Mit der Photovoltaik-Offensive für städtische Gebäude und Freiflächen helfen wir, die Klimaneutralität in Mannheim voranzutreiben. Ziel ist, den jährlichen Stromverbrauch der Stadtverwaltung inklusive Eigenbetriebe und Schulen durch regenerative Energien bilanziell komplett zu decken. Um dies zu erreichen, werden Potenziale für Solaranlagen auf Dachflächen der Stadt Mannheim oder ihrer Beteiligungen und Freiflächen auf der Gemarkung von Mannheim erschlossen.

Mittlerweile konnten im Rahmen der PV-Offensive 39 Projekte (Stand: Oktober 2024) realisiert werden. Damit kann eine Gesamtleistung von ca. 2.519 kWp erbracht werden. Die entsprechende CO2– Einsparung beträgt jährlich rund 1.335 Tonnen.

• Stromverbrauch und PV-Leistung

  Die städtische Verwaltung Mannheims einschließlich Eigenbetriebe und Schulen hat einen jährlichen Energiebedarf von ca. 40.000 MWh. Um den Strombedarf der Verwaltung mit PV-Anlagen zu decken, braucht es also eine PV-Leistung von 40 MWp. Dies entspricht dem jährlichen Energiebedarf von ca. 13.000 durchschnittlichen Haushalten. Im Vergleich zu konventioneller Stromerzeugung entspricht dies einer CO2-Ersparnis von ca. 25.000 Tonnen.

• Mannheim bis 2030 klimaneutral

  Mannheim gehört zu den 100 ausgewählten Städten, die bis 2030 an der EU-Mission für klimaneutrale und intelligente Städte teilnehmen. Die EU-Mission ist im Rahmen von Horizont Europa, dem zentralen Förderprogramm der EU für Forschung und Innovation, entstanden und stellt einen neuen gemeinschaftlichen Ansatz dar, Anpassungen an den Klimawandel auf den Weg zu bringen. Die ausgewählten Städte sollen bis 2030 klimaneutral werden und als Forschungs- und Innovationszentren dienen, um alle europäischen Städte in die Lage zu versetzen, bis 2050 klimaneutral zu werden.

• Die klimagerechte und resiliente Stadt

  Das Leitbild Mannheim 2030 knüpft an die 17 globalen Nachhaltigkeitsziele der Vereinten Nationen an und beschreibt 7 Zukunftsthemen mit den entsprechenden strategischen Zielen für die Stadt Mannheim. 

  Mit dem Local Green Deal Mannheim wurden als neuer Ansatz für eine nachhaltige, klimaneutrale und integrative Stadtentwicklung die Ziele des Leitbilds Mannheim 2030 konkretisiert.
  Der Klimaschutz-Aktionsplan 2030 als Teil des Local Green Deals ist das zentrale Vorhaben zur Umsetzung und Konkretisierung des strategischen Ziels Klimaneutralität aus dem Leitbild „Mannheim 2030“. Dabei setzt sich Mannheim als neues Ziel Klimaneutralität bis 2030 und erarbeitet dafür einen Aktionsplan.

Mannheim als Teil der Metropolregion Rhein-Neckar ist durch ein hohes Aufkommen des motorisierten Individualverkehrs und Besucherströme geprägt. Hohes allgemeines Verkehrsaufkommen, Parksuchverkehr und Staus resultieren in nicht geringer Luftschadstoff- und Lärmbelastung sowie in einer hohen Stressbelastung für alle Verkehrsteilnehmer*innen und Anwohner*innen.

Wie bleiben Städte und Kommunen trotz der Herausforderungen urbaner Mobilität in Zukunft lebenswert? Wie kann eine smarte Verkehrsplanung und -steuerung erfolgen, die alle Mobilitätsformen berücksichtigt und die Stadtbewohner*innen wieder aufatmen lässt?

Um den Herausforderungen wirksam zu begegnen, bedarf es einer belastbaren Informationsgrundlage, um darauf aufbauend Maßnahmen zu entwickeln und umzusetzen. Die Smart City Mannheim schafft diese notwendige Grundlage und entwickelt datengetriebene Anwendungen zur Optimierung der Stadtsteuerung und Steigerung der Lebensqualität in Mannheim.

• Zählung des Individualverkehrs

  Im gesamten Stadtgebiet Mannheim werden an neuralgischen Verkehrsknotenpunkten Sensoren zur Erhebung und Routenführung des Individualverkehrs installiert, um das Verkehrsgeschehen abzubilden.

  Mithilfe dieser Echtzeitdaten kann der Mannheimer Verkehr umfassend analysiert werden und so Maßnahmen zur Verkehrsplanung, Verkehrssteuerung, Verkehrssicherheit, Routenoptimierung oder Verkehrswarnungen entwickelt und umgesetzt werden. 

• Entwicklung eines Verkehrsmodells

  In Zusammenarbeit mit der Universität Mannheim wird derzeit ein Verkehrsmodell entwickelt. Mittels der Modellierung auf Basis von Echtzeitdaten lassen sich Prognosen der Verkehrssituation, Effekte von Veränderungen im Verkehrsnetz (beispielsweise durch Baustellen) und der mobilitätsinduzierten Umweltbelastung erstellen, worauf entsprechende Verkehrsbenachrichtigungen erstellt und Maßnahmen der (umweltsensiblen) Verkehrssteuerung umgesetzt werden können.

  Durch die Analyse von Echtzeit- Verkehrsdaten an Knotenpunkten können KI-Algorithmen die Verkehrsmengen und -ströme im gesamten Stadtgebiet berechnen. Die Auswirkungen von Baustellen und Straßensperrungen oder Großveranstaltungen auf den Verkehr können simuliert oder die Steuerung von Lichtanlagen optimiert werden.

• Personenzählung im öffentlichen Raum

  Um Kenntnisse über die Auslastung bzw. Frequentierung von öffentlichen Flächen zu gewinnen, werden an ausgewählten Stellen des Stadtgebiets wie beispielsweise Fußgängerzonen, Passagen oder öffentlichen Gebäuden Sensoren installiert, um die Personenanzahl und -dichte zu erheben. Darüber hinaus werden Bewegungsdaten, die per Smartphone übertragen werden, ausgewertet und bereitgestellt. 

  Die Daten tragen dazu bei, die Sicherheit in öffentlichen Räumen zu erhöhen, wenn es um die Erarbeitung von Sicherheitskonzepten bei Großveranstaltungen geht oder beispielsweise die Räumung von öffentlichen Plätzen bei Gefahrenlage. 

  Mit Hilfe dieser Daten können auch Trendanalysen erstellt werden, wie beispielsweise die Auswirkung von verkaufsoffenen Sonntagen, die Nutzung von Veranstaltungsräumen oder Verweilzeit an besonderen Tourismuspunkten.

• Monitoring des ruhenden Verkehrs

  Parksuchverkehr stellt einen wesentlichen Faktor für die innerstädtische Verkehrsbelastung dar. Um eine umfassende Datenbasis zu schaffen, werden Belegungsdaten von öffentlichen Parkhäusern und Tiefgaragen, die im Parkleitsystem der Innenstadt Mannheim eingebundenen sind, erhoben. In Ergänzung wurden alle allgemeinen Schwerbehindertenparkplätze in Mannheim mit Sensorik ausgestattet, die den Belegungsstatus erfasst. 

  Mithilfe dieser Daten kann eine optimierte Lenkung des Parksuchverkehrs erfolgen, indem beispielsweise freie Parkstände angezeigt und ein entsprechendes Routing angeboten werden. 

Die Anpassung an sich verändernde klimatische Verhältnisse stellt eine der größten Herausforderungen für Mannheim dar. In den vergangenen Jahrzehnten stiegen die Jahresdurchschnittstemperatur und die Niederschläge im Winter bei gleichzeitiger Reduktion der Niederschläge im Sommer an. Zudem wurde eine deutliche Zunahme von Extremwetterereignissen wie Starkregen und Hitzeperioden verzeichnet.

Wie bleiben Städte und Kommunen trotz des Klimawandels auch in Zukunft lebenswert? Wie können sich Städte schon heute für Extremwetterereignisse wappnen? Um den Herausforderungen wirksam zu begegnen, bedarf es einer belastbaren Datengrundlage, um darauf aufbauend Maßnahmen zu entwickeln und umzusetzen sowie diese zu evaluieren.

Im Folgenden werden aktuelle datenbasierte Maßnahmen der Smart City Mannheim beschrieben, um die Klimaresilienz der Stadt Mannheim zu stärken und dadurch die Lebensqualität ihrer Bewohner*innen zu verbessern.

• Aufbau eines Klimamessnetzes

  Um sich besser an Klimafolgen anpassen zu können, bedarf es zunächst einer hohen Informationsdichte bezüglich des lokalen Mikroklimas. Zu diesem Zweck wird über das gesamte Stadtgebiet Mannheim ein engmaschiges Sensormessnetz aufgebaut. Die Sensoren sammeln relevante Klimadaten wie Lufttemperatur, Luftdruck und -feuchtigkeit, Niederschlag, Windrichtung und -geschwindigkeit sowie Sonneneinstrahlung. Diese Echtzeit-Daten werden in der stadteigenen Datenbank gesammelt.

• Bereitstellung von Stadtklimaanalysen

  Die Datenbasis des eigenen Klimamessnetzes wird um Daten zur Bodenfeuchtigkeit und -temperatur, Wassertemperatur sowie um weitere stadtinterne wie auch frei verfügbare Klimadaten erweitert. Auf Basis der detaillierten Langzeiterhebung dieser Daten wird sukzessive eine genaue räumliche und zeitliche Abbildung der Klimabedingungen ermöglicht.

   

  So können Klimadaten tagesaktuell oder im Zeitverlauf auf Stadtteilebene oder Straßenebene visualisiert dargestellt werden. Verschiedene Witterungslagen können analysiert und beispielsweise Hotspots identifiziert werden. In Folge können entsprechende Maßnahmen wie Entsiegelung, Begrünung, Schaffung von Schattenplätzen oder Frischluftkorridoren erarbeitet werden.

• Entwicklung eines Stadtklimamodells

  Um die Auswirkungen von klimatischen Veränderungen zu mildern, müssen Flächen und Gebäude künftig so gestaltet werden, dass sie gegenüber den Folgen des Klimawandels resilienter werden. Deshalb wird auf Grundlage der erhobenen Klimadaten ein Mikroklimamodell der Stadt Mannheim entwickelt und räumlich detailliert visualisiert.

  Das Mikroklimamodell ermöglicht Vorhersagen bezüglich der kleinräumigen Klimaentwicklung für repräsentative Flächen-, Straßen- oder Stadtteilebenen. Es ermöglicht außerdem eine Simulation der Auswirkung von städtebaulichen Maßnahmen und Planungen auf das Mikroklima. So können städtebauliche Konzepte hinsichtlich ihrer Effekte auf das Umfeld-Mikroklima bewertet werden.

• Bereitstellung von hochaufgelösten Niederschlagsanalysen

  Mit Hilfe der erhobenen Bodenfeuchte- und Bodentemperatur-Daten, einem Messnetz von bis zu 40 Niederschlagsmessern auf das gesamte Stadtgebiet verteilt sowie Hinzunahme von Daten der Wetterradare des Deutschen Wetterdienstes können Informationen zu Ort und Menge von Niederschlägen kleinräumig dargestellt werden.

  Dadurch kann beispielsweise das Bewässerungsmanagement von Grünanlagen in der Stadt oder in der Landwirtschaft optimiert werden. Auf der anderen Seite ist es wichtig, Starkregenereignisse rechtzeitig zu detektieren, um Schäden zu vermeiden. Mit Hilfe der hochaufgelösten Niederschlagsdaten können Einsatzkräfte wie Feuerwehr, Rettungsdienste oder Polizei ihre Einsätze besser planen, aber auch Bürger*innen entsprechend vorab gewarnt werden.

• Bereitstellung von Stadtgrünanalysen

  Durch Auswertung von Luftbild- und Satellitendaten soll künftig eine Analyse des Zustands von Bäumen oder Grünflächen möglich werden. So können durch Einbindung vorhandener Daten zu Niederschlag und Bodenfeuchte/ Bodentemperatur Empfehlungen zur Bewässerung oder Optimierung digitaler Bewässerungssysteme gegeben und beispielsweise Trockenstress bei Bäumen rechtzeitig detektiert werden. Insgesamt kann die Pflege von Grünanlagen verbessert, mögliche Schäden vermieden sowie der Einsatz von Ressourcen optimiert werden.

Ressourcenschonung ist eines der drängenden Themen der Gegenwart. Insgesamt verbrauchen städtische Gebiete mehr als 65 Prozent der weltweiten Energie und sind zudem für mehr als 70 Prozent der CO2-Emissionen verantwortlich. Der Verbrauch von fossilen Brennstoffen wie Gas und Öl ist eine Hauptursache für den Klimawandel, Ressourcen wie Gas, Öl oder sauberes Trinkwasser sind außerdem begrenzt.

Wie kann Digitalisierung zu einer ressourcenschonenden Versorgung beitragen? Hochaufgelöste Daten machen unseren Verbrauch sichtbar und können Anreize schaffen, weniger Müll, Wasser oder Strom zu verbrauchen. Die Smart City Mannheim schafft diese notwendige Grundlage und entwickelt datengetriebene Anwendungen, um die Stadtsteuerung zu optimieren und die Lebensqualität in Mannheim zu steigern.

• Echtzeit-Verbrauchsvisualisierungen

  Eine hochauflösende Verbrauchsmessung von Ressourcen wie Energie, Gas, Wärme oder Wasser bildet die Grundlage, um einen effizienten und schonenden Umgang mit Ressourcen zu ermöglichen. Dazu werden auf Ebene ausgewählter öffentlicher Gebäude oder Quartiere Daten über den jeweiligen Verbrauch bereitgestellt. Mit Hilfe dieser Daten werden Verbräuche sichtbar und können durch entsprechende Maßnahmen künftig besser gesteuert werden. 

  Die erhobenen Verbrauchsinformationen werden für verschiedene Zielgruppen in Form von Dashboards bereitgestellt. Die Stadtverwaltung kann beispielsweise durch Management- und Kontrolldashboards mit Warnfunktionen Anomalien des Ressourcenverbrauchs identifizieren und Gegenmaßnahmen ergreifen.

  Mannheimer Bürger*innen werden durch entsprechende Visualisierungen informiert und darüber hinaus sensibilisiert, was den schonenden Umgang mit Ressourcen angeht. Sie erhalten beispielsweise Informationen über die aktuell erzeugte Strommenge aller städtischer Photovoltaikanlagen im Vergleich zum tatsächlichen Strombedarf.

• Erhebung von Wassertemperatur und Pegelständen

  Durch die kontinuierliche Erhebung von Pegelständen relevanter Seen und Flüsse durch automatisierte Sensormessung in Echtzeit sowie Bereitstellung in Form von Dashboards können Anzeichen von Wasserknappheit oder Hochwasser erkannt und entsprechende Maßnahmen ergriffen werden. Oder auch Informationen für die Grundwasserhaltung bei Baumaßnahmen geliefert werden. So können künftig Wasserressourcen nachhaltig genutzt und Verschwendung vermieden werden. 

  Außerdem soll die Gewässertemperatur relevanter Gewässer über Sensoren erfasst und in Form von Dashboards für die Bürger*innen aufbereitet werden. So können sich beispielsweise Badende vorab über die Wassertemperatur informieren. 

  Darüber hinaus sollen Bodenfeuchte- und Bodentemperaturdaten erhoben und in Form von Dashboards visualisiert werden. Unter Einbindung von Niederschlagsdaten können so Informationen und Empfehlungen zur Steuerung des Bewässerungsbedarfs von öffentlichen Grünflächen gegeben werden, beispielsweise was den richtigen Bewässerungszeitpunkt angeht oder die angepasste Gießwassermenge.

• Optimiertes Abfallmanagement (Smart Waste)

  Im Bereich des Abfallmanagements werden digitale Ansätze zur Optimierung der Leerungsintervalle umgesetzt. Ziel ist, über die kontinuierliche Detektion des Füllstands von Abfallbehältern Leerfahrten zu reduzieren, indem ihre Leerungsintervalle auf Grundlage der Füllstandmessung und prognostizierten Füllstandwerte optimiert werden. Kontroll- und Leerfahrten zu weniger genutzten Abfallbehältnissen lassen sich durch dynamisch optimierte Leerungsrouten der Müllfahrzeuge vermeiden.

  Hierzu werden Füllstandsensoren in öffentlichen Abfallbehältern und in Unterflurcontainern installiert sowie in einem festgelegten Zeitintervall der aktuelle Füllstand erhoben. Die Daten werden dazu genutzt, auf Grundlage historischer Füllstanddaten Muster zu identifizieren und anhand prognostizierter Füllstandwerte Leerungsintervalle, Personal- und Fahrzeugeinsatzplanung sowie die Leerungsrouten zu optimieren.