Smart Cities zwischen digitalem Wunderland und Tech-Distopia

Smart-City-Techniken sollen unsere Städte lebenswerter machen, nachhaltiger, umweltfreundlicher und rundherum besser. So zumindest die Theorie. In diesem Beitrag erklärt Jan Tißler, was hinter dem Begriff steckt, wo die Hürden stehen und warum es zugleich viel Kritik an diesem Konzept und an konkreten Projekten für Smart Cities gibt.

Symbol Smart City
(Foto: © fotoZapad, depositphotos.com)

Die Idee: Was ist eine Smart City?

Eine Smart City ist eine Stadt, die dank moderner Technologien und Methoden auf veränderte Umstände und neue Entwicklungen reagieren kann und bei alldem lebenswerter, umweltfreundlicher und gerechter werden soll. Die Stadt wird also nicht mehr als eine eher starre Ansammlung von Menschen, Gebäuden und Maschinen angesehen, sondern als eine flexible Einheit, bei der alle Elemente miteinander interagieren und aufeinander reagieren.

Wie lassen sich Ressourcen effizienter einsetzen? Wie kann man eine Stadt moderner und nachhaltiger organisieren? Wie kann lokale Politik die Bürgerinnen und Bürger direkt einbeziehen und dabei auf den gesellschaftlichen Wandel reagieren? Das sind nur einige der Fragen, die eine moderne, „schlaue“ Stadt beantworten soll.

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Wie so oft im Digitalen ist der Begriff Smart City bei alldem nicht trennscharf und wird von verschiedenen Institutionen unterschiedlich genutzt, um ihre eigenen Interessen voranzubringen. Wenn eine Politikerin über eine Smart City spricht, wird sie also sehr wahrscheinlich etwas anderes darunter verstehen, als der CEO eines Technologieunternehmens, der Vorstand einer Umweltschutzorganisation oder die Präsidentin eines Wirtschaftsverbandes. Zugleich werden sie alle behaupten, dass ihre Smart City ein „ganzheitliches Konzept“ sei, das alle Aspekte von Politik über Wirtschaft bis Energie und Umwelt einbeziehe.

Generell sind Smart Cities ein Teil der Digitalen Transformation, denn sie werden wesentlich durch moderne Technologien möglich, wie mobile Datennetzwerke und allseits verfügbare Sensoren.

Eine Smart City ist außerdem ein Beispiel für das „Internet der Dinge“ (Internet of Things, IoT). Gemeint ist damit: Hier kommunizieren nicht mehr nur Menschen mit Menschen (Beispiel: Social Media) oder Menschen mit Maschinen (Beispiel: Internetsuche), sondern Maschinen mit Maschinen (Beispiel: ein Tempolimit, das automatisch auf die Verkehrsdichte reagiert).

Aus Wikipedia zum Thema Smart City:

Laut manchen Akteuren sei die hochentwickelte Smart City ein Internet of Things and Services: Die gesamte städtische Umgebung ist dabei mit Sensoren versehen, die sämtliche erfassten Daten in der Cloud verfügbar machen. So entsteht eine permanente Interaktion zwischen Stadtbewohnern und der sie umgebenden Technologie. Die Stadtbewohner werden so Teil der technischen Infrastruktur einer Stadt.

Gemäß Wikipedia stehen also die Bewohnerinnen und Bewohner der Stadt im Mittelpunkt. Wie wir bei den Kritikpunkten weiter unten noch sehen werden, sind dies aber bisweilen nur Lippenbekenntnisse. Sie dienen dazu, Ausgaben für Smart-City-Projekte zu begründen und der Öffentlichkeit zu verkaufen.

Die Technik: Was brauchen wir für Smart Cities?

Damit eine Smart City überhaupt möglich ist, müssen Daten erfasst, bereitgestellt und außerdem sinnvoll interpretiert werden.

Um die notwendigen Daten zu erfassen, braucht es beispielsweise passende Sensoren. Teilweise könnten Projekte dafür auf Daten zurückgreifen, die sowieso anfallen, z.B. durch unsere Smartphones oder moderne Autos. Teilweise werden hier neue Sensoren gebraucht, die Dinge wie Luftqualität, Verkehrsdichte, Temperatur usw. messen.

Um die so erfassten Daten bereitzustellen, ist wiederum ein entsprechend leistungsfähiges Netzwerk nötig. Hier ruhen die Hoffnungen der Smart-City-Befürworter vor allen Dingen auf dem neuen 5G-Mobilfunkstandard. Er soll die benötigten Geschwindigkeiten und Bandbreiten liefern.

Zu guter Letzt werden Systeme benötigt, die diese Daten verarbeiten und die richtigen Schlussfolgerungen daraus ziehen können. Hier tauchen Begriffe wie Künstliche Intelligenz und Maschinelles Lernen auf. Wie wir gleich am Beispiel Philadelphia sehen, ist die zentrale Verknüpfung und Bereitstellung der Daten bereits eine erhebliche Herausforderung.

Innerhalb der Stadterwaltung braucht es letztlich eine umfassende digitale Transformation, damit die Bürgerinnen und Bürger viele Aufgaben online erledigen können oder zumindest lange Wartezeiten in der Behörde vermieden werden. Auch die Bürgerbeteiligung in großen und kleinen Fragen ist ein Thema, das sich theoretisch in unserer digitalisierten Welt wunderbar umsetzen ließe. Dafür werden entsprechende Plattformen und Prozesse gebraucht.

Wie Philadelphia in kleinen Schritten vorangeht

Skyline von Philadelphia (Foto: Kelly Kiernan, Unsplash.com)

Ein Beispiel für die Herausforderungen einer Smart City ist die „SmartCityPHL“-Roadmap von Philadelphia in den USA, über die „IoT World Today“ hier berichtet. Das Dilemma der Städte: Einerseits würden Smart-City-Projekte damit locken, dass sie die alternde Infrastruktur verbessern, Ungerechtigkeiten beseitigen und Innovation fördern. Doch bevor sie Nutzen bringen können, müssten Städte oft schwierige Grundlagenarbeit leisten.

Emily Yates ist Smart City Director in Philadelphia und sieht vor allem die nicht miteinander verknüpften Daten sowie fehlende Zusammenarbeit innerhalb der Verwaltung als wichtigstes Problem an. „Ich arbeite daran, die abteilungsübergreifenden Silos aufzubrechen”, sagt Yates gegenüber IoT World Today. „Wir wollen verstehen, wie die Abteilungen Daten sammeln, und die Daten besser zwischen den Abteilungen austauschen.“

Ihr Beispiel: die Informationen aus der automatischen Ortung für Müllfahrzeuge mit den Fahrplänen der Busse koordinieren. Ließen sich beide Datenquellen miteinander verknüpfen, könnte die Stadtverwaltung dafür sorgen, dass die Müllabfuhr nicht während der wichtigsten Pendlerzeiten stattfindet. 

In Philadelphia soll es für solche und andere Zwecke eine zentrale Datenbank namens DataBridge geben. Alle Abteilungen sollen ihre Informationen dort ablegen und von dort beziehen und könnten sie dann auch endlich mit anderen abgleichen. Zugleich muss die Stadt allerdings dafür sorgen, dass die zugelieferten Daten tatsächlich sauber und nutzbar sind – eine weitere Herausforderung.

Genau um solche Grundlagen kümmert sich Emily Yates derzeit. „Das ist zwar nicht sexy, aber für die nächsten Schritte entscheidend“, sagt sie.

Ein weiterer Punkt sind Public-Private-Partnerships. Hier ist es Yates vor allem wichtig, dass es bei den Projekten vor allem um das zu lösenden Problem geht und nicht etwa in erster Linie um die verwendete Technik. Denn Anbieter würden die Stadt oft damit locken, dass sie eine Lösung hätten, ohne die eigentlichen Probleme zu kennen. Um das zu verhindern, wurde ein Prozess für Pilotprojekte eingeführt, die die tatsächlichen Potenziale einer Idee aufzeigen sollen. Andernfalls würden Technologien und ihre Anbieter die Planung der Stadt beeinflussen anstatt Politik, Verwaltung und Bevölkerung. 

Die Beispiele: Smart Cities in Deutschland

Schauen wir einmal nach Deutschland. Der Bundesverband Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (Bitkom) hat hier 2019 seinen „Smart City Index“ veröffentlicht. Darin bewertet er die Digitalisierung aller 81 deutschen Städte mit mehr als 100.000 Einwohnern. Untersucht wurden 7.800 Datenpunkte aus den Bereichen Verwaltung, IT und Kommunikation, Energie und Umwelt, Mobilität sowie Gesellschaft. Der Index zeigt also zugleich auf, welche konkreten Anwendungen und Dienste eigentlich zu einer Smart City gehören.

Im Vorwort des Index stellt Bitkom-Präsident Achim Berg bei alldem fest, dass das Thema in Deutschland deutlich mehr Schwung erhalten hat:

Städte wie Amsterdam, London oder Wien machten schon vor 20 Jahren vor, wie die Stadt der Zukunft aussieht: digital, effizient, ökologisch und sozial. Neu ist, dass diese Vision nun auch in Deutschland mit Leben gefüllt wird.

Beispiele für Smart Cities in Deutschland
Top 20 des Bitkom Smart-City-Index 2019 (Grafik: Bitkom e.V.)

In dieser Studie ist Hamburg der Gesamtsieger. Die Hansestadt erreicht 79,5 von 100 möglichen Punkten. Sie gewinnt außerdem in den Teilbereichen Energie und Umwelt sowie Gesellschaft. Auf Platz 2 und 3 des Gesamtrankings landen Karlsruhe und Stuttgart. In den Teildisziplinen tun sich teilweise andere hervor. 

Digitale Verwaltung

Beim Thema Verwaltung liegt Mannheim vorn, gefolgt von Berlin und Bonn. Aus dem Bericht:

Auf Facebook, Twitter und Co. informiert die Mannheimer Stadtverwaltung regelmäßig über Neuigkeiten und Events. Mannheim hat eine übersichtliche, moderne Internetpräsenz mit einem Bürgerportal, in dem viele Anliegen direkt online erledigt werden können.

Weitere Ergebnisse in dieser Rubrik:

  • 23 Prozent der Städte verwalten ihre Akten in allen Abteilungen mithilfe von Dokumentenmanagementsystemen (DMS) elektronisch. 
  • 56 Prozent der Städte nutzen ein DMS zumindest in Teilen der Verwaltung. 
  • In der überwiegenden Mehrheit der Städte lassen sich im Bürgeramt Servicegebühren mit EC-Karte zu zahlen.
  • Das Zahlen mit mobilen Geräten ist im Bürgeramt hingegen noch Zukunftsmusik. Lediglich 3 der 81 Städte bieten dies an oder planen es konkret.
  • In 80 Prozent der Städte ist es möglich, Termine beim Bürgeramt online zu reservieren. Fahrzeug-Abmeldungen und Kita-Anmeldungen lassen sich in rund drei Viertel aller Städte online erledigen. 

IT- und Kommunikations-Infrastruktur

In diesem Bereich schaffte es Köln auf den ersten Platz vor Hamburg und München. Zur Begründung heißt es:

Möglich machen das nicht nur eine sehr gute Glasfaser-Anbindung und ein dichtes öffentliches WLAN, sondern auch der schnelle Kommunikationsstandard 5G, der bereits in Teilen der Innenstadt verfügbar ist und in den kommenden Monaten und Jahren sukzessive ausgebaut wird.

Weitere Ergebnisse in dieser Rubrik:

  • Durchschnittlich 95 Prozent der Haushalte sind an eine breitbandige Internetversorgung (mind. 50 Mbit/s) angeschlossen.
  • In 89 Prozent der Städte können Einwohner und Besucher ein kostenloses öffentliches WLAN nutzen. Nur 17 Prozent bieten es außerhalb der Innenstadt an.

Energie und Umwelt

Hier landet Hamburg vor Darmstadt und Heidelberg und punktet u.a. mit Projekten zu intelligenten Straßenlaternen, smarten Abfall- und Logistiksystemen und Elektro- und Hybridbussen im öffentlichen Nahverkehr. 

Weitere Ergebnisse in dieser Rubrik:

  • In jeder dritten Großstadt gibt es Projekte zum Ausbau intelligenter Straßenlaternen, meist noch in der Pilotphase. 
  • Knapp 30 Prozent testen intelligente Mülleimer oder -tonnen mit Füllstandssensoren.

Mobilität

Hier gewinnt Stuttgart vor Karlsruhe und Hamburg. Lobend wird für die Baden-Württembergische Landeshauptstadt erwähnt, dass den Bürgern „zahlreiche Sharing-Angebote“ zur Verfügung stünden. Zudem arbeite die Stadt an modernen Logistikkonzepten und plane eine Plattform mit Mobilitäts- und Umweltdaten. 

Weitere Ergebnisse in dieser Rubrik:

  • Knapp die Hälfte der Städte hat ein digitales Parkleitsystem. Die meisten informieren zusätzlich online über die aktuelle Situation in den Parkhäusern.
  • 22 Prozent haben an einzelnen Kreuzungen intelligente Ampeln, die über eine reine Vorrangschaltung für den ÖPNV und Induktionsschleifen hinausgehen. Sie messen darüber hinaus Feinstaubwerte in der Luft oder zählen die wartenden Fahrzeuge.

Gesellschaft

Hier landet Hamburg vor Wuppertal und Frankfurt am Main auf Platz 1. Erklärend dazu heißt es:

Im Transparenzportal der Stadt können mehr als 100.000 Dokumente und Datensätze abgerufen werden. In mehreren offenen Werkstätten, sogenannten FabLabs, haben Bastler die Möglichkeit, moderne Fertigungsverfahren wie 3D-Drucker oder Laser-Cutter auszuprobieren.

Weitere Ergebnisse in dieser Rubrik:

  • In 43 Prozent der Städte gibt es eine Bürgerbeteiligungsplattformen. Sie sollte neben Diskussionen auch Abstimmungen ermöglichen. Diese Funktion gibt es in 16 Prozent der Städte.
  • 93 Prozent haben Coworking Spaces. Bastler, die in FabLabs moderne Fertigungsverfahren ausprobieren möchten, werden in 69 Prozent der Städte fündig.

Weitere Analysen und Fazit

Im vollständigen Smart-City-Index erfahren Sie außerdem, welchen Einfluss bestimmte Merkmale auf die erreichte Punktzahl im Smart City Index haben. Daraus lässt sich beispielsweise schlussfolgern, ob bestimmte Regionen durchschnittlich besser abschneiden, große Städte einen Vorteil gegenüber kleinen Städten haben und eine Digitalstrategie zu einem besseren Ergebnis führt.

Das Fazit fällt bei aller Begeisterung für die Gewinner des Index eher verhalten aus:

Auch die innovativen Pilotprojekte der Gewinnerstädte können nicht darüber hinwegtäuschen, dass die deutschen Großstädte insgesamt noch großen Nachholbedarf bei der Digitalisierung haben. Internationale Vorreiter wie Barcelona, London oder Amsterdam spielen bei der Entwicklung und Umsetzung intelligenter Lösungen für die smarte Stadt der Zukunft in einer anderen Liga.

Vielen Kommunen in Deutschland fehle es für eine zukunftsfähige Strategie schlichtweg an Fachwissen, heißt es dort weiter. Es brauche dringend „einen effizienten Know-how-Transfer und eine praktische Unterstützung der Kommunen“, um nicht noch mehr wertvolle Zeit in der digitalen Transformation zu verlieren.

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Die Kritik: Smart Cities als Tech-Distopia und falsches Versprechen

Einer der größten Kritikpunkte an der Smart-City-Idee ist das Missbrauchspotenzial der umfangreich anfallenden Daten. Das gilt sowohl für die teils begründeten und teils übertriebenen Forderungen aus den Reihen von Institutionen wie der Polizei oder den Geheimdiensten. Die Terrorabwehr würde hier sicher wieder als Argument herhalten müssen. Die Warnung scheint durchaus berechtigt, denn in der Vergangenheit hat sich schon mehrfach gezeigt: Daten wecken Begehrlichkeiten. 

Darüber hinaus sind diese Daten auch ganz wortwörtlich wertvoll, weshalb Unternehmen wie Google daran so großes Interesse zeigen. Googles experimentelles „Sidewalk Labs“ musste sich bei seinem inzwischen abgesagten Projekt in Toronto auch deshalb viel Gegenwind gefallen lassen. Die Bürgerinnen und Bürger sahen ihren Datenschutz dahinschwinden. 

Ein weiterer Punkt ist die Gefahr von Hacker-Angriffen. Vernetzte Systeme sind schließlich nahezu immer in irgendeiner Form von außen angreifbar. Neben einer entsprechend aufgebauten Infrastruktur braucht es hier zudem Arbeitsabläufe, die dem Rechnung tragen. Mit Blick auf zahlreiche erfolgreiche Attacken mit Ransomware auf Städte muss man hier von einigem Nachholbedarf ausgehen.

Andere Smart-City-Kritiker beziehen sich auf konkrete Ideen, Pläne und Projekte, wenn sie anmahnen, dass der Nutzen für die Bürgerinnen und Bürger im Vordergrund stehen müsse. Es passiert leicht, dass neue Techniken nur deshalb eingesetzt werden, weil sie modern und innovativ scheinen. Auch würden die Menschen im Vorfeld der Projekte nicht immer ausreichend einbezogen. Siehe dazu auch das positive Beispiel Philadelphia weiter oben.

In den USA gibt es bei alldem Zweifel daran, ob die Vorteile der Smart Cities tatsächlich allen Bevölkerungsschichten zu Gute kommen oder ob sie vor allem den bereits priviligierten Bürgerinnen und Bürgern das Leben erleichtern. Und auch hierzulande gibt es Diskussionen dazu, warum es eigentlich nur um Städte geht, während viele Menschen in anderen Regionen wieder einmal vergessen werden. Und selbst zwischen den Städten tut sich eine Lücke auf, wo die großen Metropolen oftmals weiter fortgeschrittenen sind als die kleinen Städte.

Schlusswort

Der Beitrag hat hoffentlich deutlich gemacht, dass sich hinter dem vagen Schlagwort „Smart City“ ganz konkrete Anwendungen und Dienste verbergen, die eine Stadt tatsächlich lebenswerter, umweltfreundlicher und vielleicht sogar gerechter machen können.

Wie sich allerdings ebenfalls zeigt, muss dafür vielerorts noch jede Menge Grundlagenarbeit geleistet werden. Zugleich braucht es eine klare Vision dafür, welche Probleme eigentlich mit den neuen Techniken gelöst werden sollen.

Und nicht zuletzt sollten die Bürgerinnen und Bürger frühzeitig einbezogen werden. Vielleicht ist es eine gute Idee, das Smart-City-Projekt mit einer entsprechenden Beteiligungsplattform zu starten? Das könnte die Idee jedenfalls gleich viel greifbarer machen.

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Dieser Artikel gehört zu: UPLOAD Magazin 81

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