Planungsbeschleunigung für die Klimaanpassung mit Urbanen Digitalen Zwillingen
Förderung erfolgt im Rahmen der Hightech Agenda des BMFTR, zum Thema „Planungsbeschleunigung für die Klimaanpassung mit Urbanen Digitalen Zwillingen“.
Fördersumme: 3,24 Mio. €
Projektträger: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) für das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR)
Dauer: 4 Jahre
Start: 12/2025
Ende: 12/2029
Ausgangssituation
Der Umgang mit den Auswirkungen des Klimawandels zählt in Deutschland zu den zentralen gesellschaftlichen Herausforderungen. Neben der Reduktion von Treibhausgasemissionen gewinnt insbesondere die Anpassung an bereits spürbare und künftig zu erwartende Klimafolgen zunehmend an Bedeutung. Ziel ist es, die Widerstandsfähigkeit von Städten und Regionen gegenüber Hitze, Starkregen oder anderen Extremereignissen zu stärken und gleichzeitig Lebensqualität zu sichern.
Gerade Städte stehen vor der anspruchsvollen Aufgabe, Klimaanpassung in bestehende Planungs- und Entscheidungsprozesse zu integrieren. Kommunale Planungsverantwortliche stehen vor konkreten Fragestellungen, z.B.:
- Wie lassen sich Hitzeinseln in dicht bebauten Innenstädten vermeiden?
- Wie beeinflussen neue Gebäude und Gebäudesanierungen das Stadtklima?
- Welche Auswirkungen haben zusätzliche Grünflächen auf die Kaltluftzufuhr?
Gleichzeitig sind die Anforderungen an fundierte Entscheidungen hoch: Entscheidungsprozesse zu Klimaanpassungsmaßnahmen müssen komplexe Zusammenhänge und langfristige Auswirkungen berücksichtigen. In der Praxis fehlt es jedoch häufig an geeigneten digitalen Werkzeugen und Daten, die einen einfachen und praxistauglichen Zugriff auf relevante Informationen ermöglichen.
Vor diesem Hintergrund besteht die Herausforderung darin, Klimaanpassung systematisch und effizient in Planungsprozesse zu verankern, ohne diese zusätzlich zu verlangsamen. Vielmehr sollen Planungs- und Entscheidungsprozesse so gestaltet werden, dass sie schneller, transparenter und fundierter werden. Voraussetzung dafür ist eine verbesserte Datengrundlage sowie deren gezielte Aufbereitung und Nutzung in der kommunalen und regionalen Planung mittels geeigneter digitaler Lösungen.
Ziele
Datenbasierte Klimaanpassung in Städten
Das Projekt MACspeeDZ verfolgt das Ziel, Kommunen bei einer zukunftsfähigen und klimaanpassungsorientierten Stadtentwicklung zu unterstützen. Am Beispiel der Modellstädte Mannheim und Aachen soll gezeigt werden, wie bestehende Urbane Digitale Zwillinge genutzt werden können, um Planungsprozesse zu beschleunigen und Entscheidungen auf eine fundierte, datenbasierte Grundlage zu stellen. Ziel ist es, schneller zu erkennen, welche Maßnahmen Städte klimaresilienter, sicherer und lebenswerter machen.
Entwicklung eines intelligenten Planungswerkzeugs
Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines innovativen digitalen Planungswerkzeugs, das Eingriffe auf stadt- und objektplanerischer Ebene dreidimensional abbildet, analysiert und optimiert. Damit können die klimatischen Auswirkungen geplanter Maßnahmen – etwa die Anlage zusätzlicher Grünflächen, Veränderungen in der Bebauung oder neue Wegeführungen – frühzeitig erkannt und bewertet werden. Dies ermöglicht fundierte Entscheidungen und trägt dazu bei, Planungsprozesse deutlich zu beschleunigen.
Datenvernetzung in Urbanen Datenzwillingen und KI-gestützte Prognosen
Die technische Grundlage des Projekts bildet die Vernetzung unterschiedlicher Datenquellen. Klima-, Umwelt-, Geo- und Verwaltungsdaten werden in vorhandenen Urbanen Digitalen Zwillingen der Modellstädte zusammengeführt. Durch den Einsatz moderner KI-Technologien entstehen aus den Daten des digitalen Zwillings hochaufgelöste Echtzeitprognosen und realistische Planungsszenarien für die klimaangepasste Stadt- und Freiraumplanung. Das KI-basierte Klimamodell wird unter anderem mit Messnetzdaten aus Mannheim und Aachen trainiert und ermöglicht dadurch besonders präzise Aussagen.
Mehr Transparenz und schnellere Entscheidungen in der Stadtplanung
Durch dieses System erhalten Kommunen die Möglichkeit, Auswirkungen von stadtplanerischen Maßnahmen auf Temperaturentwicklung oder Aufenthaltsqualität frühzeitig zu simulieren. Das erleichtert nicht nur fundierte und nachvollziehbare Entscheidungen, sondern macht Planungsprozesse insgesamt transparenter und verständlicher.
Langfristig wird das im Projekt entwickelte Werkzeug so konzipiert, dass es auch von anderen Städten genutzt werden kann. MACspeeDZ zeigt damit, wie digitale Technologien die Stadtplanung vereinfachen können – mit dem Ziel, Kommunen zu befähigen, schneller und auf Basis verlässlicher Daten zu einer modernen und resilienten Stadtentwicklung zu gelangen.
Projektpartner
Stadt Mannheim, Fachbereich Geoinformation und Stadtplanung
Mit rund 318.000 Einwohnern ist Mannheim die zweitbevölkerungsreichste Stadt in Baden-Württemberg. Als Universitätsstadt spielt sie eine zentrale Roll für Industrie, Wirtschaft und Wissenschaft.
Im Projekt MACspeeDZ übernimmt die Stadt Mannheim die Konsortialführung und verantwortet die fachliche Anforderungsdefinition, die Datenbereitstellung sowie die Erprobung der Lösung in der kommunalen Praxis in Mannheim.
Stadt Aachen
Mit ihren 262.000 Einwohnern ist die Stadt Aachen das kulturelle, wirtschaftliche und wissenschaftliche Zentrum für die Städteregion. Der ökonomische Fokus liegt auf Wissenschaft, Technik und Informationstechnologie, begründet in den vier Universitäten mit über 55.000 Studierenden mit Sitz in Aachen.
Im Projekt MACspeeDZ verantwortet die Stadt Aachen die Anforderungsdefinition, die Datenbereitstellung sowie die Erprobung der Lösung in der kommunalen Praxis in Aachen.
regio iT GmbH
Die regio iT ist ein kommunaler IT-Dienstleister für die Stadt und die Städteregion Aachen, die Stadt und den Kreis Gütersloh, die Stadt und den Kreis Siegburg, den Rhein-Sieg Kreis, den Oberbergischen Kreis sowie für die Kreise Heinsberg und Düren und deren Kommunen. Sie betreut zudem kommunale Unternehmen, Schulen sowie Energie- und Entsorgungsunternehmen.
Im Projekt MACspeeDZ ist die regio iT technologischer Partner der Stadt Aachen und verantwortet die Datenintegrationen rund um den Urbanen Digitalen Zwilling.
MKB Mannheimer Kommunalbeteiligungen GmbH
Die MKB Mannheimer Kommunalbeteiligungen GmbH (MKB GmbH), eine 100 %-ige Tochtergesellschaft der Stadt Mannheim, ist die Dachgesellschaft der MKB-Gruppe und übt die Funktion einer kommunalen Holding aus.
Im Projekt MACspeeDZ ist die MKB technologischer Partner der Stadt Mannheim und zuständig für den Betrieb des stadtweiten Klimamessnetzes und die Datenintegrationen rund um den Urbanen Digitalen Zwilling.
GEO-NET Umweltconsulting GmbH
GEO-NET unterstützt private und öffentliche Auftraggeber mit Know-how in den Bereichen Windenergie und Umweltmeteorologie. Mit einem interdisziplinär aufgestellten Team aus Ingenieuren, Meteorologen, Geographen und Planern bieten sie fundierte Beratung, Entwicklung und verlässliche Begutachtung. Zudem arbeiten sie an der Schnittstelle Forschung und Entwicklung eng mit Universitäten und Behörden zusammen.
Im Projekt MACspeeDZ übernimmt die GEO-NET die Rolle des technologischen Partners für die KI-basierte Stadtklimamodellierung.
RWTH Aachen, E.ON Energy Research Center
Das E.ON ERC – Energieforschungszentrum der RWTH Aachen – ist Teil des Clusters Nachhaltige Energie. Zu seinen zentralen Zielen zählen die Steigerung der Energieeffizienz sowie die Umstellung auf eine nachhaltige Energieerzeugung. Das Zentrum befasst sich mit Fragestellungen aus dem Bereich der Gebäudeenergietechnik und dem Gebäude als Teil eines Stadtquartiers und dem übergeordneten Energiesystem.
Im Projekt MACspeeDZ übernimmt das E.ON ERC die Rolle des wissenschaftlichen Partners für die Gebäudemodellierung.
Universität Stuttgart, Institut für Arbeitswissenschaft und Technologiemanagement (IAT)
Das IAT der Universität Stuttgart erforscht und entwickelt integrierte Ansätze zur Planung, Gestaltung und Optimierung innovativer Produkte, Prozesse und Strukturen. Unter Berücksichtigung von Mensch, Organisation, Technik und Umwelt entwickelt und erprobt es neue Konzepte im Technologiemanagement sowie in der Arbeitsorganisation und -gestaltung.
Im Projekt MACspeeDZ übernimmt das IAT die Rolle des wissenschaftlichen Partners zur Begleitung auf Governance-Ebene.