Smart City: intelligent, vernetzt und effizient
Demografischer Wandel, Bevölkerungswachstum, Umweltverschmutzung, Klimawandel und immer knapper werdende Ressourcen: Mit diesen Problemen sehen sich die Städte der Gegenwart auch in Zukunft konfrontiert. Um sie zu lösen, müssen sie sich in Sachen Effizienz, Nachhaltigkeit und Fortschrittlichkeit weiterentwickeln; Sie müssen smart werden. Die Basis hierfür bildet die umfassende Digitalisierung aller Bereiche und das Internet der Dinge (IoT).
Inhalt
Der größte Teil der Weltbevölkerung lebt in Städten und auch das Wirtschaftsleben spielt sich hauptsächlich in der Stadt ab. Der Großteil des weltweiten Energieverbrauchs entfällt also auf die Stadt. Die zuverlässige Versorgung von Smart Cities mit erneuerbaren Energien ist eine zentrale Herausforderung für Versorgungsunternehmen der Zukunft. Welche Ansätze es gibt, diese zu meistern, erfahren Sie hier.
Wodurch zeichnet sich die Smart City aus?
In einer Smart City sind moderne Technologien aus den Bereichen Energie, Mobilität, Stadtplanung, Verwaltung und Kommunikation so miteinander vernetzt, dass die Lebensqualität für Bewohner steigt. Verglichen mit herkömmlichen Städten laufen Prozesse in intelligenten Städten von der Parkplatzsuche bis zur Stromversorgung effizienter und nachhaltiger ab.
Um das zu gewährleisten, müssen die Städte umfassend digitalisiert werden. Dazu gehört es auch, dass in der gesamten innerstädtischen Umgebung Sensoren angebracht werden, die über alle möglichen Zustände Daten sammeln. So entsteht ein IoT, in dem all diese Daten zusammenlaufen und in der Cloud ausgewertet werden. Solche Sensoren können sich beispielsweise an Mülleimern befinden, die den jeweiligen Füllzustand messen.
Die folgende Auflistung führt die wichtigsten Bereiche einer Stadt auf, die Gegenstand von Smart-City-Projekten sind:
- Mobilität und Infrastruktur
- Energieeffizienz
- Umwelt- und Ressourcenschonung
- Wirtschaftliche Attraktivität
- Bürgerfreundliche Verwaltung
- Lebensqualität für Bewohner
Anforderungen für Energielösungen in der Smart City
In Städten leben viele Menschen auf engem Raum zusammen. Sie alle müssen mit Energie versorgt werden. Auf der anderen Seite bieten dicht bebaute Städte wenig Platz für Windenergie- oder Freiflächen-Solaranlagen. Daraus ergeben sich besondere Anforderungen an eine effiziente und zuverlässige Energieversorgung in der Smart City.
Zunächst bedarf es eines intelligenten Stromnetzes, in dem Erzeugung, Verteilung und Speicherung der Energie kontrolliert und gesteuert werden. In Smart Cities übernehmen diese Aufgabe Smart Grids, also intelligente Stromnetze. Diese sind auf die veränderten Rahmenbedingungen ausgelegt, die sich aus der Umstellung auf erneuerbare Energien ergeben. Dazu gehört vor allem, dass Smart Grids eine Nachfrage bedienen können, die sich an der tatsächlichen Produktion orientiert, da eine bedarfsorientierte Produktion bei Wind- und Solarenergie nicht möglich ist. Das liegt daran, dass Wind und Sonnenschein sich nicht künstlich herstellen geschweige denn steuern lassen. Die Stromproduktion ist also dem Wetter unterworfen.
Energielösungen der Smart City müssen effizient sein. Die hohe Energienachfrage in der Stadt gepaart mit der Unvorhersehbarkeit erneuerbarer Energien verlangt innovative und effiziente Energielösungen. So sind beispielsweise Straßenlaternen denkbar, die mit Bewegungsmeldern ausgestattet sind. Nähert sich ein Fahrzeug oder Fußgänger, erhellen sich die Lampen automatisch. Entfernt sich das Objekt, kehrt die Lampe in den Energiesparmodus zurück und spendet wieder weniger Licht.
Die Abkehr von fossilen Brennstoffen in Deutschland ist beschlossene Sache. Um regenerative Energiequellen zu fördern, installieren viele Städte Fotovoltaikanlagen (Solarzellen-Module) auf öffentlichen Gebäuden wie Schulen oder Rathäusern.
Ziele der Smart City
Indem sie effiziente Innovationen nutzen, können Versorgungsunternehmen dazu beitragen, die folgenden Ziele im Rahmen von Smart Cities zu erreichen.
Wirtschaftswachstum
Smart Cities sollen wie herkömmliche Städte auch wirtschaftlich wachsen. Und das auf Basis von bezahlbarer und zuverlässiger erneuerbarer Energie. Intelligente Städte setzen es sich zum Ziel, Unternehmen, die erneuerbare Energien beziehen und „grüne“ Arbeitsplätze schaffen, zu gewinnen und zu binden. Start-Ups, die auf regenerativen Energien basieren, werden in Business-Inkubatoren gefördert.
Nachhaltigkeit
In einer smarten Stadt stehen smarte Gebäude, die ressourcenschonend mit der zur Verfügung stehenden grünen Energie haushalten. Solche Smart Buildings regeln die Beleuchtung, Heizung, Klimatisierung, Lüftung, Sicherheitstechnik sowie Tür- und Fenstertechnik vorausschauend und effizient.
Smart Cities zeichnen sich durch dezentrale Energiequellen und umweltfreundlichere Mobilität aus und reduzieren dadurch Lärm und Luftverschmutzung. Insgesamt hinterlassen intelligente Städte so einen kleineren CO2-Fußabdruck.
Lebensqualität
In smarten Städten erhalten auch Haushalte mit niedrigen Einkommen Zugang zu erneuerbaren Energien. Durch emissionsfreie Stadtzentren verbessert sich zudem die öffentliche Gesundheit.
So könnte eine Smart City aussehen
Um die Mobilität in der Smart City voranzutreiben, gibt es dort Konzepte wie flexible Carsharing-Modelle. Diese basieren auf der Vernetzung der Fahrzeuge untereinander und mit Smartphones. Der Nutzer einer Carsharing-Anwendung findet mithilfe von GPS-Daten auf seinem Smartphone das nächste verfügbare Auto.
Im Bereich Lieferservice gibt es Projekte, die Lagerboxen an zentralen Standorten als Abholstation vorsehen. Zu jeder Tageszeit können Empfänger dort ihre Pakete abholen. Alternativ übernehmen Fahrradkuriere diese letzte Etappe.
Abbildung 1: Darstellung einer Smart City mit ihren verschiedenen smarten Komponenten
Wer in der Stadt wohnt, kennt die tägliche Parkplatzsuche nach Feierabend nur zu gut und weiß auch, wie viel Zeit und Benzin dabei draufgeht und wie viel Abgase entstehen. Um diesem Problem zu begegnen, hat eine Stadt in Spanien Sensoren im Asphalt der Straßen integriert. Diese registrieren, ob ein Parkplatz frei oder belegt ist. Sie übermitteln diese Informationen an die Cloud, aus der sie der Autofahrer abrufen und sich zum nächsten freien Parkplatz navigieren lassen kann.
Um die Smart City sauberer zu gestalten, werden sogar Mülleimer smart. Ausgestattet mit Sensoren melden sie dem zuständigen Entsorgungsbetrieb den aktuellen Füllstand. So werden Mülleimer nicht mehr in bestimmten Zeitabständen geleert, sondern nach Bedarf. Das spart Zeit und unnötige Wege und macht die Stadt sauberer.
Auch Touristen und Besucher einer Smart City profitieren von intelligenten Konzepten. So können Sie beispielsweise kostenlos und unkompliziert an Selfservice-Stadtführungen teilnehmen. Dazu benötigen sie lediglich ihr Smartphone, mit dem sie an interessanten Orten Barcodes ablesen können. Auf dem Smartphone erscheinen dann Infos über die Sehenswürdigkeit.
Wie oben bereits erwähnt können in der Smart City intelligente Straßenlaternen bedarfsgerecht helleres Licht spenden. Dieselben Straßenlaternen können zusätzlich mit Ladestationen, Videokameras, Wifi und Sensoren ausgestattet werden, die verschiedene Daten zu Verkehrsmustern sammeln können.
Fazit
Mithilfe von Smart Citys können Verantwortliche vielen Herausforderungen des 21. Jahrhunderts wie der Umweltverschmutzung oder der Verknappung von Ressourcen begegnen. Weil sämtliche smarte Prozesse, die hierfür nötig sind, Energie brauchen, kommt den Energieversorgern smarter Städte eine besondere Verantwortung zu. Sie müssen die zur Verfügung stehende erneuerbare Energie effizient und nachhaltig verteilen, damit alle Beteiligten von der grünen Energie und den Vorteilen einer Smart City profitieren. Dazu gibt es bereits einige innovative Konzepte wie Smart Grids, Smart Buildings oder die Installation von Fotovoltaikanlagen auf öffentlichen Gebäuden.
Interessiert Sie das Thema Smart Cities einfach so oder weil Sie selbst beruflich damit zu tun haben? Ob Energieversorgungsunternehmen oder Städteplaner; wenn Sie Fragen rund um die intelligente Stadt haben oder Hilfe bei Ihren Digitalisierungsprojekten brauchen – wir unterstützen Sie in jedem Fall!
FAQ
Was ist eine Smart City?
Die Smart City ist gesamtheitliches Entwicklungskonzept, welches darauf abzielt, Städte effizienter, technologisch fortschrittlicher, ökologischer und sozial inklusiver zu gestalten. Das Konzept beinhaltet dabei technische, wirtschaftliche und gesellschaftliche Innovation.
Welche Ziele hat eine Smart City?
Indem die smarte City effiziente Innovationen nutzt können Ziele wie das Wirtschaftswachstum, die Nachhaltigkeit und die Steigerung der Lebensqualität erreicht werden.
Was zeichnet eine Smart City aus?
Um die Ziele der Smart City zu gewährleisten, müssen Städte umfassend digitalisiert werden. Gegenstand von Smart-City-Projekten sind beispielsweise:
- Mobilität & Infrastruktur
- Energieeffizienz
- Umwelt- & Ressourcenschonung
- Wirtschaftliche Attraktivität
- Bürgerfreundliche Verwaltung
- Lebensqualität für Bewohner
Welche Anforderung in Smart Cities gibt es für Energielösungen?
Energielösungen der Smart City müssen effizient sein. Es werden für die hohe Energienachfrage gepaart mit der Unvorhersehbarkeit erneuerbarer Energien, innovative und effiziente Energielösungen verlangt.
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