Künstliche Intelligenz (KI) : Wann KI für die Stadtentwicklung Sinn macht

Eine integrierte nachhaltig-digitale Transformation ist in übergeordneten Strategiedokumenten wie der Smart City Charta oder der KI-Strategie der Bundesregierung bereits angelegt. Sie muss nun mit Blick auf lokale Nachhaltigkeitswirkungen von den Kommunen praxisnah umgesetzt werden. Jedoch erschweren knappe finanzielle Mittel, Personalmangel und wachsende Anforderungen häufig die Transformation auf kommunaler Ebene.

Gerade in diesem Spannungsfeld kann KI perspektivisch eine entlastende Rolle spielen – etwa durch die Automatisierung zeitintensiver und repetitiver Abläufe, Echtzeitanalysen großer Datenmengen oder prädiktive Modellierung, etwa für Verkehrssteuerung oder Energieeffizienz.

Auch wenn die Entwicklung und Einführung entsprechender KI-Systeme zunächst einen hohen Entwicklungs- und Implementierungsaufwand darstellen, kann der langfristige Nutzen groß sein. Entscheidend ist, dass der Mehrwert für Verwaltung, Umwelt und Stadtgesellschaft dabei im Mittelpunkt steht.

Einige Praxisbeispiele zeigen, wie vielseitig Kommunen selbst KI-Innovationen nutzen können: Digitale Zwillinge ermöglichen als virtuelle Nachbildung von Städten, zum Beispiel gezieltere Verkehrsplanung und verbessertes Energiemanagement. Die KI-gestützte Analyse von Geodaten und Luftbildern kann für ein effizienteres Flächenmanagement genutzt werden. Auch Verwaltungsabläufe können etwa durch den Einsatz von Sprachmodellen gestaltet werden und Informationen für Bürger:innen mit weniger Barrieren und leichter verständlich zur Verfügung gestellt werden.

Nachhaltigkeitswirkungen ganzheitlich denken

Trotz dieser vielversprechenden Lösungen ist eine differenzierte Nachhaltigkeitsbewertung von KI-Anwendungen in Städten bislang kaum etabliert. Dies ist jedoch notwendig, da durch KI zwar Nachhaltigkeitserfolge in Bereichen wie Mobilität oder Katastrophenschutz gemessen werden können, das Training großer KI-Modelle aber selbst sehr energieintensiv ist und erhebliche CO2-Emissionen verursacht.

Deshalb sollten Kommunen ökologische Nachhaltigkeitsimplikationen entlang des gesamten Lebenszyklus von KI-Systemen von der Entwicklung, über den Einsatz bis hin zur Wartung und Entsorgung der Hardware berücksichtigen. Gleiches gilt für soziale Auswirkungen: KI-Systeme können durch Datenverzerrungen bestehende soziale Ungleichheiten reproduzieren und verstärken.

Es zeigt sich: KI kann ein wirkungsvolles Werkzeug sein, um an städtischen Nachhaltigkeitszielen zu arbeiten – sofern die Technologie in Governance-Prozesse eingehegt ist, die einen transparenten, fairen und verantwortungsvollen Einsatz sicherstellen und mögliche nicht-intendierte Wirkungen von Beginn an mitgedacht werden.

Gestaltung mit strategischer Abwägung

Bei der Gestaltung und Implementierung von KI-Anwendungen in Städten sollten daher der Nachhaltigkeitsaufwand und -nutzen mit Blick auf folgende Kriterien sorgfältig abgewogen werden:

1. Zielorientierung

KI ist keine Universallösung. Nur wenn die Technologie passgenau eingesetzt wird, kann sie wirklich zu einer nachhaltigen Entwicklung beitragen. Um dies zu überprüfen, ist es zunächst entscheidend, das zu adressierende Nachhaltigkeitsproblem und damit verbundene Herausforderungen konkret zu definieren. Zudem sollte sichergestellt werden, dass sich sowohl die Problemdefinition als auch eine mögliche KI-Implementierung an übergeordneten städtischen Nachhaltigkeitszielen und -strategien orientieren.

2. Zweckmäßigkeit

Der Einsatz von KI ist dann zweckmäßig, wenn die Komplexität einer Aufgabe andere, herkömmliche Ansätze übersteigt – etwa die Analyse großer Datenmengen, die Prognose städtischer Entwicklungen oder die Optimierung von Ressourcen. Wichtig ist dabei, gezielt die KI-Fähigkeiten auszuwählen, die zur jeweiligen Aufgabe passen, um Effizienz und Wirkung zu maximieren. Gleichzeitig müssen ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeitsaspekte sorgfältig abgewogen werden, da KI auch Risiken wie hohen Energieverbrauch mit sich bringt. Alternative technische oder nicht-technische Lösungen sollten daher immer mitbedacht werden.

3. Machbarkeit

Bevor Künstliche Intelligenz in der Verwaltung zum Einsatz kommt, müssen grundlegende Voraussetzungen erfüllt sein. Dazu zählen klare Zuständigkeiten, passende technische Infrastrukturen und ausreichende finanzielle Mittel. Ebenso wichtig sind Datenschutz, personelle Ressourcen und die Orientierung am Gemeinwohl. Verwaltungen müssen überprüfen, wie gut ihre Organisation auf den KI-Einsatz vorbereitet ist und wo Nachbesserungsbedarf besteht. Eine vorausschauende Planung, die auch externe Partner-Organisationen einbindet und mögliche Schwachstellen gezielt adressiert, ist entscheidend für eine erfolgreiche und verantwortungsvolle Umsetzung.

Nachhaltigkeit priorisieren heißt Nachnutzung mitdenken

Ein nachhaltiger Einsatz von KI benötigt dabei auch strategische Prinzipien, die langfristige Anschlussfähigkeit und Gestaltungsfreiheit. Da zunehmend leistungsfähige KI-Lösungen verfügbar sind, sollten entwickelte Systeme standortübergreifend wiederverwendet werden. Daten, Standards, Schnittstellen und Modelle sollten daher öffentlich dokumentiert werden und weiterentwickelbar sein. So entsteht ein innovationsfreundliches Ökosystem, in dem digitale Lösungen geteilt, angepasst und gemeinsam verbessert werden können.

KI-Technologien werden immer besser und können zu nachhaltigen urbanen Lösungen beitragen. Stadtverwaltungen sollten die Möglichkeiten der Technologie kennen und einschätzen können. Ein Einsatz von KI in Städten sollte dabei nicht nur effizient, sondern gerecht, ökologisch und gemeinwohlorientiert erfolgen. Dafür müssen Nachhaltigkeitsaspekte bereits von Anfang an ins Zentrum der Überlegungen gerückt werden. Nur wenn Fragen der Zielorientierung, Machbarkeit und Zweckmäßigkeit frühzeitig diskutiert – und regelmäßig reevaluiert – werden, lässt sich ein wirkungsvoller, nachhaltiger Einsatz von KI für zukunftsfähige Städte sicherstellen.

Helene von Schwichow forscht im Rahmen ihres Promotionsvorhabens zu Fragen sozialer Nachhaltigkeit in KI- und Smart-City-Kontexten an der TU München. Gemeinsam mit Magnus Keske untersucht sie Potenziale und Herausforderungen von KI-Technologien für eine nachhaltige Entwicklung am Urban Digitainability Lab, ein Think Tank der TUM. Ihre Vorschläge haben sie am Montag auf der Republica in Berlin vorgestellt.

Das Lab hat mit dem Canvas „KI in der nachhaltigen Stadtentwicklung“ eine strategische Entscheidungshilfe entwickelt, die Stadtverwaltungen und andere Organisation beim Einsatz von KI unterstützen soll. Weitere Informationen, das Canvas und einen Handlungsleitfaden zur Anwendung finden sich hier.