„Auf Basis von Daten statt von Bauchgefühl lassen sich langfristig sinnvolle und gleichzeitig auch innovative nutzbringende Anwendungen für Kommunen schaffen“, sagt Alanus von Radecki CEO des Daten-Kompetenzzentrums Städte und Regionen (DKSR). Dieses bietet unter anderem Stadtwerken eine Open-Source-Datenplattform für Smart-City-Anwendungen an.
Unter Open-Source versteht man offenen Quellcode. Das heißt, die Software darf nach Belieben benutzt, verändert und kopiert werden. Diese „freie Software“ ermöglicht Interoperabilität mit anderen Plattformen – und somit die gemeinsame interkommunale Entwicklung und Umsetzung von Anwendungen, erläutert Radecki. Zudem machen sich Stadtwerke damit nicht von einzelnen Lösungsanbietern abhängig, sondern können stattdessen selbst Anwendungswissen aufbauen.
Pro und Contra Open Source
Allerdings bedeutet das nicht nur Vorteile: „Das Thema Open-Source bringt eine hohe Komplexität in der technischen Umsetzung dieser Plattform mit sich“, verdeutlicht die kommunale Kooperationsplattform Civitas Connect. Dafür werden oft hohe technologische Fähigkeiten benötigt, die in kommunalen Unternehmen oft nicht vorhanden sind. Hier bedarf es geeigneter Kooperationsmodelle, um solche Plattformen souverän betreiben zu können.
Jürgen Germies, geschäftsführender Partner bei dem unter anderem auf Smart City spezialisierten Beratungshaus Haselhorst Associates, befürwortet ebenfalls den Einsatz von Open-Source, da das Thema somit wesentlich schneller und flächendeckender vorangetrieben werden könne.
Jedes Stadtwerk könnte so unabhängig von seiner Größe die Chance bekommen, frühzeitig am Geschäftsmodell „Plattformökonomie“ zu partizipieren. Wichtig sei aber zu wissen, wer die Open-Source-Lizenz vergibt und wer die notwendige Software entwickle. „Das könnte sicherlich ein Stadtwerk selbst sein, das sich bereits als eine Art „Best Practice“ auf diesem Gebiet hervorgetan hat. Es gäbe aber auch die Möglichkeit einer Lösung aus der Forschung. Das hätte zumindest den Vorteil, dass Stadtwerke zusätzlich eine möglichst unabhängige Beratungsleistung bei der Implementierung hinzubuchen könnten“, sagt Germies.
Stadtwerke als Treiber
„Tatsächlich stellen wir bei unserer Arbeit bei Haselhorst Associates fest, dass sich zunehmend mehr Stadtwerke mit dem Aufbau und der Nutzung von Datenplattformen beschäftigen“, ist die Erfahrung von Jürgen Germies. Verwunderlich sei das nicht, schließlich gehe es bei einer Smart City darum, sämtliche Lebens- und Arbeitsbereiche einer Stadt intelligent zu vernetzen – wozu Daten zwangsläufig schnell und sicher ausgetauscht werden müssen.
Eine digitale Plattform könne hier sehr gut helfen, einen effizienten Austausch zwischen sämtlichen Beteiligten der smarten Stadtentwicklung sicherzustellen; zumindest sofern klar sei, wen die Plattform genau miteinander in Kontakt bringen soll und zu welchem Zweck. „Eine reine Plattform um der Plattform willen, ist sicherlich nicht zielführend“, so Germies.
Strategieentwicklung und digitale Infrastruktur
Allerdings: Von einem flächendeckenden Plattformmodell könne noch nicht die Rede sein. „Unabhängig von der aktuellen Debatte über dieses Thema ist es zudem wichtig, dass die nochmals entscheidenderen Grundvoraussetzungen für den Erfolg einer Smart City zwei andere sind: nämlich die Strategieentwicklung und die Sicherstellung einer digitalen Infrastruktur.“
Einen möglichst niederschwelligen Einstieg in das Plattform-Geschäftsmodell biete zum Beispiel die Bereitstellung eines LoRaWAN-Funknetzes für Stadtwerke. Denn mit Hilfe der Technologie ließen sich Daten verhältnismäßig günstig, mit niedrigem Energieverbrauch und hoher Reichweite übertragen. Sprich mit einem solchen Funknetz wäre für ein Stadtwerk bereits relativ schnell der erste Schritt in Richtung Smart-City-Plattform getan. (sg)
Stadtwerke Karlsruhe
Momentan konzentrieren sich die Stadtwerke Karlsruhe beim Thema Smart-City unter anderem auf das Thema LoRaWAN und Sensorik zur Datenerfassung. Dafür habe man sich 2017 für eine On-Premises Lösung der Plattform ELEMENT IoT entschieden, um der Datenhoheit und vor allem der -sicherheit gerecht werden zu können.
Es handle sich hier nicht um eine Open-Source-Plattform, sondern diese wurde speziell für die Anforderung des Betriebs und Aufrechterhaltung einer LoRaWAN-Infrastruktur entwickelt. „Da die Stadtwerke Karlsruhe mit ihrer IT eigene Rechenzentren betreiben, konnte diese Lösung ideal geplant und umgesetzt werden. Als kritischer Infrastrukturbetreiber ist es uns wichtig, diesen Aspekt auch für die künftigen Infrastrukturen zu gewährleisten“, sagt Tamara Stefani von den Stadtwerken Karlsruhe.
Eine App betreibe man dazu nicht, dies es wäre aber perspektivisch möglich.
Zudem erprobe man gerade mit der Stadt Karlsruhe die DKSR-Plattform. Wie es mit der Plattform langfristig weitergehe, werde sich im Laufe der nächsten Monate in Abstimmung mit der Stadt Karlsruhe final klären. Beide Anwendungen sind in ihrer Zielkundensetzung und Anwendung unterschiedlich: Die ELEMENT-Plattform hat primär das Ziel, das LoRaWAN-Netz zu verwalten und die Daten aus den verschiedenen Kommunikationsmedien aufzunehmen und bereitzustellen.
Sie ist neben ihrer Funktion als Netzverwalter auch eine Datendrehscheibe. Zielkunden sind die LoRaWAN-Infrastrukturbetreiber und Energieversorger. Die DKSR-Plattform fokussiert als Zielkunde die Städte. Sie befindet sich aktuell noch in einem Entwicklungsaufbau. Hier kann man auch von einem langfristigem Datenmarktplatz sprechen. Großer Unterschied zwischen beiden sei zudem, dass die DKSR-Plattform auch verschiedene Daten intelligent miteinander verknüpfen könne.
Herausforderungen
Henne-Ei-Problem
Als größte Hürde bewertet Ralf Leufkes, Geschäftsstellenleiter Civitas Connect, aktuell die Kosten für den Aufbau und den Betrieb dieser Infrastrukturen und der erwarteten Wertschöpfung. „Beim Thema Kosten gibt es diverse Förderprojekte, die hier unterstützen sollen und können. Eines der prominentesten stellen dabei die Modellprojekte Smart Cities vom Bundesministerium des Inneren, für Bau und Heimat dar. In nahezu allen Projekten ist der Aufbau einer geeigneten Datenplattform enthalten, gleichzeitig aber auch ein hoher Anspruch an Souveränität gegeben“, sagtLeufkes.
Die zweite große Baustelle zeige sich beim Thema Monetarisierung und Wertschöpfung. Zum einen lasse sich eine solch aufwendige und umfangreiche Infrastruktur nicht in einem klassischen Business-Case auf Produktebene rechnen. Vielmehr würden viele kleinere und größere Produkte und Services den Business-Case für eine solche Smart-City-Architektur und Plattform tragen müssen.
"Zum anderen werden sich diese notwendigen Produkte und Services erst mit der zur Verfügung stehenden Plattform in den kommenden Jahren entwickeln“, erklärt Leufkes das Henne-Ei-Problem. In Summe sei das also noch eine klare Investition in die Zukunft, die noch drei bis fünf Jahre anhalten wird. „Bei den Modellprojekten Smart Cities gehen die Förderzeiträume nicht ohne Grund bis zu sieben Jahre. Darüber hinaus gebe es noch zu berücksichtigen, dass die Nutzung einer solchen Plattform auch mittleren und kleinen Kommunen oder eben Kommunen ohne Förderung ermöglicht werdne muss und diese für viele Anwendungsfälle, wie dem Pendlerverkehr, auch interkommunal oder auf europäischer Ebene miteinander kompatibel sein müssen.
In den letztgenannten Punkten sieht Civitas Connect ein riesiges Potenzial. Zum einen habe man viele Mitglieder, die in dem benannten Förderprojekt berücksichtigt worden sind. Zum anderen bestehe die Möglichkeit, beim Aufbau und Betrieb dieser Plattformen zu kooperieren, um so einen wirtschaftlichen Betrieb zu ermöglichen.
Aktuell prüfe man mit einigen Mitgliedern die Optionen und Handlungsfelder für ein gemeinsames Vorgehen, ohne eine Betreiber- oder Herstellerabhängigkeit zu erzeugen. In diesem Zusammenhang stehe auch der Aufbau eines gemeinsamen Anforderungsmanagements im Raum. Ziel sei die Definition einer gemeinsamen Plattform und die Sicherstellung der Weiterentwicklung dieser – unabhängig von den Anwendungsfällen, die auf dieser Basis umgesetzt werden sollen.
Ressourcen, Zeit und Kompetenzen nötig
„Viele unterschätzen die Ressourcen, Zeit und die Kompetenzen, die es braucht, um eine eigene Datenplattform aufzubauen“, sagt Alanus von Radecki, CEO von DKSR. Manche öffentliche AkteurInnen haben Jahre in den Aufbau einer eigenen Plattform investiert – um danach festzustellen, dass sie doch wieder auf externe Anbieter zurückgreifen müssen, weil sie es nicht ganz schaffen. Als Stadtwerk sei die Herausforderung, unter Tarifbedingungen mit privatwirtschaftlichen Unternehmen um die gleichen Fachkräfte zu ringen, die ja ohnehin schon rar seien. Hinzu komme auch die enge Zusammenarbeit mit der Stadt: eine Reihe an datenbasierten Applikationen adressieren die Stadt als Nutznießerin: etwa verbessertes Parkraummangement, Umwelt-Monitoring, intelligente Beleuchtung oder Energieeffizienz in kommunalen Liegenschaften. Es bedarf daher eines intensiven Dialogs zwischen Stadt und Stadtwerk um das richtige Portfolio an Applikationen aufzusetzen und abzurechnen. Das funktioniert manchmal besser, manchmal schlechter – „und will alles gut durchdacht und beraten sein“.
Daten und standardisierte Schnittstellen
Auf eine weitere Herausforderung verweist Germies von Haselhorst Associates: Zum einen müssten die für eine Smart-City-Plattform notwendigen Daten zur Verfügung stehen, zum anderen gehe es darum, offene und standardisierte Schnittstellen sicherzustellen. „So könnten die Stadtwerkebetreiber entsprechend ihrer jeweiligen Standortfaktoren die Plattform individuell auf ihre Bedürfnisse anpassen. Das fördert die Innovationskraft und stärkt den Wettbewerb zwischen den Stadtwerken.“ Ein weiterer wichtiger Punkt: Sollen möglichst viele Personen und Unternehmen die Plattform nutzen, müssten sie sichergehen können, dass ihre zur Verfügung gestellten Daten ausreichend geschützt sind. Das sollte beim Aufbau entsprechend oberste Priorität haben.
Was biete ich an?
„Eine der größten Herausforderungen ist es, sich Gedanken zur Marktplatzierung zu machen. Was möchte man dem Kunden wie und wo anbieten? Wo liegt zunächst das Gleichgewicht zwischen Kosten und Nutzen einer Plattform“, sagt Tamara Stefani von den Stadtwerken Karlsruhe. Für den Versorger stellt sich diese Frage im Zuge des Strategieprozesses jedes Jahr neu. „Je nachdem was man für eine Leistung anbieten möchte, braucht es eine passende Plattform. Gerade wenn man über eine Prem-Installation nachdenkt, sollte man sich hierzu im Vorfeld intensive Gedanken machen“, so Stefani.
Stadtwerke Wolfsburg
Zusammen mit seiner Telekommunikationstochter Wobcom betreibt der Kommunalversorger selbst eine mehrschichtige Open-Data-Plattform (ODP). Bei der der Architektur der Plattform spielt die FIWARE Foundation aus Berlin eine wichtige Rolle. Die Wolfsburger legten dabei vor allem Wert auf einen Open-Source-Ansatz, um möglichst herstellerunabhängig zu bleiben.
Sie geht auf die 2016 gestarteten Initiative #WolfsburgDigital zwischen Volkswagen und der Stadt zurück. Inzwischen sind namhafte Partner wie der auf Künstliche-Intelligenz spezialisierte Konzern Nvidia und Hardwarehersteller Dell hinzugekommen. Aktuell habe man eine Vielzahl an digitalen Anwendungsfällen erprobt und entwickelt. Die Datenplattform können auch andere Kommunen verwenden.
Im Auftrag der Stadt betreiben die Wolfsburger zudem eine Wolfsburg-App. Diese wird vom Förderprogramm „Modellprojekte Smart Cities“ des Bauministeriums und der KfW finanziert. Auf Grundlage der Wolfsburg-App arbeitet die Stadtverwaltung in einer Entwicklungspartnerschaft mit den Städten Solingen, Remscheid, Dortmund, Mönchengladbach und Kassel an einer ganzheitlichen Smart-City-App und passt die konkreten Funktionen an die jeweilige Kommune an.
Empfehlungen
Kosten-Nutzen prüfen
Die Expertin für Smart City bei den Stadtwerken Karlsruhe rät dazu, bei Smart-City-Plattformen, den Kosten-Nutzen genau zu prüfen. „Viele Stadtwerke haben bereits andere Plattformen wie Element oder Digimondo im Einsatz. Natürlich ist der Markt an Smart City und Urban Data Plattformen die letzten Jahre rasant gestiegen. Gerade deswegen ist es wichtig, sich zunächst die Zeit zu nehmen und sich Gedanken zum eigenen Geschäftsmodell zu machen.“
Hier empfehle es sich auch, einen engen Austausch mit der Stadt zu führen. Wo sieht die Stadt sich zukünftig in einer Smart City? Was möchte Sie perspektivisch die nächsten Jahre realisieren? Außerdem sollten Versorger, schrittweise vorgehen, um sich nicht an zu vielen Fronten zu verzetteln. Wichtig sei auch das Zusammenspiel mit der Stadt was Kostenübernahmen und eventuelle Ausschreibungen betrifft. Öffentliche Träger sind verpflichtet auszuschreiben.
Strategisch denken
Strategisches Denken, ist kurz und knapp der Rat von Alanus von Radecki. Kleinere Stadtwerke sollten gut überlegen, für welche Herausforderungen sie eine Datenplattform nutzen möchten, um gezielt vorzugehen und den Einsatz der Ressourcen besser planen zu können. Während große Stadtwerke auch selbst zu Betreibenden einer Datenplattform werden können, fahren kleinere in der Regel gut damit, einen kompetenten Partner für den Betrieb und die Weiterentwicklung an Bord zu holen. Hier empfehle sich ein stufenweises Vorgehen: Oftmals reicht anfangs eine Pilotplattform, die mit geringen Kosten verbunden ist. Über kleine, zielgerichtete Interventionen können so auch kleine Stadtwerke die Vorteile der Digitalisierung voll ausschöpfen. (sg)
Mehr zum Thema Smart-City finden Sie auch in der Juli-Ausgabe der ZfK.
Mainzer Stadtwerke
Die Mainzer Stadtwerke AG nutzen seit Mitte 2021 die Open-Source-Datenplattform des DKSR. Diese wurde bis Ende 2021 durch das Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) gefördert und bis auf weiteres von den Mainzer Stadtwerken weitergeführt.
Die Plattform ist nicht nur eine technische Plattform aus Hard- und Software, sondern auch eine durch das Kompetenzzentrum gemanagte physische Plattform, die alle Kunden unter- und miteinander vernetzt. So entwickeln die Mainzer Stadtwerke und die DKSR zunächst gemeinsam Ideen – stehen dabei aber in engem Austausch mit anderen Städten. So weiss jede teilnehmende Stadt und Stadtwerk, was die andere macht.
„Was wir bei DKSR beauftragen und programmieren lassen, ist erst einmal unser Eigentum. Andere Kommunen und Stadtwerke können diese neuen Anwendungsfälle von uns übernehmen“. Das Prinzip ist einfach: Je mehr Use Cases von anderen Städten und Stadtwerken innerhalb der DKSR übernommen werden, umso schneller, besser und günstiger wird es: Denn durch das Teilen reduzieren sich die Entwicklungskosten für den Einzelnen, die Weiterentwicklung ist gesichert.
„Uns ist die interkommunale Zusammenarbeit sehr wichtig, denn Städte und Stadtwerke konkurrieren in vielen Bereichen nicht miteinander und wir können gut voneinander lernen und profitieren“, so Stölzle.
