Das Internet der Dinge ist eine Voraussetzung dafür, die weltweit fortschreitende Urbanisierung zu meistern. Nur durch die Vernetzung moderner Technologien in Infrastrukturen, intelligenten Anwendungen und Gebäuden sind Städte den Herausforderungen der Zukunft gewachsen.
Die Metropolen der Welt wachsen mit atemberaubender Geschwindigkeit. Schon heute leben 3,6 Milliarden Menschen, also mehr als die Hälfte der sieben Milliarden Weltbürger, in ihnen; im Jahr 2050 werden es über sechs Milliarden sein. Bis zum Jahr 2025 wird es laut dem Marktforschungsinstitut Navigant 37 Mega-Cities geben, jede mit mehr als zehn Millionen Einwohnern; 22 dieser Städte werden in Asien entstehen. Dabei verbrauchen Städte drei Viertel aller Ressourcen, stoßen gigantische Wolken von Treibhausgasen aus und produzieren Milliarden Tonnen von Müll.
Vernetzte Prozesse in der Stadt von morgen
Um trotz der immer weiter steigenden urbanen Bevölkerung die Lebensqualität zu verbessern oder auf hohem Niveau zu halten sowie Nachhaltigkeit und wirtschaftliches Wachstum zu fördern, sollen die Städte der Zukunft „smart“ werden. In Smart Cities sind Schlüsselsysteme und Infrastrukturen wie Gebäude, Energie, Wasser, Abfall und Transport vernetzt, gleichzeitig werden auch die Bürger eng mit einbezogen. Informations- und Kommunikationstechnologien werden die Strukturen von neuen wie auch von bestehenden Städten tief durchdringen. „Wir werden Städte in Zukunft anders wahrnehmen und erleben. Ohne Infrastrukturen der Informations- und Kommunikationstechnik, die Daten interpretieren und in unterschiedliche Prozesse einer Stadt einbinden, kann es keine ‚Smart City’ geben“, erklärt Professor Radu Popescu-Zeletin, Leiter des Fraunhofer-Instituts FOKUS. Das Berliner Institut erforscht, welchen Beitrag Informations- und Kommunikationstechnik leisten müssen, um die Herausforderungen der gesellschaftlichen Entwicklung und der smarten Städte von morgen zu meistern.
Schlüsselrolle für das Internet der Dinge
Smart Cities umfassen eine Vielzahl von Elementen, die von der Fahrzeugsteuerung über die Echtzeitüberwachung von Gebäuden bis hin zum Energiemanagement reichen. Das Engagement der Bürger und der Geschäftswelt ist dabei genauso wichtig, denn viele Änderungen erfordern die Aufklärung und Beteiligung der Konsumenten. Bei der Realisierung von Smart Cities spielt das Internet der Dinge eine Schlüsselrolle, denn es ermöglicht die alles durchdringende Interaktion zwischen den Komponenten einer Stadt. Diese intelligenten Elemente einer Stadt tauschen Informationen untereinander aus und beeinflussen die Objekte der realen Welt und andere Akteure der Smart City in Echtzeit.
Gebäude als Kern der Smart City
„Viele Bereiche innerhalb einer Stadt bieten Möglichkeiten für Einsparungen und zur Reduzierung der Umwelteinwirkungen“, so Anthony Nartey, Geschäftsführer der in Kapstadt ansässigen IT-Beratung Innov8 Africa. „Aber es beginnt mit Gebäuden, denn – recht einfach – sie verbrauchen die meiste Energie.“ Tatsächlich haben Gebäude heute einen Anteil von rund 40 Prozent am primären Energieverbrauch und emittieren mehr CO2 als Autos. Was noch schwerer wiegt – bis zu 50 Prozent der Energie und des Wassers, die in Gebäuden genutzt werden, werden verschwendet. Intelligente Gebäudetechnik bietet viele Möglichkeiten, die Effizienz von Gebäuden über ihren gesamten Lebenszyklus zu steigern – ohne Verluste bei Gestaltungsqualität und Komfort. „Die ultimative Smart City oder das ultimative smarte Gebäude ist eins, wo alle Systeme Informationen miteinander austauschen“, so David Bartlett, Leiter der Smarter Buildings Initiative von IBM. Seiner Meinung nach können smarte Gebäude nicht weniger als 40 Prozent der Energiekosten, 50 Prozent Wasser und bis zu 30 Prozent der Wartungskosten einsparen.
Werden diese smarten Gebäude mit einem Smart Grid für ein effizientes Energiemanagement vernetzt, entsteht bereits die Keimzelle für eine weitere Vernetzung, die Transport-Systeme, Abfall-Management, Notdienste und andere lebenswichtige Organe der städtischen Umgebung umfasst. Die Dienste aus der „Cloud“, die diese Strukturen unterstützen, ermöglichen eine Analyse und Steuerung aller Komponenten einer smarten Stadt – einer Stadt, die fähig ist, den Bedürfnissen ihrer Bewohner besser als jemals zuvor gerecht zu werden und gleichzeitig Ressourcen zu schonen und Kosten zu reduzieren.