Ein digitaler Zwilling ist eine digitale Repräsentanz eines materiellen oder immateriellen Objekts aus der realen Welt in der digitalen Welt. Digitale Zwillinge ermöglichen einen übergreifenden Datenaustausch. Sie bestehen aus Modellen des repräsentierten Objekts und können daneben Simulationen, Algorithmen und Services enthalten, die Eigenschaften oder Verhalten des repräsentierten Objekts beschreiben, beeinflussen, oder Dienste darüber anbieten.

Die Initiative D21 hat im November 2024 einen neuen Denkimpuls veröffentlicht, in dem es um die transformative Technologie digitaler Zwillinge geht. Die Autorinnen und Autoren werfen aus ökologischer und sozialer Nachhaltigkeitsperspektive einen Blick hinter die technologischen Kulissen, diskutieren den Nutzen und die Kosten der digitalen Zwillinge.

Die prognostizierten Potenziale sollen danach enorm sein: Studien gehen davon aus, dass digitale Zwillinge bis zum Jahr 2030 bis zu 1,2 Billionen Euro zusätzlichen wirtschaftlichen Wert schaffen und die CO₂-Emissionen reduzieren könnten. Intelligentere Stadtplanung könnte die Lebensqualität in Städten und auf dem Land verbessern. Und für Unternehmen würden sich neue Möglichkeiten für Wartung und Betrieb von Maschinen sowie im Bereich der Produktion ergeben.

Auch für Kommunen ergeben sich viele Vorteile durch den Einsatz digitaler Zwillinge. So wird es beispielweise möglich, Wartungs- und Erhaltungsarbeiten gezielter zu planen („predictive maintenance“) oder auf Basis dieser Technologie Prognosen zu Auswirkungen von Umweltereignissen zu treffen („predictive analytics“). Die Einsatzmöglichkeiten sind vielfältig und können auch dazu beitragen, die Entscheidungsgrundlage lokaler Politik zu verbessern.

Doch wie jede Technologie müsse – so der Denkimpuls – auch diese bedarfs- und anwendungsorientiert eingesetzt werden, damit der Ressourceneinsatz nicht den Nutzen übersteige. Wie also könnten Digitale Zwillinge Nachhaltigkeit fördern und zur Circular Economy beitragen? Was gilt es beim Einsatz Digitaler Zwillinge zu beachten? Wie kann die Politik die Potenziale nutzen, um gesellschaftliche Mehrwerte zu generieren? Diese und weitere Fragen werden im Denkimpuls „Digitale Zwillinge: vernetzt, vorausschauend – aber auch nachhaltig? Kosten und Nutzen einer transformativen Technologie“ erörtert. Zusätzlich werden Anregungen und Handlungsempfehlungen gegeben und anhand von Beispielen und Szenarien aus der Praxis die Nutzungsmöglichkeiten von Digitalen Zwillingen vorgestellt.

Kernbotschaften sind:

• Nachhaltiger Nutzen: Digitale Zwillinge besitzen bei einem verantwortungsvoll gestalteten Ressourceneinsatz das Potenzial, Nachhaltigkeit zu fördern und Handlungsspielräume effizienter zu nutzen. Sie würden es Kommunen und Wirtschaft ermöglichen, urbane und industrielle Abläufe besser zu steuern und dadurch beispielsweise die Lebensqualität in Städten und Gemeinden erhöhen.
• Strategische Implementierung: Um zu gewährleisten, dass Nachhaltigkeitspotenziale ausgeschöpft werden, ist es wichtig digitale Zwillinge bedarfsorientiert und für einen effizienten Ressourceneinsatz optimiert um- und einzusetzen. Standardisierte Datenformate, Schnittstellen und Open Data würden diese Implementierung vereinfachen. Es brauche eine kohärente Strategie, die auch Nebeneffekte auf dem Weg zur Zielerreichung berücksichtige.
• Gesellschaftliche und ökologische Zukunftsvision: Digitale Zwillinge ermöglichen umfassende Simulationen ermöglichen, die auch soziale und ökologische Aspekte mit einbeziehen könnten. So könne klimafreundlicher, resilienter und generationsgerechter geplant werden, um aktuellen und künftigen gesellschaftlichen Herausforderungen zu begegnen.

Anmerkung:

Digitale Zwillinge spielen eine zunehmend bedeutendere Rolle für Politik und Verwaltung in Kommunen, auch wenn diese Entwicklung noch lange nicht abgeschlossen ist. Durch diese digitalen Modelle können Entscheidungen vereinfacht und Ressourcen gespart werden. Gerade die vorhandene Geodateninfrastruktur kann eine Grundlage für den Einsatz dieser Technologie in den verschiedenen Bereichen einer Stadt oder Gemeinde darstellen. Mittels einer solchen Technologie lassen sich exaktere Prognosen treffen, in Auswirkungen bestimmter Veränderungen im Klima-, Energie- oder Mobilitätsbereich simulieren oder Stadtentwicklungsprojekte visualisieren. Grundlage digitaler Zwillinge ist eine gute Datenbasis, die in den Kommunen verfügbar gemacht werden muss. Wie bei allen digitalen Technologien, etwa auch beim Einsatz von KI, muss allerdings der Energie- und Ressourcenaufwand in einem vernünftigen Verhältnis zum Nutzen stehen. Daher sollten digitale Zwillinge auch nicht als „Spielerei“, sondern immer mit einem konkreten Ziel zur Anwendung kommen.

Weitere Informationen:

Der Denkimpuls steht im Netz unter folgendem Link zur Verfügung:  initiatived21.de/uploads