Slimme stad (smart city): wat is het en hoe werkt het?
Een slimme stad is een stad die gebruikmaakt van digitale technologie, sensoren en data om haar diensten efficiënter, zuiniger en aangenamer te maken. Denk aan straatverlichting die alleen aangaat als er daadwerkelijk een fietser of voetganger langskomt, afvalcontainers die zelf melden wanneer ze vol zijn, of verkeerslichten die hun timing aanpassen aan de actuele drukte in plaats van aan een vast schema. Het idee is steeds hetzelfde: door voortdurend gegevens te verzamelen over wat er in de stad gebeurt, kunnen gemeenten en bedrijven sneller en slimmer reageren dan wanneer alles handmatig gepland en gecontroleerd wordt.
Een handige vergelijking is die met een slimme thermostaat thuis. Die meet de temperatuur, weet wanneer je meestal thuis bent, en stuurt de verwarming daarop aan zonder dat jij steeds zelf hoeft bij te sturen. Een slimme stad doet in principe hetzelfde, maar dan op de schaal van duizenden straten, gebouwen en voertuigen tegelijk. Het gaat dus niet om één technologie, maar om een verzameling van sensoren, netwerken en software die samen de stad een beetje 'bewuster' maken van wat er op elk moment gebeurt.
Wat is het precies?
Een slimme stad bouwt in grote lijnen op vier lagen die op elkaar voortbouwen.
De eerste laag bestaat uit sensoren en meetapparatuur: camera's die verkeersstromen tellen, luchtkwaliteitsmeters, vochtsensoren in de grond voor gemeentelijk groen, of slimme energiemeters in gebouwen. Deze apparaten verzamelen continu ruwe gegevens over de fysieke werkelijkheid.
De tweede laag is de verbinding: al die sensoren moeten hun data ergens naartoe sturen. Dat gebeurt via wat vaak het 'internet of things' (IoT) wordt genoemd, oftewel een netwerk van met internet verbonden apparaten die zelfstandig gegevens versturen, vaak via speciale laagenergienetwerken die zijn ontworpen om met weinig stroom over lange afstanden te communiceren.
De derde laag is data-analyse: alle binnenkomende informatie wordt verzameld in centrale systemen (soms een 'digital twin' genoemd, een digitale kopie van de stad waarin je scenario's kunt doorrekenen) en met software geanalyseerd om patronen te ontdekken, zoals sluipverkeer op bepaalde tijden of een terugkerend rioolprobleem.
De vierde laag is actie: op basis van die analyse worden beslissingen genomen, automatisch (een verkeerslicht past zichzelf aan) of door mensen die een dashboard raadplegen (een wegbeheerder die onderhoud inplant op basis van slijtagedata). Belangrijk is dat 'slim' hier niet betekent dat de stad zelf denkt, maar dat besluitvorming beter onderbouwd wordt met actuele gegevens in plaats van met aannames of verouderde tellingen.
Wat wil men ermee bereiken?
De belangrijkste drijfveer is efficiëntie: steden hebben te maken met krappe budgetten en willen met dezelfde middelen meer bereiken, bijvoorbeeld minder brandstof- en energieverbruik door slimme verlichting en verwarming, of minder onnodige ophaalritten van vuilniswagens dankzij vulgraadsensoren in containers.
Daarnaast spelen klimaat- en duurzaamheidsdoelen een grote rol. Door energieverbruik, verkeersstromen en luchtkwaliteit nauwkeurig te meten, kunnen steden gerichter beleid voeren om uitstoot te verminderen en zich aan te passen aan bijvoorbeeld hittestress of wateroverlast.
Een derde doel is leefbaarheid en veiligheid: minder file, schonere lucht, sneller reagerende hulpdiensten dankzij realtime verkeersinformatie, en openbare ruimtes die beter aansluiten op hoe bewoners ze daadwerkelijk gebruiken. Tot slot hopen bedrijven en gemeenten met datagedreven besluitvorming ook geld te besparen op onderhoud, doordat problemen vroeg worden opgemerkt in plaats van pas als iets kapot is.
Voorbeelden uit de praktijk
Barcelona geldt sinds ongeveer 2012 als een van de bekendste voorbeelden. De stad installeerde sensoren voor afvalbeheer, parkeren en irrigatie van parken, en combineerde die met glasvezelinfrastructuur om diensten te sturen. Sommige onderdelen, zoals het sensorgestuurde parkeersysteem, zijn later weer afgeschaald omdat het onderhoud duurder uitviel dan verwacht.
Amsterdam Smart City is een samenwerkingsplatform dat sinds 2009 bedrijven, kennisinstellingen en de gemeente verbindt rond proefprojecten, variërend van slimme energienetten in nieuwbouwwijken tot deelmobiliteit en sensoren voor drukte-monitoring in de binnenstad.
Singapore voert sinds 2014 het 'Smart Nation'-programma, waarbij landelijk gegevens worden verzameld over verkeer, gezondheidszorg en woningbeheer om overheidsdiensten te stroomlijnen; het land geldt internationaal als een van de verst ontwikkelde voorbeelden, mede dankzij de relatief kleine schaal en sterke centrale sturing.
Songdo in Zuid-Korea is vanaf 2003 vanaf de grond af aan gebouwd als 'smart city', met ingebouwde sensornetwerken voor afval, verkeer en energie. Het project laat ook zien hoe lastig het is: de stad kende jarenlang een lagere bewonersaantal dan gepland, waardoor veel van de slimme infrastructuur onderbenut bleef.
Een belangrijk waarschuwend voorbeeld is Quayside in Toronto, een wijk die vanaf 2017 door Sidewalk Labs (een dochterbedrijf van Google-moederbedrijf Alphabet) werd ontwikkeld als vergaand gedigitaliseerde stadswijk. Het project werd in 2020 stopgezet, mede door zorgen over privacy, databezit en de coronacrisis, en wordt vaak aangehaald als voorbeeld van de maatschappelijke weerstand die grootschalige dataverzameling in de publieke ruimte kan oproepen.
Hoe ver is de techniek?
De onderliggende technologie zelf, sensoren, draadloze netwerken en data-analysesoftware, is grotendeels volwassen en op grote schaal beschikbaar. Het knelpunt zit vooral in de organisatie: verschillende systemen van verschillende leveranciers werken lang niet altijd goed samen, gemeenten missen soms de technische kennis om projecten zelf te beheren, en de kosten van onderhoud lopen op zodra de aanvankelijke subsidie of proefperiode voorbij is.
Ook privacy en cybersecurity zijn nog geen opgelost vraagstuk. Camera's en sensoren die gedrag van bewoners in de openbare ruimte volgen, roepen vragen op over wie de data bezit, hoe lang die bewaard blijft en wie er toegang toe heeft. Een gehackt sensornetwerk kan bovendien fysieke gevolgen hebben, bijvoorbeeld wanneer verkeerslichten of energienetten worden gemanipuleerd.
Op dit moment bestaat de praktijk vooral uit losse, succesvolle deelprojecten (slimme verlichting, afvalsensoren, verkeersdata) eerder dan uit volledig geïntegreerde 'slimme steden' zoals in de jaren 2010 vaak werd voorgesteld. Onderzoekers en beleidsmakers spreken tegenwoordig dan ook liever over 'digitale stadsvernieuwing' in kleinere, behapbare stappen dan over één allesomvattend systeem.
Wie werken eraan?
Grote technologiebedrijven als Cisco, IBM, Siemens, Huawei en Microsoft leveren al langer sensor- en dataplatforms voor stedelijk gebruik, vaak in samenwerking met lokale overheden. Telecomaanbieders spelen een rol via de netwerken die de sensoren verbinden.
Op onderzoeksgebied is het Senseable City Lab van het Amerikaanse MIT een vooraanstaand kennisinstituut dat sinds midden jaren 2000 onderzoek doet naar data en stedelijk gedrag. In Nederland werken onder meer TU Delft en TU Eindhoven aan smart-city-onderzoek, vaak in samenwerking met gemeenten zoals Amsterdam, Eindhoven en Rotterdam.
Op landenniveau lopen Singapore, Zuid-Korea, de Verenigde Arabische Emiraten (met Masdar City bij Abu Dhabi) en China voorop qua investeringen. De Europese Unie ondersteunt smart-city-initiatieven via onder meer het 'Smart Cities Marketplace'-programma, dat kennis en projecten tussen Europese steden helpt uitwisselen.