Digitalisierung und Klimaschutz

Klimadatenanalyse und -monitoring spielen eine zentrale Rolle in der nachhaltigen Siedlungsentwicklung. Sie ermöglichen es, klimatische Bedingungen, Risiken und Auswirkungen von Bau- und Infrastrukturmaßnahmen präzise zu bewerten und langfristige Anpassungsstrategien zu entwickeln. Durch den Einsatz von Technologien wie Geoinformationssystemen (GIS), Satellitendaten und IoT-Sensoren können detaillierte Klimadaten in Echtzeit erfasst und analysiert werden. Diese Daten liefern wichtige Erkenntnisse zu Temperaturen, Niederschlägen, Luftqualität oder Überflutungsrisiken und helfen, klimatische Herausforderungen auf lokaler Ebene zu identifizieren.

In der Siedlungsentwicklung können diese Daten genutzt werden, um Entscheidungen zur Standortwahl, Siedlungsentwicklung oder Grünmaßnahmen zu optimieren. Beispielsweise können Gebiete mit hohen Hitze- oder Überschwemmungsrisiken frühzeitig erkannt werden, um gezielte vorsorgliche Maßnahmen wie den Ausbau grüner Infrastruktur, wasserdurchlässige Oberflächen oder schattenspendende Begrünung zu realisieren. Darüber hinaus ermöglichen Klimadaten ein kontinuierliches Monitoring, um die Wirkung umgesetzter Maßnahmen zu evaluieren und fortlaufend anzupassen. Dies kann eine resiliente und zukunftsfähige Entwicklung von Städten und Gemeinden im Einklang mit Klimazielen fördern. Der Schlüssel liegt dabei in der Integration von Klimadaten in Planungsprozesse und der Förderung technischer sowie organisatorischer und personeller Kapazitäten für deren Nutzung.

.Digitale Plattformen bieten innovative Ansätze, um die Bevölkerung aktiv in Klimaschutzmaßnahmen einzubinden und nachhaltiges Verhalten zu fördern. Sie schaffen neue Möglichkeiten für Information, Partizipation und Engagement, die zu einem Bewusstseinswandel beitragen können. So ermöglichen es interaktive Plattformen, komplexe Zusammenhänge wie CO₂-Fußabdrücke oder Ressourcennutzung verständlich zu visualisieren. Apps und Portale können individuelle Verhaltensweisen analysieren und konkrete Vorschläge zur Reduktion von Emissionen oder zum Ressourcensparen geben, etwa durch personalisierte Empfehlungen zu Mobilität, Energieverbrauch oder Abfallmanagement.

Beteiligungstools wie Bürgerbeteiligungsportale oder Crowdsourcing-Plattformen fördern die Möglichkeit einer aktiven Mitwirkung der Bevölkerung an lokalen Klimaschutzprojekten, wie der Planung von urbanen Grünflächen oder dem Ausbau erneuerbarer Energien. Gleichzeitig bieten Gamification-Ansätze, wie Punkte- oder Belohnungssysteme, Anreize für klimafreundliches Verhalten.

Durch digitale Plattformen können zudem Erfolgsgeschichten und Best Practices geteilt werden, um kollektives Engagement zu stärken. Voraussetzung für den Erfolg ist jedoch eine nutzerfreundliche Gestaltung, Datenschutzsicherheit und die Zugänglichkeit für breite Bevölkerungsgruppen.
Zunehmende Bedeutung gewinnen auch Virtual Reality und Augmented Reality in der Planung. Mit Hilfe VR-Brillen oder Tablet-PCs kann eine modellierte Planung dreidimensional und realitätsnah visualisiert werden. So wird es möglich Planungsmodelle zu durchschreiten und Entwürfe besser zu verstehen und bewerten.

Die Flächenkreislaufwirtschaft ist ein zentrales Konzept für eine nachhaltige Raumentwicklung, das darauf abzielt, Flächenressourcen effizient zu nutzen und durch Kreislaufprinzipien langfristig zu schonen. Vor dem Hintergrund wachsender Flächenknappheit sowie des Klimawandels gewinnt es zunehmend an Bedeutung. In Niedersachsen sieht die niedersächsische Nachhaltigkeitsstrategie eine Neuinanspruchnahme von Flächen bis 2030 auf weniger als 4 ha pro Tag vor, der Flächenverbrauch soll bundesweit bis 2050 bei Netto-Null liegen, womit dann die Flächenkreislaufwirtschaft realisiert wäre.
Digitalisierung kann hierbei eine Schlüsselrolle spielen, indem sie innovative Werkzeuge und Ansätze bereitstellt, die den Übergang zu einer ressourceneffizienten Nutzung von Flächen erleichtern können, dazu zählen:

• Geodaten und X-Planung

Mithilfe von Geoinformationssystemen (GIS) und Fernerkundungstechnologien können Daten über Bodenversiegelung, Flächennutzung und Umweltauswirkungen in Echtzeit erfasst und visualisiert werden. Dies unterstützt Planende bei der Identifikation von Brachflächen und der Entwicklung von Nachnutzungskonzepten. Derzeit erschweren unterschiedliche Datenformate und Systeme noch eine einheitliche Datennutzung. Eine Standardisierung ist hier essenziell, um die Zusammenarbeit zwischen Akteurinnen und Akteuren zu fördern. Gerade im Hinblick auf kleine und mittlere Kommunen besteht zudem die Gefahr, dass sie durch mangelnde Ressourcenausstattung ins Hintertreffen geraten, da die digitale Transformation hohe Investitionen in Technologien und Fachkräfte erfordert.

Hierfür wurde das Datenaustauschformat XPlanGML (X-Planung) entwickelt. XPlanGML ist ein bundesweiter Datenstandard zur strukturierten und maschinenlesbaren Darstellung von Bauleitplänen und anderen raumbezogenen Planungsdokumenten. Die XLeitstelle ist als zentrale Anlaufstelle für die Weiterentwicklung, Pflege und Verbreitung des XPlanGML-Standards zuständig. Sie fungiert als koordinierende Institution und sorgt für die technische und organisatorische Weiterentwicklung von XPlanGML. Das Land Niedersachsen arbeitet mit seiner Digitalisierungsoffensive PlanDigital daran, die Regionalen Raumordnungsprogramme (RROP) und Flächennutzungspläne (FNP) landesweit einheitlich im XPlanGML-Standard bereitzustellen (Geodatenportal Niedersachsen).

• Künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning

KI-gestützte Algorithmen können Muster im Flächenverbrauch analysieren, Szenarien simulieren und fundierte Entscheidungen zur Flächensteuerung unterstützen. Sie helfen beispielsweise bei der Prognose von Bodenverbrauchstrends oder der Identifikation nachhaltiger Standorte für neue Projekte.

• Partizipative Plattformen und Crowd-Mapping

Digitale Tools wie partizipative Plattformen bieten Bürgerinnen und Bürgern die Gelegenheit, sich als Expertinnen und Experten in Planungsprozesse einzubringen. Crowd-Mapping ermöglicht es zum Beispiel, lokales Wissen zusammenzutragen und so brachliegende oder wenig genutzte Flächen besser zu identifizieren. Die Integration der Digitalisierung in die Flächenkreislaufwirtschaft bringt jedoch auch Herausforderungen mit sich. Dazu gehören der Umgang mit Datensicherheit und Datenschutz. So erfordert der Umgang mit sensiblen Geodaten klare Regelungen und Technologien, die Datenschutz gewährleisten.

Digitale Zwillinge sind Werkzeuge, die in der Stadtentwicklung eine präzise und datenbasierte Planung ermöglichen. Als virtuelle Abbilder realer Städte oder Stadtteile, die mit Echtzeitdaten aus IoT-Sensoren, Geoinformationssystemen (GIS) und anderen Quellen gespeist werden, bieten sie eine innovative Grundlage für die Simulation und Optimierung urbaner Prozesse.

In der Stadtentwicklung ermöglichen digitale Zwillinge die Visualisierung und Analyse geplanter Infrastrukturprojekte, etwa die Auswirkungen neuer Verkehrswege oder Gebäudestrukturen auf Mobilitätsströme und die Lebensqualität. Auch Nachverdichtung oder die effiziente Nutzung brachliegender Flächen können mithilfe digitaler Zwillinge datenbasiert geplant werden. Sie können darüber hinaus zur nachhaltigen Ressourcennutzung beitragen, indem sie den Energieverbrauch, die Wasserverteilung oder Abfallmanagementsysteme optimieren, Ineffizienzen identifizieren und Möglichkeiten bieten, Ressourcenverbrauch nachhaltig zu gestalten. Auch die Integration erneuerbarer Energien in urbane Energieversorgungssysteme kann durch digitale Simulationen besser geplant werden.

Im Bereich Klimaanpassung unterstützen digitale Zwillinge die Simulation von Szenarien wie Starkregenereignissen, Hitzewellen oder Luftschadstoffverteilungen. So können Maßnahmen im Bereich grüne Infrastruktur oder Überflutungsschutz sowie stadtklimatische Verbesserungen präzise entwickelt und auf ihre Wirksamkeit getestet werden. Risiken wie Überflutungsgefahren können in Echtzeit simuliert werden. Ein weiterer Vorteil ist die verbesserte Bürgerbeteiligung: Digitale Zwillinge bieten anschauliche Visualisierungen, die komplexe Zusammenhänge verständlich machen und die Diskussion zwischen Planenden, Politik und Bevölkerung erleichtern.

Die Digitalisierung spielt eine zentrale Rolle bei der Realisierung energieeffizienter Neubauten. Digitale Werkzeuge wie Building Information Modeling (BIM) ermöglichen eine ganzheitliche Planung, die Energieeffizienz von der Konzeption bis zum Betrieb eines Gebäudes berücksichtigt. Mithilfe von thermischen Simulationen, Lebenszyklusanalysen und integrierten Energiekonzepten lassen sich Gebäudeplanungen so frühzeitig optimieren.

Darüber hinaus können digitale Plattformen bei der Auswahl nachhaltiger Materialien wie zum Beispiel CO₂-reduziertem Beton, recycelten Materialien oder biobasierten Alternativen und der Optimierung von Bauprozessen unterstützend eingesetzt werden, wodurch Ressourcen effizienter genutzt und Abfall reduziert werden können.

Smart Buildings nutzen digitale Technologien und Automatisierung, um Energieeffizienz, Komfort und Nachhaltigkeit zu maximieren. Kernkomponenten intelligenter Gebäudetechnik sind vernetzte Sensoren, KI-gestützte Energiemanagementsysteme, die Daten in Echtzeit erfassen, analysieren und Steuerungsprozesse optimieren.

Durch adaptive Steuerungssysteme passen sich Smart Buildings dynamisch an Nutzungsbedingungen an: Heizung, Lüftung, Klimatisierung und Beleuchtung reagieren bedarfsorientiert auf Belegungsraten, Wetterverhältnisse oder Tageszeiten. Dies reduziert Energieverbrauch und Betriebskosten erheblich. Gleichzeitig ermöglichen Smart Grid-Integrationen die Nutzung erneuerbarer Energien und die Rückspeisung überschüssiger Energie ins Netz.

Sicherheits- und Komfortfunktionen, wie Zugangskontrolle, smarte Alarmsysteme und personalisierte Raumeinstellungen, erhöhen die Attraktivität dieser Technologien. Über digitale Dashboards erhalten Betreiberinnen und Betreiber Einblicke in Energiekennzahlen und Betriebseffizienz, wodurch präventive Wartung und Optimierungsmaßnahmen erleichtert werden.

Digitale Technologien bieten neue Möglichkeiten, klimafreundliche Mobilität gezielt zu fördern und Verhaltensänderungen anzuregen. Apps und Plattformen, die Echtzeitinformationen zu multimodalen Verkehrsmöglichkeiten bereitstellen, erleichtern die Nutzung nachhaltiger Alternativen wie öffentlicher Verkehrsmittel, Fahrrad- oder Carsharing-Angeboten. Durch die Kombination von digitaler Infrastruktur, innovativen Anreizmodellen und smarter Mobilitätsplanung kann ein nachhaltiger Wandel des Mobilitätsverhaltens gefördert werden. Digitale Plattformen fördern das Wachstum von Sharing-Angeboten wie Carsharing und Ride-Pooling. Car-Sharing ist – neben ÖPNV, zu Fuß gehen und Rad fahren – eine wichtige Säule des Umweltverbundes. Es entlastet die Umwelt, spart Ressourcen und leistet einen Beitrag zur Energieeinsparung im Verkehr. Laut Umweltbundesamt kann ein Car-Sharing-Auto vier bis über zehn private Autos ersetzten (UBA 2023).

Durch die gemeinsame Nutzung wird der Bedarf an privaten Pkw reduziert, wodurch die Anzahl der produzierten und zugelassenen Fahrzeuge sinkt. Weniger Fahrzeuge bedeuten wiederum weniger Ressourcenverbrauch bei der Herstellung, wie Stahl, Kunststoffe und Energie. Viele Carsharing-Anbieter setzen zudem auf moderne, emissionsarme oder elektrische Fahrzeuge, die deutlich weniger CO₂ ausstoßen als ältere, privat genutzte Autos und sie nutzen diese deutlich intensiver und länger. Indem Nutzerdaten, Verkehrsanalysen und Echtzeitverfügbarkeiten digital zusammengeführt werden, werden multimodale Mobilität und Sharing-Angebote nicht nur planbarer, sondern auch effizienter und attraktiver für Nutzerinnen und Nutzer. Damit diese Potenziale vollständig ausgeschöpft werden können, sind Investitionen in digitale Infrastrukturen, standardisierte Schnittstellen und datenbasierte Planung eine wichtige Voraussetzung.

Gamification-Ansätze, beispielsweise durch Mobilitäts-Apps, können Nutzerinnen und Nutzer belohnen, wenn sie CO₂-arme Verkehrsmittel wählen. Digitale Bonussysteme oder CO₂-Tracking-Tools machen Einsparungen messbar und schaffen individuelle Anreize, etwa durch Rabatte, Punkte oder steuerliche Vorteile. Unternehmen profitieren von digitalen Mobilitätsbudgets, die traditionelle Dienstwagenmodelle ersetzen und Mitarbeitende gezielt zur Nutzung klimafreundlicher Verkehrsmittel motivieren sollen. Hierzu stellen Unternehmen ihren Mitarbeitenden ein festgelegtes monatliches oder jährliches Mobilitätsbudget zur Verfügung. Dieses kann für verschiedene Mobilitätsdienste genutzt werden, wie z. B. öffentlicher Nahverkehr, Carsharing, Bike- oder E-Scooter-Sharing, Fahrgemeinschaften oder Mietwagen. Neben Einsparungen durch Reduktion des Fuhrparkes erhöht sich die Arbeitgeberattraktivität, da die Mitarbeitenden die für ihre Vorlieben passenden Mobilitätslösungen wählen können. Zudem ermöglichen datenbasierte Analysen eine zielgerichtete Verkehrsplanung, die Anreize mit bedarfsgerechten Angeboten verknüpft.

Die gezielte Förderung des öffentlichen Nahverkehrs (ÖPNV) und aktiver Mobilität wie Rad- und Fußverkehr ist eine wichtige Grundvoraussetzung, um den Verkehrssektor klimafreundlich und zukunftsfähig zu gestalten. Digitalisierung kann eine zentrale Rolle bei der Stärkung und Vernetzung dieser Mobilitätsformen spielen.

Smart Mobility-Plattformen bieten Echtzeitinformationen und integrierte Buchungssysteme, die den Übergang zwischen verschiedenen Verkehrsmitteln nahtlos gestalten. Multimodale Apps können es Nutzerinnen und Nutzern ermöglichen, individuelle und nachhaltige Routen zu planen, die ÖPNV, Fahrrad und Sharing-Angebote kombinieren.

Digitale Zwillinge, Verkehrsmodelle und Datenanalysen unterstützen die Planung von Infrastrukturen, etwa durch die Identifikation von Bedarfen für Radwege, barrierefreie Fußgängerzonen oder ÖPNV-Hubs. Gleichzeitig erleichtert die Digitalisierung die Einführung dynamischer Preissysteme und Gamification-Ansätze, die den Umstieg auf nachhaltige Mobilität attraktiv machen. Die Verzahnung von ÖPNV, aktiver Mobilität und Digitalisierung schafft so nicht nur umweltfreundliche, sondern auch nutzerzentrierte Verkehrslösungen, die eine sozial gerechte und klimaverträgliche Mobilitätswende ermöglichen.