Urbane digitale Zwillinge können Wärmeplanung der Kommunen erleichtern

Berlin. Das Deutsche Institut für Urbanistik (Difu) hat zusammen mit dem Fraunhofer Institut für Experimentelles Softwareengineering (IESE) analysiert, wie Kommunen mit Hilfe digitaler Zwillinge komplexe Datenlagen zusammenführen, Szenarien für eine klimaneutrale Wärmeversorgung entwickeln und Planungsentscheidungen nachvollziehbar kommunizieren können. Im Fokus der für das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) durchgeführten Studie steht die praktische Anschlussfähigkeit an kommunale Strukturen, Ressourcen und Zuständigkeiten.

Die Untersuchung gibt Kommunen Orientierung zu folgenden Fragen: Welche Funktionen digitaler Zwillinge sind für die Wärmeplanung sinnvoll? In welchen Planungsphasen können sie was leisten? Und welche organisatorischen, rechtlichen und datenbezogenen Bedingungen müssen erfüllt sein, damit sie wirklich Mehrwerte entfalten?

Zentrale Ergebnisse: Organisation schlägt Technik

Die Studie zeigt, dass der Einsatz urbaner digitaler Zwillinge in der kommunalen Wärmeplanung vielerorts noch in den Anfängen steckt. Rund 16 Prozent der untersuchten Kommunen nutzen derzeit digitale Zwillinge oder vergleichbare Toolsets – meist in frühen Phasen wie der Bestands- oder Potenzialanalyse. Über 90 Prozent greifen dabei auf Lösungen externer Dienstleister zurück.

„Entscheidend für den Erfolg ist weniger die technische Leistungsfähigkeit der eingesetzten Software als die institutionelle Verankerung, die kommunale Datenhoheit und der Aufbau interner Kompetenzen: Ohne klar geregelte Datenzugänge, Schnittstellen und Verantwortlichkeiten bleibt der Nutzen urbaner digitaler Zwillinge begrenzt“, so Difu-Projektleiterin Lisa Dreier.

Vier Typen urbaner digitaler Zwillinge

Ein weiteres zentrales Ergebnis ist ein im Rahmen der Studie entwickeltes praxisorientiertes Typenmodell, das vier funktionale Ausprägungen urbaner digitaler Zwillinge unterscheidet: Visualisierung (z. B. Karten und Viewer), Analyse (datenbasierte Auswertungen), Simulation (Szenarien und Modellierungen) und innovative bzw. adaptive Integration (z. B. lernende oder vernetzte Systeme).

Das Modell ist nicht als Reifegradskala zu verstehen, sondern als flexibler Bewertungsrahmen. Kommunen können damit gezielt jene Funktionen entwickeln, die zu ihren jeweiligen Aufgaben, Datenlagen und Ressourcen passen.

Mehrwert für die gesamte Wärmeplanung

Difu-Wissenschaftler Robert Riechel unterstreicht die Vorteile für Kommunen: „Richtig eingesetzt können urbane digitale Zwillinge in allen Phasen der kommunalen Wärmeplanung hilfreich sein. Sie erhöhen die Nutzbarkeit vorhandener Daten, automatisieren Auswertungen, verbessern die Entscheidungsgrundlagen und helfen, die Lücke zwischen strategischer Planung und Umsetzung zu schließen. Darüber hinaus können sie Transparenz schaffen und die Kommunikation mit Politik, Fachebene und Öffentlichkeit unterstützen."

Allerdings ist nicht für jede Kommune ein umfassender urbaner digitaler Zwilling sinnvoll oder notwendig. Insbesondere für kleinere Städte und Gemeinden mit begrenzten personellen und finanziellen Ressourcen können GIS-basierte Anwendungen und niedrigschwellige Visualisierungs- und Analysewerkzeuge eine praktikable und ressourceneffiziente Lösung darstellen. Entscheidend ist nicht die Bezeichnung des Tools, sondern seine Passung an die jeweiligen Aufgaben, Datenlagen und organisatorischen Strukturen.

Hintergrund: Transfer von Smart-City-Lösungen im Auftrag des BMWSB

Die Studie wurde im Rahmen der Fördermaßnahme „Modellprojekte Smart Cities“ (MPSC) erarbeitet. Die Maßnahme wird seit 2019 vom Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) und der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) gemeinsam mit insgesamt 73 Modellprojekten umgesetzt. Die Publikation ist Teil der wissenschaftlichen Begleitung der „Koordinierungs- und Transferstelle Smart City“ (KTS), die Studien und Expertisen erarbeitet, um neue Erkenntnisse und bedarfsgerechte Lösungen für die kommunale Praxis abzuleiten und aufzuzeigen. Das Bundesinstitut für Bau-, Stadt- und Raumforschung (BBSR) koordiniert die Forschung innerhalb der Fördermaßnahme.

Das Deutsche Institut für Urbanistik (Difu) ist Projektpartner der KTS. Weitere sind u.a. Fraunhofer IESE und IAO, DLR-Projektträger sowie Creative Climate Cities (CCC). Als zentrale Anlaufstelle für die Modellprojekte in Deutschland gestaltet und steuert die KTS den Transfer von Smart-City-Lösungen in die kommunale Praxis. Von diesem Wissen sowie den Erfahrungen und Lösungen sollen langfristig alle Kommunen in Deutschland profitieren.