Digitale Zwillinge: Vernetzt, vorausschauend – und nachhaltig? // Asian man working with a 3D model of sustainable city with wind turbines

Digitale Zwillinge sind längst mehr als ein Trend – sie gehören zu den Technologien, die – genau wie GenAI – das Potenzial haben, ganze Branchen zu transformieren. Von der präzisen Abbildung physischer Objekte bis hin zur Simulation komplexer Prozesse: Die Einsatzmöglichkeiten sind nahezu grenzenlos. Doch wie können wir sicherstellen, dass diese digitalen Abbilder nicht nur Effizienz und Innovation fördern, sondern auch nachhaltig sind? Im ersten Artikel unserer Serie „Sustainable IT“ beschäftigen wir uns mit genau diesen Fragen.

Von der NASA zu smarten Städten

Ihren Ursprung hat die Idee von „Zwillingen“ bereits in den 1960er-Jahren, als die NASA im Rahmen der Apollo-Missionen physische Nachbildungen ihrer Raumfahrzeuge baute, um technische Herausforderungen auf der Erde analysieren zu können und Missionen sicherer zu machen. Heute sind Digitale Zwillinge virtuelle Abbilder realer Objekte oder Systeme, verknüpft mit deren physischen Gegenstücken über Echtzeit- oder Neartime-Daten.

Mit Technologien wie IoT, 3D-Modellierung, Edge- und Cloud-Computing sowie Künstlicher Intelligenz lassen sich aktuelle Zustände aufnehmen und abbilden, Entwicklungen simulieren, Entscheidungen präziser treffen und Prozesse optimieren.

Schematische Darstellung eines Digitalen Zwillings am Beispiel eines Windrads

Schematische Darstellung eines Digitalen Zwillings am Beispiel eines Windrads. Quelle: D21 Denkimpuls

Praxisbeispiele: Sicherheit, Mobilität und Energie

  • Katastrophenschutz: In regenanfälligen Städten können Digitale Zwillinge mithilfe von Sensordaten und Simulationsmodellen Überflutungsrisiken in Echtzeit bewerten, um Evakuierungen und Schutzmaßnahmen gezielt zu planen.
  • Verkehrsmanagement: Durch Analyse historischer Verkehrsdaten und Bürgerfeedbacks lassen sich Gefahrenstellen identifizieren, Maßnahmen testen und ihre Wirkung evaluieren.
  • Energieanlagen: Bei Windkraftanlagen können Wartungszyklen, Ausrichtung und Leistungsoptimierung datenbasiert geplant werden – für maximale Effizienz bei minimalem Ressourceneinsatz.

Diese Beispiele verdeutlichen: Digitale Zwillinge schlagen die Brücke zwischen physischer und digitaler Welt und schaffen neue Möglichkeiten, nachhaltiger zu handeln – wenn wir sie bewusst einsetzen.

📥 Den vollständigen Denkimpuls herunterladen: D21 Denkimpuls „Digitale Zwillinge: vernetzt, vorausschauend – aber auch nachhaltig?“

Nachhaltigkeit als Pflicht, nicht als Option

Aber auch Digitale Zwillinge selbst benötigen Ressourcen – Sensorik, Datenübertragung, Rechenleistung. Damit ihr ökologischer Fußabdruck nicht die Vorteile überwiegt, sollten sie bedarfsgerecht entwickelt und betrieben werden:

  • Effiziente Modellierung: Nur so detailliert wie nötig – zu viele unnötige Daten erhöhen den Ressourcenverbrauch.
  • Nachhaltige IT-Infrastruktur: Energieeffiziente Rechenzentren, Nutzung von Abwärme, langlebige Hardware mit Reparaturmöglichkeiten und Produktpass.
  • Standardisierte Datenformate & Open Data: Erleichtern die Integration und reduzieren redundante Entwicklungen.

Der Denkimpuls „Digitale Zwillinge: vernetzt, vorausschauend – aber auch nachhaltig?“, den wir gemeinsam mit der Initiative D21, der Deutschen Bundesstiftung Umwelt (DBU), Fraunhofer IAO und der Bertelsmann Stiftung entwickelt haben, liefert hierfür praxisnahe Handlungsempfehlungen – von städtischen Digitalstrategien bis hin zu unternehmerischen Anwendungen.

Übersicht der wichtigsten Dos und Don’ts bei der Umsetzung von Digitalen Zwillingen.

Übersicht der wichtigsten Dos und Don’ts bei der Umsetzung von Digitalen Zwillingen.

Relevanz für Städte, Kommunen und Unternehmen

Urban Digital Twins bieten ein enormes Potenzial für Kommunen – das zeigt auch die DIN SPEC 91607 (veröffentlicht im November 2024), die Standards für Digitale Zwillinge in kommunalen Ökosystemen setzt. Und laut DBU nachhaltig.digital Monitor 2022 gehört der Digitale Zwilling zu den Technologien mit dem größten Anwendungszuwachs in KMU: +14 % seit 2020.

Für Unternehmen eröffnet sich damit ein klarer Wettbewerbsvorteil: Wer Prozesse präzise simulieren, Ressourcen optimal einsetzen und nachhaltige Strategien faktenbasiert entwickeln kann, agiert resilienter und zukunftsfähiger. Außerdem bieten Digitale Zwillinge die perfekte Datengrundlage für den Einsatz von Künstlicher Intelligenz.

Perspektiven aus der Praxis: Stimmen vom Launch-Event

Bei der Veröffentlichung des Denkimpulses in Berlin wurde das Thema nicht nur von den Autorinnen und Autoren aus verschiedenen Blickwinkeln beleuchtet. Dr. Beate Ginzel, Referatsleiterin Digitale Stadt Leipzig, betonte, dass die besseren Visualisierungen auch bessere gesellschaftliche Diskussionen ermöglichen. Die Veränderungen in unserem Alltag sind komplex, wir müssen darüber mehr und besser kommunizieren können. Prof. Dr. Christian Kastrop von der Global Solutions Initiative ergänzte aus der globalen Perspektive, dass insbesondere im Globalen Süden besondere Herausforderungen bestehen – von der Datenqualität bis zur Integrität der Modelle in nicht-demokratischen Kontexten.

Die Vielfalt an Perspektiven machte deutlich: Der Digitale Zwilling ist kein Selbstzweck, sondern ein strategisches Werkzeug, das bewusst und verantwortungsvoll eingesetzt werden muss.

Den Rückblick zum Event finden Sie bei YouTube – oder hier im Blog.

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Weitere Informationen


Digitale Zwillinge können der Schlüssel sein, um Nachhaltigkeitspotenziale auszuschöpfen – in Städten, Unternehmen und über Branchengrenzen hinweg. Entscheidend ist, dass wir sie effizient, transparent und mit Blick auf ihre gesamte Ökobilanz entwickeln.

💬 Direkt mit uns sprechen: Fsas Technologies bietet nicht nur Know-how und Beratung zu Digitalen Zwillingen in Kommunen und Unternehmen, sondern auch energieeffiziente, nachhaltig produzierte Data Center Technologien und souveräne KI-Lösungen. Schreiben Sie uns mit Ihren Fragen oder Ideen.

📥 Den vollständigen Denkimpuls herunterladen: D21 Denkimpuls „Digitale Zwillinge: vernetzt, vorausschauend – aber auch nachhaltig?“

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Autor

  • Anne-Marie Tumescheit

    Anne-Marie Tumescheit führt ihre langjährige Erfahrung in Wissenschaftskommunikation und Technologiethemen zusammen, um komplexe Zukunftstechnologien wie z. B. KI oder Quantentechnologien verständlich und greifbar zu machen. Sie verbindet strategisches Denken mit zukunftsrelevanten Fragestellungen und gestaltet den Diskurs im Bitkom-Arbeitskreis "High Performance und Quantum Computing" als Mitglied des Vorstands. Dabei muss sich jede neue Technologie immer den Kriterien von Nachhaltigkeit und unternehmerischen Einsatzmöglichkeiten stellen. Anne-Maries Ziel: den Nutzen innovativer Technologien sichtbar machen – für Wirtschaft, Verwaltung und Gesellschaft. Jetzt vernetzen: LinkedIn

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