Abfallwirtschaft als Einstieg in die Smart City
Wer an Smart City denkt, hat oft das Bild vernetzter Straßenlaternen, autonomer Busse und digitaler Verwaltungsportale im Kopf. Dass ausgerechnet die Abfallwirtschaft einen ganz pragmatischen Einstieg in die Digitalisierung kommunaler Prozesse ermöglicht, wird oftmals unterschätzt. Dabei ist das Potenzial in diesem Bereich offensichtlich: Abfallsammlung ist Alltagsinfrastruktur, die eine große Menge wiederkehrender Daten liefert wie Leerungstermine und -häufigkeit, Informationen zu Behältern, Abfallarten und -mengen sowie Standorten. Diese Daten können mittels intelligenter Tools erfasst, ausgewertet und für die Verbesserung kommunaler Abfallsammlung genutzt werden.
Digitalisierung in der Abfallwirtschaft hat dabei weniger etwas mit Technologiebegeisterung zu tun als vielmehr mit der Notwendigkeit, personellen Engpässen in Kommunen zu begegnen. Der allgemeine Fachkräftemangel ist auch in Entsorgungs- und Stadtreinigungsbetrieben spürbar und zwingt Städte und Gemeinden dazu, effiziente Prozesse zu etablieren. Das unterstützt zusätzlich die Erreichung der Klimaschutzziele. Hier konnte die Branche seit 1990 ihre CO2-Emissionen bereits um etwa 78 Prozent senken. Digitale und KI-gestützte Anwendungen können einen wesentlichen Beitrag leisten, um weitere Optimierungspotenziale zu heben.
Smarte Abfallwirtschaft: Sensoren, KI und Apps im Einsatz
Ein Sensor in der Abfalltonne oder eine kleine Kamera an der Kehrmaschine: Smarte Technologien in der Abfallwirtschaft sind auf den ersten Blick kaum sichtbar – ihre Wirkung im kommunalen Alltag jedoch enorm.
Füllstandsensoren und bedarfsgerechte Leerung
Füllstandssensoren bilden gewissermaßen das „Herzstück“ smarter Abfallwirtschaft. Sie messen den Füllgrad von Sammelbehältern und senden die so erfassten Daten – zumeist über ein LoRaWAN-Funknetzwerk – an eine zentrale Plattform. Wird ein Container hier als voll erkannt, löst die Plattform automatisch eine Leerung aus. Durch intelligente Auswertungstools lassen sich darüber hinaus Muster erkennen. So können beispielsweise Hotspots mit einem hohen Abfallaufkommen identifiziert und die Häufigkeit der Behälterleerung entsprechend geplant werden.
KI-gestützte Routenoptimierung
Eine Routenplanung mit KI geht weit über die einfache GPS-Navigation hinaus. Intelligente Systeme verknüpfen hierbei historische Daten wie Füllstände und Sammelhäufigkeiten mit Echtzeitinformationen zu Wetter, Verkehr und sonstigen Störungen, um Routen dynamisch anzupassen. Branchenexperten wie das Fachportal für Kommunalmaschinen und Technik „Bauhof-online“ gehen davon aus, dass sich durch eine sensorgestützte und bedarfsorientierte Leerung die Effizienz in Betrieben um bis zu 25 Prozent steigern lässt. Bedingt wird dies durch geringere Personalkapazitäten und weniger Kraftstoffverbrauch. Routenoptimierung ist jedoch kein einmaliger Aufwand, sondern muss kontinuierlich erfolgen. Zur stetigen Verbesserung der Logistik tragen neben den smart erhobenen Daten auch das Feedback von Fahrern sowie von Kundinnen und Kunden des jeweiligen Entsorgungsunternehmens bei.
Automatisierte Sortierung und Wertstoffhof-Apps
Entlang der gesamten Wertschöpfungskette tragen smarte Anwendungen zu effizienteren Prozessen und Ergebnissen bei. So können Abfallfraktionen wie Verpackungen und Papier bereits maschinell in bandgeführten Sortieranlagen getrennt werden. Vor allem bei komplexen Abfallströmen wie Sperrmüll oder Bauabfällen tragen KI und Robotik dazu bei, Wert- und Störstoffe besser zu sortieren.
Integration in bestehende Smart-City-Plattformen
Abfalldaten, die durch intelligente Systeme gewonnen werden, lassen sich in Smart-City-Plattformen einbinden. Das ist nicht nur sinnvoll, sondern auch notwendig für eine ganzheitliche Stadtplanung und -steuerung. In einer zentralen Plattform bündeln Kommunen Daten aus u. a. den Bereichen Mobilität, Verwaltung, Gesundheit, Abfall, Energie und Bildung, welche KI-basiert weiterverarbeitet werden. Auf diese Weise entsteht ein „Datenmarktplatz“, der Datenanbieter und -konsumenten dazu befähigt, sich miteinander zu vernetzen und Bürgerinnen und Bürgern durch verbesserte Dienstleistungen einen Mehrwert zu bieten.
Praxisbeispiele aus deutschen Kommunen
Im Rahmen des Projekts „Digitalstadt“ hat Darmstadt eine städtische Datenplattform aufgebaut. Hierein fließen u. a. Informationen über die Auslastung von Großcontainern an verschiedenen Standorten in der Stadt. Diese sind mit smarten Sensoren ausgestattet, die die exakten Füllstände der Behälter in Echtzeit über das LoRaWAN-Netzwerk mitteilen. Sind die Behälter voll, können sie von den Mitarbeitenden des Eigenbetriebs für kommunale Aufgaben und Dienstleistungen (EAD) zur Leerung angefahren werden. Auf Basis der erhobenen Daten gibt das System auch Empfehlungen zur Routenplanung. Das spart Zeit und Kosten und senkt den CO2-Ausstoß.
In kommunalen Wertstoffhöfen tragen digitale Lösungen wie MAEX (kurz für: Modulare Abfall-Entsorgung für X-Anwendungsfälle) vielerorts zu einem verbesserten Service für Bürgerinnen und Bürger bei. Hierbei können sie zum Beispiel über eine App Termine zur Abgabe von Wertstoffen buchen und sie auch außerhalb der regulären Öffnungszeiten und ohne Warteschlange entsorgen. Dieser Self-Service-Wertstoffhof hat sich u. a. bereits in Potsdam, Frankfurt am Main, Coesfeld, Lörrach-Haagen und im Landkreis Starnberg etabliert.
Intelligente Technologie kommt auch entlang der Verwertungskette zum Einsatz. So nutzt der Bauschuttrecycler Feeß in Kirchheim/Teck seit 2024 ein KI-gestütztes Bilderkennungsverfahren des Tübinger Start-ups Optocycle. Hierbei wird die Ladefläche von Lastwagen vor der Einfahrt in den Recyclinghof mittels smarter Kamera gefilmt und die genaue Zusammensetzung der Ladung bestimmt. Auf diese Weise können Baumaterialien wie Ziegel, Keramik, Beton oder Metall einfacher und effizienter sortiert werden, was letztlich ein hochwertigeres Recycling ermöglicht.
Während sich smarte Sensoren relativ einfach in die Praxis von Abfallwirtschaftsbetrieben integrieren lassen, setzt eine KI-gestützte Bilderkennung ein eher spezialisiertes, gewerbliches Umfeld mit hohem Materialvolumen voraus. Dennoch zeigt das Verfahren auch für die kommunale Arbeit Potenziale auf: So gibt es mit intelligenten Kamerasystemen wie DATAFLEET nützliche Tools, um Abfälle im öffentlichen Raum zu identifizieren und Verschmutzungen vorzubeugen. Die Praxis hat gezeigt, dass digitale Lösungen vor allem da gut funktionieren, wo Stadtwerke oder private Dienstleister den Betrieb nach der Pilotphase dauerhaft übernehmen können.
Schritt-für-Schritt-Einstieg statt Komplettlösung
Um Abfallwirtschaft digital und intelligent zu machen, müssen Kommunen nicht mit Großprojekten starten. Viel sinnvoller ist es, hierbei modular vorzugehen. So können zunächst einzelne Behälterstandorte mit Sensoren ausgestattet werden, was bereits für spürbare Effekte im alltäglichen Betrieb sorgt.
Mit dem Programm Modellprojekte Smart Cities (MPSC) fördert der Bund aktuell 73 Kommunen – von großen Städten bis zu ländlichen Gemeinden – mit insgesamt 820 Millionen Euro bei der Entwicklung intelligenter Lösungen für eine vernetzte Stadt. Auch wenn die Voraussetzungen vielfältig sind, stehen doch alle Kommunen vor ähnlichen Aufgaben. Erfahrungen und Ideen, die auf dem Weg zur Smart City entstehen, kommen dabei allen zugute. Deswegen lautet der ausdrückliche Appell der Initiative Smart City Dialog des Bundesministeriums für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen: „Anschauen und Kopieren sind hier mehr als erlaubt!“
Ergänzend können Kommunen über die Kommunalrichtlinie einen Zuschuss zur Realisierung von Smart-City-Vorhaben erhalten. Hier können sie noch bis zum Dezember 2027 Anträge einreichen, die insbesondere auf intelligente Lösungen im Zusammenhang mit Klimaschutz einzahlen. Einzelne Landesprogramme unterstützen Kommunen ebenfalls bei der Entwicklung smarter Strukturen. Auch private Partner können dazu beitragen, finanzielle Ressourcen zu erschließen.
Bei der Auswahl von Anbietern smarter Lösungen sollten Kommunen dann vor allem darauf achten, Systeme mit offenen Schnittstellen zu integrieren. Das hat mehrere Vorteile: Sie behalten langfristig die Hoheit über ihre Daten, vermeiden später eine womöglich kostspielige Datenmigration beim Wechsel eines Anbieters und halten sich zudem die Möglichkeit offen, Abfalldaten perspektivisch in eine zentrale kommunale Plattform einzubinden. Insellösungen sollten vermieden werden, da sie auf lange Sicht gesehen den Mehrwert von Smart-Waste-Projekten begrenzen.
