Smart City: So sieht die Stadt der Zukunft aus

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In den letzten hundert Jahren ist der Anteil der städtischen Bevölkerung um über 30 Prozent gestiegen, bis 2050 sollen etwa 75 Prozent der Weltbevölkerung in Städten leben. Dieser enorme Zuzug stellt die Planung und Entwicklung von Städten vor eine enorme Herausforderung. Aussichtsreiche Lösungsansätze bieten Smart Cities und Sustainable Cities, die digitale Technologien für innovative Konzepte nutzen. Zu den Innovationszielen gehört außerdem eine möglichst nachhaltige Stadtentwicklung, die insbesondere auf den Klimawandel und seine Folgen reagiert. Erfahren Sie, wie diese Städte der Zukunft aussehen können und welche konkreten Ansätze es heute schon gibt.

Was ist eine Smart City und wie funktioniert sie?

Eine einheitliche Definition für das Konzept der Smart City gibt es derzeit nicht. Es handelt sich vielmehr um einen Sammelbegriff für langfristig angelegte Stadtplanungskonzepte, die unterschiedlichste Bereiche städtischer Infrastruktur abdecken. Eine smarte Stadtentwicklung hat etwa neben dem Verkehr auch die kommunale Verwaltung und eine verbesserte Lebensqualität der Bürger im Blick. Um speziell die Folgen des Klimawandels bewältigen zu können, sollen städtische Infrastrukturen anpassungsfähiger, flexibler und effizienter werden. Dabei werden auch die örtlichen Gegebenheiten berücksichtigt. Liegt beispielsweise eine Stadt in Küstennähe, deckt sie ihren Energiebedarf bevorzugt durch Windenergie. Wüstenstädte hingegen setzen auf eine dezentrale Versorgung durch Sonnenenergie.

Bei der Umsetzung dieser Ziele setzt die Stadtplanung auf modernste Technologien. Durch Vernetzung – ein essenzieller Baustein – wird eine operative Infrastruktur (Smart Infrastructure) geschaffen. Sie verbindet beispielsweise smarte Geräte miteinander, die, programmierbar und lernfähig sind. In Smart Cities können diese intelligenten Infrastrukturen selbstgesteuert Aufgaben übernehmen. Meist nutzen sie dabei Daten, die Sensoren aus der Messtechnik erzeugen und in die Cloud übertragen. Ergibt etwa die Auswertung von Sensordaten, dass sich ein Stau anbahnt, kann ein zentraler Steuerungscomputer den Verkehr rechtzeitig umleiten. Solche netzbasierten Kommunikationslösungen zwischen technischen Geräten ermöglicht das Internet of Things (IoT).

Smart Cities sind langfristig angelegte Planungskonzepte, die mit diesen grundlegenden Elementen verknüpft sind.

Aufbauend auf diesen Basistechnologien arbeiten die Stadtplaner an den konkreten Konzepten einer nachhaltigen Stadt. „Urban Mobility“-Konzepte fördern die E-Mobilität, indem sie beispielsweise ein Netz von Ladestationen schaffen, verfügbare Ladekapazitäten intelligent verteilen und Sharing-Konzepte erproben. Der sogenannte Mobility as a Service Ansatz, auch MaaS-Ansatz genannt, bündelt alle zur Verfügung stehenden Transportmittel und stellt eine digitale Service-Plattform bereit. Sie verfügt über eine integrierte Bezahlfunktion und organisiert einen reibungslosen Wechsel von Verkehrsmitteln (z. B. von der U-Bahn auf den E-Scooter und das E-Bike). Zu einer nachhaltigen Urban Mobility gehört auch das vollautomatisierte autonome Fahren, das den Stadtverkehr effizienter und sicherer machen soll.

Weitere Elemente einer Smart City:

  • Intelligentes Abfall-Management: Sensoren zeigen den Füllstand von öffentlichen Müllbehältern an
  • Monitoring und Optimierung der Luftqualität durch eine vernetzte Messtechnik
  • Smarte Sicherheitskonzepte, z. B. vernetzte Überwachungskameras oder Sensoren, die Gas- und Wasserleitungen überwachen
  • Intelligentes Shopping: Konsumenten erhalten Nachrichten zu Vor-Ort-Verfügbarkeiten von Waren und kaufen dadurch gezielt und ohne Umwege ein
  • Smart Parking: Sensoren geben Auskunft über freie Parkplätze, wodurch die Parkplatzsuche enorm erleichtert wird

Was ist eine Sustainable City?

Während man mit Smart City das Gesamtkonzept einer intelligenten Stadt bezeichnet, stellt der Begriff „Sustainable City“ insbesondere die Nachhaltigkeit (engl. „sustainability“) in den Mittelpunkt der Stadtplanung. Eine Schlüsselfunktion übernimmt die zukunftsfähige Energieversorgung von Städten. Schon heute zeichnet sich etwa durch den Ausbau von Photovoltaik-Anlagen ein grundlegender Wandel in der Energieversorgung ab: Konsumenten werden zunehmend zu Stromproduzenten. Sie erzeugen Energie für den Eigenbedarf dezentral in lokalen Netzwerken und speisen den überschüssigen Strom in großräumige Netze ein.

In einer Sustainable City können diese lokalen Erzeuger in ein intelligentes Stromnetz (Smart Grid) eingebunden werden, das die zur Verfügung stehenden Ressourcen verwaltet. Bei starker Auslastung – also sogenannten Lastspitzen – kann das smarte Netz überschüssige Energie umverteilen, brachliegende Ressourcen aktivieren und gleichzeitig den Verbrauch an Stellen reduzieren, an denen der Bedarf zum jeweiligen Zeitpunkt geringer ist. Selbst die Batterien von E-Autos, die z. B. über Nacht nicht genutzt werden und über vernetzte Ladestationen in ein Smart Grid eingebunden sind, können vorübergehend angezapft und nach einer Lastspitze wieder automatisch geladen werden.

Zum intelligenten Energiemanagement (Smart Energy) einer Sustainable City gehört auch die smarte Beleuchtung. So leuchten Laternen mit Bewegungssensoren und dimmbaren Licht erst dann auf hellster Stufe, wenn Menschen in der Straße unterwegs sind. Smart Homes sind ein weiterer Schwerpunkt nachhaltiger Stadtplanung, da sie durch intelligente Gebäudeautomatisierungssysteme viel Energie sparen. Darüber hinaus können auch Sie persönlich einen Beitrag zum Energiemanagement leisten: Über hausinterne Stromzähler (Smart Meter) ist das Smart Grid stets über aktuelle Verbräuche im Smart Home informiert. Auf Basis dieser – vom Smart Meter erfassten – Werte wird anschließend eine Umverteilung der vorhandenen Ressourcen vorgenommen. So kann bestmöglich auf den aktuellen Strombedarf reagiert werden.

Wieso ist eine Smart City so wichtig?

Immer mehr Menschen ziehen in die Metropolen und der Klimawandel stellt uns vor große Herausforderungen. Eine Smart City kann sich diesen Problemen mit neuen und innovativen Konzepten stellen: Sie optimiert die Energieeffizienz, nutzt Kreisläufe und recycelt Rohstoffe. Die kommunale Verwaltung profitiert von effizienteren Technologien und die Lebensqualität der Bürger steigt. So reduzieren beispielsweise Urban Mobility-Konzepte die Umwelt- und Lärmbelastung erheblich. Smart Cities fördern außerdem das Verantwortungsbewusstsein und die Initiative der Bürger, die mit energiesparenden Smart-Home-Technologien oder als dezentrale Energieerzeuger den Wandel aktiv mitgestalten können. Durch Urban Gardening, das mit Grünflächen das Treibhausgas CO2 bindet, können Bürger einen weiteren Beitrag zur Nachhaltigkeit leisten.

Auch Shell hat die Bedeutung einer nachhaltigen Stadtentwicklung erkannt und erforscht derzeit mit der Deutschen Telekom Umsetzungsmöglichkeiten von Smart-City-Konzepten. So soll die neue Smart City-App “Citykey” Behördengänge effizienter machen und dadurch die Lebensqualität der Bürger verbessern. Shell ist außerdem an Smart-City-Projekten beteiligt, die sich auf den Ausbau der E-Mobilität konzentrieren. Ubitricity beispielsweise, Anbieter und Betreiber von Ladetechnologien für Elektrofahrzeuge und Mitglied der Shell Group, treibt in Berlin den Ausbau einer innovativen Lade-Infrastruktur voran: 900 Laternen sollen zu sogenannten Laternenladepunkten werden, die als Ladestationen für Elektrofahrzeuge dienen.

Immer mehr Menschen zieht es in die Stadt. In Smart Cities soll das Zusammenleben möglichst effizient und ressourcenschonend gelingen.

Modellprojekte weisen den Weg: Beispiele für Smart Cities

Mit einer Smart City ist nicht nur eine zukunftsweisende Vision gemeint, da es schon heute Ansätze und Modellprojekte gibt. Der Digitalverband Bitkom erfasst solche Beispiele für vorbildliche Smart Cities in Deutschland in einem Smart-City-Index: An erster Stelle steht aktuell die Stadt Hamburg, die speziell die Infrastruktur für IT und Kommunikation sowie die E-Mobilität engagiert ausbaut. Ein vergleichbares Smart-City-Ranking gibt es auch weltweit. Dort liegt zum Beispiel Amsterdam unter den Top 10. Die holländische Metropole will die CO2-Emissionen bis 2025 konsequent senken und ein selbstregulierendes Stadtverkehrssytem realisieren.

Um die Entwicklung von Smart Cities in Deutschland voranzutreiben, veröffentlichte das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) 2017 die Smart City Charta. Der Leitfaden gibt Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige, digitale Transformation. So sollen die Kommunen beispielsweise die freie Nutzung von Daten (Open Data) ermöglichen, einen geeigneten finanziellen Rahmen für den digitalen Wandel schaffen sowie Bedarfs- und Risikoanalysen durchführen. Außerdem sollen sie die Smart City als Marke positionieren und die innovativen Ansätze für die Image- und Investorenwerbung nutzen. Die Smart City Charta ist nicht die einzige staatliche Initiative. Seit 2019 fördert das Bundesministerium des Innern (BMI) ausgewählte kommunale Modellprojekte.

Wegbereiter für eine nachhaltige Gesellschaft

Smart Cities eröffnen neue Perspektiven und spielen eine Schlüsselrolle bei einer zukunftsorientierten Stadtentwicklung. Die neuen Infrastrukturen für mehr Nachhaltigkeit und Lebensqualität werden auf vernetzten, digitalen Technologien basieren. Schon heute ist eine intelligente Stromgewinnung in Verbindung mit erneuerbaren Energien auf dem Vormarsch. Auch Sie können einen Beitrag für eine nachhaltige Zukunft leisten, zum Beispiel mit 100% Strom aus erneuerbaren Energien von Shell Energy. Unser Tarifrechner findet die beste Lösung für Sie.

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