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IDC © 2016. www.idc.de Seite 1 1 Statistisches Jahrbuch 2015.
Smart Cities in Deutschland:
Wie Städte die Digitale
Transformation meistern
Einleitung
Die Verstädterung der Welt geschieht mit erstaunlichem Tempo. In
Deutschland leben schon heute ca. 77 % der Bevölkerung in dicht und
mittelstark besiedelten Gebieten.¹
Solch eine Urbanisierung treibt, gemeinsam mit der steigenden Nutzung
von Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) durch
Individuen, Unternehmen und öffentliche Institutionen, einen sozialen
und ökonomischen Wandel von Städten voran. Während wir persönlich
kontinuierlich in die digitale Welt übergehen, steigen unsere
Erwartungen an unsere Städte, dies ebenfalls zu tun. Damit einher geht
die Erwartung nach mehr Transparenz und Offenheit, Zugang zu
Services und die Möglichkeit, Feedback zu geben. Daneben müssen sich
Städte auch Herausforderungen in Bezug auf u. a. Sicherheit, Verkehr,
Schadstoffbelastung, Handel, Kultur und Wirtschaftswachstum stellen.
Mit der Absicht, nachhaltige, wettbewerbsfähige und innovative Städte
zu schaffen, die sowohl Unternehmen als auch Bürger zufriedenstellen,
haben Regierungen weltweit verschiedene Initiativen gestartet, um die
Transformation ihrer Ballungszentren zu Smart Cities zu unterstützen.
Die IKT spielt hierbei eine tragende Rolle. Regierungen und Kommunen
sind daher auf Kooperationen mit Unternehmen der IKT-Branche und
deren IT-Lösungen angewiesen und werden diese in Zukunft immer
stärker nachfragen.
Gesponsert von:
Dell EMC
Autor: Laura Hopp Mark Alexander Schulte Juli 2016
„Wir sind überzeugt, dass die
Bedeutung des digitalen
Wandels in den kommenden
Jahren zunehmen wird und
dass sich darüber auch
entscheiden wird, ob
Lebensqualität und
Wirtschaftskraft am
Standort Hamburg erhalten
und gesteigert werden
können.“
Tim Angerer, Leiter der
Stabsstelle „Digitale Stadt“ der
Stadt Hamburg
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Um die aktuelle Situation, Best Practices und Herausforderungen bei der
Entwicklung deutscher Städte zu Smart Cities zu untersuchen, führte IDC
Experteninterviews im Juni und Juli 2016 mit Vertretern aus Dresden,
Frankfurt, Hamburg, Köln und Leipzig durch.
Was ist eine Smart City?
IDC definiert Smart City als eine abgeschlossene Einheit, wie ein Bezirk, eine
Stadt, ein Landkreis oder Ballungsraum, mit ihrer eigenen Verwaltung auf
lokaler Ebene. Diese Einheit beruht auf einer IKT-Grundlage, die eine
effiziente Stadtverwaltung, Wirtschaftsentwicklung, Nachhaltigkeit,
Innovation und Bürgereinbindung erlaubt.
Abbildung 1: Smart City Services
Quelle: IDC, 2015
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Ziele einer Smart City
Die Ziele einer Smart City sind umfassend und verknüpfen die
verschiedensten Bereiche einer Stadt, um letztlich zu den folgenden
Punkten beizutragen:
» Steigerung der Lebensqualität der Bürger
» Ressourcen-, Energie- und Verkehrseffizienz für Klimaschutz und
Umwelt
» Höhere Wettbewerbsfähigkeit der ansässigen Wirtschaft sowie
Steigerung der Attraktivität des Standortes und Verbesserung der
Wirtschaftsprozesse
» Schaffung und Umsetzung von Effizienz rund um Dienstleistungen für
Bürger und Unternehmen sowie stärkeres Engagement vonseiten der
Bürger durch stärkere Einbindung
» Ermöglichung von Wachstum und Innovation mit einer schnellen
Einführung von Technologien für die Erzeugung neuer innovativer
Services oder Applikationen
Die Verwirklichung von Smart Cities in
Deutschland
Um die genannten Ziele zu erreichen, haben Deutschlands Großstädte
größtenteils erste Smart-City-Initiativen gestartet und einige Projekte
bereits erfolgreich abgeschlossen. Initiativen und Programme zum Thema
Smart City betreffen die unterschiedlichsten Bereiche wie intelligente
Verkehrssteuerung, Smartes Parking, neue Mobilitätskonzepte, adaptive
Straßenbeleuchtung, energieeffiziente Gebäude, Klimasiedlungen, den
Ausbau eines cityweiten WLANs, intelligentes Gesundheitswesen, eine
verbesserte Kommunikation zwischen Bürger und Stadtverwaltung über
Online Services sowie die Entwicklung eines Open-Data-Portals, um nur
einige zu nennen. Viele Projekte sind auf dem Weg und werden unter dem
Begriff „Smart City“ vermarktet. Projekte, die als „smart“ bezeichnet
werden können, gibt es allerdings schon seit vielen Jahren. Somit stellt sich
die Frage, ob Städte das Konzept „Smart City“ wirklich leben oder es
„Die Politik in Frankfurt hat den Begriff ‚Smart City‘ noch nicht in ihr Programm
aufgenommen. Dennoch
gibt es einige Projekte, die
als ‚smart‘ bezeichnet
werden können.“
Gert Stahnke, Leiter des
Straßenverkehrsamts der
Stadt Frankfurt
„Der Smart-City-Ansatz ist
ein Baustein der
integrierten
Stadtentwicklung. Ziel ist
es, Wirtschaftsprozesse zu
verbessern, Klimaziele zu
erreichen, neue
Kooperationen einzugehen
sowie die Einbeziehung der
Zivilgesellschaft zu
steigern.“
Mike Reichmuth,
Projektverantwortlicher für
Energie und Klimaschutz im
Amt für Stadterneuerung und
Wohnungsbauförderung der
Stadt Leipzig
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lediglich als Label und modernes Buzzword verwenden. Um die
Entwicklung zu einer Smart City ernsthaft zu verfolgen, ist die Verwendung
des Begriffs jedenfalls nicht ausreichend. Das Thema muss vielmehr
strukturiert angegangen und ein Fokus gesetzt werden. Die Formulierung
einer Smart-City-Strategie, in der IKT eine tragende Rolle spielt, ist hierbei
der erste Schritt.
Strategische Herangehensweisen in den Städten
Eine Smart-City-Strategie ist in vielen Städten und Gemeinden noch nicht
vorhanden, wenngleich insbesondere die Großstädte aktuell an der
Entwicklung einer solchen arbeiten. Teilweise liegt es auch an der
Begrifflichkeit „Smart City“ selbst. So wird etwa in Hamburg nicht von der
„smarten“, sondern der „Digitalen“ Stadt gesprochen und dement-
sprechend eine Digitalisierungsstrategie entwickelt. Bevor eine Stadt eine
Strategie formuliert, sollte sie den Begriff zunächst definieren, um
Unklarheiten aus der Welt zu schaffen und zielgerichteter arbeiten zu
können. Bei vorhandenen Smart-City-Strategien wird oftmals ein
integrierter Ansatz verfolgt, der viele Teilstrategien, z. B. in den Bereich
Verkehr, Energie, Umwelt, Bildung oder Stadtverwaltung, über
Informations- und Kommunikationstechnologien miteinander vernetzt.
Herausforderungen bei der Umsetzung der Strategie oder auch einzelner
Projekte sind vor allem im Bereich des E-Governments rechtliche
Rahmenbedingungen, die die Umsetzung elektronischer Prozesse
aufgrund von Formerfordernissen verhindern. Hinzu kommt die
Finanzierung der Projekte. Die meisten Städte in Deutschland haben
kein dediziertes Smart-City-Budget. Sie sind daher oft auf Fördermittel
aus EU-Projekten oder auf Mittel Dritter angewiesen. Teilweise werden
die Projekte aber auch von den zuständigen Ämtern selbst finanziert.
Der bereits erwähnte Neuigkeitsgrad innovativer Ideen und Produkte
macht es hierbei schwer, eine Finanzierung überhaupt zu rechtfertigen,
da der Nutzen zu Beginn schwer zu ermitteln ist. Auch tragen die langen
Testphasen und unausgereiften Ideen bei besonders innovativen
Vorhaben zu Verzögerungen bei.
Treiber, die die Städte dazu bewegen, eine Smart-City-Strategie zu
implementieren, sind vielfältig. Sicherlich sind noble Ziele wie Klimaschutz
oder Ressourcenschonung Gründe hierfür, letzten Endes ist die
Bezeichnung „Smart City“ aber auch ein Marketingwerkzeug, um das
„Bei unserer Smart-City-
Strategie wird ein
integrierter Ansatz verfolgt,
bei dem Fachstrategien
einzelner Ämter
miteinander vernetzt
werden.“
Dr. Thomas Kreitsch, Stellv.
Leitung der Koordinations-
stelle Klimaschutz der Stadt
Köln und Projektleiter für
SmartCity Cologne
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Image der Stadt zu verbessern und sich innerhalb Europas als moderne
Stadt besser zu platzieren.
Organisatorische Auswirkungen durch Smart-City-Strategien
Deutsche Städte gehen aus organisatorischer Sicht ganz unterschiedlich
an das Thema Smart City heran. So hat zum Beispiel Köln die
Koordinierungsstelle „SmartCity Cologne“ oder Hamburg die Stabsstelle
„Digitale Stadt“ eingerichtet. In Leipzig wurden zwei Arbeitsgruppen
gegründet, die zum einen innovative Ideen entwickeln und diskutieren,
und zum anderen diese testen und umsetzen. In Frankfurt hingegen
werden neue Initiativen nicht durch eine zentrale Stelle gebündelt,
sondern dezentral von dem jeweils beteiligten Amt koordiniert. Welcher
Ansatz auch verfolgt wird, Smart-City-Projekte sind meist nicht durch
einen einzigen Akteur zu stemmen. Kooperationen zwischen der
Stadtverwaltung, Forschungsinstituten, Universitäten, Unternehmen und
anderen Partnern aus der Wirtschaft sind für eine erfolgreiche Umsetzung
ganz wichtig. Denn Herausforderungen und Hürden gibt es zur Genüge.
Zu den bereits erwähnten finanziellen Hürden kommen Engpässe bei
personellen Kapazitäten hinzu. Gerade im Bereich der IT ist es in Zeiten
des Fachkräftemangels besonders schwer, qualifiziertes Personal zu
bekommen. Um die Möglichkeiten neuer Technologien erkennen zu
können und Smart-City-Initiativen in der Stadtplanung zu priorisieren,
ist ein gewisses Know-how im IKT-Bereich jedoch unerlässlich. Bei
Initiativen, die eine Umstellung interner Prozesse und Arbeitsweisen in
der Stadtverwaltung verlangen, sind zudem Widerstände seitens der
Mitarbeiter nicht zu unterschätzen. Altbekanntes und scheinbar
Bewährtes wird meist nur ungern geändert. Ein gewisser
Veränderungswille ist daher unbedingt notwendig, um Prozesse
erfolgreich umzustellen und neue Standards einzuführen. Trotz dieser
Hürden sind sich viele Städte des Potenzials der Entwicklung zu einer
Smart City bewusst.
Schlüsselinitiativen in Deutschland
Die für die Studie ausgewählten deutschen Städte haben bereits erste
Initiativen ins Leben gerufen, um die Entwicklung ihrer Stadt zu einer Smart
„Eine der größten
Herausforderungen bei
der Umstellung auf
elektronische Prozesse in
der Stadtverwaltung ist
der Mangel an
zusätzlichem IT-Personal,
der u. a. auf den
jahrelangen Einstellungs-
stopp zurückzuführen ist.“
Ralf Sagroll, Leiter der
Stabsstelle E-Government
der Stadt Frankfurt
„Herausforderungen bei
der Einbindung von IKT
ergeben sich vor allem bei
deren Anwendung durch
die Mitarbeiter. Neue
Arbeitsweisen und Prozesse
müssen etabliert und dabei
die Mitarbeiter rechtzeitig
mitgenommen werden.“
Gert Stahnke, Leiter des
Straßenverkehrsamts der Stadt
Frankfurt
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City voranzutreiben. Im Folgenden werden einige Schlüsselinitiativen
vorgestellt, in denen die hohe Bedeutung eines Smart-City-Konzepts sowie
die tragende Rolle der IT erkennbar ist. Die Initiativen umfassen stadtweite
Maßnahmen und weisen durch die Vernetzung der verschiedensten
Bereiche erste Erfolge auf.
Triangulum Leipzig
Leipzig ist Partner im EU-geförderten Forschungsprojekt „Triangulum”, in
dem während des fünfjährigen Zeitrahmens drei europäische „Lighthouse-
Städte“ existierende Smart-City-Projekte umsetzen, und in Erfahrungs-
austausch mit sog. „Follower-Städten“, darunter Leipzig, stehen. Das Ziel
für Leipzig ist es, von diesen Erfahrungen zu lernen und einen eigenen
Masterplan für eine smarte Stadtentwicklung aufzustellen. Erste Projekte
zum Thema Mobilität, Energie, Abwasser und Wohnen sind bereits im
Leipziger Westen angelaufen. Der Stadtteil gilt als Laborraum für eine
zukunftsfähige Quartiersentwicklung, auf dessen Basis die Ausrichtung
einer gesamtstädtischen Smart-City-Strategie formuliert werden soll.
» Beispiel: Eine der Ideen bezieht sich auf ein virtuell gesteuertes
Flächenkraftwerk, das durch mehrere dezentrale Erzeugungs-
anlagen gespeist wird. Eine intelligente Steuerung der Anlagen und
der energieverbrauchenden Geräte sollen Einspeisung und
Verbrauch optimieren.²
SmartCity Cologne
SmartCity Cologne ist eine Plattform der Stadt Köln, die verschiedenste
Projekte rund um die Smart City koordiniert. Intelligente Technologien und
neue Ideen werden von Unternehmen, Verbänden, Initiativen und
Privatleuten gemeinsam entwickelt und erprobt. Hauptpartner der
Initiative ist das Versorgungsunternehmen RheinEnergie, wodurch sich die
meisten Projekte um das Thema CO2-Reduktion und Energieeffizienz
drehen. Auf der stadtweiten Kommunikationsplattform, die von der
Initiative betrieben wird, werden Projekte vorgestellt und Informationen
bereitgestellt.
» Beispiel: Das Projekt GrowSmarter hat das Ziel, mit Hilfe von IKT die
Bereiche Energie und Mobilität miteinander zu verknüpfen. So soll
² http://www.leipzig.de/news/news/eu-projekt-triangulum-innovative-ideen-fuer-den-leipziger-
westen-gesucht/
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der über Photovoltaikanlagen produzierte Strom sowohl in den
Siedlungen als auch für E-Mobilität genutzt und über intelligente
Systeme gesteuert werden. Bürger können über eine Carsharing-
App Fahrzeuge buchen und werden durch die Erfassung und
Auswertung von Sensordaten optimal durch den Stadtverkehr
geleitet.³
Die „Digitale Stadt“ Hamburg
Hamburg verfolgt mit seinen Aktivitäten rund um die „Digitale Stadt“ ein
ganzheitliches Konzept, welches die Teilbereiche Verkehr,
Stadtverwaltung, Kultur, Bildung und Infrastruktur umfasst. Die Chancen
der Digitalisierung werden hier vom Senat selbst in allen geeigneten
Projekten thematisiert.
» Beispiel: In einem Pilotprojekt wurden Schulen mit einer
flächendeckenden WLAN-Anbindung ausgestattet, um den Zugang
zu Bildungsangeboten und Lernressourcen, die über das Internet
geteilt und genutzt werden können, zu ermöglichen. Auch an der
neu gegründeten Open Online University werden Lerninhalte online
hochschulübergreifend bereitgestellt.4
Smart City Dresden
An der Initiative Smart City Dresden sind die Stadt Dresden, die TU Dresden
sowie der Wirtschaftsverband Silicon Saxony beteiligt. Die Entwicklung zur
Smart City wird als kontinuierlicher Prozess angesehen, in dem
fortwährend neue Informations- und Kommunikationstechnologien
entwickelt und eingesetzt werden. Um künftig mehr Sichtbarkeit zu
schaffen und eine Vernetzung zu fördern, soll ein Smart-City-Atlas als
Plattform dienen, auf der sich verschiedenste Projekte präsentieren
können.
» Beispiel: Über das Verkehrsmanagementsystem VAMOS wird das
Verkehrsgeschehen mittels Detektoren erfasst und bspw. anhand
intelligenter Ampelschaltung und Fahrerassistenzsystemen in
Straßenbahnen der Stadtverkehr optimiert.5
³ http://www.smartcity-cologne.de/index.php/growsmarter.html 4 http://www.hoou.de/p/ 5 http://invest.dresden.de/de/Kompetenzfelder_Branchen/Themenexzellenz/Smart_City_2315.html
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Rolle der IT bei der Verwirklichung einer
Smart City
Eine Smart City verwendet verschiedene IKT-Lösungen, um
Informationen und Maßnahmen innerhalb von Stadtsystemen und
-bereichen und zwischen ihnen zu verflechten und mit Bürgern,
Unternehmen und der breiteren Öffentlichkeit auf neue Arten in
Austausch zu treten. Die IKT-Architektur, die bei einer Smart City
unerlässlich ist, ist durchaus komplex und wird im Folgenden näher
erläutert.
IKT-Bausteine einer Smart City
Smart Cities bestehen aus verschiedenen Ebenen, die jeweils
Technologien umfassen, die die Erzeugung und Sammlung von Daten
sowie die Aggregation und Analyse der Daten unterstützen.
Abbildung 2: IKT-Architektur Smart City
Quelle: IDC, 2015
Die fünf IKT-Ebenen lauten wie folgt:
» Konnektivität: Diese Ebene umfasst alle Arten von Konnektivität wie
etwa Mobilfunksysteme (3G, 4G, 5G), WLAN, Bluetooth, Sensoren
und Sammelelektroden. Eine starke Vernetzungsinfrastruktur
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ermöglicht den Zugriff auf Systeme und erlaubt es Städten, Daten
effektiv zu erfassen und geeignete Maßnahmen zu treffen.
» Daten: Angesichts der erzeugten und gesammelten Datenmengen
gewährleisten die Rechenzentren, dass die Daten in einem
gemeinsamen Archiv gespeichert werden und ein Zugriff von
verschiedenen Abteilungen und Applikationen aus möglich ist.
» Analyse: Auf dieser Ebene sind Städte in der Lage, all die
gesammelten Daten in wertvolle Erkenntnisse und Maßnahmen
umzuwandeln. Städte wenden sich zunehmend Big-Data-Analytik
zu, welches ihnen ermöglicht, alle Arten von Daten zu strukturieren
und in Nahe-Echtzeit zu analysieren. Durch die Verwendung von
vorausschauender Analysen können Smart Cities präskriptive
Maßnahmen für eine optimale Verteilung der Ressourcen einführen.
» Anwendung: Auf dieser Ebene implementieren Städte verschiedene
Applikationen, die Dateninput, -erfassung und -sammlung über
verschiedene Plattformen hinweg ermöglichen, wie etwa Online
Services, mobile Geräte (z. B. Smartphones und Tablets), Sensoren
und Autos. Diese Ebene wird Anwendern eine nahtlose Erfahrung
ermöglichen, indem Applikationen implementiert werden, welche
Services aus verschiedenen Einheiten integrieren können und so die
gesamte Effizienz verbessern.
» Nutzer: Der letzte Baustein einer Smart City ist jener der
Endkonsumenten, welche Individuen, öffentliche Einrichtungen
oder Unternehmen sein können. Dies ist die Ebene auf der Daten
erfasst werden, sei es über Online-Applikationen, Smartphones,
Tablets, Sensoren oder GPS, sowie die Ebene, welche schlussendlich
die Auswirkungen der Smart-City-Initiativen spürt. Die Effektivität
dieser Ebene ist unerlässlich, damit eine Stadt als wahre Smart City
anerkannt werden kann.
Rolle der IT in Smart-City-Projekten in Deutschland
Die Informationstechnologie zieht sich durch jede Ebene einer Smart
City und bildet die Basis eines jeden Smart-City-Projektes. Ihr wird daher
eine entscheidende Bedeutung bei der Transformation zugeschrieben.
Trotz alledem ist die IT nicht die treibende Kraft, die hinter den
Projekten steht. Die Entwicklung zur Smart City wird nicht der
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Technologie willen vollzogen, sondern vielmehr, um die Stadt
lebenswerter und wirtschaftlicher zu machen. Informations-
technologien werden daher als ein Mittel verwendet, um die
Erwartungen der Bürger zu erfüllen. Der Bürger und seine Interessen
stehen immer noch im Mittelpunkt aller Initiativen. Daher werden bei
weitem nicht alle Möglichkeiten, die die IT heutzutage bietet,
ausgenutzt. Insbesondere bei der Nutzung von Cloud Services sind die
Städte aufgrund von Datenschutzbedenken zurückhaltend.
Interner IT-Betrieb vs. externer Bezug in der Stadtverwaltung
Ein zentrales Rechenzentrum ist in der Regel in jeder Stadt vorhanden
und wird meistens von der städtischen IT betrieben. Hinzu kommen zum
Teil dezentrale Server, die von den verschiedenen Ämtern selbst
betrieben werden, vor allem im Bereich der Fachanwendungen, wie
bspw. der smarten Ampelschaltung im Verkehrsbereich. Mit den
vorhandenen IT-Infrastrukturen werden die Städte aus Sicht von IDC auf
dem Weg zur Smart City in Zukunft kaum auskommen. Der Einsatz
moderner Informationstechnologien, wie Cloud Services, Mobility, Big
Data Analytics und Social, ist für eine erfolgreiche Entwicklung hin zur
Smart City eine Grundvoraussetzung.
Während sich Städte ausdehnen, müssen sich die Smart-City-Projekte
an die neue Größe anpassen, ohne Einbußen in Bezug auf das
Servicelevel in Kauf zu nehmen. Bei vielen Projekten auf Stadtebene sind
verschiedene Fachbereiche und Stakeholder involviert – z. B.
Versorgungswirtschaft, Stadtverwaltung und Gebäudeeigentümer,
wodurch Interkonnektivität gewährleistet werden muss. Cloud-Dienste
können von Städten genutzt werden, um Daten von verschiedenen
Applikationen und Sensoren zu konsolidieren, während der Zugriff auf
verbesserte und skalierbare Rechen- und Speicherfunktionen
gewonnen wird.
Städte haben für die Nutzung von Cloud-Diensten die Wahl zwischen
verschiedenen Modellen. Im Private-Cloud-Ansatz werden Cloud-
Dienste im stadteigenen Rechenzentrum betrieben oder in einer
geschützten Umgebung im Rechenzentrum eines externen Anbieters
(Hosted Private Cloud). Laut einer IDC Studie zum öffentlichen Sektor
wird Ersteres von 45 % der öffentlichen Verwaltungen auf Länder- und
„Ein Hinderungsgrund bei
der Auswahl von externen
IT-Anbietern sind
bestimmte Datenschutz-
anforderungen, die bspw.
die externe Verarbeitung
von Sozialdaten der
Bürger verhindern.“
Ralf Sagroll, Leiter der
Stabsstelle E-Government
der Stadt Frankfurt
„Die IT ist ein Mittel zum
Zweck. Die Digitalisierung
gibt uns die technischen
Möglichkeiten an die
Hand, um unsere
Ressourcen intelligenter
und effizienter einzu-
setzen.“
Dr. Thomas Kreitsch, Stellv.
Leitung der Koordinations-
stelle Klimaschutz der Stadt
Köln und Projektleiter für
SmartCity Cologne
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kommunaler Ebene genutzt oder geplant und Letzteres von 48 %. Hier
geht es darum, ob eigene IT-Ressourcen genutzt werden oder die
externer Anbieter. Wenn sich die Stadt auf eigene IT-Ressourcen
beschränkt, sollte ausreichende Kapazitäten gewährleistet werden.
Stadtverwaltungen und Organisationen sollten daher ihre bestehenden
Investitionen in Rechenzentren erweitern oder externe Kapazitäten
einbeziehen. Die nächste Generation der Rechenzentren kann mithilfe
von Konzepten und Technologien wie modularen Rechenzentren,
konvergenter Infrastruktur und Software-defined-Technologien für
verbesserte Agilität, Skalierbarkeit, Standardisierung und Effizienz
gebaut werden.
Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung von Public-Cloud-Diensten, die
auch von externen Anbietern bereitgestellt und betrieben werden.
Dieser Ansatz wird im Vergleich zum Private-Cloud-Ansatz deutlich
weniger genutzt oder geplant und liegt bei 23 %. Getrieben von
rechtlichen Rahmenbedingungen und Vorschriften sind Bedenken bzgl.
der Datensicherheit von Stadt- und Bürgerdaten hierbei der
bedeutendste Hinderungsgrund. Dennoch sind die Städte der Idee der
Public Cloud nicht völlig abgeneigt, daher werden Vor- und Nachteile
derzeit evaluiert. Die Art der Daten spielt dabei eine Rolle sowie der
Bereich der Stadt, um den es sich dreht, und inwiefern Kooperationen
mit externen Akteuren wie Unternehmen oder Forschungs-
einrichtungen stattfinden und durch die Nutzung von Public Cloud
Services vereinfacht werden können.
Bei der Auswahl von Anbietern ist die Skalierbarkeit der Lösung sowie
die Einhaltung von Bundesdatenschutz und Datenschutzrichtlinien des
Landes eines der Kriterien. IDC ist davon überzeugt, dass der Trend hin
zur Cloud auch für Städte unausweichlich ist, um das volle Potenzial der
Smart City gerade im Bereich datengetriebener Services zu nutzen. Der
Ansatz von hybriden Cloud-Lösungen und damit eine Kombination der
verschiedenen Ansätze kann hierbei durchaus in Betracht gezogen
werden.
„Konkrete
Stadtentwicklungsprojekte
zeigen, welche
Technologielösungen
sinnvoll umgesetzt werden
können. Eine
standardisierte Auswahl
von IT-Anbietern vorab ist
daher nicht zielführend.“
Dr. Thomas Kreitsch, Stellv.
Leitung der Koordinations-
stelle Klimaschutz der Stadt
Köln und Projektleiter für
SmartCity Cologne
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Die Rolle von Open Data und erste Ansätze
Im Vergleich zu Cloud Computing sind viele Städte bei dem Thema Open
Data schon etwas weiter bzw. gewillter diesen Weg zu gehen. Open-
Data-Portale oder zumindest erste Ansätze zur Entwicklung eines
Konzeptes sind vielerorts bereits vorhanden. Verschiedene Datensätze
werden hier von der Stadt für die weitere Nutzung zur Verfügung
gestellt. Die gesetzliche Grundlage hierfür bildet zum einen das
Informationsfreiheitsgesetz, das jeder Person Anspruch auf Zugang zu
amtlichen Informationen gewährt. Des Weiteren besagt das
Informationsweiterverwendungsgesetz, dass Informationen öffent-
licher Stellen des Bundes weiterverwendet werden dürfen. Einen Grund
seitens der Behörden und Ämter, Bürgern Informationen
vorzuenthalten, gibt es daher nicht. Dennoch ist die Entwicklung eines
Open-Data-Portals natürlich weiterhin der Stadt überlassen.
Langfristiges Ziel ist es dabei, den Informationsaustausch zu fördern und
eine Basis zu schaffen, um Apps oder Services, die nahtlos im Ökosystem
verwendet werden können, zu entwickeln. Datensätze, die Bürger oder
Unternehmer aktuell auf den Portalen finden können sind bspw.
Verkehrsdaten, Stadtdaten und Geodaten. Meist handelt es sich dabei
jedoch um statische Daten. Um die Dynamik der Stadt im Sinne einer
Smart City abzubilden und entsprechende Services für Bürger anbieten
zu können, müssen die Daten tagesaktuell und für die Entwicklung von
Apps geeignet sein. Wenn Regierungen die Implementierung einer
Open Data Governance anstreben, dann müssen sie sich auch mit
Datenqualität, Verfügbarkeit und Transparenz auseinandersetzen. Ob
die Stadtverwaltung sowohl personelle als auch finanzielle Kapazitäten
dafür bereitstellen wird, bleibt abzuwarten. Das Sammeln von Daten
über bspw. Sensoren kann natürlich auch von Unternehmen betrieben
werden. Ob diese die Daten der Öffentlichkeit über ein Open-Data-
Portal bereitstellen, anstatt sie im eigenen Interesse für kostspielige
Services zu nutzen, ist fraglich. Wer auch immer die Daten erhebt, die
Erzeugung beschleunigt sich mit beispielloser Geschwindigkeit; die
Menge an Daten auf der Welt soll im Jahr 20206 44 Zettabytes erreichen.
Big-Data- und Analytics-Technologien werden daher immer
bedeutender und sollten auch von Städten stärker genutzt werden.
„Derzeit findet im Rahmen
eines künftigen Open-Data-
Konzepts eine Diskussion
darüber statt, wie Daten
strategisch nutzbar
gemacht werden können,
um die Basis für neue
Angebote und Services für
Bürger und Staat zu
bilden.“
Tim Angerer, Leiter der
Stabsstelle „Digitale Stadt“ der
Stadt Hamburg
„Bevor die Stadt Leipzig
freie Daten zur Verfügung
stellt, muss zunächst
geprüft werden, welche
Rohdaten sich eignen und
ob Kapazitäten vorhanden
sind, um diese aktuell zu
halten. Dieser Prozess
beginnt jetzt erst.“
Mike Reichmuth,
Projektverantwortlicher für
Energie und Klimaschutz im
Amt für Stadterneuerung und
Wohnungsbauförderung der
Stadt Leipzig
6 http://www.emc.com/leadership/digital-universe/2014iview/executive-summary.htm
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Handlungsempfehlungen
Dieser Abschnitt stellt eine Orientierungshilfe für beteiligte Akteure in
einem Smart-City-Ökosystem dar und erläutert die wesentlichen
Punkte, die beachtet werden müssen, um eine „optimierte“ Stadt zu
schaffen. Die Handlungsempfehlungen orientieren sich an den von IDC
identifizierten fünf Smart-City-Dimensionen.
Abbildung 3: Dimensionen einer Smart City
Quelle: IDC, 2016
Um Möglichkeiten und Herausforderungen bei der Entwicklung zur Smart
City besser zu erkennen und anzugehen, müssen Städte die folgenden
Dimensionen berücksichtigen:
» Vision: Um die Entwicklung zur Smart City besser vorantreiben zu
können, sollten Städte eine Smart-City-Vision vermitteln. Diese
beinhaltet eine Strategie, die einen Aktionsplan und konkrete Ziele
festlegt; ein Führungskomitee, das Smart-City-Projekte koordiniert
und vorantreibt; ein dediziertes Smart-City-Budget, mit dem
innovative Ideen gefördert und Projekte finanziert werden, sowie
ein standardisiertes Verfahren, anhand dessen wirtschaftlicher und
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sozialer Nutzen der Initiativen gemessen werden können. Bei der
Entwicklung der Strategie sollte darauf geachtet werden, alle
Stakeholder und Abteilungen miteinzubeziehen, um bessere
Ergebnisse zu erzielen. Zudem sollte vermieden werden, eine starre
Strategie zu schaffen. Agile Strategien ermöglichen es der Stadt, sich
dem Stand der Technik anzupassen, aus Erfahrungen zu lernen und
Veränderungen erfolgreich anzugehen.
» Kultur: Es muss ein Klima geschaffen werden, in dem Innovationen
gefördert und Fehler geduldet werden. Bürger und andere
Interessengruppen sollen motiviert werden, sich innerhalb von
Projekten und in der Zusammenarbeit mit Unternehmen zu
engagieren. Denn Stadtverwaltungen sind nicht bloß Eigner in Smart
Cities, sie sollten als Innovationstreiber fungieren und eine
wesentliche Rolle bei der Ermöglichung von Innovationen spielen.
Über ein „offenes“ Ökosystem und Open-Source-Plattformen kann
dieses Innovations- und Kollaborationsklima entwickelt werden.
Zudem soll die Stadtverwaltung Transparenz schaffen bzgl.
Datenerhebung und -sicherheit.
» Prozesse: Prozesse beschreiben die Art und Weise, wie Smart-City-
Projekte gemanagt werden. Um koordiniert vorgehen zu können, ist
es unerlässlich, diese zu standardisieren, und zwar nicht lediglich
innerhalb eines Projektes, sondern darüber hinaus alle
Organisationsstrukturen und Handlungsfelder betreffend. Zudem ist
es wichtig, ein Partner-Ökosystem zu entwickeln, bei dem alle
Akteure wie Bürger, Unternehmen, Versorger, Forschungs-
einrichtungen und Universitäten involviert werden, um gemeinsam
innovative Lösungen zu schaffen und alle am Nutzen teilhaben zu
lassen. Der Nutzen muss anhand von Indikatoren messbar gemacht
und es müssen Organisationsstrukturen geschaffen werden, die
Smart-City-Initiativen bestmöglich vorantreiben. Öffentlich-private
Partnerschaften werden Städte mit einer zusätzlichen Flexibilität,
besseren Strategien und mehr finanziellen Mitteln ausstatten.
» Technologie: Wie bereits erwähnt, bestehen Smart Cities aus fünf
IKT-Ebenen, die jeweils verschiedene Technologien umfassen.
Städte müssen sich diesen Technologien öffnen und deren
Möglichkeiten ausschöpfen. Das Internet der Dinge und damit
einhergehend die Installation von Sensoren, Kameras und anderen
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Vorrichtungen muss ausgebaut werden. Hier ist darauf zu achten,
dass eine mangelnde Interoperabilität aufgrund von
unterschiedlicher Sensor-Software auftreten kann. Mit Open-
Source-Lösungen können Städte Sensoren und eine Infrastruktur
einsetzen und Applikationen entwickeln, welche kombinierbar und
kosteneffizient sind und Entwicklern und Anwendern mehr
Flexibilität ermöglichen. Cloud-basierte Technologien sind ein
wichtiger Bestandteil für die Errichtung einer gemeinsamen
stadtweiten Plattform für Kommunikation, Zusammenarbeit,
Information und Services. Die gesammelten Daten müssen dann in
Nahe-Echtzeit analysiert werden, um Vorhersagen treffen zu
können und Ressourceneffizienz zu ermöglichen. Insgesamt sollten
Städte eine Schaffung verschiedener Technologiesilos vermeiden
und stattdessen zu einer Konvergenz von Technologie und Daten
tendieren. Das Plattformmodell eignet sich hierbei besonders gut,
um verschiedenen Abteilungen und Organisationen einen Zugriff
sowohl auf Daten als auch auf Technologien zu bieten.
» Daten: Daten sind eines der wichtigsten Elemente einer Smart City.
Die Fähigkeit, den Bedürfnissen der Bürger gerecht zu werden, ist
stark davon abhängig, ob sinnvolle Reaktionen oder Ergebnisse auf
den von Bürgern bereitgestellten Input folgen. Es muss definiert
werden, welche Daten erfasst, analysiert, geschützt und gespeichert
werden müssen. Daten von älteren oder bereits bestehenden
Initiativen sollten nicht ignoriert werden, da sie einen Kontext
schaffen. Es sollten vielmehr Synergien zwischen den alten und
neuen Ökosystemen und den neu erzeugten Daten geschaffen
werden. Die Smart City lebt vom Informationsaustausch, daher
sollte ein stadtweites Open-Data-Portal entwickelt werden, in dem
Daten bereitgestellt und geteilt werden können sowie eine
Beteiligungsplattform für Bürger geschaffen wird. Datenanalysen
bilden hierbei die Grundlage für neue Services sowie die
Erfolgsmessung von Smart-City-Initiativen. Der Zugang seitens der
Bürger zu persönlichen Daten und deren Verwaltung sollte
ganzheitlich online ermöglicht werden. Städte müssen an der
Gewährleistung einer hohen Datenqualität sowie -transparenz
arbeiten, die sich nicht nur auf ihre Bürger bezieht, sondern auch auf
jene, die diese Daten für die Schaffung neuer Services verwenden
möchten. Ein Gleichgewicht zwischen Datensicherheit,
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Zugänglichkeit und Datenschutz muss gefunden werden. Es ist für
Stadtverwaltungen essentiell, dass Bürgerdaten ordnungsgemäß
verwaltet und nicht von Dritten ohne die notwendige Zustimmung
geteilt werden. Smart-City-Datenqualitätsmanagement kann nicht
unabhängig von Cybercrime-Gesetzen durchgeführt werden, da
diese Gesetze sowohl das Internet als auch die mit ihm in
Verbindung stehenden Systeme betreffen.
Fazit und Ausblick
Deutsche Städte haben bereits einzelne Aspekte der fünf Dimensionen
umgesetzt bzw. zumindest geplant. Obwohl Deutschlands Städte bereits
auf einem guten Weg sind, ist die Entwicklung hin zur Smart City vielerorts
doch eher eine schleppende. Bürokratie, finanzielle Probleme und
Bedenken gegenüber technologischen Neuheiten sind Gründe hierfür.
Um die Digitale Transformation erfolgreich zu meistern, müssen Städte
zum einen bereits formulierte Konzepte und Ideen konsequenter verfolgen
und dürfen den Begriff der „Smart City“ nicht lediglich als Marketing-
instrument im Sinne einer positiven Außendarstellung verwenden. Damit
die Vision einer Smart City die Städte wirklich durchdringt, müssen isolierte
Vorhaben in einem ganzheitlichen Ansatz miteinander verknüpft werden.
Zum anderen müssen die Städte auch neue und innovative Schritte gehen.
Das bisher vorsichtige Herantasten mag vielleicht daran liegen, dass
Verantwortliche auf kommunaler Ebene nicht über ausreichend personelle
Ressourcen und Know-how verfügen, um die neuen
Informationstechnologien in ihrer Komplexität zu verstehen, und Chancen,
die diese bieten, nicht erkennen können. Das Eingehen von
Partnerschaften ist hierbei essentiell, um Wissenslücken zu füllen, Impulse
zu bekommen und auch finanzielle Hürden zu überwinden.
Um sich zu einer Smart City zu wandeln, muss auf allen Ebenen (Personal,
Prozesse, Technologie) investiert werden und alte Denkweisen müssen mit
einer neuen Kultur durchbrochen werden. Gerade im Hinblick auf neue
Technologielösungen müssen sich Städte weiter öffnen, um mit der
Digitalisierung Schritt halten und den Anforderungen der heutigen Zeit
gerecht werden zu können.
IDC Executive Brief Smart Cities in Deutschland: Wie Städte die Digitale Transformation meistern
IDC © 2016. www.idc.de Seite 17
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prognostiziert technologische und branchenbezogene Trends und
Potenziale und ermöglicht ihren Kunden so eine fundierte Planung ihrer
Geschäftsstrategien sowie ihres IT-Einkaufs. Durch das Netzwerk der mehr
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Expertise kann IDC ihren Kunden umfassendes Research zu den
verschiedensten Segmenten des IT-, TK- und Consumer-Marktes zur
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