Sechs Beispiele, wie IoT-Netzwerke Kommunen helfen, sich an eine heißere Welt anzupassen

Europa erlebt einen weiteren Sommer mit Rekordhitze. Waldbrände sind ausgebrochen, Wasserversorger verhängen Dürre-Beschränkungen, und Gesundheitseinrichtungen sind wegen hitzebedingter Erkrankungen in Alarmbereitschaft. Dieses Muster ist längst der neue Normalzustand für den Sommer – und es bedroht einen Großteil der Infrastruktur, die Kommunen schützt.

Die Welt muss sich schnell anpassen. Die öffentliche Debatte darüber konzentriert sich meist auf große, sichtbare Maßnahmen: neue Rückhaltebecken, Hochwasserschutzanlagen, Kühlzentren. IoT spielt dabei eine weniger sichtbare, aber zunehmend zentrale Rolle dabei, wie Städte, Versorger und Rettungsdienste im Moment auf sich verändernde Klimamuster reagieren. Konkret entsteht gerade eine Schicht aus stromsparenden Funksensornetzwerken, die Behörden Echtzeitdaten liefert und so schnellere, fundiertere Entscheidungen ermöglicht. Damit verbessern diese Netzwerke einen Prozess erheblich, der bisher allein auf manuellen Kontrollen, Satellitenbildern oder Bürgermeldungen beruhte.

LoRaWAN – die IoT-Konnektivitätstechnologie mit der größten Zugänglichkeit, dem robustesten Ökosystem und der weitesten Verbreitung unter allen LPWAN-Technologien (Low-Power Wide-Area Network, Funkstandards für stromsparende Langstreckenkommunikation) – bildet für viele dieser Netzwerke die Grundlage.

Die Kombination aus großer Reichweite, mehrjähriger Batterielaufzeit und niedrigen Bereitstellungskosten macht LoRaWAN zur praktischen Wahl für die Überwachung entlegener, schwer zugänglicher oder besonders zahlreicher Standorte – allesamt entscheidend für Fortschritte in dieser neuen Ära der Klimaanpassung.

In sechs Bereichen klimabedingter Risiken laufen LoRaWAN-Netzwerke bereits im großen Maßstab – betrieben nicht von einem einzelnen Anbieter, sondern von einem Ökosystem aus Mitgliedsunternehmen der LoRa Alliance, die denselben offenen Standard auf unterschiedliche Probleme anwenden.

1. Waldbranderkennung und -prävention

Das Waldbrandrisiko verteilt sich innerhalb eines Waldgebiets oder einer Provinz nicht gleichmäßig – die Regeln zu seiner Eindämmung aber oft schon. Pauschale Feuerverordnungen und Verbrennungsverbote können Hunderte Quadratkilometer abdecken und zahlreiche Anwohner und Landwirte in diesen großen Gebieten betreffen. Solche weitreichenden Verbote basieren jedoch häufig auf menschlicher Einschätzung, obwohl sich die tatsächlichen Bedingungen von Tal zu Tal stark unterscheiden. Echtzeitdaten würden hier ein deutlich klareres, lokal differenzierteres Bild des Risikos liefern und eine genauere Einschätzung notwendiger Präventivmaßnahmen ermöglichen.

In Salzburg, Österreich, stützte sich die Landesforstbehörde auf Feuerverordnungen, die in regelmäßiger Abstimmung zwischen Forstexperten und dem österreichischen Wetterdienst entstanden. Die resultierenden Regeln galten einheitlich für große Gebiete und passten nicht immer zu den Bedingungen vor Ort, was die Akzeptanz in der Bevölkerung schmälerte – etwa bei Landwirten, die routinemäßig Heu zur Bodenvorbereitung abbrennen. Die Überwachung war zudem durch die begrenzte Zahl verfügbarer Forstexperten und Außendienstmitarbeiter eingeschränkt, die Bedingungen vor Ort einschätzen konnten. Das verlangsamte den Fluss aktueller Informationen und erschwerte es, auf ein entstehendes Risiko zu reagieren, bevor daraus ein Brand wurde.

In Zusammenarbeit mit der Forstbehörde bot LORIOT Verso eine bessere Lösung. Das Unternehmen baute ein Echtzeit-Umweltmonitoring-Netzwerk für die gesamte Provinz auf – mit sechs LoRaWAN-Gateways von Kerlink und 15 Sensoren von Decentlab, darunter sieben Wetterstationen, sieben Feuchtigkeitssensoren und ein Tiefenbodenfeuchtesensor, der 60 Zentimeter unter der Oberfläche misst. Zusammen erfassen die Sensoren bis zu elf Umweltparameter – darunter Sonneneinstrahlung, Niederschlag, Lufttemperatur und Luftfeuchtigkeit – auf einer geschätzten Fläche von 350 Quadratkilometern. Die Daten fließen in einen Algorithmus, der den Fire Weather Index berechnet, das international gebräuchliche meteorologische Maß zur Einschätzung der Waldbrandgefahr. Die Ergebnisse werden über ein Dashboard und automatisierte Berichte bereitgestellt und ersetzen die bisherige punktuelle manuelle Einschätzung durch ein fortlaufend aktualisiertes Risikobild.

Die Forstbehörde kann sich nun auf evidenzbasierte Einschätzungen der tatsächlichen Bedingungen stützen, um das Waldbrandrisiko regional und talweise zu bestimmen. Das ermöglicht gezieltere Entscheidungen der Forstbehörden, etwa ein lokal begrenztes Lagerfeuerverbot statt eines Verbots für ein deutlich größeres Gebiet. Das Netzwerk hat zudem die Akzeptanz der Entscheidungen der Forstbehörde bei Landwirten verbessert, die die datengestützte Begründung einzelner Feuerverbote nun besser nachvollziehen können.

2. Wassereinsparung und Infrastrukturresilienz

Dürre reduziert nicht nur die Wasserversorgung – sie legt auch offen, wie viel aufbereitetes Wasser Versorger schon vor dem Aufdrehen des Hahns verlieren. Sogenanntes Non-Revenue Water, also Wasser, das durch Lecks, Diebstahl oder Messfehler verloren geht und nicht abgerechnet werden kann, wird in der Regel erst durch manuelle Inspektion oder einen offensichtlichen Rohrbruch entdeckt.

Im isländischen Húsafell hatten Haushalte und der lokale Versorger zwischen den periodischen Zählerablesungen keine Möglichkeit, Verbrauchsmuster zu erkennen. Ungewöhnlicher Verbrauch oder ein langsames Leck konnten monatelang unbemerkt bleiben, und jede Sparmaßnahme musste sich auf allgemeine Aufklärungskampagnen statt auf konkrete, handlungsrelevante Daten stützen.

MAINLINK ersetzte diesen manuellen, periodischen Zyklus durch ein LoRaWAN-vernetztes Smart-Metering-Programm, das sowohl dem Versorger als auch einzelnen Haushalten kontinuierliche, nahezu in Echtzeit verfügbare Verbrauchsdaten liefert. Kunden mussten nicht mehr monatelang auf diese Information in ihrer Abrechnung warten. Der Wasserverbrauch sank durch die neue Datentransparenz um 30 Prozent, zudem ließ sich ungewöhnlicher Verbrauch nun erkennen, sobald er auftrat, statt erst lange danach.

3. Überwachung von Flüssen, Stauseen, Dämmen und Grundwasser

LoRaWAN-Netzwerke können mehr leisten als nur den Verbrauch einer Ressource wie Wasser zu überwachen – sie können auch die Ressource selbst überwachen. Derselbe Sommer, der der einen Region Dürre bringt, kann in einer anderen zu Sturzfluten führen. Beide Situationen können die Wasserstände von Dämmen, Stauseen oder Flüssen schnell verändern. Entscheidend ist der Zugriff auf aktuelle Daten – und nicht auf Berichte, die auf lange zurückliegenden Inspektionen beruhen.

Am Damm Chorinsky-Klause in Österreich stützten sich Wasserstands- und Hochwasserrisiko-Einschätzungen bislang auf physische Vor-Ort-Besuche nach festem Zeitplan an einzelnen, isolierten Messpunkten. Ein aufwendiger Prozess, der keinen schnellen Zugriff auf aktuelle Daten darüber bot, wie sich die Lage während Hitzewellen oder eines plötzlichen Sturms veränderte.

Milesight verbesserte dieses Modell mit Echtzeit-Wasserstandssensoren am Damm, die kontinuierlich statt nach festem Inspektionszyklus melden. Das gibt den Betreibern ein aktuelles Lagebild – sowohl zu Wasserstandsänderungen als auch zur laufenden strukturellen Integrität, die bei einem Damm besonders wichtig ist. Dadurch lassen sich schnellere und fundiertere Entscheidungen zu Wassermanagement und struktureller Sicherheit treffen.

4. Öffentliche Sicherheit und Schutz vulnerabler Gruppen

Hitze betrifft nicht jedes Gebäude und nicht jeden Bewohner gleichermaßen – und genau hier wird das menschliche Risiko am deutlichsten. Innentemperaturen können sich während einer Hitzewelle innerhalb desselben Gebäudes von Raum zu Raum stark unterscheiden, und ausgerechnet die Menschen mit dem höchsten Risiko für hitzebedingte Erkrankungen können Beschwerden oft am wenigsten selbst melden oder sich nicht eigenständig in einen kühleren Raum begeben.

In mehreren Seniorenheimen in Großbritannien und einem Pflegeheim in Schottland wusste das Personal bislang nur durch physische Rundgänge durchs Gebäude, welche Räume überhitzten. Dieser Prozess war zu langsam angesichts der Geschwindigkeit, mit der ein heißer, geschlossener Raum gefährlich werden kann, und ließ sich über jeden Raum und jede Schicht hinweg nur schwer konsequent durchhalten.

MClimate installierte raumgenaue Temperaturüberwachung und Heizungssteuerung in diesen Einrichtungen und gibt dem Personal so einen fortlaufenden, gebäudeweiten Überblick über die Bedingungen in jedem Raum. Damit kann das Personal sofort erkennen, welche Räume überhitzen und Aufmerksamkeit brauchen, ohne das Gebäude physisch abzugehen – und letztlich Bewohnern besser helfen, die selbst keinen Alarm schlagen können.

5. Umweltmonitoring und intelligentere Stadtplanung

Eine einzelne, stadtweite Wettervorhersage kann erhebliche Unterschiede in der Hitzebelastung auf Straßenebene verdecken. Ein schattiger Park und ein unbeschatteter Parkplatz nur wenige Straßen weiter können sich beispielsweise um mehrere Grad unterscheiden – ein Unterschied, den die Vorhersage nicht abbildet, der für jeden vor Ort aber sehr real ist.

Stadtplaner in den Niederlanden, die entscheiden mussten, wo sie in Beschattung, Baumbestand oder Kühlinfrastruktur investieren, hatten bislang nur stadtweite Temperaturdurchschnitte oder Kurzzeitdaten zur Verfügung. Beides erlaubte keine verlässliche Unterscheidung zwischen einem wiederkehrenden Hitze-Hotspot und einem Ort, an dem die Temperatur nur während eines ungewöhnlich heißen Sommers kurzzeitig ausschlug.

Seit sechs Jahren betreibt Decentlab jedoch ein kontinuierliches städtisches Klimamonitoring über Parks, Straßen und Wohngebiete hinweg. Der daraus entstandene Datensatz ist lang genug, um zwischen einem tatsächlichen Temperaturmuster und einer einmaligen Anomalie zu unterscheiden.

Stadtplaner verfügen nun über mehrjährige Daten auf Straßenebene, die genau zeigen, welche Stadtteile am heißesten werden und wie viel kühler ein Park im Vergleich zur angrenzenden bebauten Fläche ist. Damit lassen sich datenbasierte Entscheidungen treffen, wo in Beschattung oder Kühlung investiert werden sollte.

6. Kühlkettenüberwachung für Gesundheitswesen und Lebensmittel

Während LoRaWAN-gestützte Sensoren wie oben beschrieben dynamische Temperaturänderungen überwachen, sind sie auch bei der Überwachung von Temperaturen hilfreich, die konstant kalt bleiben müssen. Das gilt besonders für Kühl- und Gefrierschränke, die Medikamente und Impfstoffe in sicheren Temperaturbereichen halten. Ihre Fähigkeit, konstante Kühlbedingungen aufrechtzuerhalten, kann durch hohe Außentemperaturen oder durch Betriebs- und Stromausfälle beeinträchtigt werden – Vorfälle, die außerhalb der regulären Arbeitszeiten auftreten und vom Personal möglicherweise nicht sofort bemerkt werden.

Bei der spanischen Klinikgruppe Viamed könnte ein unentdeckter und unkorrigierter Kühlkettenbruch die Sicherheit gelagerter Medikamente und Impfstoffe gefährden und sie unbrauchbar machen. Die einzige Absicherung der Klinikgruppe war eine periodische manuelle Kontrolle ihrer Kühllager – eine Temperaturänderung wäre damit womöglich erst entdeckt worden, wenn es bereits zu spät war.

Aritium installierte in den Krankenhäusern von Viamed eine kontinuierliche Temperaturüberwachung, die eine fortlaufende Aufzeichnung liefert und sofort Alarm schlägt, sobald gelagerte Medikamente oder Impfstoffe den zulässigen Bereich verlassen. Das hilft den Einrichtungen, Kühlkettenbrüche zu vermeiden, die sonst die wirksame Behandlung von Patienten beeinträchtigen könnten.

Ein offener Standard, nicht die Geschichte eines einzelnen Anbieters

Was die sechs genannten Beispiele verbindet, ist nicht die Technologie eines einzelnen Unternehmens, sondern ein offener Standard, den ein weltweites Ökosystem aus Herstellern und Netzbetreibern übernommen hat. In jedem Fall hat ein Mitgliedsunternehmen der LoRa Alliance die LoRaWAN-Technologie eigenständig auf ein Problem angewendet, das spezifisch für seine Region, sein Klima und seine Infrastruktur ist. Genau diese Kombination aus Offenheit, niedrigen Kosten und langer Batterielaufzeit macht LoRaWAN für Anwendungsfälle der Klimaanpassung geeignet. Die hohe Zugänglichkeit, das robuste Ökosystem und die weite Verbreitung ergeben eine Technologie, die sich in dem Maßstab und der Reichweite einsetzen lässt, den Resilienzplanung tatsächlich braucht – in einem Wald, an einer Staumauer, im Flur eines Pflegeheims oder im Kühllager eines Krankenhauses, ebenso wie an vielen weiteren Orten. LoRaWAN lässt sich überall dort einsetzen, wo es gebraucht wird, um dynamisch aktuelle Daten zu sich schnell verändernden Bedingungen zu liefern.

Die Organisationen, die diese Netzwerke bereits betreiben, lohnen einen genauen Blick: Sie liefern einen frühen Beleg dafür, wie klimaresiliente Infrastruktur aussieht, wenn sie auf einem offenen, stromsparenden Konnektivitätsstandard aufbaut, der die Abdeckung auch auf entlegene und anderweitig schwierige Umgebungen ausweiten kann.

(Übersetzung aus dem englischen Original)

- Advertisement -