Klimawandel, Nachhaltigkeit und höhere Populationsdichte – Städte stehen heutzutage vor vielen Herausforderungen. Während einige davon, etwa die hohe Anzahl der Bewohner:innen, altbekannt sind, bringen die Erderwärmung und damit einhergehende Wetterextreme neue Risiken mit sich. Städteplaner:innen müssen darauf reagieren, um die Städte zukunftstauglich zu machen.

Dies kann gelingen, indem sie nach dem Vorbild der Smart City umgebaut und mit moderner Informationstechnologie vernetzt werden. Um dieses Ziel zu erreichen, kann auf vielen Ebenen angesetzt und eine Vielzahl von Massnahmen in Angriff genommen werden. Dieser Artikel zeigt, wie sich die Schweiz den Herausforderungen der Zukunft stellt.

Smart Cities - Internet of Things

Smart City: Lebenswerter Platz für viele Menschen

Im Jahr 2020 lebten weltweit 5,6 Milliarden Menschen in Städten. Seit 1975 hat sich die Gesamtzahl der Städte rund um den Globus verdoppelt, wobei grosse Metropolen und besonders dicht besiedelte Ballungsräume am stärksten gewachsen sind. Mittlerweile gibt es 71 Städte, die für Millionen von Bürger:innen der Lebensmittelpunkt sind. Obwohl diese Megametropolen weniger als ein Prozent der urbanen Siedlungen sind, beherbergen sie 23 Prozent der städtischen Bevölkerung.

Auf dem Globus gibt es zwischen verschiedenen Staaten grosse Unterschiede bezüglich der Verstädterungsrate. Während in Lateinamerika bereits 80 Prozent der Menschen in Städten leben, sind es in Deutschland je nach Region 50 bis 76 Prozent. In der Schweiz trifft dies auf 84,4 Prozent der Bevölkerung zu. In anderen Staaten, beispielsweise Japan, Singapur, Südkorea, Ägypten und den Vereinten Arabischen Emiraten leben bereits über 90 Prozent der Bevölkerung in Gross- und Megastädten. 

Weniger entwickelte Gebiete wie Teile Südostasiens und Afrikas haben derzeit noch einen Urbanisierungsanteil von unter 50 Prozent, doch dies wird sich in den kommenden Jahrzehnten mit grosser Wahrscheinlichkeit deutlich ändern. In diesen Gegenden breitet sich die Verstädterung ebenfalls immer weiter aus.

Der Trend hin zu grösseren und volleren Städten wird sich weltweit somit aller Voraussicht nach fortsetzen. Ballungsräume ziehen viele Menschen an, da hier oft auch grosse Unternehmen angesiedelt sind, die Arbeitsplätze bieten. Hochschulen, Forschungszentren und Universitätskliniken locken weitere Personen an, die bereits hoch qualifiziert sind oder danach streben.

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Was ist eine Smart City?

Damit die Städte trotz der hohen Dichte an Menschen viel Lebensqualität bieten, setzen Städteplaner:innen heute vermehrt auf das Konzept Smart City. Dieses betrifft mehrere Dimensionen, darunter:

  • Mobilität
  • Gesundheit
  • Energie und Umwelt, Nachhaltigkeit
  • Sicherheit
  • Gesellschaft
  • Verwaltung
  • Wirtschaft

Eines der Ziele besteht darin, grosse urbane Zentren stärker digital zu vernetzen und Lösungen zu implementieren, die die moderne Informationstechnologie bietet. So können Bürger:innen in einigen Städten bereits heute fast sämtliche Behördengänge digital erledigen, Anträge über eine App stellen und Bescheide auf dieselbe Weise erhalten.

Darüber hinaus gibt es viele weitere Möglichkeiten, um Abläufe in der städtischen Infrastruktur durch computergestützte Anwendungen effizienter zu gestalten. Beispielsweise kann eine intelligente Strassenbeleuchtung Daten darüber sammeln, welche Wege wann frequentiert werden und sich dementsprechend ein- und ausschalten. Das spart auf der einen Seite Strom und sorgt auf der anderen Seite dafür, dass die Menschen Licht haben, wenn sie es benötigen. 

Durch die Verknüpfung mit Smart-Home-Technologien können Städten zudem die Sicherheit und Gesundheitsversorgung ihrer Bewohner:innen verbessern, indem zum Beispiel eine Überprüfung stattfindet, wenn Fenstersensoren ein unbefugtes Öffnen melden.

Die Architektur der Zukunft

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Smart Cities weltweit

Einige Staaten sind Vorbilder, wenn es um die Umsetzung des Prinzips Smart City geht. Hier einige Exemplare, die besonders eindrücklich sind.

Singapur

Im Insel- und Stadtstaat Singapur lebten 2021 rund 5,45 Millionen Menschen auf einer Fläche von 728,6 Quadratkilometern. Auf einen Quadratkilometer kommen somit 7.867 Personen. Zum Vergleich: In der Schweiz sind es nur 188 Personen. Doch Singapur gehört nicht nur in puncto Siedlungsdichte, sondern auch in der Nutzung digitaler Lösungen für das Stadtleben zu den Spitzenreitern. Singapur hat über die Smart Nation eine Initiative eingerichtet, die Daten und Technologien nutzen soll, um die Stadt beständig weiterzuentwickeln und die Lebensqualität zu verbessern.

Barcelona

Mit 5,66 Millionen Einwohner:innen gehört Barcelona zu den grössten Städten Europas. Die Verantwortlichen in der Stadtverwaltung haben bereits früh damit begonnen, Glasfaserkabel verlegen zu lassen und durch Sensoren Daten über das Wetter, den Verkehr und die Luftqualität zu sammeln. In Barcelona wurde die Idee von einer intelligenten Beleuchtung der Bürgersteige bereits umgesetzt. Zudem setzt die Verwaltung auf intelligente öffentliche Mülleimer, die den Füllstand messen und die Abfallentsorgungsbetriebe informieren, wenn sie geleert werden müssen.

Bhubaneswar

In Indien gibt es viele grosse Städte. Eine davon ist Bhubaneswar im Bundesstaat Odisha im Osten des Landes, in der 850.000 Menschen leben. Sie wird zu den intelligentesten Städten der Welt gezählt, da Abfall-, Energie- und Wassermanagement, Gesundheit, Bildung und Mobilität sowie die Verwaltung bereits in grossem Umfang mithilfe moderner Technologien ablaufen. Unter anderem wird der Verkehr durch Simulationssoftware optimiert, für die eine intelligente Ampelsteuerung zum Einsatz kommt.

Smart Cities in der Schweiz

Auch die Kantone der Schweiz setzen sich mit den zuvor angesprochenen Themen auseinander. Im Vergleich mit anderen Ländern ist die Entwicklung hier jedoch noch nicht so weit fortgeschritten, was unter anderem mit geringeren Investitionen durch Unternehmen erklärt wird.

Um die Entwicklung zu fördern, wurde 2018 der Smart City Hub Switzerland als Plattform für den Informationsaustausch sowie für eine bessere Zusammenarbeit ins Leben gerufen, unter anderem durch die Städte St. Gallen, Zürich und Winterthur. Der Hub ist von Unternehmen unabhängig, sodass er als neutrale Basis dient, die ausdrücklich nicht interessengeleitet ist. Er steht folgenden Beteiligten offen:

  • Städte bzw. Stadtverwaltungen
  • städtische Betriebe
  • Dienstleistungsanbieter auf Bundesebene
  • Bundes- und Forschungsstellen

Seit 2022 arbeitet der Smart City Hub Switzerland mit der SmartCity Alliance zusammen. Der Verband widmet sich ebenfalls dem Wissensaustausch und hält Events ab, die Vernetzung und Information dienen, beispielsweise die Fachkonferenz „Urbane Resilienz“. Weitere Einrichtungen wie der „NTN Innovation Booster Swiss Smart Cities“, der durch die Schweizerische Agentur für Innovationsförderung ins Leben gerufen wurde, erleichtern die Entwicklung neuer Herangehensweisen. In der Schweiz existieren somit etliche Ansätze, um Städte zur Smart City weiterzuentwickeln.

Smart-City-Projekte in verschiedenen Städten der Schweiz

Basel

Eine der Städte, die sich im Bereich Smart City besonders hervortut, ist Basel. Die erklärten Ziele bestehen darin, Innovationen zu fördern, die Lebensqualität zu erhalten und eine nachhaltige Entwicklung herbeizuführen, die Ressourcen schont. Darüber hinaus soll auf kommunaler Ebene der gesellschaftliche Zusammenhalt gestärkt, die Entfaltung der Wirtschaft unterstützt und der Erhalt der Umwelt als Lebensgrundlage gesichert werden.

Dafür kooperiert Basel seit 2018 mit Partner:innen aus Wirtschaft, Bevölkerung und Wissenschaft. Die Möglichkeiten der Digitalisierung sollen genutzt werden, um die Verwaltung kundenfreundlich und bürgernah zu gestalten sowie die Effizienz zu steigern. Ebenso soll die Transparenz verbessert werden, um Verwaltungsabläufe nachvollziehbar zu machen.

In Basel laufen einige Projekte, die die Weiterentwicklung hin zur Smart City vorantreiben. Dazu gehören:

  • Smarte Strasse
  • Digitale Transparenz im öffentlichen Raum
  • Datenportal BS
  • SmartBoxBasel
  • Plug & Sense
  • Ampelsteuerung

Viele dieser Projekte zielen auf die Mobilität ab, etwa die SmartBoxBasel. Sie ermöglicht es Paketzustellern, ihre Fahrtenfrequenz und -dauer zu reduzieren, da sie die Sendungen in der Box hinterlegen können. Die Empfänger:innen holen sie anschliessend ab, wenn sie Zeit dafür haben. Insbesondere in Ballungszentren ist dies sinnvoll, um das Verkehrsaufkommen zu verringern und die Luftqualität zu verbessern.

Im Zuge der städtischen Transformation wurde 2019 das Smart City Lab Basel eingerichtet. Hier ist es den Partner:innen möglich, Experimente durchzuführen, miteinander in Dialog zu treten, Daten auszuwerten und Synergieeffekte zu nutzen. Die Innovationen aus dieser Arbeit sollen standortübergreifend zugänglich gemacht werden, sodass auch andere Kantone darauf zurückgreifen können.

Winterthur

Die Stadt Winterthur will den Herausforderungen, die sich durch veränderte klimatische und gesellschaftliche Rahmenbedingungen ergeben, mit einem ganzheitlichen Ansatz entgegentreten. Dafür wurde die Fachstelle „Smart City Winterthur“ eingerichtet, die die verschiedenen Akteure koordiniert, vernetzt und der Kommunikation dient. Sie arbeitet mit der Zürcher Hochschule für Angewandte Wissenschaften zusammen, die an den Pilotprojekten beteiligt ist.

Eine Besonderheit des Ansatzes in Winterthur ist darin zu sehen, dass die Projekte oft als „Versuch am lebenden Objekt“ konzipiert sind. Auf diese Weise können die Wissenschaftler:innen und anderen Beteiligten direkt sehen, ob sich die erhofften Auswirkungen der Massnahmen einstellen und welche Auswirkungen sich ergeben, die möglicherweise nicht vorhergesehen wurden.

Aktuelle Projekte sind:

  • Kokreationsplattform „WinLab“
  • CircularCity
  • ZEV^2

Das letztgenannte Projekt erscheint im Hinblick auf Nachhaltigkeit besonders vielversprechend. Es fördert die Energiegewinnung aus Photovoltaik und die Elektromobilität, indem Unternehmen und Bürger:innen sich zusammenschliessen, um eigenen E-Strom zu erzeugen und diesen via Car-Sharing zu nutzen. Parallel dazu sollen die Projekteilnehmer:innen daran arbeiten, ihren Energieverbrauch zu senken.

Bern

Die Stadt Bern hat eine Digitalstrategie erarbeitet, um moderne Technologien im Sinne ihrer Bürger:innen einsetzen und flexibel auf die Herausforderungen von morgen reagieren zu können. Dazu gehört unter anderem die Einrichtung der erforderlichen Infrastruktur, die Digitalisierung verschiedener Prozesse sowie die Implementierung der Informationstechnologie in der Verwaltung. Dies ist jedoch nur ein Baustein, um aus Bern eine Smart City zu machen. Daher fördern die Verantwortlichen Innovationsideen und -projekte wie ePartizipation, den digitalen Behördengang und „Gschidi Velos“.

Die Zukunft der Smart City in der Schweiz

Das Thema „Smart City“ wird für die Kantone voraussichtlich weiter an Bedeutung gewinnen, denn Klimawandel, Urbanisierung und veränderte Bedürfnisse der Bürger:innen betreffen sie ebenso wie alle anderen Regionen der Welt. Da viele Schweizer Städte über grosse Innovationskraft, geeignete wirtschaftliche Strukturen und Flexibilität verfügen, wird das Land die Herausforderungen mit grosser Wahrscheinlichkeit meistern. 

Dass die Schweiz derzeit noch nicht zu den Pionieren gehört, ist nicht zwangsläufig ein Nachteil. Vielmehr eröffnet ihr diese Position die Chance, von anderen Ländern zu lernen und Ansätze, die sich dort als besonders nützlich erwiesen haben, zu übernehmen.