Smart City – Stadt der Zukunft

Weltweit werden die Städte immer größer. Viele Arbeitsplätze, kurze Wege, umfassendes Freizeitangebot, gute Infrastruktur und vieles mehr locken Menschen in die Großstadt. Im Jahr 2050 werden etwa zwei Drittel der Weltbevölkerung in städtischen ­Gebieten leben. Wie lässt sich eine hohe Lebensqualität in den Metropolen sicherstellen? Und wie können Großstädte bewusster mit den ­Ressourcen umgehen und ökologisch nachhaltig bleiben? Experten setzen große Hoffnung in Smart Citys als Lösung für die immer größer werdenden Anforderungen.

Smart Citys nutzen neue Technologien, um den Ressourcenverbrauch zu verringern, Kosten zu senken und die Qualität von städtischen Dienstleistungen zu steigern. Im Mittelpunkt steht die geschickte Vernetzung der Funktionen einer Stadt, wie z. B. Energie, Mobilität, Wasser und Sicherheit. Die Basis für die intelligente Stadt bilden Daten, die möglichst in Echtzeit erfasst werden und zur sofortigen Verarbeitung bereitstehen. Im Prinzip sind Smart Citys Ökosysteme, die digitale Technologien einsetzen, um sicherer und nachhaltiger zu werden. Für viele klingt das nach wie vor nach Zukunftsmusik. Doch einige Konzepte der Smart City werden bereits angewendet – z. B. in den Bereichen Smart Energy, Wasserversorgung, Verkehr oder Gebäudemanagement.

Wasser und Energie – nachhaltig und jederzeit verfügbar
Der bekannteste Lösungsansatz der Smart Energy betrifft die Stromverteilung. Früher waren die Stromverteilernetze auf zentrale Kraftwerke ausgelegt. Das Kraftwerk erzeugt Strom, über das Verteilnetz gelangt er zum Verbraucher. Doch inzwischen hat sich das Szenario fundamental geändert. Die Suche nach erneuerbaren Energiequellen hat dazu geführt, dass unzählige Photovoltaikanlagen auf Gebäuden in der Stadt installiert wurden. Damit werden vormals reine Stromabnehmer – zumindest stundenweise am Tag – zu Strom­erzeugern. Das Verteilnetz muss sich an diese neuen Gegebenheiten automatisch anpassen. Mit moderner IT lässt sich eine hohe Versorgungssicherheit auch bei einer Vielzahl von räumlich verteilten Erzeugern und Verbrauchern erreichen.
Ohne eine leistungsfähige und effiziente Wasserversorgung und Abwasser­entsorgung kann eine Stadt nicht exis­tieren. In den Großstädten und in den weitläufigen, dichtbesiedelten Metropolregionen potenziert sich der Aufwand. Ein Beispiel für eine gelungene Infrastruktur ist die Bodensee-Wasserversorgung in Deutschland. Der Zweckverband versorgt täglich über 4 Mio. Menschen in Baden-Württemberg mit Trinkwasser – darunter die Metropolregion Stuttgart. Das Versorgungsunternehmen entnimmt dem Bodensee Wasser, bereitet es auf und verteilt es über ein mehr als 1700 km langes Pipelinenetz. Smarte Technik ermöglicht die exakte, bedarfsgerechte Steuerung. Störungen in dem weitläufigen Wassernetz sind schnell lokalisiert und lassen sich umgehend beheben. Zudem können außerordentliche Spitzen im Wasserverbrauch mittels prädiktiver Analysen vorhergesagt und somit Engpässe in der Versorgung vermieden werden.

Intelligente Gebäude denken mit
Weiteres Energieeinsparpotenzial in einer Stadt bieten öffentliche Einrichtungen wie Universitäten, Schulen oder Krankenhäuser. Mit Modernisierung zu Smart Buildings lässt sich der Ressourcenverbrauch in einer Stadt deutlich reduzieren und damit Umwelt und Klima schützen. Gleichzeitig entlasten nachhaltige Gebäude den Geldbeutel. Aufzüge, Klimaanlagen, Heizung, Lichtsysteme, Wasser, Elektrizität – ein Gebäude vereint zahlreiche Systeme, die automatisiert ineinandergreifen. Automationssoftware unterstützt die Betreiber dabei, Einsparungspotenziale zu identifizieren und bestmöglich zu realisieren. Basis hierfür ist das automatisierte Sammeln und Auswerten jeglicher Energiedaten. Ein intelligentes Energiedaten-Management-System, kurz EDMS genannt, verringert den Energiekonsum eines Gebäudes im zweistelligen Prozentbereich – ohne Komfortverlust. Aufsummiert auf alle öffentlichen Gebäude einer Stadt reduziert sich der gesamte Energiebedarf einer Stadt enorm.

Herausforderungen auf dem Weg zur Smart City
Nachhaltige und lebenswerte Städte – um dieses Ziel zu erreichen, gilt es einige Herausforderungen zu überwinden. Die Smart City generiert riesige Datenmengen über das Stadtleben. Doch um wirklich smart zu sein, muss sie mehr können, als nur Daten zu sammeln. Sie muss diese enormen Informationsberge verwalten und auswerten. Traditionelle Datenverarbeitungsmethoden werden solchen Informationsmengen in so unterschiedlichen Formaten nicht mehr gerecht. Es müssen Analyse- und Entscheidungssysteme im Einsatz sein, damit die aus diesen riesigen Datenmengen gewonnenen Informationen Echtzeitentscheidungen und -handlungen unterstützen. Nur so werden die Systeme, Prozesse und die Stadt als Ganzes effizienter.
Eine weitere Herausforderung: Smarte Infrastrukturen machen Städte angreifbar. Denn Cyber-Attacken finden in der vernetzten Stadt neue Einfallstore. Was passiert also, wenn eine ganze Stadt durch einen Virus im System lahmgelegt wird? Oder wenn sie sogar Opfer eines gezielten Hacker-Angriffs ist? IT-Sicherheit nimmt zunehmend eine wichtigere Rolle ein, wenn es um Smart Citys geht. Die Infrastruktur muss beständig nach verdächtigen Aktivitäten und ungewöhnlichem Verhalten abgesucht werden. Zudem gilt es, Maßnahmen zu ergreifen, die die anfälligsten Stellen in der IT-Infrastruktur absichern.

Städte von morgen gestalten
Auch wenn es sich bei der Smart City um ein Gesamtkonzept handelt: Ansatzpunkte für die Umsetzung finden sich in den unterschiedlichsten Lebensbereichen. In vielen Städten hat der Wandel bereits begonnen. Ob bei der Energieversorgung, bei intelligenten Gebäuden oder der mobilen Infrastruktur in Städten. Der Weg zur smarten Stadt der Zukunft kann in kleinen Schritten erfolgen – für das Ziel, in einer lebenswerten und ressourcenschonenden Stadt zu leben.

Autor: George Dal, Business Development Smart City bei Copa-Data

Bilder: Copa-Data

www.copadata.de