Erneuerbare Energien

Wie Smart Citys das Thema Nachhaltigkeit revolutionieren können

Eine Interaktion zwischen moderner Kommunikationstechnologie und drahtlosen Sensornetzwerken kann nur funktionieren, wenn Stadtplaner mit den Bewohnern zusammenarbeiten. Eine Stadt wird erst dann „smart“, wenn alle Bürger dazu bereit sind, aktiv mitzumachen und mitzugestalten. Wie kann man bei Verbrauchern eine Verantwortung für die verwendete Energie oder den produzierten Abfall entwickeln? Durch das Crowdsourcing von Daten können die Menschen sensibilisiert werden und mehr Bewusstsein für das eigene Handeln schaffen: Intelligente Zähler, die via App zeigen, wie viel Energie verbraucht wurde und die alle Haushaltsgeräte intelligent verknüpft und steuert sind mögliche Lösungen.

Gerade Energieversorger haben die größte Verantwortung dabei, Städte bei ihrem nachhaltigen Wachstum zu unterstützen und die Attraktivität für Unternehmen, Institutionen und Einwohner zu erhöhen. Die Zukunft der städtischen Erergieversorgung ist erneuerbare Fernenergie. Die dezentrale Erzeugung und Speicherung von Sonnenenergie, Wasser- und Windenergie wird als Hauptlösung des Problems angesehen. Und die „Smart City Energy“ ist mehr als eine Zukunftsvision: Paris verfügt bereits bereits jetzt über Europas erstes und größtes Fernenergienetz und nutzt ein Teil der Seine zur Kühlung. Die „Paris Urban Heating Company“ versorgt umgerechnet 500 000 Haushalte, darunter 50 Prozent aller Sozialwohnungen, Krankenhäuser und öffentlichen Gebäude.

„Thermal District Energy“ (DES) ist ein System, das mehrere Areale über unterirdische Rohre mit Dampf, heißem und kaltem Wasser mit Wärmeenergie versorgt. Dänemark hat bereits seine nationalen CO2-Emissionen durch Fernwärme um 20 Prozent gesenkt. Auch in Frankfurt soll bis 2050 100 Prozent erneuerbare Energie mit dieser Technologie genutzt werden. Dadurch wird die Energieeffizienz verbessert, Abwärme genutzt und einen Ausgleich für variable erneuerbare Energiequellen geschaffen. Durch Wärme- und Kältespeicherung sind diese Systeme eine kostengünstige Lösung, um das Stromnetz zu speisen. In Dubai machen Klimaanlagen 70 Prozent des Stromverbrauchs aus. Dies führte dazu, dass die Stadt das weltweit größte Fernkühlungsnetz entwickelte, das bis 2030 erweitert werden soll, um nahezu die Hälfte des Kühlbedarfs der Stadt zu decken. Durch Fernkühlung wird beispielsweise auch der Stromverbrauch Dubais für die Kühlung halbiert und der Frischwasserverbrauch durch die Verwendung von aufbereitetem Abwasser gesenkt. Es gibt weitere Erfolgsmodelle: Eine große Solarthermie-Anlage mit Wärmespeicher speist das Fernwärmenetz in Brædstrup, Dänemark und die „Katri Vala“-Wärmepumpe von Helsinki fängt die Wärme aus dem Abwasser der Stadt auf.

Bei allen diesen Modellen darf man nicht vergessen: In einer Smart City werden große Mengen hochsensibler Daten gesammelt, ausgelesen und gespeichert. Je intelligenter eine Stadt wird, desto anfälliger wird sie für Cyber-Angriffe. Infolgedessen sind Millionen von vernetzten Geräten (IoT) möglicherweise durch Manipulationen bedroht, die weitreichende Konsequenzen haben können. Sicherheitsmaßnahmen müssen daher ein obligatorischer Bestandteil aller Smart-City-Konzepte sein. Die Sicherheit personenbezogener Daten ist dabei besonders im Fokus. Um die Bewohner vom Mehrwert intelligenter Technologie zu überzeugen, müssen die Städte die Privatsphäre des Einzelnen schützen. Wenn sich viele Bürger gegen eine aktive Teilnahme entscheiden, können die Hauptvorteile des Smart-City-Ansatzes nicht genutzt werden.

Sicherheitslücken und Schwachstellen in Open-Source-Plattformen sind immer ein großes Risiko: Die Open-Source-Plattform infinimesh ist die erste Cloud native, skalierbare IoT-Plattform, die 100-prozentige DSGVO-Konformität für Wayang garantiert. Scalytics, die US-Company hinter der beliebten Open-Source-Datenverarbeitungs-Engine Wayang kooperiert mit Infinite Devices: Autark im eigenen Rechenzentrum oder in der Cloud organisiert infinimesh die Steuerung, Verwaltung und Auswertung von IoT-Geräten und Sensoren. Zu diesem Zweck wird eine Abstraktion auf vorhandenen Plattformen bereitgestellt, um Datenanalyseaufgaben auf einer beliebigen Gruppe auszuführen. Infolgedessen können sich Benutzer eher auf die Logik ihrer Anwendungen als auf die Feinheiten der zugrunde liegenden Plattformen konzentrieren. Wayang wurde von weltweit führenden Datenwissenschaftlern entwickelt und erfüllt die Anforderungen wachsender Hybridumgebungen. Die Zukunft der nachhaltigen Energie in einer „intelligenten Stadt“ sind Smart-Grids: Intelligente Stromnetze (Smart-Grids) kombinieren Erzeugung, Speicherung und Verbrauch – dadurch können die Spitzen und Tiefs der Stromnachfrage immer mehr geglättet werden, wodurch eine größere Beständigkeit für die Stromnetzbetreiber entsteht. Ein perfektes Beispiel ist die „Amsterdam Innovation Arena“ im Stadtgebiet in Amsterdam. Dieses Smart City-Gebiet unterstützt weltweit Unternehmen bei der Entwicklung ihrer neuesten Innovationen und Anwendungen neuer Konzepte. In der niederländischen Hauptstadt gibt es auch einen Energieatlas, der über die tatsächliche Wärme- und Stromerzeugung sowie Potenzial zur Energieeinsparung informiert.

IoT-Lösungen werden zukünftig einen ähnlichen Einfluss auf intelligente Städte haben wie die Sinneszellen der Menschen. Eine Vielzahl von Unternehmen entwickeln nachhaltige Energielösungen, um trotz der der zunehmenden Verstädterung, Industrialisierung und steigendem Verbrauch eine sauberere Umwelt zu schaffen.