Ein Digitaler Zwilling lässt sich im Wesentlichen als eine virtuelle Darstellung oder digitale Kopie eines physischen Objekts oder Systems verstehen, das in Echtzeit mit seinem Gegenstück in der realen Welt interagiert. Im kommunalen Kontext kann ein Digitaler Zwilling eine komplette Stadt, Teilbereiche oder auch nur bestimmte Aspekte einer Stadt, wie z. B. Verkehrsflüsse, Stromnetze, Gebäude oder Infrastrukturen, abbilden.
Bei einem Digitalen Zwilling werden mittels Sensoren Echtzeitdaten erfasst, analysiert und visualisiert. In Folge dieser Datenerfassung und -verarbeitung können Städte besser auf die Bedürfnisse ihrer Bewohner*innen reagieren und ihre Dienstleistungen sowie Infrastrukturen effektiv verbessern. Ein Digitaler Zwilling im kommunalen Kontext kann daher als eine Art lebendiges, sich ständig weiterentwickelndes Modell einer Stadt beschrieben werden, welches dazu genutzt wird, sie intelligenter, effizienter und lebenswerter zu gestalten.
Anwendungsfelder in Kommunen
Für Kommunen bieten Digitale Zwillinge eine Möglichkeit, die Infrastruktur, Dienstleistungen und Ressourcen der Stadt zu visualisieren und zu optimieren. Die Anwendungsfelder sind vielfältig und umfassen unter anderem die Bereiche Verkehr, Energie, Wasserversorgung, Abfallentsorgung, Beteiligung von Bürger*innen und den öffentlichen Raum.
In der Stadt Mühlhausen wird beispielsweise das Potential in der Martini-Vorstadt erkannt und genutzt. Durch die Entwicklung eines digitalen Modells des Quartiers strebt Mühlhausen danach, Entscheidungsprozesse in der Stadtplanung datengestützt, effizienter und transparenter zu machen. Mit der Erstellung von 3D-Modellen der Gebäude innerhalb des Quartiers legt die Stadt den Grundstein für umfangreiche urbane und energetische Simulationen und Analysen. Das übergeordnete Ziel dieses Ansatzes ist es, mit Hilfe von intelligenten und verlässlichen Datenstrukturen besser auf aktuelle Herausforderungen wie den Erhalt lebendiger Innenstädte, die Förderung nachhaltiger Mobilität, den Schutz vor Klimawandel und die Anpassung an demografische Veränderungen reagieren zu können.
Erste Projekte in Thüringen unterstreichen die Vielfalt der Anwendungsmöglichkeiten. Die konkreten Mehrwerte können dabei ebenfalls recht vielfältig aussehen:
Optimierung des Verkehrsflusses
Digitale Zwillinge können Verkehrsströme in Echtzeit abbilden und analysieren. Durch den Einsatz von Sensoren und KI können Prognosen erstellt und gezielte Maßnahmen zur Verkehrslenkung getroffen werden. So können beispielsweise Staus vermieden, die CO2-Emissionen verringert und die allgemeine Lebensqualität der Bürger*innen verbessert werden.
Verbesserung der Energieeffizienz
Auch im Bereich der Energie können digitale Zwillinge einen wesentlichen Beitrag zur Optimierung leisten. Gerade in Thüringen, einem Bundesland, das erhebliche Fortschritte in der Nutzung erneuerbarer Energien macht, könnte ihr Einsatz dazu beitragen, die Energieeffizienz weiter zu verbessern. So können Digitale Zwillinge die genaue Analyse des Energieverbrauchs ermöglichen und somit dazu beitragen, Verschwendungen zu identifizieren und Energieeffizienzmaßnahmen zu implementieren.
Wassermanagement
Durch den Einsatz Digitaler Zwillinge können Wassernetze intelligent überwacht und gesteuert werden. So ist es beispielsweise möglich, potentielle Schäden oder Wasserlecks frühzeitig zu erkennen und zu beheben, was zur Reduzierung von Wasserverlusten beiträgt. In Thüringer Städten wie Jena, die sich durch eine hohe Dichte an Grünflächen auszeichnen, können Digitale Zwillinge zudem eine Schlüsselrolle bei der Planung und Pflege der Grünflächen spielen. Durch ihren Einsatz kann die effiziente Bewässerung und Pflege gewährleistet werden. Gleichzeitig helfen sie dabei, den Wasserverbrauch zu minimieren.
Abfallmanagement
Digitale Zwillinge können auch zur Verbesserung des Abfallmanagements bzw. zur Effizienzsteigerung der Prozesse von Abfallsammlung und Recycling eingesetzt werden. Mittels Sensoren lassen sich Abfallmengen erfassen und die Optimierung der Abholrouten ermöglichen. Dies kann sowohl Ressourcen sparen als auch die Umweltbelastung reduzieren.
Verringerung von Risiken und Reaktionszeit
Digitale Zwillinge können auch dazu beitragen, Risiken zu identifizieren und zu managen. Sie ermöglichen eine detaillierte Vorhersage und Simulation von Ereignissen, die den Städten helfen, sich auf verschiedene Szenarien vorzubereiten. Im Falle einer Naturkatastrophe oder eines Notfalls können sie beispielsweise dazu genutzt werden, Evakuierungspläne zu optimieren oder den effizientesten Einsatz von Rettungskräften zu planen.
Verbesserung der Beteiligung von Bürger*innen
Durch den Einsatz interaktiver digitaler (Stadt-)Modelle können Bürger*innen besser und anschaulicher in Planungs- und Entscheidungsprozesse eingebunden werden. Die Visualisierung komplexer städtischer Systeme kann den Bürger*innen dabei helfen, die Auswirkungen von Veränderungen oder Projekten besser zu verstehen. Dies ermöglicht es wiederum, gezieltes Feedback zu geben oder eigene Ideen einzubringen.
Schlussfolgerung und Ausblick
Die digitale Transformation von Kommunen ist nicht mehr nur ein Wunschtraum, sondern zunehmend eine realistische Perspektive. Wie die oben genannten Anwendungsfelder verdeutlichen, spielen digitale Zwillinge dabei eine immer wichtigere Rolle bei der Gestaltung der Städte der Zukunft. Sie bieten vielfältige Möglichkeiten zur Verbesserung städtischer Systeme und zur Steigerung der Lebensqualität der Bürger*innen. Wie erste Ansätze und Beispiele in Thüringen zeigen, sind Digitale Zwillinge dabei nicht nur auf Metropolen oder Megastädte beschränkt, sondern bringen auch kleineren und mittelgroßen Städten und Regionen wesentliche Vorteile. Digitale Zwillinge können daher als ein leistungsfähiges Werkzeug für die zukunftsorientierte Stadt- und Regionalentwicklung verstanden werden, welches bestehende Planungsinstrumente sinnvoll ergänzt und aufwertet.
Wir als Digitalagentur Thüringen haben die Potentiale der Digitalen Zwillinge erkannt und versuchen im Rahmen unserer Arbeit und Funktion als zentrale Anlaufstelle und Vernetzerin im Bereich Smart City und Smart Region diesen Ansatz in Thüringen weiter zu implementieren. Wir bieten Services und Formate an, um Kommunen auf ihrem Weg in die digitale Zukunft zu begleiten, zu beraten und zu unterstützen. Gerne helfen wir auch Ihnen bei der digitalen Transformation.
