STÄDTE LIEGEN DORT, WO DAS BERGAUFFAHREN AM WENIGSTEN KOSTET
Einen Hang hinaufzufahren kostet Energie, und in einer Stadt hören diese Kosten nie auf: Sie fallen jedes Mal wieder an, wenn eine Strecke genutzt wird, für jeden, der sie nutzt. Strecken ähnlicher Länge können sehr unterschiedlich viel davon verursachen. Federico Bellisardi und José Ramasco vom Institut IFISC (CSIC-UIB) in Palma de Mallorca stellten dazu gemeinsam mit Enrique Cano Suñén von der Universität Saragossa und Ana Ruiz-Varona von der Universität San Jorge eine einfache Frage. Braucht eine reale Stadt für die Fortbewegung weniger Energie als dieselbe Stadt, anders auf demselben Gelände platziert?
Eine Stadt über ihre eigene Landschaft schieben
Das Team stellte für jede Stadt drei Zutaten zusammen. Fahrten: Start-Ziel-Ströme zwischen Zellen von etwa einem Kilometer, abgeleitet aus geolokalisierten Twitter/X-Daten von 2015 bis 2022; berücksichtigt wurden nur Nutzer, die mindestens zwei Monate in der Stadt waren, um alltägliche Wege zu erfassen. Straßen: das Straßennetz aus OpenStreetMap. Gelände: Höhendaten der Shuttle Radar Topography Mission der NASA mit etwa 90 Metern Auflösung.
Jede Fahrt folgt der kürzesten Route in drei Dimensionen, und ihre Energie besteht aus zwei Teilen: einem, der proportional zur Strecke ist, und einem für jeden Höhenmeter bergauf – Gefällestrecken zahlen die Anstiege nicht zurück. Die Arbeit schreibt das als
W = λL + mg ∫ max(0, dh/dℓ) dℓ
mit typischen Werten für einen Pkw (λ = 585 Joule pro Meter, eine Masse von 1.200 kg), die für jede Variante einer Stadt gleich bleiben.
Dann folgt das Experiment. Das Straßennetz wird in Schritten von 250 Metern bis zu 2,5 km in jede Richtung verschoben, um 1 bis 40 Grad gedreht und um 2 bis 20 % gestreckt, während die Fahrten gleich bleiben. Jede Variante, die eine Straße ins Meer, in einen See oder außerhalb der Höhendaten legt, wird verworfen. Für jede wird die Energie neu berechnet.
Madrid am Tiefpunkt der Kurve
Die Steigungen konzentrieren sich: Etwa 10 % der Straßenabschnitte tragen mehr als 60 % der gesamten Steigarbeit, entlang von Korridoren, in denen steile Hänge auf dichten Verkehr treffen. Deshalb zählen kleine Verschiebungen so viel: Schiebt man ein Netz ein wenig, landen viele Fahrten auf einigen wenigen steilen Korridoren – oder fallen von ihnen herunter.
In Madrid und in Santiago de Chile erhöht jede getestete Verschiebung und jede Drehung die Gesamtenergie; die reale Stadt liegt im Minimum. In Santiago liegen die höchsten Berge im Osten und Norden, und die Stadt in diese Richtung zu bewegen, kostet am meisten.
Madrid: gesamte Fahrtenergie, wenn das Straßennetz nach Nord–Süd oder Ost–West verschoben, gedreht oder gestreckt wird. Der rote Stern, die reale Stadt, liegt jedes Mal ganz unten. — Abbildung 4a, Bellisardi et al. (2026), arXiv:2610.21558.
26 von 30
Von den 56 Städten liegen 26 an Meeren, Seen oder am Rand der Daten – Chicago mit seinem See, Tokio mit seiner Bucht –, sodass die meisten ihrer Alternativen verworfen wurden und der Vergleich nur teilweise möglich ist. Unter den übrigen 30 ist der reale Grundriss in 26 die energieärmste getestete Variante. In sechs davon blieben nur wenige Alternativen übrig (für Bangkok, Berlin, Manila und Sydney eine einzige), weshalb die Autoren die Leser bitten, diese entsprechend zu gewichten.
In vier Städten schneidet eine verschobene Variante besser ab, stets um weniger als 3 %: Bogotá (−2,5 %), Bandung (−2,4 %), Buenos Aires (−0,7 %) und Brüssel (−0,5 %).
Bogotás besserer Standort liegt unter Wasser
Bogotá breitet sich auf einer Hochebene aus, die im Osten von den steilen Cerros Orientales begrenzt wird, einem Schutzgebiet. Schiebt man die Stadt 750 Meter nach Westen, weg von der Bergfront, spart sie 2,5 %. Doch die Stadt ist im Westen bereits bis an den Río Bogotá gewachsen, in dessen Korridor überschwemmungsgefährdetes Land, renaturierte Feuchtgebiete, Hochwasserschutzanlagen und eine gemeinsame Planung mit den Nachbarorten Cota, Funza, Mosquera und Soacha liegen. Das „günstigere“ Bogotá ist kein Ort, an dem irgendjemand bauen könnte.
Bogotá im Original (orange) und um 750 m nach Westen verschoben (blau) sowie die Änderung der Gesamtenergie, wenn die Stadt nach Westen bewegt wird. — Abbildung 6, Bellisardi et al. (2026), arXiv:2610.21558.
Die anderen Ausnahmen haben in der Arbeit ähnliche Geschichten: Bandungs südliche Option rückt an vulkanisches Hochland heran, das von Erdrutschen bedroht ist; der Unterschied bei Buenos Aires liegt auf einer fast flachen Ebene nahe an der Genauigkeit der Methode; Brüssels nördliche Option stößt auf Bahn- und Industrieanlagen. Die Autoren vermuten, dass die realen Städte womöglich bereits den günstigsten Boden belegen, der tatsächlich verfügbar ist.
Wohin mit 25.000 neuen Einwohnern?
Die Methode taugt auch für die Planung. In Barcelona setzte das Team 25.000 Einwohner in einen von fünf Kandidaten-Blöcken mit ähnlichen Fahrtstrecken und schätzte ihre Fahrten mit einem Gravitationsmodell, das am Pendelverkehr der Stadt selbst kalibriert war. Die zusätzliche tägliche Energie reichte von etwa 266 bis 322 Gigajoule. Der Steiganteil verdoppelte sich vom besten Standort (etwa 55 GJ) zum schlechtesten (etwa 101 GJ) fast und machte 46 der 56 GJ aus, die sie trennen.
Die Autoren bleiben vorsichtig. Ihr Ergebnis ist vereinbar mit einer langsamen gegenseitigen Anpassung von Straßen, Verkehr und Gelände, doch sie rekonstruieren nicht, wie die Städte gewachsen sind. Sie testeten eine endliche Menge von Verschiebungen, nicht jede mögliche Stadt. Die Daten stammen von Twitter/X, das Auto ist das einzige modellierte Verkehrsmittel, Staus werden ignoriert, und mangels vergleichbarer Mobilitätsdaten konnte keine afrikanische Stadt einbezogen werden. Mit den administrativen Stadtgrenzen statt ganzer Ballungsräume verschwindet das Muster weitgehend – ein Zeichen, so argumentieren sie, dass es zur Metropole als Ganzes gehört.