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Lebensraum Stadt

Wird das Leben für die Einwohner der Stadt von morgen gesünder, lebenswerter und entspannter sein als das in den heutigen Metropolen? Damit dieses Ziel erreicht werden kann, müssen unsere Städte in vielerlei Hinsicht effizienter werden – kurz gesagt: Sie müssen schlauer werden.

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Wir leben im Zeitalter der Urbanisierung. Bereits seit rund zehn Jahren wohnt mehr als die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten. Und: Ein Ende des Zustroms in die Ballungsgebiete ist nicht in Sicht. Im Gegenteil: Bis 2050 sollen es aktuellen Prognosen der Vereinten Nationen zufolge sogar 70 Prozent sein – und damit fast so viele Menschen, wie heute verteilt über die gesamte Erdkugel leben. Innerhalb von nur 100 Jahren wird die Zahl der Einwohner von Metropolen somit von einer Milliarde auf fast sechs Milliarden Menschen angestiegen sein. Ein weiterer Faktor kommt hinzu: Das starke Bevölkerungswachstum wird dazu führen, dass immer mehr sogenannte Megacities entstehen, also Städte mit mehr als zehn Millionen Einwohnern. Waren es im Jahr 2014 noch 28 an der Zahl, werden es bis 2030 voraussichtlich 41 sein – und die Anforderungen an ihre Infrastruktur sind entsprechend groß. 

 

Bereits jetzt kämpfen viele Städte mit Wohnraummangel, überlasteten Infrastrukturen, gefährdeter Wasser- und Energieversorgung. Hinzu kommen die starken Emissionen der Metropolen, vornehmlich verursacht durch den Verkehr, die einen entscheidenden Anteil am Klimawandel haben und mit verantwortlich für die zunehmende Bedrohung durch Naturkatastrophen sind.

Smog over Shenyang City

Saubere Luft statt Smog

Einige Städte haben mittlerweile dem Smog und dem hohen Stauaufkommen auf ihren Straßen den Kampf angesagt. Sie setzen dabei zunehmend auf digitale Anwendungen und sind im Begriff, „schlau“ zu werden – schlau im Sinne von „smart“, nämlich auf Basis von Daten – und mithilfe einer Vielzahl ausgeklügelter Technologien. Diese übermitteln beispielsweise Informationen über freie Parkplätze und reduzieren damit Verkehrsaufkommen und Emissionen bei der Suche nach dem begehrten Parkraum. Zudem erheben sie Emissionswerte und Daten zum Verkehrsaufkommen und stimmen die Taktung des öffentlichen Nahverkehrs sowie Ampelschaltungen darauf ab. Auf diese Weise zeigen sie dem einzelnen Stadtbewohner auf digitalem Weg die für ihn idealen Verkehrsverbindungen an, sei es mit dem eigenen Auto, per Carsharing oder mit öffentlichen Verkehrsmitteln – oder in Form einer Kombination der beiden Letztgenannten.

 

In einem ersten Schritt geht es darum, das Wissen um die Stadt zu erweitern. Schon jetzt sammeln in jeder Metropole etliche Sensoren und Zähler Daten jeglicher Art. Die Herausforderung für Städte besteht darin, diese Datenflut in verwertbare Informationen umzuwandeln. Informationen dieser Art ermöglichen es beispielsweise, in einem modernen Stromnetz – einem sogenannten Smart Grid – Schwankungen, die sich durch die volatile Verfügbarkeit von Energie aus Sonne und Wind ergeben, vorauszusehen und somit Engpässe wie auch Überversorgung zu vermeiden.

Clevere Metropolen

Interview mit Carlo Ratti

"Daten können das menschliche Verhalten ändern"

Die Stadt von morgen wird nicht grundlegend anders aussehen, als die Stadt von heute, sagt Carlo Ratti. Der Architekt und MIT-Wissenschaftler erklärt, wie sich dennoch unser Leben in smarten Metropolen verändern wird.

Carlo Ratti
Laut Technologiemagazin "Wired" zählt Carlo Ratti zu den 50 Menschen, die die Welt verändern werden.

Sie vertreten den Standpunkt, jede Stadt könne in eine Smart City verwandelt werden. Wie radikal müsste so eine Lösung gestaltet sein?

 

Ratti: Ich glaube nicht, dass es hier um systematische Lösungen geht – eher um einen kontinuierlichen Prozess, wie wir ihn bereits auf vielen Ebenen vorfinden. Lassen Sie es mich mit einem Vergleich veranschaulichen: Was heute auf städtischer Ebene passiert, weist viele Parallelen zur Entwicklung der Formel-1 vor 20 Jahren auf. Bis zu diesem Zeitpunkt hatte man Erfolge auf der Rennstrecke in erster Linie der Mechanik des Wagens und den Fähigkeiten des Fahrers zugeschrieben. Aber dann kam die Telemetrie, die Fernmessung, auf. Aus Rennwagen wurden Computer, die in Echtzeit von Tausenden von Sensoren überwacht wurden; sie wurden „intelligent“ und konnten besser auf die jeweiligen Bedingungen des Rennens reagieren. Auf ganz ähnliche Weise haben in den letzten zehn Jahren digitale Technologien flächendeckend Einzug in unsere Städte gehalten und bilden nun das Rückgrat einer großen, intelligenten Infrastruktur. 

 

Die Smart City von morgen generiert Unmengen an Daten. Welche neuen Geschäftsfelder eröffnen sich hier Ihrer Ansicht nach?

 

Ratti: Dazu gibt es eine Fülle von Beispielen. An einem sind wir direkt beteiligt: HubCab ist eine interaktive Visualisierung, mit der Sie herausfinden können, wie New York durch mehr als 170 Millionen Taxifahrten vernetzt ist. Die Taxifahrten fanden innerhalb eines einzigen Jahres statt. Unsere Auswertung der Daten belegt das immense Potenzial von Taxi-Sharing; die Gesamtzahl der Taxifahrten in New York City ließe sich um 40% reduzieren, die Betriebskosten der Taxiflotten sowie Schadstoffemissionen könnten um jeweils um 30 Prozent sinken, wobei Serviceangebot und Pünktlichkeit mehr oder weniger unverändert bleiben würden. Die Erhebung von Daten ist zweifellos Grundlage jeder Städteplanung. Vor gut einem Jahrhundert forderte Élisée Reclus, dass Planung immer mit einer Erhebung, dem Sammeln von Daten beginnen muss. Das ist auch heute noch so, mit dem einfachen Unterschied, dass wir heute Zugang zu einer unglaublichen Menge aussagekräftiger Echtzeit-Daten haben!

"Fortschritt war stets von der sukzessiven Auslagerung von Funktionen geprägt. Diese Tatsache hat eine befreiende Wirkung: Technologie verbreitert die Palette unserer Möglichkeiten."

Carlo Ratti, Architekt
Carlo Ratti

Werden all diese Daten die Lebensqualität in Städten verbessern?

 

Ratti: Der französische Anthropologe Leroi-Gourhan weist in seinem Buch „Le geste et la parole“ darauf hin, dass sich die menschliche Zivilisation in einer Kurve darstellen lässt, alleine wenn man sich anschaut, auf welche Art und Weise Werkzeuge im Laufe der Geschichte eingesetzt wurden. Vom Neolithikum bis zum 20. Jahrhundert, von der Herstellung erster Utensilien aus Stein bis zur Entwicklung digitaler Technologien, von Steinäxten, welche die Fähigkeiten unserer Hände erweiterten, bis zum „Outsourcing“ von Denkprozessen an Computer, war und ist Fortschritt stets maßgeblich von der sukzessiven Auslagerung von Funktionen geprägt. Diese Tatsache hat per se eine befreiende Wirkung; Technologie verbreitert die Palette unserer Möglichkeiten.

 

Carlo Ratti (46) ist als Architekt und Ingenieur in Italien tätig und lehrt am Massachusetts Institute of Technology, wo er das Senseable City Lab leitet. Er ist Absolvent des Politecnico di Torino und der École Nationale des Ponts et Chaussées in Paris und erwarb außerdem einen M. Phil.-Abschluss und den Ph.D.-Titel an der Universität Cambridge, Großbritannien. Er ist derzeit Mitglied im Global Agenda Council für Stadtmanagement des Weltwirtschaftsforums und war Kurator des „Future Food District“ Pavillons auf der EXPO 2015 in Mailand.

Schlaue Vorhersagen für schlaue Städte

Das Internet der Dinge als Vernetzungstechnologie und Smart Data als Ressource für Prognosen werden die Zukunft der Smart Cities prägen. 

Networked City
Vernetzte Zukunft: Wie aus der Flut von Big Data schlaue, nutzbare Smart Data werden können, das ist die Frage und somit die Herausforderung für die Stadt von morgen.

Gigantischer Werkzeugkasten: MindSphere

So lassen sich beispielsweise Energieerzeugung und -verbrauch genauer aufeinander abstimmen als je zuvor, die wachsende Dezentralisierung meistern, Wärme- und Strommarkt verschmelzen, Industrieanlagen, Gebäude und Verkehr als Energiedienstleister integrieren. Für Einwohner birgt dies die Möglichkeit, vom reinen Konsumenten zum aktiven sogenannten Prosumer zu werden. 

Ein Schritt in diese Richtung bietet etwa MindSphere, ein offenes, Cloud-basiertes IoT-Betriebssystem von Siemens, das Datenanalyse mit vielfältiger Konnektivität vereint. Damit kann jede Stadt und jede Fabrik unabhängig von ihrer Größe damit beginnen, Daten zu analysieren und damit Abläufe zu optimieren. Ein erstes Einsatzfeld dafür findet sich in Singapur. Gemeinsam mit Siemens will sich der südostasiatische Stadtstaat zu einer "Smart Nation" weiterentwickeln. Singapur will dafür als erstes Land der Welt MindSphere als Piloten einsetzen, um seine Infrastruktur weitestgehend zu digitalisieren. Siemens unterstützt diesen Masterplan mit dem Aufbau eines Digitalisierungs-Hubs. Der Startschuss für das Hub fiel am 11. Juli 2017.

Globaler Markt für Smart-City-Lösungen

Mit solchen Ansätzen öffnen sich völlig neue Märkte für Technologien und Dienstleistungen. Ein Report von McKinsey aus dem Jahr 2016 schätzt, dass zwischen den Jahren 2016 und 2030 weltweit insgesamt 49 Billionen US-Dollar in Infrastrukturprojekte investiert werden müssten, allein um die erwarteten Wachstumsraten unterstützen zu können.

Österreichs Hauptstadt Wien

Dies entspricht einem Jahresdurchschnitt von 3,3 Billionen US-Dollar oder etwa 3,8 Prozent des Bruttoinlandsprodukts (BIP, basierend auf einem jährlichen Durchschnitts-BIP von 3,3 Prozent). Circa 60 Prozent dieser Investitionen werden in Schwellenländern benötigt. Damit wächst auch der globale Markt für Smart-City-Lösungen: Navigant Research prognostiziert hier für die kommenden Jahre ein jährliches Wachstum von rund zehn Prozent – von 40 Milliarden US-Dollar im Jahr 2017 auf 98 Milliarden US-Dollar im Jahr 2026. 

 

Die Möglichkeiten der Vernetzung der Stadt und ihrer Akteure sind faszinierend: Städte und ihre Einwohner können in Netzwerken miteinander verbunden sein, die nicht nur den Energieverbrauch optimieren, sondern auch das Transportwesen, die Logistik, medizinische Informationen und alles, was mit Unterhaltung zu tun hat. All diese Services beruhen jedoch auf Daten – und dies schürt die Sorge vor einem Überwachungsstaat. Wird die Stadt der Zukunft ein im Orwell’schen Sinne wahr gewordenes „1984“? „Mitnichten“, meint Gerhard Engelbrecht, Experte für intelligente Informations- und Kommunikationstechnologien bei Siemens Corporate Technology. Er arbeitet derzeit am Forschungsprojekt Seestadt Aspern in Wien (siehe Bild), wo mehr als 100 Haushalte ihre Daten zu Energieverbrauch, Luftgüte und Raumtemperatur zur Verfügung stellen, um das Zusammenspiel und die Wechselwirkungen zwischen Gebäuden und dem Stromnetz analysieren und somit optimieren zu können. „Wir sind uns der Sensibilität des Themas Datenerfassung bewusst und verwenden nur anonymisierte Informationen“, versichert Engelbrecht.

Picture Credits: von oben: 1. Bild getty images, 2. shutterstock, 3. getty images, 4. D.Ratti, 5. picture alliance