Chytrá města budoucnosti

Existuje řada definic konceptu inteligentních měst, obvykle se v nich setkáváme s pojmy jako udržitelné, obyvatelné, inteligentní, eko- či zelené, ale u většiny z těchto vizí funguje jako základní společný faktor využití nejrůznějších dat ze senzorů a inteligentních nástrojů k řízení jejich provozu podle měnicích se podmínek, případně plánování a optimalizace různých procesů. To vše za použití moderních high-tech řešení založených na propojení občanů a technologií města na společné platformě.
Už z toho je však vidět jeden zásadní problém: technickou a technologickou a tedy i finanční náročnost těchto systémů, které (nebo aspoň jejich prvky) se už začínají testovat v rámci pilotních projektů - příkladem je třeba ekologické a energeticky soběstačné město Masdar, připravované v Abu Dhabí. Jinými slovy, tato futuristická města rozhodně nebudou pro každého, určitě ne v nejbližší budoucnosti, a problémy rozvojového světa, kde jsou otázky, na jejichž řešení je koncept Smart City zaměřen, nejpalčivější, tedy zřejmě nevyřeší. Ovšem chce-li se lidstvo vyhnout naplnění apokalyptických vizí z hollywoodských sci-fi filmů, jiná cesta než přeměnit současná města, zejména problematické megapole na Smart City asi nebude.

Proč potřebujeme inteligentní města?
Odpovědět na tuto otázku mohou podle dánského serveru Green Capacity, zaměřeného na tuto problematiku, tři zásadní otázky: urbanizace, hospodářský růst a problémy v oblasti životního prostředí.
Globální trend urbanizace a populační růst vytváří nutnost vyvinout inteligentní a udržitelná řešení v rámci měst, která by se měla dokázat vyrovnat s dopady rostoucí populace. Studie OSN předpokládá, že do roku 2050 bude ve světě 27 megapolí (tzn. městských aglomerací s více než 10 mil. obyvatel), přičemž 21 z nich se nalézá v rozvojových zemích. Města, do nichž se postupně koncentruje většina světové populace, představují i největší přispěvatele k HDP dané země. Předpokládá se, že v roce 2025, bude na 600 největších měst na světě připadat 60 % globálního HDP, a 30 největších měst samotných, tzv. megapolí, bude řídit do roku 2020 pětinu růstu celosvětového HDP. Zvýšená urbanizace vytváří i tlak na životní prostředí - kolem 70 % celosvětových emisí CO2 pochází z měst, které zároveň spotřebovávají až 80 % z globální produkce energie.
Obecně může být Smart City definováno jako město, které co nejefektivněji využívá zdroje za pomoci informačních a komunikačních technologií v kombinaci s udržitelnými a ekologicky šetrnými řešeními, s důrazem na mobilitu a možnosti vzájemného propojení jeho součástí i obyvatel a sdílením informací. Smart City je energeticky efektivní a řízené technologiemi. K hlavním faktorům, kolem nichž se točí život a provoz inteligentního města budoucnosti, patří čtyři témata: infrastruktura, energie, voda (a čištění odpadních vod) a ekologické budovy.

Energie ve Smart City
S rostoucí urbanizací a spotřebou energie je jedním z hlavních cílů inteligentního města zaměřit se na nízkou spotřebu energie, využívání obnovitelných zdrojů energie a minimalizaci tzv. uhlíkové stopy.
Energie v inteligentních městech by měly být vysoce distribuované a do značné míry založené na vlastních dodávkách, aby se minimalizovala potřeba velkých investic do velkokapacitních vedení ze vzdálených elektráren. Tyto požadavky může splnit řada technologií obnovitelných zdrojů energie, modifikovaných pro instalaci ve městech - např. malé větrné turbíny, malé kogenerační systémy (tzv. mikro-CHP, kombinující výrobu tepla a elektřiny) a tepelná čerpadla. Kromě energie by měl systém inteligentního města být schopen i komunikovat a fungovat jako chytrá síť prostřednictvím integrovaných informačních a komunikačních technologií, aby zajistil vyšší energetickou účinnost a flexibilitu. Smart City bude tedy využívat technologie Smart Grid, větrné energie a systém dálkového vytápění.
Energetické sítě budoucnosti musí být daleko pružnější a inteligentní. Vznikne nový druh rozvodné sítě, která využívá softwarových a hardwarových nástrojů pro sledování a řízení dopravy elektřiny ze všech výrobních zdrojů připojených k síti. Proces, který je schopen integrovat decentralizovanou a lokální výrobu energie umožňuje pružnější distribuci a méně plýtvání při přenosu.
Dálkové vytápění je pro město vhodný systém pro distribuci tepla generovaného v centrálním umístění pro obytné a komerční požadavky na vytápění. Teplo je často získáváno z kogeneračních spaloven fosilních paliv, ale stále více i biomasy. Centrální teplárny mohou poskytnout vyšší efektivitu a lepší kontrolu znečištění, než lokální vytápění prostřednictvím kotlů.
Výstupy energetických statistik obvykle rozdělují konečné energetické požadavky do čtyř sektorů, jimiž jsou: průmysl, doprava, domácnosti a služby. V případě inteligentní městské infrastruktury je pozornost soustředěna hlavně na poslední tři ze zmíněných, a to především na spotřebu a dodávky energie do segmentu dopravy a infrastruktury. Infrastruktura města vytváří rámec pro jeho rozvoj a podporuje pohyb lidí, energie, peněz, zboží a myšlenek. V souvislosti s koncepcí Smart City pokrývá tři specifické oblasti - fyzickou, digitální a komunikativní infrastrukturu.

Fyzická infrastruktura
I když fyzická infrastruktura je jen část řešení v Smart City, je to první krok, který musí být učiněn k integraci digitální a komunikační infrastruktury. Urbanizace vytváří obrovský tlak na silniční síť města kvůli zvyšujícím se počtu automobilů a lidí. To vytváří obrovský tlak na životní prostředí. Pokud má město zvládnout nárůst populace a udržet provoz plynulý, je důležité vytvořit efektivní systém veřejné dopravy a zabezpečit modernizaci a udržitelnost infrastruktury. To samé samozřejmě platí i o dalších součástech, jako jsou systém zásobování, inženýrské sítě, vodovody, atd.

Digitální infrastruktura
Fyzická infrastruktura města je integrována do digitální. Senzory a inteligentní měřiče rozmístěné po celém městě budou poskytovat informace o dopravních tocích, volných parkovacích místech, využívání energie, dopravních nehodách, povětrnostních podmínkách apod. Obyvatelé města mohou k těmto informacím přistupovat pomocí chytrých telefonů či jiných inteligentních zařízení a tím získávat podklady k optimální možnosti pro pohyb po městě. Díky tomu bude fyzická infrastruktura, a zejména doprava, která je dnes jedním z hlavních problémů sužujících velkoměst, mnohem pružnější - v podstatě řešená na míru obyvatelům.

Komunikativní infrastruktura
Kromě integrace fyzické a digitální infrastruktury, musí být do systému integrována také komunikační infrastruktura - aby systém Smart City fungoval, všichni lidé a zařízení musí být schopna komunikovat spolu navzájem. To vyžaduje nejen normalizaci v kódování jazyka digitálních zařízení, ale i společnou komunikační platformu, na které se lidé a technologie města mohou setkávat a sdílet své znalosti.

Ekologické a „zelené” budovy
„Zelené” a udržitelné budovy jsou produkty celostního (holistického) plánování a spolupráce napříč celého hodnotového řetězce od návrhu a konstrukce na demolici a využití, nejde tedy jen o prostou energetickou efektivitu pasivních domů. Ve Smart City budovy musí být v tomto kontextu chápány (a řešeny) jako nedílná součást celého systému. Udržitelnost budov je těžké udržovat v neudržitelné společnosti - proto je důležité začlenit stavby do systému udržitelné dopravy, energie (smart grids), vodního a odpadového hospodářství.

Priorita zvaná voda
Další důležitou kapitolou je pro systém inteligentního města vodní hospodářství - tedy zajištění čisté pitné vody a šetrné hospodaření s užitkovou vodou. Počítá se se zapojením a využíváním různých systémů, od získávání dešťové vody přes výkonné a efektivní čističky až po úsporná zařízení používající vodu, senzory pro monitoring kvality a včasné zjištění případné kontaminace apod. V místech s tak vysokou koncentrací obyvatel, jako jsou města, je přístup k čisté vodě a hygiena prioritou číslo jedna. Pouze 10 % světových měst má v současné době zařízení na úpravu vody a vypouštění 90 % nečištěných odpadních vod do řek v rozvojových zemích snižuje dostupnost čistých vodních zdrojů pro města. Z pohledu vodního hospodářství by měla být inteligentní města co nejvíce soběstačná, podobně jako u energie. Vodu na rozdíl od elektřiny však nelze průmyslově vyrábět, což klade extrémní důraz na promyšlené využívání dostupných zdrojů. I zde se uplatní systémy senzorů, měřiče, potrubní skenery apod. v rámci sytému Smart Water Management.  /joe/
 

Publikováno: 27. 12. 2014 | Počet zobrazení: 2514 529