Digitale Zwillinge: Chancen und Hürden für eine klimaangepasste Stadtentwicklung
Urbane digitale Zwillinge – virtuelle, datenbasierte Abbilder städtischer Systeme – gewinnen zunehmend an Bedeutung für Planung, Steuerung und Klimaanpassung. Die neue TA-Kompakt-Studie des TAB untersucht Potenziale, Hemmnisse und Gestaltungsoptionen für ihren Einsatz.
Urbane digitale Zwillinge verknüpfen physische Infrastrukturen mit digitalen Modellen und kontinuierlichen Datenflüssen. Sie integrieren Geobasis-, Fach- und Sensordaten und ermöglichen Simulationen und Prognosen, zunehmend unterstützt durch Künstliche Intelligenz. Anwendungen reichen von Starkregen- und Hitzesimulationen über Luftqualitätsanalysen bis hin zur Optimierung von Energie- und Verkehrssystemen.
Die Studie zeigt ein breites Spektrum an Potenzialen: Urbane digitale Zwillinge können Emissionen reduzieren, die Ressourceneffizienz verbessern und städtische Prozesse effizienter gestalten. Zudem eröffnen sie neue Möglichkeiten für Transparenz, Bürgerbeteiligung und datenbasierte Entscheidungen in Politik und Verwaltung.
Dem stehen erhebliche Herausforderungen gegenüber. Dazu zählen hohe Anforderungen an Datenverfügbarkeit, Interoperabilität und Rechenleistung sowie fehlende Standards. Hinzu kommen hohe Investitions- und Betriebskosten und vielfach unklare Finanzierungsmodelle – insbesondere für kleinere Kommunen. Erschwerend wirkt zudem, dass belastbare Nachweise zum konkreten Nutzen bislang oft fehlen.
Vor diesem Hintergrund entwickelt die Studie drei mögliche Zukunftsbilder: von einem flächendeckenden Einsatz urbaner digitaler Zwillinge über fragmentierte Einzellösungen bis hin zu einer Nutzung im Pilot- und Forschungsbereich. Welche Entwicklung eintritt, hängt maßgeblich von politischen, organisatorischen und technischen Rahmenbedingungen ab.
Als zentrale Voraussetzungen nennt die Studie klare Datengovernance-Strukturen, eine koordinierende Instanz sowie einheitliche Standards und offene Datenökosysteme. Ebenso wichtig sind langfristige Finanzierungsansätze, geeignete Bewertungsmethoden für Kosten und Nutzen sowie transparente und ethisch fundierte Entscheidungsprozesse.
Insgesamt bieten urbane digitale Zwillinge ein erhebliches Potenzial für eine nachhaltige und klimaangepasste Stadtentwicklung – ihre Umsetzung erfordert jedoch ein abgestimmtes Zusammenspiel von Technologie, Governance, Finanzierung und gesellschaftlicher Akzeptanz.
Die wichtigsten Ergebnisse sind in sechs Fragen und Antworten im TA-Kompakt Nr. 7 zusammengefasst und online verfügbar.
| In der Reihe TA‑Kompakt werden aktuelle Themen wissenschaftlich fundiert für den Deutschen Bundestag in konzentrierter Form aufbereitet und unterstützen politische Entscheidungsprozesse. |
22.06.2026