Die digitale Stadt: nicht nur smart, sondern dringende Notwendigkeit

CO2-neutrale Städte sind ein entscheidendes Puzzleteil für das Erreichen unserer Klimaziele. Matthias Rebellius, Mitglied des Vorstandes von Siemens und CEO von Smart Infrastructure ist überzeugt, dass die Dekarbonisierung der Städte ohne intelligente Technologien nicht zu machen ist. Wie ein digitaler Stadtteil entsteht, zeigt das Beispiel des Siemensstadt Square in Berlin.

Von Sarah Tietze-Kamya, Stefan Kögl und Martin Tackenberg

Metaverse ist in aller Munde. Die Vision des sogenannten Metaversums verheißt eine neue digitale Sphäre. Eine virtuelle Welt, die die Art und Weise, wie wir mit unserer Umwelt interagieren, grundlegend verändern wird. Ob das Metaversum nun das „Next Big Thing“ wird oder nicht: die digitale Welt hat längst Einzug in unsere Städte gehalten – vor allem, wenn es um Planung, Betrieb und Nutzung der städtischen Infrastruktur geht.

Städte spielen eine zentrale Rolle im Kampf gegen den Klimawandel. Laut einer neuen Studie der Coalition for Urban Transition (CUT) wird „der Kampf um unseren Planeten in Städten gewonnen oder verloren werden". Denn unsere Städte sind für rund drei Viertel des weltweiten technisch bedingten CO2-Ausstoßes verantwortlich – Tendenz steigend.

Aber was bedeutet es, eine Stadt digital zu planen? Wo sind die Hebel und wie können smarte Technologien unsere Städte nachhaltiger machen? Diese Fragen haben wir einem gestellt, der sich mit allem auskennt, was Anlagen und Systeme „smart“ macht. Matthias Rebellius, Mitglied des Siemens Vorstandes und CEO von Smart Infrastructure.

Für Matthias Rebellius steht außer Frage: Wir müssen Städte neu denken. Das ist für ihn nicht nur smart, sondern zwingend notwendig. Dabei ist für ihn klar, dass wir nur durch den Einsatz smarter Technologien und einer kohlenstoffneutralen Energiewende die Chance haben, urbane Räume effizienter und damit umweltfreundlicher und lebenswerter zu gestalten.

Rebellius identifiziert drei ausschlaggebende Hebel:

• weniger Verkehr durch neue Mobilitätskonzepte, multimodale und intelligente Verkehrssysteme und -steuerung
• optimierte Energieerzeugung durch erneuerbare Energien und dezentrale Energiekonzepte, mit denen wir den Herausforderungen der Volatilität sowohl bei der Erzeugung als auch beim Verbrauch begegnen können
• reduzierten Energieverbrauch durch intelligente Energienetze und effiziente Energienutzung 

Das Zusammenspiel von effizienten Netzen und intelligenten Gebäuden in einer vollkommen elektrifizierten Welt sind entscheidender Treiber dieser Entwicklung.

Die intelligente Stadt ist für Rebellius schon lange keine Vision mehr, sondern an vielen Stellen gelebte Praxis. So kommt der digitale Zwilling, zum Beispiel, einem Metaversum schon sehr nah. Diese Technologie ermöglicht die virtuelle Nachbildung eines realen Objekts einschließlich seiner relevanten Eigenschaften und Funktionen. Sie wird nahezu in Echtzeit aktualisiert, sobald sich die Eigenschaften des Originals ändern.

Rebellius sagt: „Am effizientesten baut man ein Gebäude zweimal. Man baut es einmal digital, simuliert es und optimiert es und dann baut man es richtig.“ Das spart nicht nur Kosten, sondern schont auch die Umwelt, denn wie wir wissen, verbraucht gerade die Baubranche viel Energie und verursacht massive CO2 Emissionen. Ein Gebäude, das mit Hilfe einer Simulation durch seinen digitalen Zwilling gut geplant wurde, kann außerdem während seiner Lebensdauer viel Energie und CO2 einsparen.

Digitale Zwillinge können für die Entwicklung und den Betrieb ganzer Städte und Stadtteile wie Siemensstadt Square eingesetzt werden. Durch ihre hocheffiziente Vernetzung von Gebäuden, Verkehrssystemen und anderen Infrastrukturen wie z. B. der Energieverteilung, ermöglichen sie einen nachhaltigen Betrieb des Stadtteils. So wird die Stadt als zusammenhängendes Ökosystem verstanden, das sich optimal aussteuern lässt. 

Lösungen am Grid Edge – der Schnittstelle zwischen Netz, Verbrauchern und Erzeuger – spielen hierbei eine entscheidende Rolle: Sie treiben die Energiewende voran und bilden die Grundlage für die dezentralen Energienetze der Stadt von Morgen. Auch durch die Elektrifizierung von Sektoren wie Verkehr und Wärmeerzeugung entstehen am Grid Edge Potenziale für eine klimafreundliche Stadt. 

Laut Matthias Rebellius wird es in Zukunft möglich sein, ein Stadtquartier wie Siemensstadt Square digital zu steuern. So wird den Bewohnern beispielsweise ein nahtloser, modularer Öffentlicher Personennahverkehr oder ein digitaler Concierge-Services angeboten. In den intelligenten Gebäuden werden sich die Heizungs-, Klima- und Lüftungsanlagen sowie die Beleuchtungssysteme in Echtzeit den Erfordernissen anpassen, basierend beispielsweise auf der aktuellen Gebäudebelegung oder den Wetterprognosen. Möglich machen das innovative Technologien wie Künstliche Intelligenz.

Siemensstadt Square nutzt den digitalen Zwilling übrigens vom ersten Tag an. Nach dem Motto „digital geplant, digital gebaut und digital betrieben“, kommt schon bei der Planung das Verfahren des „Building Information Modelings“ – kurz BIM – zum Einsatz: Bereits für die Architekturwettbewerbe wurden von den Teilnehmern digitale Modelle ihrer Entwürfe gefordert. Weiterentwickelt bilden sie heute die Basis aller Planungen, können aber beispielsweise auch genutzt werden, um anschauliche Visualisierungen zu erstellen.

Für Matthias Rebellius ist besonders wichtig, dass die Menschen verstehen, was „smart“ bedeutet und welche Vorteile eine smarte Stadt ihren Nutzern bietet. Neue Umwelttechnologien, energieeffiziente Lösungen und zunehmende Digitalisierung verfolgen keinen Selbstzweck, sondern sollen unser aller (Stadt)Leben leichter, sicherer, lebenswerter und inklusiver machen.

Die Optimierung von Infrastruktur und Dienstleistungen durch den Einsatz von Technologie, Informationen und Daten kann dabei helfen, den Herausforderungen unserer Welt zu begegnen. Und sie ist notwendige Voraussetzung für eine funktionierende städtische Gemeinschaft, die ihrer Bevölkerung einen hohen Lebensstandard sichern will. Davon profitiert am Ende nicht nur das Klima, sondern die gesamte Stadtgesellschaft.

Zu den Autoren: Sarah Tietze-Kamya leitet die Kommunikation rund um die Siemensstadt Square und moderiert den SiemensstadtCalling Podcast. Stefan Kögl ist Leiter des Projekts Siemensstadt Square und setzt mit seinem Team das neue Stadtquartier um. Dr. Martin Tackenberg arbeitet bei der Division Smart Infrastructure bei Siemens und beschäftigt sich jeden Tag mit smarten Innovationen.

Bilder: Siemensstadt Square

13. Dezember 2021