Die smarte Stadt - Den digitalen Wandel intelligent gestalten

1. Einführung

1.1 Grundlagen einer smarten Stadt

Städte sind wieder „in“ und erleben eine Renaissance. Weltweit werden in den nächsten Jahrzehnten 70% der Bevölkerung in Städten leben. In Deutschland sind das bereits 80% der Einwohner. Gerade die großen Städte sind es, die eine Abstimmung mit den Füßen erleben. War es im 20. Jahrhundert noch schick, die Stadt zu verlassen und sich im städtischen Umland anzusiedeln, erleben wir im 21. Jahrhundert einen gegenteiligen Trend. Die Menschen ziehen wieder in die Städte. Das erhöht den Druck auf die Verantwortlichen, eine Stadt zu schaffen, die den Anforderungen des 21. Jahrhunderts genügt. In unseren Städten und Gemeinden entscheidet sich deshalb unsere Zukunft. Hier schaffen Unternehmen Arbeitsplätze und Kinder und Jugendliche werden ausgebildet. Hier benötigen Senioren Gesundheits- und Pflegeleistungen oder suchen soziale Zuwendung. In den Städten und Gemeinden entscheidet sich, ob die Energiewende gelingen wird und die Staatsverschuldung gesenkt werden kann. Hier wird in Infrastruktur investiert, die Deutschland zukunftssicher machen soll. Kommunen waren immer schon ein Ort der Kommunikation und des sozialen Zusammenhalts. Die Beteiligung am politischen Geschehen erfolgte für viele Mandatsträger zuerst in der Gemeinde, im „überschaubaren örtlichen Wirkungskreis“, wie die Juristen sagen. Die Aufgaben der Städte und Gemeinden werden in der globalisierten Welt eher zunehmen. Think global – act local – diese Formel aus den letzten Jahren wird in den nächsten Jahrzehnten immer wichtiger werden. Deshalb wurde gar vorgeschlagen, die Gruppe der wichtigsten Industrie- und Schwellenländer-Regierungschefs (G20) zu einer C 40 Gruppe auszubauen. Neben den traditionellen G 20 Teilnehmern sollten auch 10 Vorstandsvorsitzende der wichtigsten Unternehmen und die Bürgermeister der 10 bedeutsamsten Städte einbezogen werden. In dieser C 40 Gruppe würden Städtevertreter auf Augenhöhe mit Regierungs- und Unternehmensverantwortlichen agieren können. Allerdings wird sich für jede Kommune die Möglichkeit ergeben, diesen örtlichen Wirkungskreis jenseits von existierenden Städtepartnerschaften zu verlassen. Mit der zunehmenden Digitalisierung des städtischen Lebens gibt es auch die Chance, die eigene, real existierende Stadt virtuell mit anderen Städten zu verbinden, von deren Erfahrungen zu lernen und eigene kreative Ideen weiterzugeben. Leitbild ist dabei die smarte Stadt, die digitale Infrastrukturen bewusst auf- und ausbaut, sich ihrer bedient und die verschiedenen Bereiche der städtischen Daseinsvorsorge untereinander vernetzt und steuert. Städte werden nicht mehr nur als eine Ansammlung von Menschen und Gebäuden, als ein Angebot von unterstützenden Infrastrukturen wie Straßen, Brücken, Energieleitungen und Ampeln angesehen. Sie sind nicht nur ein Wirtschaftsraum, in dem Menschen Einkommen erzielen und konsumieren und Unternehmen Gewinne erwirtschaften. Über all diese wichtigen städtischen Strukturen hinaus muss die Stadt von morgen als ein besonders komplexes System begriffen werden, in dem die einzelnen Teile besondere Wirkung nur dann erzielen, wenn sie aufeinander bezogen sind. Die einzelnen Bestandteile des städtischen Systems werden dann durch vernetzte Informations- und Kommunikationstechnologie zusammengehalten. Ein weiteres Merkmal dieses komplexen Stadtsystems ist es, dass es zwar ein hohes Maß an Stabilität und Sicherheit aufweist, zugleich aber auch immer wieder von Neuem auf neue Situationen und Herausforderungen schnell reagieren muss. Für diese Stadt von morgen gibt es viele Bezeichnungen: Smart City, digitale Stadt, intelligente Stadt, Morgenstadt oder die englische Kunstwortkombination „Smart and Connected Cities and Communities“.

1.1.1 Technologieunternehmen waren Vorreiter

Es waren zuerst Technologieunternehmen, die konzeptionelle Entwürfe vorlegten und erste Produkte entwickelten, die helfen sollten, die Digitalisierung der städtischen Infrastruktur auf einer gemeinsamen Plattform voranzutreiben. Nicht zuletzt hatten sie ein Eigeninteresse daran, dass die Städte ihre Netze ausbauten, mehr Hard- und Software für die städtische Entwicklung einsetzten und mehr in IT-Sicherheit investierten. Das Technologieunternehmen IBM machte den Anfang. Mit seiner im Jahre 2008 entwickelten Kampagne „Smarter Planet“ wurde eine Vision für eine „smart City“ entworfen. Der Technologiekonzern Cisco stand dem nicht nach und sprach seit 2009 von einer „Smart and Connected City and Community (S+CC)“, die es in den Städten zu schaffen gelte. Zuvor gab es bereits die weltweite Initiative „Connected Urban Development“, die von Cisco ins Leben gerufen wurde. Im Rahmen der weltweiten „Clinton Global Initiative“, vom früheren US-Präsidenten Bill Clinton gegründet, arbeitete Cisco zunächst mit drei großen Städten wie Seoul, Amsterdam und San Francisco daran, Konzepte und Projekte zu entwickeln, die ihren Beitrag zur Reduzierung von CO2-Emissionen unter Verwendung von vernetzter Informations- und Kommunikationstechnologie leisten sollten. Nach und nach stiegen alle großen Technologieunternehmen auf diesen Zug auf – zuletzt hat auch Microsoft mit dem Programm „CityNext“ die Fahrkarte dafür gebucht.

1.1.2 Smarte Städte auf der grünen Wiese in Asien und im Mittleren Osten

Diese konzeptionellen Überlegungen richteten sich in erster Linie an die schnell entstandenen und sich rasant entwickelnden neuen Städte im asiatischen Raum. SongDo in Korea, Masdar in den Vereinigten Arabischen Emiraten oder Lavasa in Indien standen beispielhaft für diesen Boom. In China wurden kürzlich gar 193 Städte ausgewählt, um das Konzept einer smarten Stadt umzusetzen. In der Wüste der Vereinigten Arabischen Emirate soll in Masdar bis 2016 eine autofreie Stadt für 50.000 Einwohner entstehen. Durch das Zusammenspiel von neuesten High-Tech-Lösungen für Gebäude und Verkehrssysteme und Glasfasereinsatz soll die Stadt vollkommen CO2-frei sein. Die Planung für Masdar ist ein Meisterstück des britischen Stararchitekten Sir Norman Foster. Seine Häuser beschatten die öffentliche Wege und sich gegenseitig, sodass sie die durchschnittliche Temperatur um 20 Grad Celsius gegenüber den ansonsten in der Wüste befindlichen Temperaturen senken. In Masdar entsteht das größte Solarkraftwerk der Welt und für die Mobilität der Bewohner steht eine elektrische Kabinenbahn zur Verfügung, die vollautomatisch ihre Ziele ansteuert. Außerdem ist ein unterirdisches Personal-Rapid-Transit-Netz mit automatischen Einzelkabinen, eine Hochbahn und eine U-Regionalbahn geplant. Masdar baute aber auch eine Wissenschaftsstadt, in der an umweltfreundlicher Gebäudetechnik, CO2-neutraler Energie und Netzen für die Energieversorgung gearbeitet wird. Sie wurde in 2012 in Betrieb genommen. Konzepte für smarte Städte entstanden bisher hauptsächlich für die rasant wachsenden Städte in Asien und dem Mittleren Osten. Weniger Beachtung bei den Visionären der smarten Stadt fanden dabei die bereits vorhandenen Städte, die revitalisiert werden müssen, weil sich die produzierende Industrie aus ihnen zurückzieht oder die ihre Infrastruktur aufgrund des demografischen Wandels umbauen müssen. Der Geschäftsführer der Internationalen Bauausstellung in Hamburg bezeichnet sie als innenstadtnahe Metrozonen1, die es umzubauen gelte. Neben dem asiatischen Raum gibt es die Vision einer smarten Stadt auch in Nordamerika und Europa. In Nordamerika sind besonders die Städte San Francisco, Chicago und der Osten der USA sowie die kanadischen Großstädte Vancouver und Toronto zu erwähnen. Diese Aufzählung kann beliebig erweitert werden; nahezu täglich gibt es Meldungen über neue gestartete Stadtinitiativen, die auf Internetplattformen oder über soziale Netzwerke verbreitet werden.

1.1.3 Europa forciert smarte Städte

Auch in Europa sollen „auf dem Reißbrett“ weitere Städte neu entstehen und durch smarte Technologien entwickelt und gesteuert werden. Im Norden Portugals wird mit Paredes2 eine Stadt aufgebaut, die später über 200.000 Einwohner haben soll. Diese Stadt soll ein Benchmark für die smarte Stadt sein. In ihr werden neue Gebäude intelligent mit dezentraler Energieerzeugung und -management errichtet, vernetzte Verkehrskonzepte mit Sensorsteuerung ausprobiert oder neue Formen des Zusammenlebens in smarten Stadtgemeinschaften entwickelt. Das Projekt kann ein gutes Beispiel für das Zusammenspiel von städtischer digitaler Infrastruktur, Software und neuen Dienstleistungen sein. Interessant ist es vor allem auch im Hinblick auf die beabsichtigte Einwohnerzahl, die die bisherige Kleinräumigkeit von Smart City Ansätzen in Europa überwinden kann. Paredes soll ein Entwicklungslabor für die Stadt von morgen und für die Entwicklung von smarten Technologien werden. In der spanischen Provinzhauptstadt Santander3 finden wir ein weiteres Projekt, das eine smarte Stadt zum Ziel hat. Hier wurde die gesamte Stadt mit 20.000 Sensoren ausgerüstet, die sich unter dem Asphalt, an Straßenlaternen oder auf dem Dach von Bussen befinden. Sie erfassen umfangreiche Daten und senden sie in Echtzeit an die Verwaltung. Diese Sensoren messen den Feuchtigkeitsgehalt des Bodens und steuern auf diese Weise die Bewässerung. Der Abfallentsorgung...