Städte lernen Denken

Kameras erkennen einen nahenden Verkehrskollaps und leiten den Verkehr um, bevor er zum Stillstand kommt. Die Müllabfuhr kommt nur, wenn die Tonne wirklich voll ist. Sensoren melden Luftverschmutzungen und Erdbeben – die Stadt der Zukunft ist intelligent, optimal vernetzt und die Weltmetropolen wetteifern schon heute darum, den Titel „Smart City“ tragen zu dürfen.

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Ohne Stau durch den Berufsverkehr – das funktioniert in Hamburg am besten mit der U-Bahn. Wer keine Haltestelle vor der Tür hat, fährt zunächst mit dem Mietfahrrad oder nutzt Carsharing. Die Hochbahn ist mit entsprechenden Anbietern vernetzt und bietet eine App, die den Kunden zeigt, mit welchen Verkehrsmitteln sie am besten an ihren Bestimmungsort kommen. Ziel ist es, eine Plattform zu errichten, über die die Nutzer von der Registrierung über die Abwicklung bis hin zur Bezahlung alles regeln können. Hamburg sieht sich als Vorreiter für smarte Mobilität in einer optimal vernetzten Stadt. Ampeln kommunizieren, Busse bestellen im Heranfahren die grüne Welle. Für alle anderen bestimmt die Software der Verkehrsleitzentrale, wann welche Ampeln den Weg freigeben. Bald soll das auch jeder Autofahrer wissen, um so sein Tempo optimal anpassen zu können.

Hamburg ist nur eine von vielen Städten, die sich maximal vernetzen wollen, denn die optimale Verkehrssteuerung ist nur ein positiver Aspekt der smarten Metropolen, in denen Kameras und Sensoren die Bewohner auf Schritt und Tritt begleiten. Angetrieben werden die Großprojekte gleichermaßen von der Privatwirtschaft wie auch von ökologisch-ökonomischen Notwendigkeiten. So unterschiedlich die Kommunen in ihren Initiativen sind, das Ziel ist weltweit gleich: der Erhalt oder gar die Verbesserung von Lebensqualität angesichts steigender Bevölkerungszahlen und demografischen Wandels bei gleichzeitiger Urbanisierung. Je mehr Daten erhoben werden, umso effizienter lässt sich das Zusammenleben organisieren. Das Bundesministerium für Bildung und Forschung bringt seinen Ansatz auf den Punkt: „CO2-neutrale, energie- und ressourceneffiziente und klimaangepasste Städte von morgen realisieren.“

Europa geht kleinere Schritte

Noch ist das Bild der Smart City von extremen Beispielen wie der Wüstenstadt Masdar City geprägt. Die Stadt bei Abu Dhabi wurde als umweltfreundliche Zukunftsstadt am Reißbrett geplant. Doch die Kosten liefen aus dem Ruder, die Nachfrage blieb aus. Die Stadt wirkt heute wie eine Geisterstadt. Ein ähnliches Beispiel ist Songdo in Südkorea: Die Stadt ist seit 2007 bezugsfertig, aber nur wenige wählten ein Leben unter technologischer Kontrolle. Heute leben gerade mal 20 000 Menschen dort und werden von Kameras und Sensoren auf Schritt und Tritt begleitet.

Im dicht besiedelten Europa werden Städte nicht neu gebaut, sondern intelligent nachgerüstet. Daher sind die Projekte zwar kleiner, setzen jedoch trotzdem an den notwendigen Punkten an. „Smart City heißt nicht, dass alles miteinander vernetzt ist“, klärt die Deutsche Kommission für Elektrotechnik, Elektronik und Informationstechnik auf. Die Städte prüfen genau, welche Vernetzung sinnvoll ist, denn jedes Projekt bedeutet zunächst eine enorme Investition und Einsparungen zeigen sich erst nach Jahren. Große Smart-City-Ansätze in Europa sind deshalb meistens in Forschungsprojekte eingebunden. Das Projekt „Morgenstadt“ der Fraunhofer-Gesellschaft hat beispielsweise seit 2011 mehr als 100 Beispiele aus aller Welt analysiert und leitet daraus Ansätze für einzelne Städte ab. Ihrer Meinung nach ist jede Stadt anders und jede muss selbst ihren Weg sowie passende Lösungen finden, die ins Stadtleben integriert werden können.

Vorzeigeprojekte sind die spanische Stadt Santander und die niederländische Kommune Eindhoven. Santander an der spanischen Atlantikküste gilt als die am besten vernetzte Stadt Europas. 20 000 Sensoren in Straßen und auf Fahrzeugen erfassen Parkflächen, Fußgänger auf Bürgersteigen oder volle Mülltonnen. Außerdem messen sie Luftverschmutzung, Niederschlag und Verkehrsdichte. Rund 150 000 Daten fließen so täglich in ein Informationssystem, mit dem die Stadt Autofahrer zu freien Parkplätzen lotst, die Wege der Müllfahrzeuge optimiert und die Bewässerung der Parks regelt. Straßenlaternen dimmen sich selbst und Augmented-Reality-Apps liefern nützliche Informationen, z. B. ob ein Museum geöffnet hat.

Kritiker sind der Meinung, dass in derartigen Projekten mittels Technologie Probleme gelöst werden, die vorher gar nicht existierten. Und tatsächlich ist die Idee, alles zu vernetzen, stark von der Industrie beeinflusst: Laut der Unternehmensberatung Forst and Sullivan soll der weltweite Markt für Smart Cities bis 2020 mehr als 1,5 Billionen US-Dollar betragen. Das lockt viele Unternehmen an.

Kleinere Projekte in anderen Städten setzen deutlich stärker an tatsächlichen Problemen an. In Eindhoven wird zum Beispiel ein Quartier EU-gefördert mit verschiedenen Sensoren ausgestattet. Hieraus entwickeln gerade 160 Start-ups Dienstleistungen wie flexible Parkservices. Solche, sich von unten aufbauende Projekte seien zukunftsträchtiger als von oben verordnete Riesenprojekte, so die Fraunhofer Gesellschaft. Trotzdem: „Jede Stadt ist anders“.

Obwohl nahezu alle Bereiche des öffentlichen Lebens digitalisier- und vernetzbar sind, setzt der Großteil der Projekte vor allem beim Thema Mobilität an. Die Hamburger Mobilanwendung gilt als vorbildlich, aber auch die Straßenbeleuchtung steht im Fokus - nicht zuletzt, weil über Sensoren an Laternen vielfältige Daten gesammelt werden können. Im Technologiepark Berlin Adlershof hat das Start-up ICE Gateway 160 Straßenlaternen intelligent und für den Laien nicht sichtbar aufgerüstet, anstatt die bisherige Beleuchtung nur EU-konform durch LED-Technik auszutauschen: Die Hardware enthält Prozessor, Speicher und Module für WLAN, Bluetooth und Mobilfunk inklusive SIM-Karte. So lässt sich jede Laterne individuell steuern, was wiederum bis zu 80 Prozent Energiekosten jährlich sparen soll.

Auch Ljubljana stellt die Weichen in Richtung Smart City: Das größte Projekt, das nicht die Mobilität betrifft, die SmartIS-City-Plattform, ist eine Initiative zur Kontrolle von Umwelteinflüssen und Luftverschmutzung. Sensoren, die an Straßenlaternen im Einkaufszentrum BTC angebracht sind, messen Lärm, Temperatur und Schmutzpartikel in der Luft, übermitteln die Werte über WLAN und liefern der Stadt so eine Datenbasis, die helfen soll, ökologische Entscheidungen zu treffen.

Datenmanagement als größte Herausforderung

Im Zentrum aller Projekte steht das Datenmanagement. In Deutschland und Slowenien müssen Daten lokal verarbeitet und dürfen anschließend nur verschlüsselt weitergeleitet werden. Die Herausforderung – darin sind sich von der Fraunhofer Gesellschaft bis hin zur Stadt Ljubljana alle einig – besteht vor allem darin, persönliche Daten zu schützen, ohne den Informationsfluss einzuschränken. Dabei wird die Stadt, die sich am wenigsten restriktiv verhält, langfristig die konkurrenzfähigste sein.

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