Immer mehr Menschen ziehen vom Land in die Städte. Das bringt erhebliche Probleme für die Städte und Kommunen mit sich: Die Straßen werden voller, die Infrastruktur muss angepasst werden und mehr Menschen bedeuten auch mehr Energieverbrauch und Müll. Lösungen dafür könnten Smart Cities bieten. // von Pierre M. Brammen und Onurcan Ince
Smarte Städte gibt es bereits. Zum Beispiel Songdo in Südkorea mit intelligenter Müllabsaugung und Echtzeit-Datenübertragung zur Verbesserung der Sicherheit oder die Solarstadt Taif in Saudi-Arabien mit hocheffizienter Nutzung der Sonnenenergie und autonomen Fahrzeugen. Diese Städte zeigen, wie smarte Technologien das Stadtleben verbessern können.
Was sind Smart Cities?
Eine einheitliche Definition des Begriffs „Smart City“, die international gilt, gibt es nicht. Die SmartCity-Charta Deutschlands definiert sie als eine Möglichkeit, Bewohnerinnen und Bewohnern sichere öffentliche und digitale Räume zu bieten, in denen sie sich frei bewegen und verwirklichen können, ohne dass ihre Freiheitsrechte durch Überwachung eingeschränkt werden. Laut der Architektin und Stadtplanerin Dita Leyh sollen Smart Cities technologieorientiert sein und die Digitalisierung vor allem unterstützend dafür nutzen, dass Städte und Kommunen nachhaltiger werden. Leyh hat als Teil der Deutschen Akademie für Städtebau und Landesplanung und des internationalen Stadtbauateliers bereits an der Planung von mehreren Smart Cities mitgewirkt.
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Verkehrsentlastung durch smarte Technologie
Ein Problem, das in den Großstädten jedem bekannt ist, sind dauerhafte Staus. Diese entstehen vor allem dadurch, dass Autofahrende nicht miteinander vernetzt sind. Eine Lösung dafür wären autonome Fahrzeuge, die mit der sogenannten C-V2X-Kommunikation ausgerüstet sind. Das ist eine zelluläre Verbindung zwischen den Fahrzeugen und ihrer Umgebung, die ein stau- und unfallfreies Fahren ermöglichen soll. Dabei würden die selbstfahrenden Fahrzeuge über LTE-Funk und Basisstationen mit einer vernetzten Infrastruktur miteinander kommunizieren und so ein sicheres und smart-gesteuertes Verkehrsnetz bilden, das ähnlich effizient wie eine Ameisenkolonie funktionieren würde.
Innovative Ideen für Post und Transport
Ein weitere Belastung des Verkehrs sind Post- und anderweitige Transportwege. Die Straßen könnten beispielsweise durch Drohnenpost und Hyperloops entlastet werden. Auch der Abtransport von Müll ließe sich durch unterirdische Rohre mit Absaugsystemen an Abfallsammelorten effizienter gestalten. In der südkoreanischen Smart City Songdo ist diese Technologie bereits im Einsatz.
Apps als Teil einer smarten Stadt
Doch um den Verkehr und den Transport in Städten und Kommunen effizienter und nachhaltiger zu gestalten, braucht es nicht unbedingt große technologische und infrastrukturelle Veränderungen. Dita Leyh sieht schon ein hohes Potential in digital vernetzten Parkleitsystemen um den Parkplatzsuchverkehr zu verringern. Oder auch in simplen „Mitfahr-Apps, die nicht von Firmen, sondern von der Stadt gestellt werden“, um Carsharing einfacher zu gestalten. Auch diese kleinen digitalen Schritte sind laut der Stadtplanerin und Architektin schon der Anfang einer Smart City. Eine weitere Möglichkeit Städte nachhaltiger zu gestalten, sieht Leyh in einer Vernetzung der einzelnen Nachbarschaften. So könnte sich eine Straße einen Rasenmäher oder andere große Geräte teilen. „Das organisiert man dann über diese Stadt-App und könnte natürlich auch damit Energie und immer wieder neue Geräte einsparen“, sagt die Expertin.
Energie effizienter nutzen
Das Sparen oder effizientere Nutzen von Energie ist ebenfalls ein großer Punkt beim Konzept von Smart Cities. Der Fachinformatiker für Systemintegration Clemens Thiele sieht hier vor allem im Einsatz von Sensoren zur effizienteren Nutzung von elektronischer Infrastruktur Verbesserungspotential. So sollen beispielsweise Straßenlaternen nur leicht leuchten und erst heller werden, wenn eine Person sich nähert. Intelligent vernetzte Stromleitsysteme, die an einem Ort überschüssig produzierte Energie zu einem anderen Ort leiten können, wo sie verwendet wird wären auch eine Möglichkeit. Das könnte Effizienz und Nachhaltigkeit steigern. Oder auch ein intelligentes Stromnetz in einzelnen Haushalten, welches zum Beispiel die Waschmaschine automatisch startet, wenn gerade viel Energie von der Solarzelle auf dem Dach produziert wird und andere Geräte bei wenig Energie in den Stromsparmodus versetzt. Dita Leyh sieht hier vor allem bei Neubauten große Chancen, wo beispielsweise die Abwärme eines Industriegebäudes dazu genutzt werden könnte, Wohnräume zu heizen.
Smart Cities in Deutschland herausfordernd
„Wo ein Wille ist, ist auch ein Weg“, sagt Clemens Thiele zur Umsetzbarkeit von Smart Cities in Deutschland. Die größten Probleme sieht Thiele im Netzausbau Deutschlands und in der Bürokratie. „Das sollte in Zukunft entbürokratisiert werden, sodass weniger Aufwand getätigt werden muss, um Smart Cities irgendwo hinsetzen zu können.“ Die technologischen Möglichkeiten zur Umsetzung neuer Smart Cities seien laut Thiele gegeben. Er kritisiert allerdings auch, dass diese Technologien vor allem in privater Hand seien. Thiele sähe größere und sicherere Möglichkeiten für Smart Cities, wenn die Technologie von der Stadt entwickelt, aber auch öffentlich zugänglich und mit anderen Herstellern kompatibel wäre.
Netzausbau muss besser werden
Laut Stadtplanerin Dita Leyh wäre es effizienter und vor allem auch nachhaltiger, bestehende Städte smart aufzurüsten, als neue Smart Cities zu bauen. Sie sieht in der Digitalisierung und Vernetzung von Mobilität und Medien den Weg der Zukunft. Auch die Vernetzung von Städten und Regionen sieht sie als notwendigen Schritt für mehr Nachhaltigkeit an. Als Hürden der Umsetzung von Smart Cities bezeichnet sie vor allem den unzureichenden Netzausbau in Deutschland. Zudem gibt sie an, dass anonyme Nutzerdaten eine Stadtplanung einfacher machen würden. Diese seien zwar vorhanden, sind aber weder vernetzt, noch können sie genutzt werden. Einige Projekte, die Smart Cities umzusetzen, sind in Deutschland schon gestartet.
Teaserbild: Drohnenansicht in Köln // Foto: Bastian Ulrich, bearbeitet durch Onurcan Ince
Die Autoren
Pierre M. Brammen
Onurcan Ince
