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Was ist eine Smart City?
Die Stadt der Zukunft verbindet Nachhaltigkeit mit Technologie, um den demografischen, ökologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen zu begegnen. Spannende Smart City-Beispiele zeigen neue Chancen für die Stadtplanung von Morgen.
Die Definition einer Smart City
Deutschlands Großstädte wachsen, und in Zukunft werden immer mehr Menschen in urbane Räume leben. Damit einher gehen vielfältige gesellschaftliche, ökologische und wirtschaftliche Herausforderungen, die es zu bewältigen gilt. ‘Smart City’ beschreibt dabei das Stadtentwicklungskonzept, das mit Hilfe vielfältiger digitaler Lösungen diese Herausforderungen angeht.
Was macht eine Smart City aus?
Smart – Englisch für clever oder schlau – sind dabei die vor allem digitalen Strategien, um den durch die steigende Bevölkerungszahl entstehenden Problemen entgegenzuwirken, etwa bei Wohnen und Verkehr, Auswirkungen des Klimawandels in Ballungsräumen oder auch bei Engpässen der Strom- und Wasserversorgung.
Die smarten Städte der Zukunft werden effizienter, ressourcensparender, widerstandsfähiger und lebenswerter und verbinden dabei Nachhaltigkeit mit Digitalisierung.
Mal eben mit dem Handy die nächste Fahrt mit ÖPNV und Fahrrad planen. Den Kita-Platz im Kita-Portal der Stadt buchen. Oder mit dem eigenen Balkonkraftwerk die Energiewende im eigenen Quartier vorantreiben: Vernetzte Technologien helfen in der Smart City dabei, die knappen Ressourcen zu schonen und Produkte, Dienstleistungen, Prozesse sowie Infrastrukturen zu entwickeln, beispielsweise für nachhaltige Mobilität, saubere Energiegewinnung und digitale Verwaltung. Bürgerinnen und Bürger, Unternehmen und Verwaltung arbeiten dabei gemeinsam am Ziel der grünen, fortschrittlichen und vernetzten Stadt, die den Alltag der Menschen vereinfachen und verbessern soll.
Smart Cities: Stadtentwicklung im digitalen Zeitalter
Wie sieht eine lebenswerte Stadt aus – in Zeiten von Klimawandel, Krisen und demografischem Wandel? Das ist Kernfrage der Smart City-Ansätze, die eine Weiterentwicklung des Konzepts der nachhaltigen Stadtentwicklung darstellen: Sie verknüpfen erneuerbare Energieträger mit neuen Technologien. Doch auch soziale Aspekte spielen eine wichtige Rolle bei der Gestaltung der Städte von Morgen.
Gute Stadtentwicklung bedeutet, Orte zu schaffen, an denen alle Menschen gerne wohnen möchten und sich dies auch leisten können. Ein entscheidender Baustein dabei ist die Bürgerbeteiligung. Lokal werden unterschiedliche Interessen abgewogen und gemeinsam ein ortsverträglicher und zukunftsfähiger Ausgleich geschaffen.
Die Dialogplattform Smart Cities legte 2017 die Smart City Charta vor, verbunden mit der Forderung, die Digitalisierung aktiv im Sinne der nachhaltigen und integrierten Stadtentwicklung zu gestalten. Dazu beschreibt die Charta ein richtungsweisendes Bild hin zu einer intelligenten, zukunftsorientierten Kommune.
Leben in der Stadt der Zukunft
So könnte die Stadt der Zukunft konkret aussehen:
- weniger motorisierter Individualverkehr und weniger Schadstoffbelastung durch Sharing-Dienste und autonome Shuttles
- Busse, die per GPS-Modul den aktuellen Standort übermitteln, sodass Fahrgäste die genaue Ankunftszeit nachverfolgen können
- smarte Parkplätze, bei denen Sensoren erkennen, ob sie besetzt sind oder nicht. Diese Daten können per App abgerufen werden
- mit digitalen Mess- und Steuerungssystemen ausgestattete Gebäude, um Energieversorgung und Innenraumklimatisierung effizient zu nutzen
- Erzeugung von erneuerbaren Energien durch Solaranlagen auf Haltestellen und Dächern
- Termine im Bürgerbüro, Dokumente und Formulare stehen auch online zur Verfügung
- digitale Bildungsformate und digitale medizinische Beratung für alle, die nicht mobil sind
Smart City Index
Wie flott und entschlossen kommen deutsche Großstädte auf dem Weg zur Zukunftsstadt voran? Das zeigt der Smart City Index. Das Digitalranking der deutschen Großstädte wird seit 2019 jährlich von Expertinnen und Experten des Digitalverbands Bitkom erhoben.
Smart City Index als Indikator für Digitalisierungsgrad deutscher Städte
In diesem Index werden alle 81 deutschen Großstädte mit mindestens 100.000 Einwohnern nach sechs Themengebieten bewertet:
- Verwaltung
- IT- und Kommunikationsinfrastruktur
- Energie und Umwelt
- Mobilität
- Gesellschaft
- Bildung
Rund 11.000 Datenpunkte werden erfasst, überprüft und qualifiziert – von Online-Bürger-Services über Sharing-Angebote für Mobilität bis hin zur Breitbandverfügbarkeit. Bitkom-Präsident Dr. Ralf Wintergerst betont die Bedeutung der Digitalisierung für die Städte: „Wir sehen eine große Dynamik innerhalb des Rankings. Unter den Top 10 finden sich aber nicht nur Metropolen wie München und Hamburg, sondern auch kleinere Universitätsstädte wie Aachen, Osnabrück oder Ulm. Das zeigt einmal mehr, dass man nicht groß sein muss, um smart sein zu können. Wichtig sind vielmehr ein professionelles Management der Digitalisierungs-Aktivitäten und ein gemeinsames Engagement von Politik, Unternehmen und Zivilgesellschaft vor Ort.“
Insgesamt gibt es erhebliche Unterschiede zwischen den Bundesländern in Bezug auf die Digitalisierung ihrer Städte. Städte in Baden-Württemberg, Bayern und Sachsen schneiden im Durchschnitt besser ab, während Nordrhein-Westfalen und Niedersachsen eher schlechter abschneiden. Auffällig ist, dass Universitätsstädte im Durchschnitt bessere Ergebnisse erzielen, so Wintergerst: „In Städten mit Hochschulen fällt der Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis deutlich leichter. Städte profitieren auch von Tech-Startups mit ihrem innovativen Technologie-Einsatz und frischen Blick auf Herausforderungen. Wenn Startups die Möglichkeit bekommen, Smart-City-Anwendungen vor Ort in Kooperationen zu testen, ist das eine klassische Win-Win-Situation.“
Neben der Erfassung des aktuellen Stands soll der Smart City Index den deutschen Städten so auch als Ansporn dienen, die Digitalisierung kontinuierlich voranzutreiben.
Weitere Informationen zum Smart City Index finden Sie hier auf unserem Newsblog.
Der Mensch im Zentrum der Zukunftsstadt
Unser Alltag soll smarter und damit angenehmer, einfacher, nachhaltiger und effizienter werden – das ist der Smart City Grundgedanke. Die Technik darf dabei nicht zum Selbstzweck werden. Bürgerinnen und Bürger sollen sich aktiv einbringen können. Ziel ist es, die Smart City-Strategie an den Bedürfnissen der Menschen auszurichten und sie einzubeziehen.
Was muss eine Smart City leisten?
Die große Aufgabe der Smart City-Konzepte ist eine Stadtentwicklung, die mit modernen Technologien den Verbrauch von Ressourcen und die Nutzung von Infrastruktur steuert und damit zu Effizienz, Sicherheit und Lebensqualität beiträgt.
Die Herausforderungen der Städte der Zukunft sind gigantisch – und sie wachsen und wachsen. Bis 2050 leben nach Prognosen des UN-Berichts „World Urbanisation Prospects“ weltweit mehr als zwei Drittel der Menschheit in Städten.
Auch in Deutschland schreitet die Urbanisierung weiter fort. Mammutaufgabe der Smart Cities ist es, die Ressourcen in den Städten bedarfsgerecht, flächendeckend und fair zur Verfügung zu stellen und damit eine ökonomisch, ökologisch und sozial nachhaltige Kommune zu werden.
Energie- und Wasserversorgung, Bereitstellung von Nahrungsmitteln und Konsumgütern, Infrastrukturen und Wohnen, Mobilität und Kommunikationstechniken sollen mit Hilfe digitaler Technologien so miteinander vernetzt werden, dass sie die Bedürfnisse der Menschen optimal erfüllen und die Stadt zu einem dauerhaft lebenswerten Ort machen. Eine wichtige Rolle spielen dabei Klimaschutz und der Abbau von Bürokratie durch eine transparente Verwaltung, Open Data und digitale Bürgerbüros.
Bausteine einer Smart City
Grundsätzlich beruhen innovative Smart City-Konzepte auf der Kombination von sektorübergreifenden Strategien, modernen Technologien und intelligenten Lösungen. Das Sammeln von Daten, Data-Analytics-Verfahren und Open Data zur Bürgerbeteiligung sind wichtige Instrumente. Technologie kann jedoch nur Mittel zum Zweck sein, Datenschutz und Partizipation auch für nicht technikaffine Gruppen sind entscheidend für den Erfolg einer jeden Smart City in Deutschland.
Das Smart City-Konzept besteht aus einzelnen Bausteinen, die sich in 8 Sektoren zusammenfassen lassen:
Smart Energy & Environment
Smart Living
Smart Infrastructure
Smart Health Care
Smart Governance
Smart Transport & Mobility
Smart People
Smart Economy
Ziele einer Smart City
Eine Smart City…
- wappnet sich für die demografischen, ökologischen, wirtschaftlichen und sozialen Herausforderungen der Zukunft
- stellt Ressourcen innerhalb einer Stadt flächendeckend, fair, nachhaltig und rechtzeitig allen bestmöglich zur Verfügung
- verbessert die Lebensqualität im öffentlichen Raum durch vernetzte Technologie
- verknüpft die Anforderungen der integrierten Stadtentwicklung mit den drei Dimensionen der Nachhaltigkeit (Ökonomie, Ökologie und Soziales) und den neuen Chancen der Digitalisierung
- vernetzt kommunale Infrastrukturen wie Energie, Gebäude, Verkehr, Wasser und Abwasser und sorgt damit für weniger Verwaltungsaufwand
- verbessert die Prozesse und Interaktionen innerhalb der Verwaltung und zwischen Verwaltung und Bewohnern
- hat den Klimaschutz im Fokus
- bezieht alle mit ein, auch jene, die keinen barrierefreien Zugang zu Technik und Digitalisierung haben
Technische Grundlagen einer Smart City
Das Sammeln von Daten in Echtzeit, das Internet der Dinge, Smart Grid – Wissenswertes über Systeme, die die Smart City möglich machen.
Herausforderungen der Digitalisierung
Smart heißt im Kontext einer Zukunftsstadt: Menschliches Handeln, ökologische Vorgänge, Abläufe im Stadtraum, Verwaltungsprozesse, Energiebedarfe und mehr müssen gemessen, analysiert und zusammengeführt werden.
Wie ausgelastet sind die Straßen zu welcher Zeit? Wie hoch ist die Feinstaubbelastung in welchem Stadtteil? Wo sind freie Parkplätze? Wie ist der Strombedarf an unterschiedlichen Orten? Wie bewegen sich die Menschen im Stadtraum? Diese Fragen können – und müssen – die Daten beantworten.
Das Internet der Dinge
Dafür braucht die Smart City Systeme, die diese Daten in Echtzeit sammeln und auswerten. Das Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI) führt aus: „Als technische Basis für die Vernetzung einzelner Sektoren werden oftmals Datenplattformen verwendet, welche Daten aus verschiedenen Quellen bündeln und übergreifend nutzbar machen.“ Diese Plattformen werden durch angebundene Sensoren gespeist und sind die Grundlage zur Steuerung unterschiedlicher Aktoren oder anderer Anwendungen.
Eine entscheidende Rolle bei der Vernetzung spielt das Internet der Dinge (IoT), indem es die Digitalisierung analoger Systeme möglich macht. Es umfasst Geräte, Gebäude und Maschinen, von denen aus Sensoren Daten sammeln und diese ausgetauscht werden. Diese Daten helfen, Infrastruktur, Dienstleistungen und Energieversorgung besser zu planen sowie effizienter und nachhaltiger zu gestalten.
Über Open-Data wiederum wird eine Partizipation der Bürgerinnen und Bürger ermöglicht, die sich nicht nur umfassend über Smart City-Konzepte und deren Umsetzung informieren, sondern auch aktiv Rückmeldung geben können.
Smart Grid
Anschaulich lässt sich der Nutzen von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) in der Smart City am Beispiel Smart Grid erläutern. Stromversorgung mit erneuerbaren Energien setzt durch ihre Wetterabhängigkeit voraus, dass sich Angebot und Nachfrage aktiv steuern lassen, damit keine Engpässe entstehen. Die Lösung: Smart Grids, intelligente Stromnetze, die die Kommunikation der Energieerzeuger, -speicher und -verbraucher sicherstellen.
Dabei werden nicht nur Energie, sondern auch Daten transportiert und so in Echtzeit Informationen zur Produktion und zum Verbrauch übermittelt. Energienachfrage und -angebot können so jederzeit flexibel angepasst und Leistungsschwankungen ausgeglichen werden. Verbraucherinnen und Verbraucher können dabei ihren eigenen Stromverbrauch nachverfolgen und mit smarten Geräten erheblich einsparen. Lastspitzen und Stromausfälle können so vermieden werden.
Datenschutz und Informationssicherheit
Eine Smart City ohne Daten funktioniert nicht. Das, so warnt das BSI, bringe Risiken mit sich: „Um dieses effektiv kontrollieren zu können, bedarf es leistungsfähiger Prozesse zur Identifikation relevanter Risiken sowie der Entwicklung adäquater Informationssicherheitsmaßnamen und deren Umsetzung.“ In der BSI-Publikation „Smart Cities/Smart Regions – Informationssicherheit für IoT-Infrastrukturen“ finden sich Handlungsempfehlungen für kommunale Entscheidungsträger.
Die wichtigsten Punkte lauten:
- Erarbeitung einer Digitalisierungsstrategie, um einen nachhaltigen Digitalisierungsprozess inklusive der dafür notwendigen übergeordneten Steuerung zu etablieren
- Klare Benennung von Rollen, Verantwortung und Stakeholdern
- Anwendungen und ihre Anforderungen sollen diskutiert und dokumentiert werden, um konkrete Zielvorstellungen zu entwickeln und eine Ressourcenplanung zu ermöglichen
- Anhand der dokumentierten Anforderungen sollten Schutzbedarf und Schutzziele der verarbeiteten Daten und Informationen ermittelt werden, um notwendige Sicherheitsmaßnahmen einsetzen zu können
Initiativen und Förderung für die Stadt der Zukunft
73 Smart City-Modellregionen unterstützt der Bund derzeit mit Fördermitteln und Knowhow. Auch der ländliche Raum wird dabei nicht aus den Augen verloren.
Smart City Förderung
Bis 2030 werden in vielen deutschen Städten, Kreisen und Regionen praxisnahe Smart City-Konzepte erprobt. Immer mit dem Ziel, die Konzepte effizient und sicher auf andere Kommunen übertragen zu können. 73 Modellprojekte Smart Cities fördert der Bund inzwischen, dafür stehen seit 2019 in drei Stufen rund 820 Millionen Euro bereit. Unterstützt werden kommunale, fachübergreifende und raumbezogene Smart City-Strategien und der Aufbau des nötigen Knowhows.
Zentrale Anlaufstelle zur fachlichen Begleitung der Kommunen ist seit 2021 die Koordinierungs- und Transferstelle Modellprojekte Smart Cities. Sie unterstützt die Verantwortlichen dabei, die Chancen der Digitalisierung für eine gemeinwohlorientierte und integrierte Stadtentwicklung zu nutzen und umzusetzen. Weitere entscheidenden Aufgaben sind der Wissenstransfer und die Vernetzung. Die Koordinierungsstelle regt den Erfahrungsaustausch ebenso an wie die Begleitforschung, um das Praxis- und Fachwissen in die kommunale Breite zu übersetzen und daraus bedarfsgerechte Lösungen für Kommunen in Deutschland abzuleiten.
Leitlinien für die Smart City
Um den Austausch über Chancen und Risiken der Digitalisierung auf kommunaler Ebene zu ermöglichen, hat die Bundesregierung im Jahr 2016 die Nationale Dialogplattform Smart Cities eingerichtet. Rund 70 Expertinnen und Experten aus Städten, Kreisen und Gemeinden, der kommunalen Spitzenverbände, der Länder und verschiedener Bundesressorts, aus Wissenschaftsorganisationen, Wirtschafts-, Fach- und Sozialverbänden sowie der Zivilgesellschaft sind dort vertreten.
Gemeinsam haben sie mit der Smart City Charta Ziele und Werte für Smart Cities entwickelt, Chancen und Risiken bewertet, normative Leitlinien und Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige und integrierte Stadtentwicklung erarbeitet und begleiten nun ihre Umsetzung. Anspruch dabei ist es, Digitalisierung nicht einfach so zu implementieren, sondern die digitale Zukunft nachhaltig zu gestalten. Die Leitlinien richten sich auch an Akteure aus Forschung und Wirtschaft sowie an Unternehmen, die Grundlagen für die Digitalisierung und Smart City-Konzepte anbieten. Konkretisiert wurden die Leitlinien der Smart City Charta unter anderem mit den Datenstrategien für die gemeinwohlorientierte Stadtentwicklung im Jahr 2021, sowie durch die im Juni 2023 vorgestellten „Leitlinien für die Entwicklung resilienter Städte im digitalen Zeitalter“.
Initiativen
Das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz unterstützte mit der Initiative Stadt.Land.Digital von Januar 2019 bis Juni 2023 Kommunen bei der digitalen Transformation. Sie recherchierte und bewertete Studien, Strategien sowie Konzepte und hat in mehr als einhundert Workshops die Teilnehmerinnen und Teilnehmer mit strategischen Partnern und anderen Kommunen vernetzt. Gute Beispiele digitaler Regionen wurden im Smart City Navigator gesammelt.
Die Förderinitiative „Heimat 2.0“ des Bundesministeriums des Innern und für Heimat und des Bundesinstituts für Bau-, Stadt- und Raumforschung zielt auf Modellvorhaben für digitale Lösungen in strukturschwachen ländlichen Räumen, die dabei unterstützt werden sollen, vor Ort die Daseinsvorsorge zu sichern und die Lebensqualität zu steigern.
Finanzierung
Abgesehen von knappen personellen Ressourcen sind fehlende finanzielle Mittel für Kommunen oft eines der größten Hindernisse auf dem Weg zur intelligenten Zukunftsstadt.
Neben dem Förderprogramm Modellprojekte Smart Cities können über die größte nationale Förderbank, die KfW Bankengruppe, Gelder für Modellprojekte beantragt werden. Auch die Europäische Investitionsbank (EIB) förderte in den vergangenen Jahren Smart City-Vorhaben in Städten in ganz Europa mit Finanzierungen und Beratung.
Ob Smart City oder Smart Region – die Bundesregierung betont in ihrem Konzept für gleichwertige Lebensverhältnisse, dass sie zu handlungsfähigen Kommunen überall in Deutschland beitragen wolle. Dafür nutze sie unter anderem das Gesamtdeutsche Fördersystem, die Städtebauförderung und weitere Bausteine wie die Nationale Klimaschutz-Initiative (NKI).
Modellprojekte Smart Cities in Deutschland
Bundesweit haben sich zahlreiche Städte auf den Weg gemacht, Smart City zu werden. Der Ansatz ist bei vielen gleich: Die Herausforderungen des Klimawandelns, die demografische Entwicklung oder auch unvorhergesehene Krisen bestmöglich zu bewältigen – und dabei die Menschen der Stadt im Blick zu behalten.
Smart City Beispiele – Abschauen erwünscht
Einige Smart Cities haben sich schon in unserem Newsblog vorgestellt und zeigen, wie weit sie auf ihrem Weg zur Smart City sind, wie sie die Bürgerinnen und Bürger dabei mitnehmen und welche innovativen Lösungen sie für sich entwickelt haben.
Smart City Events
Damit all die Smart City Projekte keine einzelnen Leuchttürme werden, braucht es eins – Vernetzung und Treffpunkte, auf denen sich die einzelnen Akteure der Smart Cities austauschen und Best Practice Beispiele präsentieren können.
Smart Country Convention
Eine der wichtigsten Veranstaltungen für die Digitalisierung des Public Sector ist die Smart Country Convention im nächsten Jahr vom 15. bis 17. Oktober auf dem Berliner Messegelände. Hier kommen Expertinnen und Experten aus der Digitalwirtschaft mit Vordenkern aus Politik, Wissenschaft und Verwaltung zusammen, um die Digitalisierung der Verwaltung und gleichzeitig auch Smart Cities und Smart Regions entscheidend voranzubringen. Auf den Bühnen der SCCON präsentieren nationale und internationale Speaker ihre innovativen Konzepte und Visionen für die Städte von Morgen. Hier reinschauen in DAS Event für die Smart City.
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