Smart Cities – Städte der Zukunft

Städte sind seit jeher Zentren wirtschaftlicher, sozialer und kultureller Aktivitäten. Das Arbeitsplatzangebot, soziale und kulturelle Angebote sowie eine gute Infrastruktur sind attraktiv und Grund, um sich innerhalb oder in der näheren Umgebung von Städten anzusiedeln. Weltweit ist die Entwicklung zu beobachten, dass die Bevölkerung in den Städten zahlenmäßig zunimmt. Auch in Österreich hält der Zuzug in Städte bzw. Stadtregionen an und wird sich gemäß Bevölkerungsprognosen weiter fortsetzen. Aktuell leben an die 70 % der österreichischen Bevölkerung in Städten bzw. in den 34 Stadtregionen.

Städte im Wandel

Der anhaltende Zuzug in Städte und Stadtregionen erhöht die Anforderungen an die Infrastrukturen, den Wohnraum und die Frei- und Grünräume. Der öffentliche Nahverkehr, die Verkehrs- und Energieinfrastruktur sowie die Wasserversorgungs- und Entsorgungsnetze stoßen zunehmend an Kapazitätsgrenzen. Weitere Herausforderungen, die es für eine nachhaltige Stadtplanung und -entwicklung zu berücksichtigen gilt, sind u.a. der hohe Flächen- und Energieverbrauch, dichter werdender Verkehr, steigende Umweltbelastungen sowie die zunehmende Überalterung der Gesellschaft und soziale Aspekte.

Klimawandel findet Stadt

Städte und Stadtregionen sind von den Folgen des Klimawandels besonders betroffen und gleichzeitig wesentliche Verursacher des Klimawandels. Sie tragen einerseits durch die Produktion von Treibhausgasen aus Verkehr, Energie- und Wärmeproduktion und der Industrie wesentlich zum Klimawandel bei. Andererseits gelten Städte und urbane Räume durch die hohe Dichte in der Besiedlung, die Konzentration an Vermögenswerten und kritischer Infrastruktur als besonders anfällig für die Folgen des Klimawandels.

Der Klimawandel wirkt sich schon heute auf die Städte aus, und die Auswirkungen werden stärker. Zu den wichtigsten Aspekten gehören steigende Temperaturen und Hitzestress, Extremwetterereignisse, wie z.B. Starkregen, Stürme oder Überschwemmungen an Flüssen, und die Versorgungssicherheit und Qualität von Wasser und Lebensmitteln.

Synergien zwischen Klimaschutz und Anpassung

Nach dem Weltklimarat (IPCC) sind Städte für über 70 % der CO₂-Emissionen verantwortlich und verbrauchen bis zu 76 % der Energie. Städte sind daher besonders im Klimaschutz gefordert. Gleichzeitig braucht es Maßnahmen zur Anpassung an die Folgen des Klimawandels. Vor allem im Energie- und Gebäudesektor stehen Klimaschutz und Klimawandelanpassung in engem Zusammenhang. Die thermische Sanierung von Gebäuden stellt in Kombination mit passiven Ventilationsmaßnahmen und Beschattung eine wirkungsvolle Maßnahme zur Vermeidung der sommerlichen Überhitzung dar. Darüber hinaus tragen Maßnahmen, die zur Steigerung der Energieeffizienz führen, und der verstärkte Einsatz erneuerbarer Energieträger dazu bei, die Anfälligkeit der Energieversorgung gegenüber den Auswirkungen des Klimawandels zu reduzieren.  

Initiativen und Programme für eine zukunftsfähige Stadtentwicklung

Städte sind komplexe technische und soziale Gebilde. Es braucht ein intelligentes Zusammenspiel der unterschiedlichen Elemente des Systems „Stadt“ untereinander und mit der Umgebung, um angesichts des Klimawandels und den weiteren Herausforderungen die hohe Lebensqualität in Städten aufrecht zu erhalten bzw. zu optimieren. Gefragt sind innovative Lösungen, um die notwendigen Veränderungsprozesse einzuleiten und den Verbrauch an Energie und Ressourcen zu minimieren. Die Städte der Zukunft sollen „smart“ sein, aber was genau ist darunter zu verstehen?

Der Begriff „Smart Cities“ umfasst innovative Konzepte und Projekte von Gemeinden und Städten sowie von Unternehmen und Forschungseinrichtungen, die auf die Entwicklung und Verbreitung von umfassenden, intelligenten Technologien und Dienstleistungen in allen Lebens- und Arbeitsbereichen in Städten fokussieren. Dabei steht „Smart City“ bzw. „Smart Urban Region“ für einen Stadtteil oder eine urbane Region, die durch den Einsatz intelligenter, grüner Technologien zu einer „Zero Emission City“ wird und in der Nachhaltigkeit gelebt wird. Dazu zählt auch ein bewusster und sparsamer Umgang mit Ressourcen bzw. Energie.

Mit dem Förderprogramm Smart Cities des Klima- und Energiefonds und dem Forschungs- und Technologieprogramm "Stadt der Zukunft" des BMVIT wurden zwei Programme etabliert, deren Ergebnisse dazu beitragen, Arbeiten, Leben und Wohnen in Zusammenschau mit Verkehr und Produktion in den Städten umweltfreundlicher und energieeffizienter zu machen.

Smart-Cities-Initiative

Die 2010 gestartete Smart-Cities-Initiative ist auf die Entwicklung und Umsetzung innovativer Technologien und erprobter Methoden in Stadtteilen oder -quartieren bzw. innerhalb von Siedlungen ausgerichtet, um Städten und den darin wohnenden Menschen den Übergang zu einer energieeffizienten und klimaverträglichen Lebensweise zu ermöglichen. Für die Transformation hin zu smarter Stadtentwicklung braucht es eine (Um-)Gestaltung des Energie- und Mobilitätssystems im Sinne der Nachhaltigkeit, Leistbarkeit, Klimaneutralität und Wirtschaftsfähigkeit. Ziel ist neben der Erhöhung der individuellen Lebensqualität auch die Attraktivierung des Wirtschaftsstandortes Österreich.

Bisher wurden acht Ausschreibungen durchgeführt. Insgesamt haben sich 39 Städte und sechs Regionen beteiligt. Neben Wien und den Landeshauptstädten finden sich von West bis Ost Ballungsräume wie das Rheintal mit 29 Gemeinden in Vorarlberg, Zell am See und Hallein in Salzburg, Amstetten und Korneuburg in Niederösterreich bis hin zu Oberwart und Pinkafeld im Burgenland. In den sieben Handlungsfeldern Gebäude, Energie, Ver- und Entsorgung, urbane Mobilität, Kommunikation & Information, System Stadt sowie Grün- und Freiraum wurden bislang 92 Einzelprojekte gefördert. Die Bandbreite reicht von Konzeptions- bis hin zu konkreten Demonstrationsprojekten. Umfangreiche Projektbeschreibungen sind auf www.smartcities.at zu finden.

Smart-Cities-Beispiele

Im Vorarlberger Rheintal mit seinen 29 Gemeinden wohnen etwa 65 % der Vorarlberger Bevölkerung, womit der Vorarlberger Ressourcenverbrauch wesentlich durch die Aktivitäten im Rheintal bestimmt wird. Vorarlberg hat sich zum Ziel gesetzt, bis 2050 den regionalen Energiebedarf aus erneuerbarer Energie abzudecken. Einen Beitrag dazu leistet das Projekt „SmartCityRheintal“, das Elemente für drei emissionsfreie Stadt- bzw. Ortsteile in Bregenz, Hard und Feldkirch realisiert hat. Dabei wurden Energie- und Mobilitätsmaßnahmen über technologische und gesellschaftliche Ansätze integrativ miteinander verknüpft.

  Die Stadt Marchtrenk liegt am Schnittpunkt der Städte Linz und Wels, eine weitere Entwicklung zu einem Ballungszentrum wird prognostiziert. Um die zukünftige räumliche und nachhaltige Entwicklung dieser Siedlungsachse zu gewährleisten, wurde im Projekt "SMARchTrenk" ein Konzept für die optimale Ausgestaltung der Region erarbeitet. Ziel ist u.a. die Realisierung eines smarten Stadtteils, der in Form von systemübergreifenden intelligenten Lösungen zusätzlich zu effizienten Energiekonzepten (für Strom, Verkehr und Wärme) auch intelligente Lösungen für die Schnittstellen Mensch-Wohnplatz, Mensch-Arbeitsplatz und Mensch-Energiebereitstellung berücksichtigt.

Das Projekt „Urban Cool Down“ will neue Wege definieren, wie eine umfassende kühlende Wirkung in urbanen Räumen erreicht und wie die Überhitzung von dichtverbauten Stadtquartieren verhindert werden kann. Angesichts der Änderungen des Stadtklimas werden exemplarisch in zwei Fallstudien der ländlichen Stadt Wolkersdorf in Niederösterreich und dem 18. Wiener Gemeindebezirk, landschafts- und freiraumplanerische Maßnahmen mit der Kühlungstechnik an unterschiedlichen bestehenden Bebauungsformen und Freiraumtypen geprüft und ihre abkühlende Wirkung bestimmt. Dieser Ansatz fokussiert und bündelt Strategien der nachhaltigen Stadtgestaltung, der grünen und blauen Infrastruktur wie Grünflächen und Gewässer auf allen Planungsebenen, der Kühlungstechnik, und vernetzt die Themenfelder Mobilität, Energie und Wassermanagement.

Programm Stadt der Zukunft

Das 2013 etablierte Forschungs- und Technologieprogramm „Stadt der Zukunft“ zielt darauf ab, neue Technologien, technologische (Teil-)Systeme, urbane Services und Dienstleistungen zu entwickeln. Im Fokus stehen Gebäude und urbane Energiesysteme, Quartiere, Stadtteile beziehungsweise die Stadt in Verbindung mit dem Umland. Neue Technologien sollen mithelfen, Arbeiten, Leben und Wohnen in Zusammenschau mit Verkehr und Produktion in den Städten umweltfreundlicher und energieeffizienter zu machen. Bisher wurden vier Ausschreibungen durchgeführt.

Um eine Transformation der Städte hin zu Smart Cities zu unterstützen, braucht es verschiedene Inputs aus der Forschung. Die beiden Programme „Smart-Cities-Initiative“ und die „Stadt der Zukunft“ sind aufeinander abgestimmt und ergänzen einander. Das Forschungs- und Technologieprogramm "Stadt der Zukunft" fokussiert auf die Entwicklung von Technologien oder technologischen Teilsystemen sowie von Planungs- und Prozessentwicklungsbeiträgen als Input für Smart Cities-Entwicklungen. Bei der Smart-Cities-Initiative des Klima- und Energiefonds steht die Umsetzung von umfassenden Stadtkonzepten, Strategien und Demonstrationsvorhaben im Vordergrund, d.h. es stehen hier keine Teilsysteme oder Einzeltechnologien im Mittelpunkt.

Um Personen aus Städten, der Wirtschaft, der Forschung sowie der Bevölkerung zum Austausch und zur Diskussion zusammenzubringen, finden regelmäßig Veranstaltungen statt. Der Smart-Cities-Day 2017 findet Anfang Mai in Wien statt. Im Rahmen der Veranstaltung werden Vorzeigeprojekte mit internationalen Expertinnen und Experten diskutiert und auf Exkursionen besichtigt. Filmvorführungen, Fachbeiträge und interaktive Diskussionsforen zu nationalen und internationalen Erfahrungen mit Smart City Transformationsprozessen runden das Veranstaltungsprogramm ab. (April 2017)