Smart Region (eBook)

Grußwort von Achim Berg, Präsident des Bundesverbandes Informationswirtschaft, Telekommunikation und Neue Medien e. V. 5
Geleitwort von Prof. Dr. Kristina Sinemus, Hessische Ministerin für Digitale Strategie und Entwicklung 7
Vorwort 9
Inhaltsverzeichnis 11
Herausgeber- und Autorenverzeichnis 14
Teil I Einleitung 39
1 Die Digitalstadt Darmstadt ist ganz selbstverständlich Teil einer Smart Region 40
Teil II Grundlagen und Ansatzpunkte 49
2 Attraktive ländliche Räume durch digitale Kommunen 50
2.1Einleitung 50
2.2Was es mit gleichwertigen Lebensverhältnissen auf sich hat 51
2.3Was es bedeutet, wenn unsere Gesellschaft altert 52
2.4Leben in der Stadt, auf dem Land oder irgendwo dazwischen 53
2.5Digitale Kommunen als Chance für ländliche Räume 54
2.6Digitale Arbeit im ländlichen Raum 55
2.7Digitalisierungsprojekte zur Sicherung der Daseinsvorsorge 57
2.8Kräfte bündeln und zusammenarbeiten in digitalen Regionen 59
2.9Smart Country – Kommunal. Digital. Vernetzt. 60
Literatur 62
3 Teamwork für smarte Regionen 64
3.1Städte und Regionen vernetzen 64
3.2Smarte Regionen in den Fokus nehmen 66
3.3Regionale Netzwerke stärken 67
3.4Kommunalwirtschaftliches Know-how nutzen 68
3.5Fundament aus digitalen Infrastrukturen bauen 69
3.6Daten intelligent verknüpfen 70
3.7Mit guten Beispielen vorangehen 71
3.8Zusammenfassung 72
Literatur 73
4 Smart Handwerk – smart Region 75
4.1Einleitung 75
4.2Beispiele 77
4.2.1Die Aus- und Weiterbildung im Handwerk 77
4.2.2Die Beratung von Handwerksunternehmen 78
4.2.3Das Handwerk als smarter Netzwerkpartner 79
5 Der Betriebsrat und die Gewerkschaft 81
5.1Mitbestimmung im Wandel 81
5.2Die Klassenkämpfer 82
5.3Die Sozialen GegenspielerInnen im Kapitalismus 84
5.4Die Co-ManagerInnen 85
5.5Die Social-Auditoren 88
5.6Fazit 91
Literatur 92
6 Einheitlichkeit der Lebensverhältnisse trotz Digitalisierung? Regionale Disparitäten im Überwachungskapitalismus 95
6.1Einleitung 95
6.2Ökonomische Agglomerationstheorie und die zentrale Rolle des Humankapitals 97
6.3Regionale Entwicklung in Zeiten des Überwachungskapitalismus 102
6.4Agglomeration und Akkumulation 112
6.5Fazit 118
Literatur 119
7 Digitale Infrastruktur für smarte Kommunen 122
7.1Grundlagen 122
7.2Digitale Kommunen 124
7.2.1Handlungsfelder 124
7.2.2Architektur der digitalen Kommune 126
7.2.3Monetärer Wert von Daten 127
7.3Der Weg der Bits und Bytes 130
7.3.1Erfassen mittels Sensorsystem 130
7.3.2Übertragung in die Cloud 132
7.3.3Einwirken auf die Umwelt – mittels Aktorsystem 133
7.4Anwendungen in der Gebäudetechnik 133
7.4.1Einsparen von Ressourcen 133
7.4.2Komfortgewinn 134
7.4.3Physische und virtuelle Sicherheit 134
7.4.4Smart Meter Architektur 135
7.5Ausblick 136
Literatur 137
8 Instrumente zur Stärkung der Digitalkompetenz in der Kommunalwirtschaft 138
8.1Einleitung 138
8.2Handlungsbereiche für den erfolgreichen digitalen Transformationsprozess 139
8.3Reifegradmodelle zur initialen Bestandsaufnahme der Digitalkompetenz 143
8.4Stellhebel der digitalen Transformation 146
8.5Fazit 151
Literatur 152
9 Nachhaltige Geschäftsmodelle in der Smart Region 153
9.1Einleitung 153
9.2Geschäftsmodelle: Die DNA eines Unternehmens 155
9.3Wie lassen sich nachhaltige Geschäftsmodelle unterscheiden? 159
9.4Wer kann nachhaltige Geschäftsmodelle entwickeln? 160
9.5Wie lassen sich nachhaltige Geschäftsmodelle entwickeln? 162
9.6Ist Nachhaltigkeit rentabel? 165
9.7Digitale nachhaltige Geschäftsmodelle in der Smart Region 166
9.8Schlussfolgerungen 169
Literatur 169
10 Mehrwert der Smart Region – Notwendigkeit und Möglichkeit wertorientierter Entwicklungsplanung 172
10.1Die Smart Region hat theoretisch ein großes ökonomisches Potenzial 172
10.2Die Bestimmung des Mehrwerts der Smart Region ist notwendig für ihre Verwirklichung 175
10.3Eine vertrauenswürdige Wirtschaftlichkeitsrechnung ist ex ante für die Smart Region nicht möglich 177
10.3.1Die Wirtschaftlichkeitsrechnung für die Smart Region steht vor großen Herausforderungen 177
10.3.2Die aktuelle Praxis wird den Herausforderungen einer Mehrwert-Bestimmung für die Smart Region nicht gerecht 180
10.4Die iterative wertorientierte Entwicklungsplanung ist eine pragmatische Methode für die Smart Region 182
10.4.1Die Grundidee: Das Prinzip iterativer Planung als Basis der Mehrwert-Bestimmung einer Smart Region 182
10.4.2Erfolgsstufe 1: Die Vision der Smart Region mit Schätzung des Mehrwertpotenzials als Identifikation stiftende Perspektive 185
10.4.3Erfolgsstufe 2: Value Cluster als relevante, quantifizierte Handlungsfelder 186
10.4.4Erfolgsstufe 3: Relationale Geschäftsmodelle in einer Konsortialstruktur als Grundlage verbindlicher Entscheidungen 187
10.4.5Erfolgsstufe 4: Eine integrierte Datenbasis und wirtschaftliche Erfolgsmetrik für die Smart Region 188
10.4.6Erfolgsstufe 5: Der Sense-and-Respond Modus einer iterativen wertorientierten Entwicklungsplanung 189
10.5Die iterative wertorientierte Entwicklungsplanung integriert alle Stakeholder der Smart Region mit klaren Rollen 190
Literatur 192
Teil III Ausgestaltung zentraler Lebensbereiche 195
11 Smart Living in der Smart Region 196
11.1Warum Smart 196
11.2Ausgewählte Projekte 197
11.2.1IuK-Technologien helfen beim Energiesparen 197
11.2.2Stromerzeugung am Gebäude für Mieter senkt Kosten 203
11.2.3Handhabbare Technik, kostengünstig Bauen und Wohnen 207
11.2.4Anreize durch Transparenz bei der Modernisierung 211
11.3Fazit 214
Literatur 214
12 Der Gebäudebestand als Rohstofflager: Der Beitrag der Digitalisierung für ein zukünftiges regionales Stoffstrommanagement im Baubereich 215
12.1Einführung 215
12.1.1Die gebaute Umwelt und Smart Regions 215
12.1.2Das „anthropogene Lager“ der gebauten Umwelt 216
12.1.3Stoffstrommanagement im Baubereich 217
12.2Akteure im Lebenszyklus von Gebäuden 218
12.2.1Lebensweg und Lebenszyklus von Gebäuden 218
12.2.2Die Planungs- und Bauphase eines Gebäudes 219
12.2.3Betriebsphase eines Gebäudes 221
12.2.4Rückbau und grundlegende Erneuerung 222
12.3Konzept eines digital gestützten Stoffstrommanagements 224
12.3.1Ansatz eines digital gestützten Stoffstrommanagements 224
12.3.2Modell eines digitalen Gebäudematerialkatasters 225
12.3.3Ausbaustufen eines Gebäudematerialkatasters 226
12.3.4Anwendung eines Gebäudematerialkatasters 228
12.4Beispielhafte Umsetzung eines digitalen Gebäudematerialkatasters „regionales Rohstoffkataster“ 229
12.4.1Beschreibung des regionalen Fallbeispiels 229
12.4.2Gebäudetypologie für den Bereich der Nichtwohngebäude 230
12.4.3Gebäudeuntersuchungen zur Gewinnung rohstoffbezogener Informationen 230
12.4.4Digitale regionale Katasterinformation 231
12.4.5Ergebnisse für das Fallbeispiel Frankfurt-Ost 231
12.5Anwendungsperspektiven eines regionalen Materialkatasters: die Wiederverwendung von Bauteilen 232
12.5.1Wiederverwendung als Teil des regionalen Stoffstrommanagements 232
12.5.2Der perspektivische Beitrag eines digitalen Gebäudematerialkatasters 237
12.6Ausblick 238
Literatur 240
13 Bildung in einer Smart Region 243
13.1Eine Smart Region als Bildungsort 244
13.2Bildung als strategische Managementaufgabe der Region 250
13.3Elemente und Grundsätze eines Bildungs-Risikomanagements 253
13.3.1Governance und Kultur 254
13.3.2Entwicklung von Strategie und Organisationszielen 257
13.3.3Durchführung 259
13.3.4Überwachung und Verbesserung 261
13.3.5Information, Kommunikation und Berichterstattung 262
13.4Fazit und Ausblick 264
Literatur 264
14 Digitalisierung und neue Arbeitswelt – Konsequenzen für die berufliche Bildung 266
14.1Rationale Ausbildungsstrategie zu Digitalisierung und neuer Arbeitswelt 266
14.2Zielsetzungen, Herausforderungen und Handlungsfelder der beruflichen Bildung 268
14.2.1Entwicklung von Basiskompetenz 269
14.2.2Entwicklung von fachbezogener Kompetenz 269
14.2.3Entwicklung von Kommunikation, Kollaboration und Kooperationsfähigkeit 271
14.2.4Entwicklung von Eigeninitiative und Neugier 272
14.2.5Entwicklung von Proaktivität und Eigenständigkeit 272
14.2.6Entwicklung von fachübergreifendem Denken und Teilen von Wissen 273
14.2.7Entwicklung von Resilienz und Fehlerkultur 274
14.2.8Entwicklung von kritischem Verständnis und Plausibilitätsprüfung 275
14.2.9Entwicklung von medialer und digitaler Kompetenz 276
14.2.10Analog und Digital: Die Zukunft der beruflichen Bildung 277
14.3Notwendige Veränderungen im Organisationsmodell beruflicher Bildung 278
14.4Fazit 281
Literatur 281
15 Die Rolle der Sparkasse Darmstadt in einer SMART REGION 283
15.1Vorwort 283
15.2Wie sieht eine SMART REGION aus? Eine kurze Erklärung. 284
15.3Was hat (SMART) BANKING mit einer SMART REGION zu tun? Ein gemeinsames Ziel. 285
15.4Wie kann SMART BANKING durch Entwicklungen, z. B. Künstliche Intelligenz oder Blockchain, profitieren? Ein Status Quo über die Schlüsseltechnologien. 287
15.5Was sind die zentralen Themen von SMART BANKING in einer SMART REGION? Ein Überblick aus Sicht der Sparkasse Darmstadt. 292
15.5.1„Der Einfluss des Internets auf Zahlungsintermediäre“ – Neue Wege und Geschäftsmodelle durch das SMART BANKING 293
15.5.2„Payment of Things“ – Smartphone, -watch & -wearable als Geldbörsen des 21. Jahrhunderts im SMART BANKING
15.5.3„Smart Data Thinking“ – Big Data, Data Analytics & KI als Turbo des SMART BANKINGs
15.5.4„Smart Region Financing“ – Finanzierung in die nachhaltige Stadt und ihrer Umgebung von morgen durch SMART BANKING 299
15.6Wie lebt es sich in einer SMART REGION dank SMART BANKING? Ein beispielhafter Tag im Leben unserer digital-affinen Kunden. 301
15.6.1Ein beispielhafter Tag im digitalen Leben aus Sicht unserer Privatkundin Mia 301
15.6.2Ein beispielhafter Tag im digitalen Leben aus Sicht unserer Firmenkunden Harry und Johnny 307
15.7Welche Empfehlungen ergeben sich an eine SMART REGION für ein SMART BANKING? Eine Management Summary für eine erfolgreiche Wechselwirkung. 314
15.8Glossar 316
Literatur 316
16 Digitale Transformation im Gesundheitswesen – Masterplan Smart Hospital 322
16.1Ausgangssituation 322
16.2Digitalisierung im Krankenhaus 324
16.2.1Der Gesundheitskonzern 324
16.2.2Digitale Transformation am Klinikum Darmstadt 324
16.3Masterplan Smart Hospital 325
16.4Gesundheitsplattform Smart Health Portal 326
16.4.1Projektziele & Use Cases
16.4.2Use Cases/Anwendungsfälle 328
On-Boarding der Patienten in das Klinikum Darmstadt 329
Die PEPA als Web- und App-Applikation im Klinikum mit Patientenzugriff 330
Telemedizinische Remote-Betreuung des Patienten (Videokonferenz und Telekonsilanbindung) 331
Dokumentenaustausch zwischen der PEPA sowie Drittportalen 331
Intersektorale Vernetzung: Anbindung der Darmstädter Kinderkliniken Prinzessin Margaret 332
16.5Fazit 332
Literatur 334
17 Energieerzeugung in der Smart Region 336
17.1Einleitung 336
17.2rundlagen der Energieversorgung 337
17.3Technologien 339
17.3.1Elektrische Energieerzeugungsanlagen 341
17.3.2Sonnenenergie 343
17.3.3Solarthermische Kraftwerke 343
17.3.4Photovoltaik 344
17.3.5Wind 344
17.3.6Wasserkraft 346
17.3.7Biomasse 346
17.3.8Flüssige Biomasse 347
17.3.9Feste Biomasse 347
17.3.10Gasförmige Biomasse 347
17.3.11Geothermie 348
17.3.12Speicher 348
17.3.13Mechanische Speicher 349
17.3.14Elektrochemische Speicher 350
17.3.15Chemische Speicher 350
17.3.16Smart Grid 350
17.4Zusammenfassung 352
Literatur 353
18 „Erfolgsfaktoren einer Smart Region (Best Practice) am Beispiel von Zürich“ 354
18.1Die 2000-W-Gesellschaft und die Stadt Zürich 355
18.2Institutionelle Voraussetzung der Energie- und Klimapolitik in der Stadt Zürich 356
18.3Bausteine zur Erarbeitung der kommunalen Energieplanung 357
18.4Prozessablauf und -organisation für das Energieversorgungskonzept 2050 und die kommunale Energieplanung 361
18.4.1Toolgestützte Moderation im Energieversorgungskonzept 2050 361
18.4.2Strukturierter Stakeholder-Dialog in der kommunalen Energieplanung 366
18.5Wichtigste Schlussfolgerungen 371
18.5.1Gemeinsame, von allen Beteiligten akzeptierte Prozessinhalte bzw. Methodik 371
18.5.2Erleichterung einer Konsensfindung durch departementsübergreifende Zusammenarbeit und modellgestützte Ergebnisdarstellung 374
18.6Verdankung 376
Literatur 376
19 Smarte Öffentliche Mobilität in Stadt und Region 377
19.1Neue Mobilität als Chance und Herausforderung für den ÖPNV 377
19.2Öffentliche Mobilität als Rückgrat der Verkehrswende 378
19.3Mobilität 4.0 378
19.3.1Elektrifizierung 379
19.3.2Öffentliche Mobilität digital gedacht – multimodal, flexibel, individuell und vernetzt 380
Autonomes Fahren 380
Sharing und Pooling 381
Digitale Vernetzung von Verkehrsmitteln und Verkehrsträgern – Mobility as a Service (MaaS) 381
19.4Smarte Öffentliche Mobilität in Stadt und Region 382
19.4.1Digitale Vernetzung in urbanen und ländlichen Räumen 382
19.4.2Schöne smarte Welt? – Zu Risiken und Nebenwirkungen der Digitalisierung 388
19.4.3Notwendige Elemente eines integrierten Verkehrskonzepts 390
19.5Ausblick 394
Literatur 395
20 Neue Mobilitätsangebote: Ersatz oder Ergänzung des ÖPNV? Eine Analyse am Beispiel des stationsflexiblen Carsharings 398
20.1Einleitung 398
20.2Grundlagen und Fragestellung 401
20.2.1Bestehende Carsharing-Varianten 401
20.2.2Stationsflexibles Carsharing 404
20.2.3Fragestellung mit Einordnung 405
20.3Methodisches Vorgehen 407
20.3.1Fahrtenanalyse 407
20.3.2Nutzerumfrage 408
20.4Analyse der Carsharing-Fahrten 408
20.4.1Verbindungsqualität zwischen den cityFlitzer-Pools 408
20.4.2Fahrtkennzahlen 409
20.4.3Direkte Einwegfahrten 410
20.5Mobilitätsverhalten und Präferenzen der Carsharing-Nutzenden 411
20.5.1Mobilitätsausstattung 411
20.5.2Nutzungsverhalten der cityFlitzer 412
20.5.3Einstellungen gegenüber Carsharing und ÖPNV 414
20.6Handlungsempfehlungen 416
20.7Fazit und Ausblick 419
Literatur 421
21 Carsharing als Baustein einer Smart Region Strategie 423
21.1Prolog 423
21.2Mobilität im Kontext 425
21.3Automobilität 426
21.4Smart Mobility 430
21.4.1Verkehre vermeiden 430
21.4.2Verkehre bündeln 431
21.4.3Verkehre elektrifizieren 432
21.4.4Mobilität digitalisieren 432
21.5Carsharing 433
21.6Das book-n-drive Angebot 434
21.7Vernetzung 436
21.8Carsharing und Elektrofahrzeuge 437
21.9Software 439
21.10Fazit und Ausblick 440
21.11Checkliste für neue Carsharing-Projekte 441
21.12Abkürzungsverzeichnis 442
Literatur 442
22 Fallstudie, Feldversuch und Projekte zum Thema „Intelligentes Verkehrsraummanagement“ in Darmstadt 444
22.1Der Ansatz der Fallstudie 444
22.1.1Über den Hintergrund des Projekts 446
22.1.2Hohe Schadstoffbelastung in Darmstadt 447
22.2Bestehende Infrastruktur für die Sensorik 447
22.3Die Messungen 449
22.4Interpretation der Ergebnisse/Was kommt als Nächstes? 450
22.5Einbettung der Projekte in „Smart City“-Anwendungen – integriert in das „große Ganze“ 453
Literatur 454
Teil IV Regionale Perspektiven 455
23 Smart Region Frankfurt Rhein Main 456
23.1Einleitung 456
23.2Was ist eine „Smart Region“? 457
23.2.1Ausgangspunkt: Die intelligente Stadt versus die intelligente Region 457
23.2.2Definition und angebliche Einzigartigkeit 458
23.2.3Betrachtung aus dem Blickwinkel der digitalen Infrastrukturen 459
23.2.4Fall zu Fall Lösung: 5G Ausbau und lokale Interessenlage 461
23.3Fazit: Die Smart City ist die Smart Region 462
24 Mit klarer Haltung die Zukunftsfähigkeit der Region München mitgestalten 464
24.1Startpunkt und Zielsetzung: Die Stadtwerke München als Gestalter einer zukunftsfähigen Region München 464
24.2Der Weg zum Ziel: Haltung, Strategie und Handlungsfelder der Stadtwerke München festlegen 468
24.3Umsetzung: Wie die Stadtwerke München konsequent in neuem Licht erscheinen 472
Literatur 475
25 Smart Regions 476
25.1Einleitung – Worüber reden wir, wenn wir Smart Region sagen? 476
25.2Erfolgsfaktoren für eine Smart Region – internationale und nationale Impulse 480
25.2.1Zielbilder definieren (Open Skåne). 480
25.2.2Geschichten erzählen (Viable Cities) 481
25.2.3Sektoren neu verdrahten (Brainport Eindhoven) 482
25.2.4Themensilos aufbrechen und Bürger beteiligen (Wien/Lyon) 483
25.2.5Soziale Innovation nutzen – (Barcelona) 485
25.2.6Stadt als Lebensraum für die Einwohner gestalten – (Tel Aviv) 486
25.2.7Institutionen integrieren und öffnen – (Karlsruhe) 487
25.3Elemente einer Transferagenda Smart Region 489
25.3.1Smart Region als System verstehen 489
25.3.2Smart Region benötigt Gemeinschaft und Beziehungskapital 489
25.3.3Regionaldiplomaten – ein neues Rollenmodell regionaler Führung 490
25.3.4Smart Region als Raum begreifen 490
25.3.5Smart Region mit einer digitalen Agenda 491
25.3.6Smarte Regionen sind Sharing Regions 491
25.3.7Regionale Identität und Collective Genius schaffen 491
Literatur 492
Teil V Zusammenfassung und Ausblick 494
26 Die Welt, auch die digitale Welt, wird nach Corona eine andere sein – davon profitiert der ländliche Raum 495