Smart City: Wie eine Stadt intelligent wird

Smart City – eine Begriffsklärung

Eine einheitliche Definition für die Smarte Stadt gibt es nicht. Fest steht aber: Eine Smart City ist mehr als die Summe einzelner Smarter Gebäude. Es handelt sich vielmehr um ein Konzept der Städteplanung, dass eine gesamtheitliche Weiterentwicklung von Städten und Kommunen beschreibt.

Im Kern geht es darum, den Alltag der Einwohner mithilfe neuer, intelligenter Technologien angenehmer und einfacher zu gestalten und so die Lebensqualität und Inklusivität zu steigern. Ein weiterer Fokus liegt auf Ressourcenschonung und Umweltfreundlichkeit.

Bei der Umsetzung des Konzepts spielen die Digitalisierung und Vernetzung verschiedener Teilbereiche eine wichtige Rolle: Durch bessere und genauere Datenerfassung uns Auswertung werden städtische Sektoren effizienter und sparen Energie und Ressourcen.

Das Konzept der Smart City lässt sich auch auf ländlich geprägte Räume übertragen. Diese werden dann als Smart Region bezeichnet. Auf dem Weg zur Smart City setzen Städte und Gemeinden individuell unterschiedliche Schwerpunkte – einen Königsweg gibt es nicht, da jede Gemeinde andere Voraussetzungen und Herausforderungen hat.

Wie wird eine Stadt smart?

Bei der Umsetzung jedes Smart-City-Konzepts müssen die einzelnen städtischen Sektoren digitalisiert und miteinander vernetzt werden. Dafür bedarf es intelligenter und zuverlässiger Informations- und Kommunikationstechnik. Hier spielt das Internet der Dinge (Internet oft Things – IoT) eine entscheidende Rolle. Es bildet die Grundlage für die intelligente Stadt.

Technische Grundlage – Das Internet of Things

Im Internet der Dinge (IoT) sind Geräte über das Internet miteinander vernetzt. Bekannte Beispiele für die Technologie sind etwa Smart-Home-Anwendungen mit Internetverbindung. Für eine Smart City sind allerdings vernetzte Sensoren und Aktoren entscheidend. Diese erfassen Daten und senden diese (meist über ein Mobilfunknetz) an eine Sammelstelle – eine IoT-Plattform. Mit einer solchen Datenplattform können die Daten überwacht, gespeichert und ausgewertet werden.

Um eine Smart City zu realisieren, müssen also mit Sensoren (und ggf. Aktoren) ausgestattete IoT-Geräte in der Stadt verteilt werden. Hier kommt das geflügelte Wort vom „Internet an jeder Milchkanne“ in den Sinn.

Ein Beispiel zur Veranschaulichung: Die Abfallwirtschaft kann mithilfe des IoT effizienter werden. Dafür könnten beispielsweise Mülltonnen mit IoT-Sensoren ausgestattet werden. Wenn die Tonne einen bestimmten Füllstand erreicht, sendet der Sensor dies an den kommunalen Entsorgungsbetrieb. Dieser schickt daraufhin ein Fahrzeug zur Leerung der Tonne. Auf diese Weise lassen sich die Routen der Entsorgungsfahrzeuge effizienter planen und sie fahren nur die Häuser an, deren Tonnen gefüllt sind. Das spart Zeit, Energie und Ressourcen. Weitere Beispiele finden Sie im nächsten Abschnitt.

Die wichtigsten Bereiche einer intelligenten Stadt

So wie jede Stadtverwaltung verschiedene Ressorts hat, umfasst auch das Konzept der Smart City eine Reihe von Sektoren, die jeweils unterschiedliche Möglichkeiten der Digitalisierung bieten. Dazu gehört etwa die Aufwertung relevanter Infrastrukturen wie Wasserversorgung oder Abfallwirtschaft, aber auch folgende Bereiche und Beispiele:

Digitalisierung der Verwaltung

Digitale Bürgerservices, die Menschen und Unternehmen den Gang in die Behörde sparen. Von virtuellen Bürgersprechstunden bis hin zur Beantragung von Dokumenten online.

Digitalisierung der Arbeitsabläufe in Ämtern und Behörden, indem beispielsweise statt Papier und Stift Apps für die Arbeit genutzt werden. So lassen sich Daten schneller erfassen, versenden und bearbeiten. 

Digitale Energiewende

Smart Meter, intelligente Stromzähler, die Daten zum Energieverbrauch digital erfassen und übertragen.

Smart Grids, intelligente Stromnetze, die zielgerichtet Leistungsschwankungen in der Energieerzeugung und im Verbrauch regulieren.

Weiterentwicklung des Verkehrssektors

Smarte Parkplätze und Parkleitsysteme, die z. B. per Sensorik erkennen, wie viele Parkplätze in einem Parkhaus belegt sind und Autofahrer entsprechend leiten.

Smarte Verkehrssteuerung, die den Verkehr nach Aufkommen intelligent umleitet.

Smarter ÖPNV, der die Auslastung und Pünktlichkeit von z. B. Bussen misst und der Leitstelle und den Fahrgästen (über eine App) mitteilt.

Carsharing Angebote, die für insgesamt weniger Fahrzeuge in der Stadt sorgen.

Smarte Gebäude

Intelligente Mess- und Steuerungssysteme, die dazu beitragen, den Energieverbrauch und damit verbundene Kosten zu senken, ohne den Komfort zu minimieren.

Vernetzte Sicherheitssysteme, die die Sicherheit des Gebäudes erhöhen.

Vorteile und Herausforderungen einer Smart City

Die Vorteile einer Smart City wurden bereits angerissen. Zusammengefasst lässt sich sagen, dass in allen Bereichen, in denen eine Stadt digitalisiert wird, Verbesserungen erreichbar sind. Dazu gehören:

Herausforderungen in Smart Citys

Ein Transformationsprozess birgt immer auch Herausforderungen – besonders, wenn es um so große Projekte wie die Digitalisierung von Städten geht. Auf dem Weg zur Smart City sollten daher bereits in der Planung Schwachstellen und Herausforderungen berücksichtigt werden, damit diese nicht zu Problemen werden.

Ein herausragendes Thema spielt dabei die Sicherheit: Eine vernetzte und digital gesteuerte Stadt kann von Cyberkriminellen angegriffen werden. Bei der Planung müssen daher Datensicherheit und IT-Sicherheit einen besonderen Stellenwert erhalten, um Cyberangriffe zu verhindern.

Der Smart City Index

2023 erschien der bislang fünfte Smart City Index des Branchenverbands der deutschen Informations- und Telekommunikationsbranche (Bitkom). Dieser Index bewertet seit 2019 den Digitalisierungsgrad deutscher Großstädte – eine Stadt muss also mindestens 100.000 Einwohnerinnen und Einwohner haben, um bewertet werden zu können. Das traf 2023 auf 81 deutsche Städte zu.

In das Ranking fließen fünf Kategorien ein:

Verwaltung​

IT- und Kommunikationsinfrastruktur​

Mobilität​

Energie und Umwelt​

Gesellschaft​ und Bildung

Beispiele für intelligente Städte

Während beispielsweise in Südkorea intelligente Planstädte am Reißbrett entstehen und von Beginn an alle verfügbaren Lösungen zur Steigerung der Nachhaltigkeit und Digitalisierung bedacht und genutzt werden, stehen europäische und deutsche Städte vor der Herausforderung, die neuen Technologien in teilweise über Jahrhunderte gewachsene Strukturen zu integrieren. Ein Blick auf die Spitzenreiter des Smart City Index liefert Beispiele, wie das gelingen kann.

Viele Wege führen zur Smart City

Das Ranking des Bitkom macht eines besonders deutlich: Die Verantwortlichen wählen unterschiedliche Strategien und beginnen in verschiedenen Sektoren, ihre Städte zur Smart City zu entwickeln. Dabei kommt es, wie auch Dr. Ralf Wintergerst sagt, nicht darauf an, wie groß eine Stadt ist.

Die Gemeinde Rust in Baden-Württemberg beispielsweise hat knapp über 5000 Einwohnerinnen und Einwohner, treibt aber gleichwohl die Digitalisierung voran. Sie setzt z. B. auf IoT-Konnektivität, um Pumpwerke und Alarmanlagen zu vernetzen. So sind die Verantwortlichen stets über den Zustand der Anlagen informiert, ohne selbst vor Ort sein zu müssen.

Häufig gestellte Fragen

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