Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild eines Bestandsgebäudes, einer kommunalen Infrastruktur oder einer ganzen Stadt und nutzt deren Daten. Das GIS-basierte Planungstool hilft zum Beispiel dabei, die Folgen des Klimawandels in der Kommune zu simulieren oder bei der Kommunalen Wärmeplanung.

TwinBy – Digitale Zwillinge für Bayern

„Digitale Zwillinge in Kommunen sind längst kein Science-Fiction-Konzept mehr“, sagte Bayerns Digitalminister Fabian Mehring bereits vor knapp zwei Jahren, als 17 Kommunen die praktische Anwendung ihrer virtuellen Stadtmodelle vorstellten im Rahmen der Initiative „TwinBy – Digitale Zwillinge für Bayern“.

Einsatz Digitaler Zwillinge in der kommunalen Wärmeplanung

Wie Kommunen mit Hilfe Digitaler Zwillinge komplexe Datenlagen zusammenführen, Szenarien für eine klimaneutrale Wärmeversorgung entwickeln und Planungsentscheidungen nachvollziehbar kommunizieren können, analysierte jetzt das Deutsche Institut für Urbanistik (Difu) zusammen mit dem Fraunhofer Institut für Experimentelles Software Engineering (IESE).

Der Einsatz Digitaler Zwillinge in der kommunalen Wärmeplanung (KWP) steckt vielerorts noch in den Kinderschuhen. Das ergab die Difu- und IESE-Studie unter 189 Kommunen und vier genaueren Fallbeispielen aus den Städten München, Zürich, Halle (Saale) und dem Landkreis Lörrach. Lediglich 30 von ihnen oder 16 Prozent nutzen derzeit digitale Zwillinge oder vergleichbare Tools – zumeist in frühen Planungsphasen wie der Bestands- oder Potenzialanalyse.

Beispiel: Landkreis Lörrach

Mehr als 90 Prozent greifen dabei auf Lösungen externer Dienstleister zurück. So auch der Kreis Lörrach, wo 35 Gemeinden ihre Wärmeplanung in einem Projekt bündeln. Der visualisierte Zwilling wird dort genutzt, um Ergebnisse der KWP darzustellen (anstatt interaktiv zu planen); es ist dabei nicht möglich, verwaltungsintern etwas zu simulieren oder zu aktualisieren. Die gemeinsame Organisation der KWP hilft vor allem den kleineren Kommunen, „bringt aber Abhängigkeiten von Dienstleistern und die Notwendigkeit klarer Schnittstellen mit sich“, heißt es in der 56-seitigen Studie.

Beispiel: Halle (Saale)

Auch in Halle wurde die KWP extern erstellt. Die Stadtwerke dort sind zentraler Datengeber. Deren Datenhoheit beschleunige zwar den Prozess, so die Bewertung des Difu, „erfordert aber eine sorgfältige Balance zwischen ökonomischen Interessen und kommunalen Zielen. Die Kommune tritt hier als „abteilungsübergreifendes Servicezentrum“ eher koordinierend auf.

Beispiel: München

Komfortabler hat es da die bayerische Landeshauptstadt, wo auf einer GIS-Plattform Analysen und Datenintegration möglich sind. Die klare politische Rückendeckung und Finanzierung schaffe Tempo, heißt es, verlange jedoch auch eine enge Verzahnung innerhalb der Verwaltung.

„Entscheidend für den Erfolg ist weniger die technische Leistungsfähigkeit der eingesetzten Software als die institutionelle Verankerung, die kommunale Datenhoheit und der Aufbau interner Kompetenzen“, sagt Difu-Projektleiterin Lisa Dreier. „Ohne klar geregelte Datenzugange, Schnittstellen und Verantwortlichkeiten bleibt der Nutzen urbaner digitaler Zwillinge begrenzt.“

4 Funktionen: Visualisierung, Analyse, Simulation und Integration

Die Studie hat auch ein theoretisches Modell des Digitalen Zwillings entwickelt, das vier Funktionen unterscheidet: Visualisierung (Karten und Viewer), Analyse (datenbasierte Auswertung), Simulation (Szenarien und Modellierungen) und adaptive Integration (lernende oder vernetzte Systeme).

Kommunen sollen damit nach je Aufgabe, Datenlage und Ressourcen ihr Werkzeug maßschneidern können. „Richtig eingesetzt können urbane digitale Zwillinge in allen Phasen der kommunalen Wärmeplanung hilfreich sein“, meint Studienautor Robert Riechel vom Difu. Als klare Vorteile nennt der Wissenschaftler die Nutzbarkeit vorhandener Daten, automatisierte Auswertungen und eine verbesserte Entscheidungsgrundlage.

Der Digitale Zwilling könne helfen, die Lücke zwischen strategischer Planung und Umsetzung zu schließen. „Darüber hinaus können sie Transparenz schaffen und die Kommunikation mit Politik, Fachebene und Öffentlichkeit unterstützen“, so Riechel.

Nicht für jede Kommune geeignet

Allerdings sei nicht für jede Kommune ein umfassender urbaner digitaler Zwilling sinnvoll oder notwendig. Insbesondere für kleinere Städte und Gemeinden mit begrenzten personellen und finanziellen Ressourcen können GIS-basierte Anwendungen und niedrigschwellige Visualisierungs- und Analysewerkzeuge eine praktikable und ressourceneffiziente Lösung darstellen, so das Fazit der Studie. „Entscheidend ist nicht die Bezeichnung des Tools, sondern seine Passung an die jeweiligen Aufgaben, Datenlagen und organisatorischen Strukturen.“

Autor: Tim Bartels, in:  UmweltBriefe, März 2026

Die Studie „Urbane digitale Zwillinge in der Wärmeplanung“ steht zum Download bereit unter:  BBSR – Veröffentlichungen – Urbane digitale Zwillinge in der Wärmeplanung

Zum difu-Projekt:  Urbane Digitale Zwillinge in der Wärmeplanung | Deutsches Institut für Urbani

Zum Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE:  Digitale Zwillinge machen kommunale Wärmeplanung greifbar – Fraunhofer IESE

Das Projekt TwinBy – digitale Zwillinge für Bayern:  TwinBy – Digitale Zwillinge für Bayern – Staatsministerium für Digitales

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