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(Foto: Adobe Stock)

„Dicke Luft“ bekämpfen Damit Städte wieder durchatmen können

Menschen haben ein Recht auf saubere Luft. Das hat der Europäische Gerichtshof in einem Grundsatzurteil bestätigt. Städte, in denen die Belastungen hoch sind müssen schnell handeln, um die Gesundheit ihrer Bürger zu schützen.

Die Gesundheit der Bürger hat Vorrang vor allen anderen Interessen. So argumentieren EU-Kommission und Europäischer Gerichtshof. Seit 2010 gibt es deshalb für alle EU-Staaten verbindliche Grenzwerte bei Stickoxiden. Trotz mehrfacher Mahnungen und Fristsetzungen hat Deutschland nach Ansicht der EU-Kommission bislang zu wenig unternommen, um die Bevölkerung vor den Gefahren schmutziger Luft zu schützen. EU-weit, so rechnet die Kommission vor, gingen jedes Jahr rund 400.000 vorzeitige Todesfälle auf das Konto schädlicher Abgase.

Dicke Luft in Ballungszentren
Dicke Luft ist vor allem ein Problem der Ballungszentren. 2017 wurden die Grenzwerte in 66 deutschen Städten zum Teil deutlich überschritten. Die Kommunen stehen deshalb nicht nur unter Druck, heute für saubere Luft zu sorgen: Angesichts der zunehmenden Zahl von Menschen, die es in die Städte zieht, müssen sie auch Strategien für morgen – für ein nachhaltiges, sauberes und intelligentes Wachstum – entwickeln.

Mit dem City Air Management System kann Siemens den betroffenen Kommunen einen innovativen Weg aus der Abgaskrise zeigen. Die intelligente Software kann auf Basis künstlicher neuronaler Netze den Luftverschmutzungsgrad in Großstädten präzise und mehrere Tage im Voraus vorhersagen. „Neuronale Netze sind Computermodelle, die ähnlich arbeiten wie das menschliche Gehirn. Sie lernen, durch Training Zusammenhänge zu erkennen und so Vorhersagen zu treffen“, erklärt Dr. Ralph Grothmann von der zentralen Siemens-Forschung Corporate Technology (CT).

Einzigartiges Prognosesystem
Seine Ausbildungs- und Pilotphase durchlief das Prognosesystem in einer der größten Städte der Welt, in London. Während der Entwicklung hat der Siemens-Forscher auf Wetter- und Emissionsdaten zurückgegriffen, die die Stadt London mit rund 150 im Stadtgebiet verteilten Sensor-Messstationen ermittelt und zur Verfügung stellt.
Aufbauend auf dem City Air Management System von Siemens können Städte aus einer Liste von kurzfristigen Maßnahmen auswählen und deren Wirkung über die nächsten drei bis fünf Tage simulieren. Zu den Maßnahmen gehören zum Beispiel die Einführung einer City-Maut oder von Umweltzonen, Geschwindigkeitsbegrenzungen oder kostenloser öffentlicher Personennahverkehr. Damit werden die Entscheidungen über adäquate Maßnahmen zur Unterschreitung der Grenzwerte pro Tag oder pro Stunde datenbasiert unterstützt. Dieses integrierte Planungsinstrument hört auf den Namen City Performance System (CyPT).

Mit Künstlicher Intelligenz zu besserer Luft - so funktioniert es

Nürnberg findet Lösungen
Nürnberg und viele weitere Städte nutzen dieses System, um die wichtigsten Belastungsindikatoren zu messen, ein Maßnahmenpaket für bessere Luftqualität zu entwickeln und entsprechende Langzeitprognosen zu erstellen. Die Stadt und Siemens erarbeiteten in einem rund zwölf Monate dauernden Pilotprojekt Verkehrsszenarien, mit denen Nürnberg die Luftverschmutzung reduzieren kann. Daten zu Mobilität und Verkehr lieferten die Basis.
Laut Florian Ansgar-Jaeger, Projektleiter und Research Engineer bei Siemens, habe die Untersuchung Lösungsvorschläge hervorgebracht, die sich vor allen Dingen durch ihre Effizienz auszeichnen. Die Erkenntnisse erlaubten eine „mittel- bis langfristige Steigerung der Luftqualität in signifikantem Umfang“.

Wien findet Nachahmer
Wien entschied sich bereits im Jahr 2013 dafür, gemeinsam mit Siemens ein Pilotprojekt mit CyPT zu starten. Die österreichische Metropole war weltweit die erste Pilotstadt, in der das Tool angewendet wurde. Herausforderung war, bereits vorhandene Daten aller städtischen Abteilungen von Klima über Verkehr, Energie und Gebäuden bis hin zu allgemeinen Statistiken zusammenzuführen. Insgesamt wurden 350 Datenpunkte akkumuliert, digitalisiert und analysiert.
Ergebnis der Datenanalyse: Wien ist bereits auf vielen Gebieten erfolgreich. Um die selbstgesteckten Klimaziele zu erreichen, sind dennoch weitere Maßnahmen notwendig. Die Vorreiterrolle Wiens als Pilotstadt hat weltweit Metropolen dazu angeregt, Gleiches zu tun: Mittlerweile betreut Siemens mehr als 20 Städte mit der Lösung, und ständig werden es mehr.

Livability – lebenswerte Städte
Fakt ist: Städte und Gemeinden müssen vor den hohen Anforderungen der EU nicht resignieren. Neben Verbesserungen der Luft durch viele kurzfristigen Maßnahmen stehen ihnen auch Instrumente für langfristige Effekte zur Verfügung, so zum Beispiel durch Luftreinhaltepläne, Förderprogramme der Bundesregierung, die Ausweisung von „Umweltzonen”, den Bau von Umgehungsstraßen, die Einrichtung von Stadtlogistik-Zentren oder umweltgerechtere ÖPNV-Verkehrsleistungen.
„Als globaler Infrastrukturanbieter mit einem breiten Portfolio unterstützt Siemens bei der Herausforderung, das zunehmende Wachstum in den Städten nachhaltig zu bewältigen“, sagt Klaus Heidinger vom globalen Siemens-Kompetenzzentrum. Die Prognose-Software von Siemens biete Städten ein Sprungbrett für eine effiziente, nachhaltige und smarte Zukunft, in der sie ihren Bürgern nicht nur Chancen für Entwicklung, Beschäftigung und Wohlstand bieten, sondern auch saubere Luft zum Atmen.