entwicklungskonzepte, die unterschiedliche Bereiche der Stadt – wie beispielsweise Verkehrsplanung und -lenkung, Energieversorgung, Umweltschutz, effiziente Verwaltung, Gesundheitswesen oder bürgerschaftliches Engagement  – durch eine integrierte Vernetzung attraktiver und effizienter gestalten.

Technische Rahmenbedingungen

Die verstärkte Nutzung des Internets und das ständig wachsende Datenaufkommen stellen neue Herausforderungen an bestehende Kommunikationsnetze. Diese bieten häufig nicht mehr die notwendigen Kapazitäten für die Verarbeitung der gewaltigen Datenvolumen und für eine sichere Übertragung. 
Als wichtige Voraussetzung für eine intelligente Datenvernetzung hat sich daher unter anderem eine leistungsfähige, flächendeckende Breitband-Versorgung mit hoher Übertragungsgeschwindigkeit, einer zuverlässigen Speicherung der Datenmengen in sogenannten Cloud-Plattformen sowie einer umfassenden Datenanalyse in Echtzeit erwiesen.

Städte treiben Smart-City-Konzepte voran

Heute setzen weltweit zahlreiche Städte auf intelligente Vernetzungs-Lösungen, um ihren Bewohnern – ganz im Sinne einer smarten Stadt – mehr Lebensqualität zu bieten.
 
Nachfolgend stellen wir zwei Smart-City-Projekte vor, die von der Europäischen Union als Leuchtturm-Konzept gefördert werden. Sie konzentrieren sich auf die Senkung des Energieverbrauchs und des Kohlendioxidausstoßes, auf erneuerbare Energiequellen sowie nachhaltige und vernetzte Mobilitätslösungen und nutzen dafür das Potenzial moderner Informations- und Kommunikationstechnologien.

Digitalisierung als Chance nutzen 

Santander (Spanien): Labor für eine intelligente Stadt der Zukunft

Ein Vorreiter-Projekt zur Erforschung und Entwicklung urbaner Vernetzungslösungen ist „Smart Santander“, das sich auf die gleichnamige nordspanische Küstenstadt mit rund 180.000 Einwohnern bezieht. Sie gilt als die am besten vernetzte Stadt Europas. Das EU-geförderte Projekt in Kooperation mit der Universität von Kantabrien und anderen Forschungseinrichtungen soll aufzeigen, wie der Alltag in einer intelligenten Stadt aussieht.

Urbanes Sensor-Netzwerk

In einem ersten Schritt wurde die Stadt mit einem Netzwerk von 20.000 Sensoren ausgestattet. Sie sind unter dem Asphalt versenkt sowie in Abfalltonnen installiert und geben täglich etwa 150.000 Daten über aktuelle Vorgänge in der Stadt an eine zentrale Kontrollstelle. So werden Autofahrer beispielsweise über GPS oder LED-Anzeigetafeln zum nächsten freien Parkplatz geleitet. Und die Sensoren im Inneren der Abfallbehälter melden automatisch, wann eine Leerung fällig ist.
Neben dem Verkehrsleitsystem hat die Stadt auch andere Bereiche erfolgreich vernetzt: Kleine Kästen mit integrierten Temperatursensoren an Hauswänden und Laternenmasten liefern in Echtzeit Daten über das Stadtklima. Ein Großteil der Boxen verfügt über zusätzliche licht-empfindliche Module, die die Helligkeit ermitteln. Das ermöglicht eine bedarfsgerechte Regulierung der Straßenbeleuchtung und bringt der Stadt eine Einsparung von bis zu 80 Prozent bei den Stromkosten. Darüber hinaus erfassen Sensoren in den städtischen Parks die Feuchtigkeit im Boden. Wenn es zu trocken ist, werden die Wassersprenger aktiviert.

„Smart Santander“ – Eine Erfolgsgeschichte

Seit dem Jahr 2010 setzt sich die Stadt intensiv mit dieser intelligenten Vernetzung auseinander. Inzwischen gilt sie als weltweit führend und empfängt regelmäßig Delegationen aus dem Ausland, die sich vor Ort über die erfolgreich umgesetzten Konzepte informieren.
Bild 1: Santander ist Vorreiter für urbane Intelligenz und gilt als die am besten vernetzte Stadt in Europa. (Bild: fotolia/Foto Zihlmann)
Bild 2: Im Rathaus von Santander – eine der meist besuchten Sehenswürdigkeiten der Stadt – wird der digitale Ausbau vorangetrieben. (Foto: Shutterstock/Philip Lange)
Bild 3: In den städtischen Parks messen Sensoren die Feuchtigkeit im Boden – ist er zu trocken, werden Wassersprenger eingesetzt. (Bild: Shutterstock/lorenzobovi)

Projekt „Smarter Together“: Innovation für München

EU-Leuchtturmprojekt

Ein weiteres Leuchtturm-Projekt für die intelligent vernetzte Stadt von morgen ist „Smarter Together“, an dem seit Ende 2015 die Städte München, Wien und Lyon beteiligt sind. Wir richten unser Augenmerk auf die Stadt München.
Die Stadt will gemeinsam mit Bürgern, Experten und Partnern aus Industrie und Forschung bis zum Jahr 2021 in den Modellregionen Neuaubing-Westkreuz und Freiham den großflächigen Einsatz von innovativen Energie- und Mobilitätslösungen mittels digitaler Vernetzung erproben – und greift damit die Kernbereiche der Stadt von morgen auf, die wir in unseren vorangegangenen Beiträgen der Themenreihe „Nachhaltiges Leben in Städten von morgen“ bereits vorgestellt haben.

Ambitionierte Ziele

Im Rahmen des Projektes verfolgt München anspruchsvolle Ziele: Hohe Priorität hat die energetische Modernisierung von Gebäuden aus den 1950er bis 1970er Jahren im Gebiet Neuaubing-Westkreuz, wo derzeit 30.000 Menschen leben. So werden insgesamt 42.000 qm Wohnfläche auf einen hohen Energiestandard saniert. Teil des Projekts ist zudem der Aufbau von Niedrigenergiequartieren auf Basis einer Geothermie-gespeisten Fernwärme-Versorgung im 350 Hektar großen Neubaugebiet Freiham. Hier sollen zukünftig bis zu 20.000 Menschen leben und 7.500 Menschen arbeiten.
„Die magische Zahl für das Projektgebiet lautet „20““, so Bürgermeister Josef Schmid. „Wir möchten mehr als 20 Prozent CO2 einsparen, mehr als 20 Prozent erneuerbare Energie nutzen und die Energieeffizienz um mehr als 20 Prozent steigern. Bis zum Jahr 2050 will München in Neuaubing-Westkreuz sogar CO2-Neutraliät erreichen.“ 
Auch der Ausbau smarter Infrastrukturen durch Smart-Data-Management-Plattformen und Smart-Service-Angebote wie zum Beispiel intelligente Lichtmasten und quartiersbezogene Sharing-Economy-Ansätze stehen im Fokus. Geplant sind außerdem acht E-Mobilitätsstationen, die sich am Pilot-Standort an der Münchner Freiheit orientieren. Sie sollen Carsharing-Fahrzeuge, Lastenpedelecs, Mieträder der Münchner Verkehrsgesellschaft MVG, Ladesäulen für Elektro-Autos, Paket-Verteilerstationen sowie digitale Informationsstelen bündeln. Der Zugang zu allen Diensten und Angeboten erfolgt auf Basis einer App, die beispielsweise über die Verfügbarkeit der Fahrzeuge informiert.

Aktive Einbindung der Bürger  

Ein weiterer wichtiger Aspekt des Projektes ist die aktive Einbindung der Bürger in die Planungsprozesse. Die Bewohner können gemeinsam mit Experten der Stadt und Partnern aus der Industrie diskutieren und konkrete Lösungen für ihr unmittelbares Wohnumfeld entwickeln. Dafür wurde eigens ein „Stadtteil-Labor“ in Neuaubing-Westkreuz eröffnet.
Dieser Ko-Gestaltungsprozess, eine Form der Bürgerbeteiligung, ist gekennzeichnet durch gemeinsames Erforschen und Ausprobieren. Direkt vor Ort oder auch anhand von Szenarien sollen Situationen überprüft, Probleme erkannt, Prototypen gestaltet und getestet sowie Alternativen erarbeitet werden. Die Bewohner haben so Möglichkeiten, tatsächlichen Einfluss auf Konzepte und Design der geplanten Maßnahmen zu nehmen.

Smarte Lösungen mit Vorbild-Charakter

Die in München entstehenden Vernetzungslösungen – beispielsweise auf der Grundlage von Apps – sollen nicht nur der Stadt selbst dienen, sondern auch andere Städte und Quartiere dazu anregen, eigene Konzepte im Bereich Mobilität und Energieeffizienz auf den Weg zu bringen. Ganzheitliche Strategien zur Digitalisierung in der eigenen Kommune, die in Kooperation mit verschiedenen Akteuren erarbeitet und realisiert werden, eröffnen zahlreiche Möglichkeiten, die Stadtentwicklung im Sinne der Bürger zu gestalten und dadurch eine hohe Lebensqualität sicherzustellen.
Bild 1: Weniger Energieverbrauch: Der Gebäudebestand des Stadtteils Neuaubing-Westkreuz aus den 1950er bis 1970er Jahren wird auf einen hohen Energiestandard saniert. (Bild: MGS/G. Schmidt)
Bild 2: Umweltfreundliche Mobilität: CarSharing-Fahrzeuge, Lastenpedelecs und Mieträder an acht zentralen Knotenpunkten sollen den individuellen Mobilitätsbedürfnissen gerecht werden. (Bild: MVG München)
Bild 3: Bürgerbeteiligung im Fokus: Im Stadtteil-Labor von Neuaubing-Westkreuz findet regelmäßig ein intensiver Austausch zwischen Bürgern und Projektpartnern statt. (Bild: MGS/C. Mendes )

Experten-Interview

Über das Potenzial digitaler Technologien für die Stadt von morgen haben wir mit Steffen Braun, Mit-Initiator der Morgenstadt-Initiative und Leiter Urban Systems Engineering Center am Fraunhofer IAO in Stuttgart, gesprochen

1. Das mobile Internet hält derzeit verstärkt Einzug in nahezu allen Bereichen des öffentlichen und privaten Lebens. Wie verändert das „Internet der Dinge“ die Kommunikation und den Austausch von Informationen in Städten und Kommunen?

Grundsätzlich können wir festhalten, dass wir durch das „Internet der Dinge“ viel mehr kommunizieren, allerdings nicht unbedingt bewusst. Wir erleben vielmehr eine völlig neue Interaktion zwischen uns Menschen und unserer Umgebung. Wir kommunizieren beispielsweise mit Autos, Straßen, öffentlichen Gebäuden oder Büros. Diese neue Art der Kommunikation eröffnet neue Spielräume und Handlungsmöglichkeiten in Städten, um etwa Geschäftsprozesse, Dienstleistungen und neue Modelle der Bürgerbeteiligung und Teilhabe an städtischen Entscheidungen und Prozessen effizienter und attraktiver zu gestalten.

2. „Digitalisierung“ ist  in diesem Zusammenhang ein Schlüsselbegriff.
Was genau verstehen Sie darunter?

Ich persönlich sehe darin einen technischen Fortschritt vergleichbar mit der Industrialisierung oder Elektrifizierung, den wir aktiv gestalten müssen. Digitalisierung ist keine kurzfristige Modeerscheinung, sondern ein Megatrend, der in den kommenden 10 bis 20 Jahren das „Betriebssystem“ unserer Gesellschaft maßgeblich verändern wird. Durch die rasante Geschwindigkeit der Digitalisierung geht damit häufig auch ein Gefühl der Unsicherheit einher, wie sich Wertschöpfung in Zukunft gestalten lässt. Wir sehen z.B. Risiken durch die Automatisierung von Arbeit, denken aber nicht über mögliche positive Effekte im Zusammenhang nach. Digitalisierung ist schlussendlich, was wir daraus machen!
Derzeit steckt der digitale Wandel vielerorts noch in den Kinderschuhen, wir befinden uns sozusagen im „Frühen Mittelalter“ der Digitalisierung, was Lösungen und Strategien betrifft. Das liegt zum Teil auch daran, dass wir nicht genau wissen, wo die Reise wirklich hingeht. Zukunftsszenarien und städtische Testfelder müssen uns hierzu Orientierungswissen geben.

3. Welche Chancen ergeben sich durch die Digitalisierung für Städte und Kommunen?  

Die Digitalisierung wird immer mehr zu einem wesentlichen Treiber der Stadtentwicklung. Schließlich kommen alle wesentlichen wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Herausforderungen und Umbrüche sowie Chancen und Zukunftserwartungen zuerst in Städten und Kommunen zum Tragen. Sie sind deshalb quasi Schaufenster, um die digitale Transformation zu erkunden, voranzutreiben, umzusetzen und zu nutzen.
Die Digitalisierung bietet viele Chancen und Kapazitäten, städtische Prozesse z.B. im Bereich der Verwaltung, der Sicherheit, der Parkraumbewirtschaftung oder des bürgerschaftlichen Engagements neu zu denken und effizienter zu gestalten. Davon sollen in erster Linie die Bürger selbst profitieren, indem etwa durch neue, vernetzte Mobilitätslösungen die täglichen Wege zwischen Wohnort und Arbeitsplatz effizienter organisiert werden können.

4. Die Menge an digitalen Daten wächst rasant. Was gilt es zu beachten, um aus diesen Daten nützliche Informationsangebote und Online-Serviceleistungen – beispielsweise für den öffentlichen Verkehr, für die Umwelt und für eine hohe Lebensqualität – zu erschließen?

Viele Städte begreifen erst jetzt, dass sie eine zentrale Rolle im Zeitalter der Digitalisierung spielen. Dabei verfügen sie durch ihren öffentlichen Auftrag bereits über eine Vielzahl an statistischen Daten, die Auskunft über die lokale Bevölkerungsstruktur, Gesundheit, Betriebe, Gewerbe, Wohnungsbestand oder Infrastruktur geben.
Diese Daten vertrauensvoll aufzubewahren sowie aus ihnen neuen Nutzen und Mehrwert für die Bürger zu generieren, gehört eigentlich zur Eigenverantwortung der Stadt. Diese Aufgabe kann eine Stadt als einziger Akteur aber kaum bewältigen. Gefragt sind vielmehr strategische  Partnerschaften zwischen der öffentlichen Hand und Behörden, Industrie, Wirtschaft und Forschung, um ganzheitliche Lösungskonzepte mit einem kollektiven Mehrwert zu entwickeln. 

5. Worin liegen die Potenziale einer vernetzten Stadt und welche Vorteile bietet sie ihren Bewohnern?

Das größte Potenzial einer vernetzten Stadt liegt darin, dass bisher singulär betrachtete Systeme zunehmend abgelöst werden durch komplexe, vernetzte Systeme. Dies klingt erstmal kompliziert, heißt aber vereinfacht nichts anderes als dass das Leben in einer vernetzten Stadt für uns mit weniger Ressourcen und mehr Lebensqualität erfolgen wird. Also muss ich zukünftig weniger arbeiten, bin flexibler zwischen Home-Office und Büro, gehe nur dann einkaufen, wenn ich auch Lust habe und stehe nicht mehr im Stau.
Wieder abstrakt: Die Integration von Informations- und Kommunikationssystemen in verschiedene, bereits vorhandene technische Infrastrukturen ermöglicht neuartige Lösungen im Bereich Mobilität, Infrastruktur, Verwaltung, Energie, Gesundheit, Gebäude, Bauprozesse und Bürgerbeteiligung in der Stadt.
Bürger, Unternehmen, Institutionen und Verwaltung stehen im regen Austausch miteinander und steigern durch den Informationsfluss die Lebensqualität und den Komfortgewinn einer Stadt. Vernetzung ist nicht zuletzt auch zukünftig immer mehr ein Herausstellungsmerkmal, um sich langfristig als attraktiver Wirtschaftsstandort zu profilieren.

6. Wie sind deutsche Städte und Kommunen in Sachen Digitalisierung / Vernetzung aufgestellt? 

Wir begleiten seit einigen Jahren bundesweit Smart City-Forschungsprojekte in großen und kleinen Städten. Aktuell stellen wir aber fest, dass viele Städte in der Breite sich nun ersten Fragestellungen der Digitalisierung stellen und proaktiv mit dem technologischen Wandel auseinandersetzen. So sind bereits viele Einzellösungen, z.B. in der Strom-versorgung oder Verkehrssteuerung, entstanden.
Wünschenswert wäre nun eine großflächige oder sogar bundesweite Umsetzung bestehender praxisbewährter Lösungen – also ein intensives „Voneinander lernen“ zwischen Städten. Dafür gilt es, die Themen in die Breite zu tragen und ein Zusammenwirken von Kommunen, Wirtschaft, öffentlicher Hand und Forschung anzustreben. Dies leisten wir seit 2012 in unserem Fraunhofer-Innovationsnetzwerk Morgenstadt.

7. Wie sieht die digitale Infrastruktur der Zukunft aus?

Eigentlich ganz einfach: Die digitale Infrastruktur wird unsichtbar, wir machen uns also zukünftig keine Gedanken mehr zur Infrastruktur. Sie ist versteckt in unserem Alltag und unterstützt diesen eher natürlich. Was frühere eine Straßenleuchte war, ist morgen auch ein WiFi-Hotspot, der uns Informationen weitergibt und an dem auch E-Bikes geladen werden können. Die Funktionsintegration steigt also und gleichzeitig bleiben aber viele Objekte erhalten.
Im Augenblick  können wir schwer abschätzen, was in Zukunft miteinander vernetzt wird, sondern können idealerweise auf eine Vereinheitlichung bzw. den maximalen Nutzen einer digitalen Infrastruktur hinarbeiten.
Meine Hoffnung besteht darin, weniger über die Technik zu sprechen, sondern diese sinnvoll einzusetzen, um Lösungen für drängende gesellschaftliche Fragen zu finden.
Vielen Dank für das Gespräch.

Weitere Informationen

Weitere Informationen zu den vorgestellten EU-Projekten „Smart Santander“ und „Smarter Together“ erhalten Sie unter: