Smart Region - Die digitale Transformation einer Region nachhaltig gestalten

Smart Region - Die digitale Transformation einer Region nachhaltig gestalten

von: Artur Mertens, Klaus-Michael Ahrend, Anke Kopsch, Werner Stork

Springer Gabler, 2021

ISBN: 9783658297268

Sprache: Deutsch

501 Seiten, Download: 11816 KB

 
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Smart Region - Die digitale Transformation einer Region nachhaltig gestalten



  Grußwort von Achim Berg, Präsident des Bundesverbandes Informationswirtschaft, Telekommunikation und Neue Medien e. V. 5  
  Geleitwort von Prof. Dr. Kristina Sinemus, Hessische Ministerin für Digitale Strategie und Entwicklung 7  
  Vorwort 9  
  Inhaltsverzeichnis 11  
  Herausgeber- und Autorenverzeichnis 14  
  Teil I Einleitung 39  
  1 Die Digitalstadt Darmstadt ist ganz selbstverständlich Teil einer Smart Region 40  
  Teil II Grundlagen und Ansatzpunkte 49  
  2 Attraktive ländliche Räume durch digitale Kommunen 50  
     2.1 Einleitung 50  
     2.2 Was es mit gleichwertigen Lebensverhältnissen auf sich hat 51  
     2.3 Was es bedeutet, wenn unsere Gesellschaft altert 52  
     2.4 Leben in der Stadt, auf dem Land oder irgendwo dazwischen 53  
     2.5 Digitale Kommunen als Chance für ländliche Räume 54  
     2.6 Digitale Arbeit im ländlichen Raum 55  
     2.7 Digitalisierungsprojekte zur Sicherung der Daseinsvorsorge 57  
     2.8 Kräfte bündeln und zusammenarbeiten in digitalen Regionen 59  
     2.9 Smart Country – Kommunal. Digital. Vernetzt. 60  
     Literatur 62  
  3 Teamwork für smarte Regionen 64  
     3.1 Städte und Regionen vernetzen 64  
     3.2 Smarte Regionen in den Fokus nehmen 66  
     3.3 Regionale Netzwerke stärken 67  
     3.4 Kommunalwirtschaftliches Know-how nutzen 68  
     3.5 Fundament aus digitalen Infrastrukturen bauen 69  
     3.6 Daten intelligent verknüpfen 70  
     3.7 Mit guten Beispielen vorangehen 71  
     3.8 Zusammenfassung 72  
     Literatur 73  
  4 Smart Handwerk – smart Region 75  
     4.1 Einleitung 75  
     4.2 Beispiele 77  
        4.2.1 Die Aus- und Weiterbildung im Handwerk 77  
        4.2.2 Die Beratung von Handwerksunternehmen 78  
        4.2.3 Das Handwerk als smarter Netzwerkpartner 79  
  5 Der Betriebsrat und die Gewerkschaft 81  
     5.1 Mitbestimmung im Wandel 81  
     5.2 Die Klassenkämpfer 82  
     5.3 Die Sozialen GegenspielerInnen im Kapitalismus 84  
     5.4 Die Co-ManagerInnen 85  
     5.5 Die Social-Auditoren 88  
     5.6 Fazit 91  
     Literatur 92  
  6 Einheitlichkeit der Lebensverhältnisse trotz Digitalisierung? Regionale Disparitäten im Überwachungskapitalismus 95  
     6.1 Einleitung 95  
     6.2 Ökonomische Agglomerationstheorie und die zentrale Rolle des Humankapitals 97  
     6.3 Regionale Entwicklung in Zeiten des Überwachungskapitalismus 102  
     6.4 Agglomeration und Akkumulation 112  
     6.5 Fazit 118  
     Literatur 119  
  7 Digitale Infrastruktur für smarte Kommunen 122  
     7.1 Grundlagen 122  
     7.2 Digitale Kommunen 124  
        7.2.1 Handlungsfelder 124  
        7.2.2 Architektur der digitalen Kommune 126  
        7.2.3 Monetärer Wert von Daten 127  
     7.3 Der Weg der Bits und Bytes 130  
        7.3.1 Erfassen mittels Sensorsystem 130  
        7.3.2 Übertragung in die Cloud 132  
        7.3.3 Einwirken auf die Umwelt – mittels Aktorsystem 133  
     7.4 Anwendungen in der Gebäudetechnik 133  
        7.4.1 Einsparen von Ressourcen 133  
        7.4.2 Komfortgewinn 134  
        7.4.3 Physische und virtuelle Sicherheit 134  
        7.4.4 Smart Meter Architektur 135  
     7.5 Ausblick 136  
     Literatur 137  
  8 Instrumente zur Stärkung der Digitalkompetenz in der Kommunalwirtschaft 138  
     8.1 Einleitung 138  
     8.2 Handlungsbereiche für den erfolgreichen digitalen Transformationsprozess 139  
     8.3 Reifegradmodelle zur initialen Bestandsaufnahme der Digitalkompetenz 143  
     8.4 Stellhebel der digitalen Transformation 146  
     8.5 Fazit 151  
     Literatur 152  
  9 Nachhaltige Geschäftsmodelle in der Smart Region 153  
     9.1 Einleitung 153  
     9.2 Geschäftsmodelle: Die DNA eines Unternehmens 155  
     9.3 Wie lassen sich nachhaltige Geschäftsmodelle unterscheiden? 159  
     9.4 Wer kann nachhaltige Geschäftsmodelle entwickeln? 160  
     9.5 Wie lassen sich nachhaltige Geschäftsmodelle entwickeln? 162  
     9.6 Ist Nachhaltigkeit rentabel? 165  
     9.7 Digitale nachhaltige Geschäftsmodelle in der Smart Region 166  
     9.8 Schlussfolgerungen 169  
     Literatur 169  
  10 Mehrwert der Smart Region – Notwendigkeit und Möglichkeit wertorientierter Entwicklungsplanung 172  
     10.1 Die Smart Region hat theoretisch ein großes ökonomisches Potenzial 172  
     10.2 Die Bestimmung des Mehrwerts der Smart Region ist notwendig für ihre Verwirklichung 175  
     10.3 Eine vertrauenswürdige Wirtschaftlichkeitsrechnung ist ex ante für die Smart Region nicht möglich 177  
        10.3.1 Die Wirtschaftlichkeitsrechnung für die Smart Region steht vor großen Herausforderungen 177  
        10.3.2 Die aktuelle Praxis wird den Herausforderungen einer Mehrwert-Bestimmung für die Smart Region nicht gerecht 180  
     10.4 Die iterative wertorientierte Entwicklungsplanung ist eine pragmatische Methode für die Smart Region 182  
        10.4.1 Die Grundidee: Das Prinzip iterativer Planung als Basis der Mehrwert-Bestimmung einer Smart Region 182  
        10.4.2 Erfolgsstufe 1: Die Vision der Smart Region mit Schätzung des Mehrwertpotenzials als Identifikation stiftende Perspektive 185  
        10.4.3 Erfolgsstufe 2: Value Cluster als relevante, quantifizierte Handlungsfelder 186  
        10.4.4 Erfolgsstufe 3: Relationale Geschäftsmodelle in einer Konsortialstruktur als Grundlage verbindlicher Entscheidungen 187  
        10.4.5 Erfolgsstufe 4: Eine integrierte Datenbasis und wirtschaftliche Erfolgsmetrik für die Smart Region 188  
        10.4.6 Erfolgsstufe 5: Der Sense-and-Respond Modus einer iterativen wertorientierten Entwicklungsplanung 189  
     10.5 Die iterative wertorientierte Entwicklungsplanung integriert alle Stakeholder der Smart Region mit klaren Rollen 190  
     Literatur 192  
  Teil III Ausgestaltung zentraler Lebensbereiche 195  
  11 Smart Living in der Smart Region 196  
     11.1 Warum Smart 196  
     11.2 Ausgewählte Projekte 197  
        11.2.1 IuK-Technologien helfen beim Energiesparen 197  
        11.2.2 Stromerzeugung am Gebäude für Mieter senkt Kosten 203  
        11.2.3 Handhabbare Technik, kostengünstig Bauen und Wohnen 207  
        11.2.4 Anreize durch Transparenz bei der Modernisierung 211  
     11.3 Fazit 214  
     Literatur 214  
  12 Der Gebäudebestand als Rohstofflager: Der Beitrag der Digitalisierung für ein zukünftiges regionales Stoffstrommanagement im Baubereich 215  
     12.1 Einführung 215  
        12.1.1 Die gebaute Umwelt und Smart Regions 215  
        12.1.2 Das „anthropogene Lager“ der gebauten Umwelt 216  
        12.1.3 Stoffstrommanagement im Baubereich 217  
     12.2 Akteure im Lebenszyklus von Gebäuden 218  
        12.2.1 Lebensweg und Lebenszyklus von Gebäuden 218  
        12.2.2 Die Planungs- und Bauphase eines Gebäudes 219  
        12.2.3 Betriebsphase eines Gebäudes 221  
        12.2.4 Rückbau und grundlegende Erneuerung 222  
     12.3 Konzept eines digital gestützten Stoffstrommanagements 224  
        12.3.1 Ansatz eines digital gestützten Stoffstrommanagements 224  
        12.3.2 Modell eines digitalen Gebäudematerialkatasters 225  
        12.3.3 Ausbaustufen eines Gebäudematerialkatasters 226  
        12.3.4 Anwendung eines Gebäudematerialkatasters 228  
     12.4 Beispielhafte Umsetzung eines digitalen Gebäudematerialkatasters „regionales Rohstoffkataster“ 229  
        12.4.1 Beschreibung des regionalen Fallbeispiels 229  
        12.4.2 Gebäudetypologie für den Bereich der Nichtwohngebäude 230  
        12.4.3 Gebäudeuntersuchungen zur Gewinnung rohstoffbezogener Informationen 230  
        12.4.4 Digitale regionale Katasterinformation 231  
        12.4.5 Ergebnisse für das Fallbeispiel Frankfurt-Ost 231  
     12.5 Anwendungsperspektiven eines regionalen Materialkatasters: die Wiederverwendung von Bauteilen 232  
        12.5.1 Wiederverwendung als Teil des regionalen Stoffstrommanagements 232  
        12.5.2 Der perspektivische Beitrag eines digitalen Gebäudematerialkatasters 237  
     12.6 Ausblick 238  
     Literatur 240  
  13 Bildung in einer Smart Region 243  
     13.1 Eine Smart Region als Bildungsort 244  
     13.2 Bildung als strategische Managementaufgabe der Region 250  
     13.3 Elemente und Grundsätze eines Bildungs-Risikomanagements 253  
        13.3.1 Governance und Kultur 254  
        13.3.2 Entwicklung von Strategie und Organisationszielen 257  
        13.3.3 Durchführung 259  
        13.3.4 Überwachung und Verbesserung 261  
        13.3.5 Information, Kommunikation und Berichterstattung 262  
     13.4 Fazit und Ausblick 264  
     Literatur 264  
  14 Digitalisierung und neue Arbeitswelt – Konsequenzen für die berufliche Bildung 266  
     14.1 Rationale Ausbildungsstrategie zu Digitalisierung und neuer Arbeitswelt 266  
     14.2 Zielsetzungen, Herausforderungen und Handlungsfelder der beruflichen Bildung 268  
        14.2.1 Entwicklung von Basiskompetenz 269  
        14.2.2 Entwicklung von fachbezogener Kompetenz 269  
        14.2.3 Entwicklung von Kommunikation, Kollaboration und Kooperationsfähigkeit 271  
        14.2.4 Entwicklung von Eigeninitiative und Neugier 272  
        14.2.5 Entwicklung von Proaktivität und Eigenständigkeit 272  
        14.2.6 Entwicklung von fachübergreifendem Denken und Teilen von Wissen 273  
        14.2.7 Entwicklung von Resilienz und Fehlerkultur 274  
        14.2.8 Entwicklung von kritischem Verständnis und Plausibilitätsprüfung 275  
        14.2.9 Entwicklung von medialer und digitaler Kompetenz 276  
        14.2.10 Analog und Digital: Die Zukunft der beruflichen Bildung 277  
     14.3 Notwendige Veränderungen im Organisationsmodell beruflicher Bildung 278  
     14.4 Fazit 281  
     Literatur 281  
  15 Die Rolle der Sparkasse Darmstadt in einer SMART REGION 283  
     15.1 Vorwort 283  
     15.2 Wie sieht eine SMART REGION aus? Eine kurze Erklärung. 284  
     15.3 Was hat (SMART) BANKING mit einer SMART REGION zu tun? Ein gemeinsames Ziel. 285  
     15.4 Wie kann SMART BANKING durch Entwicklungen, z. B. Künstliche Intelligenz oder Blockchain, profitieren? Ein Status Quo über die Schlüsseltechnologien. 287  
     15.5 Was sind die zentralen Themen von SMART BANKING in einer SMART REGION? Ein Überblick aus Sicht der Sparkasse Darmstadt. 292  
        15.5.1 „Der Einfluss des Internets auf Zahlungsintermediäre“ – Neue Wege und Geschäftsmodelle durch das SMART BANKING 293  
        15.5.2 „Payment of Things“ – Smartphone, -watch & -wearable als Geldbörsen des 21. Jahrhunderts im SMART BANKING 295  
        15.5.3 „Smart Data Thinking“ – Big Data, Data Analytics & KI als Turbo des SMART BANKINGs 297  
        15.5.4 „Smart Region Financing“ – Finanzierung in die nachhaltige Stadt und ihrer Umgebung von morgen durch SMART BANKING 299  
     15.6 Wie lebt es sich in einer SMART REGION dank SMART BANKING? Ein beispielhafter Tag im Leben unserer digital-affinen Kunden. 301  
        15.6.1 Ein beispielhafter Tag im digitalen Leben aus Sicht unserer Privatkundin Mia 301  
        15.6.2 Ein beispielhafter Tag im digitalen Leben aus Sicht unserer Firmenkunden Harry und Johnny 307  
     15.7 Welche Empfehlungen ergeben sich an eine SMART REGION für ein SMART BANKING? Eine Management Summary für eine erfolgreiche Wechselwirkung. 314  
     15.8 Glossar 316  
     Literatur 316  
  16 Digitale Transformation im Gesundheitswesen – Masterplan Smart Hospital 322  
     16.1 Ausgangssituation 322  
     16.2 Digitalisierung im Krankenhaus 324  
        16.2.1 Der Gesundheitskonzern 324  
        16.2.2 Digitale Transformation am Klinikum Darmstadt 324  
     16.3 Masterplan Smart Hospital 325  
     16.4 Gesundheitsplattform Smart Health Portal 326  
        16.4.1 Projektziele & Use Cases 327  
        16.4.2 Use Cases/Anwendungsfälle 328  
           On-Boarding der Patienten in das Klinikum Darmstadt 329  
           Die PEPA als Web- und App-Applikation im Klinikum mit Patientenzugriff 330  
           Telemedizinische Remote-Betreuung des Patienten (Videokonferenz und Telekonsilanbindung) 331  
           Dokumentenaustausch zwischen der PEPA sowie Drittportalen 331  
           Intersektorale Vernetzung: Anbindung der Darmstädter Kinderkliniken Prinzessin Margaret 332  
     16.5 Fazit 332  
     Literatur 334  
  17 Energieerzeugung in der Smart Region 336  
     17.1 Einleitung 336  
     17.2 rundlagen der Energieversorgung 337  
     17.3 Technologien 339  
        17.3.1 Elektrische Energieerzeugungsanlagen 341  
        17.3.2 Sonnenenergie 343  
        17.3.3 Solarthermische Kraftwerke 343  
        17.3.4 Photovoltaik 344  
        17.3.5 Wind 344  
        17.3.6 Wasserkraft 346  
        17.3.7 Biomasse 346  
        17.3.8 Flüssige Biomasse 347  
        17.3.9 Feste Biomasse 347  
        17.3.10 Gasförmige Biomasse 347  
        17.3.11 Geothermie 348  
        17.3.12 Speicher 348  
        17.3.13 Mechanische Speicher 349  
        17.3.14 Elektrochemische Speicher 350  
        17.3.15 Chemische Speicher 350  
        17.3.16 Smart Grid 350  
     17.4 Zusammenfassung 352  
     Literatur 353  
  18 „Erfolgsfaktoren einer Smart Region (Best Practice) am Beispiel von Zürich“ 354  
     18.1 Die 2000-W-Gesellschaft und die Stadt Zürich 355  
     18.2 Institutionelle Voraussetzung der Energie- und Klimapolitik in der Stadt Zürich 356  
     18.3 Bausteine zur Erarbeitung der kommunalen Energieplanung 357  
     18.4 Prozessablauf und -organisation für das Energieversorgungskonzept 2050 und die kommunale Energieplanung 361  
        18.4.1 Toolgestützte Moderation im Energieversorgungskonzept 2050 361  
        18.4.2 Strukturierter Stakeholder-Dialog in der kommunalen Energieplanung 366  
     18.5 Wichtigste Schlussfolgerungen 371  
        18.5.1 Gemeinsame, von allen Beteiligten akzeptierte Prozessinhalte bzw. Methodik 371  
        18.5.2 Erleichterung einer Konsensfindung durch departementsübergreifende Zusammenarbeit und modellgestützte Ergebnisdarstellung 374  
     18.6 Verdankung 376  
     Literatur 376  
  19 Smarte Öffentliche Mobilität in Stadt und Region 377  
     19.1 Neue Mobilität als Chance und Herausforderung für den ÖPNV 377  
     19.2 Öffentliche Mobilität als Rückgrat der Verkehrswende 378  
     19.3 Mobilität 4.0 378  
        19.3.1 Elektrifizierung 379  
        19.3.2 Öffentliche Mobilität digital gedacht – multimodal, flexibel, individuell und vernetzt 380  
           Autonomes Fahren 380  
           Sharing und Pooling 381  
           Digitale Vernetzung von Verkehrsmitteln und Verkehrsträgern – Mobility as a Service (MaaS) 381  
     19.4 Smarte Öffentliche Mobilität in Stadt und Region 382  
        19.4.1 Digitale Vernetzung in urbanen und ländlichen Räumen 382  
        19.4.2 Schöne smarte Welt? – Zu Risiken und Nebenwirkungen der Digitalisierung 388  
        19.4.3 Notwendige Elemente eines integrierten Verkehrskonzepts 390  
     19.5 Ausblick 394  
     Literatur 395  
  20 Neue Mobilitätsangebote: Ersatz oder Ergänzung des ÖPNV? Eine Analyse am Beispiel des stationsflexiblen Carsharings 398  
     20.1 Einleitung 398  
     20.2 Grundlagen und Fragestellung 401  
        20.2.1 Bestehende Carsharing-Varianten 401  
        20.2.2 Stationsflexibles Carsharing 404  
        20.2.3 Fragestellung mit Einordnung 405  
     20.3 Methodisches Vorgehen 407  
        20.3.1 Fahrtenanalyse 407  
        20.3.2 Nutzerumfrage 408  
     20.4 Analyse der Carsharing-Fahrten 408  
        20.4.1 Verbindungsqualität zwischen den cityFlitzer-Pools 408  
        20.4.2 Fahrtkennzahlen 409  
        20.4.3 Direkte Einwegfahrten 410  
     20.5 Mobilitätsverhalten und Präferenzen der Carsharing-Nutzenden 411  
        20.5.1 Mobilitätsausstattung 411  
        20.5.2 Nutzungsverhalten der cityFlitzer 412  
        20.5.3 Einstellungen gegenüber Carsharing und ÖPNV 414  
     20.6 Handlungsempfehlungen 416  
     20.7 Fazit und Ausblick 419  
     Literatur 421  
  21 Carsharing als Baustein einer Smart Region Strategie 423  
     21.1 Prolog 423  
     21.2 Mobilität im Kontext 425  
     21.3 Automobilität 426  
     21.4 Smart Mobility 430  
        21.4.1 Verkehre vermeiden 430  
        21.4.2 Verkehre bündeln 431  
        21.4.3 Verkehre elektrifizieren 432  
        21.4.4 Mobilität digitalisieren 432  
     21.5 Carsharing 433  
     21.6 Das book-n-drive Angebot 434  
     21.7 Vernetzung 436  
     21.8 Carsharing und Elektrofahrzeuge 437  
     21.9 Software 439  
     21.10 Fazit und Ausblick 440  
     21.11 Checkliste für neue Carsharing-Projekte 441  
     21.12 Abkürzungsverzeichnis 442  
     Literatur 442  
  22 Fallstudie, Feldversuch und Projekte zum Thema „Intelligentes Verkehrsraummanagement“ in Darmstadt 444  
     22.1 Der Ansatz der Fallstudie 444  
        22.1.1 Über den Hintergrund des Projekts 446  
        22.1.2 Hohe Schadstoffbelastung in Darmstadt 447  
     22.2 Bestehende Infrastruktur für die Sensorik 447  
     22.3 Die Messungen 449  
     22.4 Interpretation der Ergebnisse/Was kommt als Nächstes? 450  
     22.5 Einbettung der Projekte in „Smart City“-Anwendungen – integriert in das „große Ganze“ 453  
     Literatur 454  
  Teil IV Regionale Perspektiven 455  
  23 Smart Region Frankfurt Rhein Main 456  
     23.1 Einleitung 456  
     23.2 Was ist eine „Smart Region“? 457  
        23.2.1 Ausgangspunkt: Die intelligente Stadt versus die intelligente Region 457  
        23.2.2 Definition und angebliche Einzigartigkeit 458  
        23.2.3 Betrachtung aus dem Blickwinkel der digitalen Infrastrukturen 459  
        23.2.4 Fall zu Fall Lösung: 5G Ausbau und lokale Interessenlage 461  
     23.3 Fazit: Die Smart City ist die Smart Region 462  
  24 Mit klarer Haltung die Zukunftsfähigkeit der Region München mitgestalten 464  
     24.1 Startpunkt und Zielsetzung: Die Stadtwerke München als Gestalter einer zukunftsfähigen Region München 464  
     24.2 Der Weg zum Ziel: Haltung, Strategie und Handlungsfelder der Stadtwerke München festlegen 468  
     24.3 Umsetzung: Wie die Stadtwerke München konsequent in neuem Licht erscheinen 472  
     Literatur 475  
  25 Smart Regions 476  
     25.1 Einleitung – Worüber reden wir, wenn wir Smart Region sagen? 476  
     25.2 Erfolgsfaktoren für eine Smart Region – internationale und nationale Impulse 480  
        25.2.1 Zielbilder definieren (Open Skåne). 480  
        25.2.2 Geschichten erzählen (Viable Cities) 481  
        25.2.3 Sektoren neu verdrahten (Brainport Eindhoven) 482  
        25.2.4 Themensilos aufbrechen und Bürger beteiligen (Wien/Lyon) 483  
        25.2.5 Soziale Innovation nutzen – (Barcelona) 485  
        25.2.6 Stadt als Lebensraum für die Einwohner gestalten – (Tel Aviv) 486  
        25.2.7 Institutionen integrieren und öffnen – (Karlsruhe) 487  
     25.3 Elemente einer Transferagenda Smart Region 489  
        25.3.1 Smart Region als System verstehen 489  
        25.3.2 Smart Region benötigt Gemeinschaft und Beziehungskapital 489  
        25.3.3 Regionaldiplomaten – ein neues Rollenmodell regionaler Führung 490  
        25.3.4 Smart Region als Raum begreifen 490  
        25.3.5 Smart Region mit einer digitalen Agenda 491  
        25.3.6 Smarte Regionen sind Sharing Regions 491  
        25.3.7 Regionale Identität und Collective Genius schaffen 491  
     Literatur 492  
  Teil V Zusammenfassung und Ausblick 494  
  26 Die Welt, auch die digitale Welt, wird nach Corona eine andere sein – davon profitiert der ländliche Raum 495  

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