Stadt der Zukunft: Smart City Blockchain und Smart Cities

Autor / Redakteur: Dipl. Betriebswirt Otto Geißler / Peter Schmitz

Was wäre, wenn Autos, Ampeln, Straßen, Häuser und sogar städtische Einrichtungen miteinander kommunizieren könnten? Dann würde ein neues Zeitalter der Stadtentwicklung mit mehr Mobilität, Energieeffizienz, Abfallbehandlung, Bürgerrechten und Datenschutz etc. anbrechen. Innovative Blockchain-Anwendungen sind eine der Voraussetzungen dafür.

Distributed-Ledger-Technologien wie die Blockchain sorgen mit ihren dezentralen, vertrauenswürdigen Peer-to-Peer-Systemen insbesondere für Effizienzsteigerungen, Nachhaltigkeit und Transparenz.
Distributed-Ledger-Technologien wie die Blockchain sorgen mit ihren dezentralen, vertrauenswürdigen Peer-to-Peer-Systemen insbesondere für Effizienzsteigerungen, Nachhaltigkeit und Transparenz.
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Mit fortschreitender globaler Urbanisierung steigt die Belastung der Ressourcen. Für Städte, die mit den Herausforderungen wie beispielsweise CO2-Emissionen, Umweltverschmutzung, Verkehrsströmen und anderen Infrastrukturproblemen zu kämpfen haben, sind Smart-City-Technologien eine Möglichkeit, um den Stadtbewohnern ein attraktiveres Leben zu bieten.

Doch nicht nur das. Denn gerade die Ballungsräume sind für den größten Teil des Bruttoinlandsprodukts verantwortlich, für die eine nachhaltige, klimafreundliche und flächendeckende Lösung gesucht wird. Eine Smart City wird als ein Ort verstanden, an dem fortschrittliche Stadtplanung, Energie- und Verkehrsmanagement, Bürgerbeteiligung sowie traditionelle Netzwerke durch den Einsatz digitaler Technologien zum Wohle ihrer Einwohner und Unternehmen effizienter gestaltet werden.

Blockchain als Basistechnologie

Da es gegenwärtig keine Standards gibt und die Anforderungen in jeder Stadt unterschiedlich sind, kann die Distributed-Ledger-Technologie bzw. Blockchain andere Technologien zuverlässig miteinander vernetzen. Der Datenschutz ist dadurch immer gewährleistet. Je mehr Technologien sich mithilfe der Blockchain als Framework verbinden lassen, umso mehr Wert kann dadurch entstehen.

Das bedeutet, durch die Verknüpfung mehrerer Technologien ist eine Smart City in der Lage, grundlegende Services der Stadt zu automatisieren. Beispielsweise könnten IoT-Sensoren ein Problem in einer städtischen Anlage sofort erkennen und die zuständige Stadtbehörde alarmieren, um einen Techniker zu entsenden.

Mithilfe Künstlicher Intelligenz (KI) und einer AR-Brille kann der Techniker die erforderliche Reparatur beurteilen, Vorlagen für Teile an den 3D-Drucker im LKW des Technikers senden, den Teiledesigner durch einen Smart Contract bezahlen und die Reparatur über die AR-Brille leiten, bevor er schließlich die Stadtbehörde über den Abschluss der Reparatur informiert.

Automatisierung im Straßenverkehr

Man stelle sich vor, solche Netzwerke wären auf eine noch breitere Infrastruktur der Stadt ausgeweitet. Folgendes könnte sich ereignen: Ein Reisender steigt beispielsweise an einem Flughafen in ein autonomes Elektrotaxi ein und fordert es auf, ihn zu einem Treffen in die Innenstadt zu fahren.

Die Daten des Verkehrssensors zeigen plötzlich einen Stau auf einer Teilstrecke an. Das Auto wählt dann automatisch – ohne das Zutun des „Fahrers“ - eine optimale alternative Route. Im Parkhaus angekommen, wird das Fahrzeug automatisch an eine Steckdose angeschlossen. Die entstandenen Stromkosten stellt das Ladegerät dem Taxiunternehmen in Echtzeit in Rechnung.

Was auch immer passiert, jede Interaktion ist dank der Blockchain transparent, überprüfbar und nahezu unmöglich zu fälschen oder zu ändern. Auf diese Weise wird zudem der Datenbestand erweitert, den die Stadtverwaltung dann mithilfe von maschinellem Lernen (ML) auf zukünftige Verbesserungen und Effizienzsteigerungen analysiert.

Smartes Energiemanagement

Die Blockchain hat das Potenzial, unzählige intelligente Netzwerke und Mikronetze zu schaffen, wodurch die Bewohner einer Smart City sich selbst zu gewissen Teilen mit Strom versorgen können. Solarenergie und andere nachhaltige Energiequellen lassen sich so leichter nutzen, was wiederum zu weniger Emissionen und niedrigeren Gesundheitskosten und Krankheitsraten führen kann.

Solche Mikronetze auf Blockchain-Basis ermöglichen es den Bewohnern, sich dem allgemeinen Stromaustausch anzuschließen, in dem sie ihren überschüssigen (selbst produzierten) Strom am Energiemarkt anbieten. In vielen Szenarien sinken die Kosten für die Verbraucher entweder erheblich oder es wird auf diese Weise sogar Einkommen erzielt.

Dies würde auch dazu beitragen, den Bedarf an Energiespeichern zu verringern, da durch den Handel der Strom an dem Ort, wo er übermäßig produziert wird, auch in räumlicher Nähe konsumiert werden kann.

Umfassende Recyclingprogramme

Ein Recyclingprogramm auf Basis einer Blockchain könnte seine Attraktivität fördern, indem eine finanzielle Gegenleistung in Form eines kryptografischen Tokens für die fachgerechte Entsorgung von Wertstoffen wie Plastikbehältern, Dosen oder Flaschen gewährt wird.

Die Blockchain dient hier dazu, um Lieferketten transparenter zu machen, indem Produkte von der Herstellung bis zur Entsorgung nahtlos verfolgt sowie Abfall, Ineffizienz, Betrug und unethische Praktiken vermieden werden können. Zudem unterstützen solche Programme die Verbraucher dabei, besser über die Produkte und deren Abfallwirtschaft informiert zu sein und so umweltfreundlichere Entscheidungen zu treffen.

Die Verfolgung des CO2-Fußabdrucks eines jeden Produkts mithilfe der Blockchain würde einerseits Daten vor Manipulationen schützen und andererseits die Behörden dabei unterstützen, die Höhe einer möglichen CO2-Steuer zu bestimmen.

Wenn ein Produkt mit einem „großen CO2-Fußabdruck“ folglich teurer ist, könnte dies die Konsumenten dazu ermutigen, umweltfreundlichere Produkte zu erwerben, und die Unternehmen daher dazu veranlassen, ihre Lieferketten neu zu organisieren, um die Nachfrage nach solchen Produkten zu befriedigen.

Digitalisierung von Bürgerrechten

Die Funktionen der Blockchain und Smart Contracts können zur Digitalisierung der Bürgerrechte, Identitätsprüfung, Besteuerung, transparenten Abstimmung bei Wahlen, Bestätigung des Eigentums an Vermögenswerten, zur papierlosen Verwaltung und zur Automatisierung bürokratischer Prozesse zum Einsatz kommen.

Online-Umfragen wären dann ebenso glaubwürdig wie „hackfest“. Ferner könnten Stimmen quasi in Echtzeit gezählt werden. Sobald dann eine Stimme abgegeben wurde, müssten die Bürger nicht immer darauf vertrauen, dass die Abstimmung korrekt aufgezeichnet bzw. die Stimmen entsprechend ausgezählt werden. Denn die Blockchain-Technologie schafft eine transparente, unveränderliche Faktenlage.

Fazit

In einer Smart City wird die Blockchain-Technologie als eine bereichsübergreifende Plattform genutzt, die verschiedene Dienste miteinander verbindet, um Daten zu verfolgen, Sicherheitslücken zu beseitigen, nahtlose Transaktionen zu ermöglichen und eine glaubwürdige Transparenz für öffentliche Dienste zu gewährleisten.

Entscheidend ist dabei, dass die Zielsetzungen dabei weniger die Technik fokussieren, sondern der Mensch und seine geschützte Privatsphäre immer im Mittelpunkt einer Smart City stehen muss.

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