Neue Projekte gestartet: Digitale Zwillinge als Werkzeug für klimaresiliente Stadtplanung
Urbane Digitale Zwillinge sollen Klimaanpassung künftig schneller, präziser und wirksamer in die Stadtplanung einbinden. Jetzt starten BMFTR geförderte Projekte, in denen Wissenschaft, Kommunen und Unternehmen neue digitale Planungstools entwickeln.
Städte stehen zunehmend vor Herausforderungen: Hitze, Starkregen und anhaltende Trockenperioden belasten die Infrastruktur, städtische Vegetation und urbane Lebensräume. Die Stadtplanung muss darauf reagieren – etwa durch die gezielte Integration von Maßnahmen zur Klimaanpassung in bestehende Strukturen oder in neue Bauvorhaben. Bisher erforderte dies oft aufwändige Gutachten und komplexe Analysen. Künftig soll das Vorgehen deutlich schneller erfolgen: Urbane Digitale Zwillinge ermöglichen eine integrierte, fachübergreifende Stadtplanung, indem unterschiedliche Daten, Modelle, Planungstools und KI-Ansätze zusammengeführt werden. Damit Digitale Zwillinge gezielt für eine klimaresiliente Stadtentwicklung weiterentwickelt werden können, fördert das Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) sieben neue Projekte sowie ein Begleitforschungs- und Koordinierungsprojekt mit rund 23 Millionen Euro mit einer Laufzeit von vier Jahren. Die Auftaktveranstaltung fand am 27.-28. April 2026 in Speyer mit rund 70 Teilnehmenden statt.
Von der Entwicklung bis zur Umsetzung: Enge Zusammenarbeit von Kommunen, Wissenschaft und Unternehmen
Einige Städte und Regionen setzen bereits auf Urbane Digitale Zwillinge. Für eine Vielzahl weiterer Kommunen gewinnt diese Technologie zunehmend an Relevanz, was sich in einem Ausbau der Digitalen Zwillinge zeigt. Ein wesentlicher Vorteil für die Stadtplanung: Urbane Digitale Zwillinge fungieren als digitale Abbilder von Städten und ermöglichen es, die unterschiedlichen städtischen Entwicklungen realitätsnah zu simulieren. So können Planungsentscheidungen schneller, fundierter und vorausschauender getroffen werden.
Entscheidend für den Erfolg ist eine integrierte Entwicklung der Digitalen Zwillinge: In den neu gestarteten Projekten im Rahmen der BMFTR-Fördermaßnahme „Planungsbeschleunigung für die Klimaanpassung mit Urbanen Digitalen Zwillingen“ arbeiten Wissenschaft, Kommunen und Fachunternehmen in sogenannten Reallaboren eng zusammen. Die Reallabore sind Forschungsräume –konkret in ausgewählten Kommunen Deutschlands –, in dem Wissenschaft und Praxis gemeinsam unter realen Bedingungen neue Lösungsansätze entwickeln und erproben. Die entwickelten Fachanwendungen – oder auch Fachzwillinge genannt – werden mit Urbanen Digitalen Zwillingen der Reallabore verknüpft und integriert, um Effekte von Klimaanpassungsmaßnahmen bereits vor der Umsetzung schnell und präzise zu berechnen und bewerten zu können. Damit werden nicht nur Maßnahmen zur Klimaanpassung wirksamer, auch die digitale Transformation der Städte wird nachhaltig vorangetrieben.
Von KI-beschleunigten Tools bis zur Simulation von Planungsmaßnahmen
Die Ansätze der sieben Verbundprojekte fokussieren sich auf unterschiedliche Schwerpunkte.
Im Projekt KIB-UDZ wird das Planungstool ADAPT, eine nutzerorientierte, auf KI-Emulatoren basierte Open-Source-Software für Kommunen entwickelt. Sie ermöglicht es, innerhalb kürzester Zeit Hitze- und Starkregen-Anpassungsmaßnahmen zu simulieren, zu vergleichen und zu bewerten. Damit werden – aufbauend auf dem mikroskaligen Stadtklimamodell PALM-4U (für Hitze) und TELEMAC (für Starkregen) – physikalisch genaue Verfahren mit effizienten KI‑Methoden kombiniert und in Urbane Digitale Zwillinge integriert.
Dafür werden die KI-Emulatoren nicht auf einer einzigen Stadt trainiert, sondern auf idealisierter Bebauungsstruktur (sogenannte Local Climate Zones), sodass sie auf jede deutsche Stadt übertragbar sind. Das macht ADAPT besonders wertvoll für kleine und mittlere Kommunen, die oft nicht über die Ressourcen für teure Modellsimulationen verfügen.
Das Projekt EKLIPS3plus1 nimmt die bergische Städteregion Remscheid, Solingen und Wuppertal in den Blick: Dabei wird ein gemeinsamer, digitaler Planungsdatenraum aufgebaut, der Daten aus verschiedenen Quellen – wie Klima-, Geo- und Fernerkundungsdaten – bündelt und für Planerinnen und Planer, Verwaltungen und die Öffentlichkeit in Urbanen Digitalen Zwillingen nutzbar macht und vernetzt. Ein zentraler Baustein ist ein KI-gestützter Chatbot, der es Nutzenden ermöglicht, per natürlicher Sprache nach relevanten Daten zu suchen. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Integration von XPlanung – dem für deutsche Kommunen verbindlich vorgeschriebenen zentralen Baustein zur Digitalisierung der räumlichen Planung – in die digitalen Zwillinge. So können Planungsentwürfe direkt im 3D-Modell visualisiert und simuliert werden, etwa um zu prüfen, wie sich eine neue Begrünung auf das Mikroklima auswirkt.
Beide Vorhaben bauen auf dem Stadtklimamodell PALM-4U auf, das im Rahmen der vom BMFTR geförderten Fördermaßnahme „Stadtklima im Wandel“ entwickelt wurde. Dieses Modell liefert hochaufgelöste meteorologische Simulationsdaten, die in die Urbanen Digitalen Zwillingen integriert werden können.
Die unterschiedlichen Ansätze der sieben Projekte haben eines gemeinsam: Mithilfe der entwickelten Fachzwillinge können Klimaanpassungsmaßnahmen schnell, ressourcenschonend und vorausschauend simuliert und analysiert werden.