Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung
„Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“
Hannovermesse, April 2011Dr. Rittmar von HelmoltBundesverband Smart City e.V.
Globale Megatrends erfordern lokale Antworten und LösungenFünf Megatrends, die nachhaltig auf die Stadtentwicklung wirken:• Demografischer Wandel• Urbanisierung• Energiewandel
– Ersetzen fossiler Energieträger durch regenerative Quellen– Energiespeicherung fluktuierender Quellen– Ersatz von Großkraftwerken durch dezentrale Einheiten
• Neue Mobilitätsmuster– Global zunehmende Mobilität– Ausbau der Mobilitäts-Infrastruktur– Alternative Antriebe, Elektromobilität
• Digitales Leben– Vernetzung der virtuellen und realen Welt– Ubiquitäre computerbasierte Intelligenz– Konvergenz von Technologien
Mobilität: Gegenläufige Trends (Europa)
Urbanisierung
SchrumpfenDer Bevölkerung im ländlichen Raum
Angepasste Infrastrukturlösungen- Geteilte Nutzung- Neue Mobilitätsdienstleistungen
Wachstumder Zentren
Urbane Mobilität- Kleinfahrzeuge- Geteilte Nutzung- ÖPNV- Fußgänger- und Fahrradverkehr
Rinspeed Opel General Motors Detroit People Mover
Energiewandel:Beispiel Dänemark
Quelle: Siemens AG, 2008
1980 2005
Wie klein können energie-autarke Einheiten sein?
• Bedeutung der zentralen Energieerzeugung wird geringer• Regenerative Energie dezentrale Energieerzeugung
Mittel zur Beschaffung von Energieträgern fließen nicht mehr aus den Regionen ab
Aber: Kann eine Stadt sich selbst mit vor Ortregenerativ erzeugter Energie versorgen?
Investition (vorab)
Eingesparte Brennstoff-kosten (zukünftig)
Kann sich eine Stadt autonom mit regenerativ erzeugter Energie versorgen?
Energiebedarf FrankfurtsFläche 248 km², knapp 700000 Einwohner Energiebedarf von 691518 Menschen:
20 TWh/Jahr
Potential zur EnergieerzeugungSolarstrom von 248 km²: ca. 25 TWh/Jahr* (Windstrom eher weniger) Wie sinnvoll ist das?
Die Stadt braucht auch in Zukunft die Versorgung von außen – auch mit Energie
*Solarstrom-Ertrag max. ca. 100 - 120 kWh/Jahr m² (M. Kaltschmitt et al., 2006)∙
Masdar City: Selbst dort ist Versorgung von ausseralb nötig
Wasserstoff als Langzeit-Energiespeicher
Beispiel: Hybridkraftwerk (Enertrag)
Kein Science Fiction: Wasserstoff-Speicher in Salzkaverne (Texas)
Datengrundlage:
Speicherkapazität: 70,8 Mio. m3
Nutzbares Volumen: 39,6 Mio. m3
Max. Speicherdruck: 150 barArbeitsdruck: 55 – 150 barFüllrate: ~ 2,1 Mio. m3/TagEntnahmerate: druckabhängigInbetriebnahme: Q4 2007
H2 von Produktionsquelle
H2 an Kunden
Deckschicht
H2-Speicherung Salzdom Quelle: Praxair Canada Inc.
Energiespeicher-Äquivalent 210 GWh ca. 1% des Jahres-Energiebedarfs
von Frankfurt
Zum Vergleich:Großer Pumpspeicher: 8 GWh1 Mio. E-Fahrzeuge: 20 GWhAlle Pumpspeicher in D: 40 GWh
Brennstoffzellen-fahrzeuge
Hohe Reichweite ohne Einschränkungbei Fahrzeuggröße/Funktionalität
Jederzeit null Emissionen
Schnelle Betankung (3 Min.),entkoppelt vom Parken
Opel HydroGen4 (Adam Opel AG)
Die „Smart City“ ist nicht autark, sondern intelligent vernetzt
• Intelligente Einbindung von Gebäuden in die (vorhandenen) Siedlungsstrukturen– Sinnvolle Anbindung an Verkehrssystem– Stadtplanung und Verkehrsvermeidung– Nutzung Regionaler Wärmequellen, Nahwärmeversorgung– Lokale Speicherung von Energie statt Ausbau des Verteilnetzes
• Vernetzung der Stadt mit der umliegenden Region
• Gemeinsame Zielsetzung für die Region (statt Optimierung jeder Kommune für sich selbst)
Die „Smart City“ besteht nicht aus energieautarken Einzelobjekten, sondern reduziert durch systemische Optimierung und Vernetzung den „energetischen Fußabdruck“ der gesamten Region.
Smart City – mehr als die Summe der Teile
Infrastruktur
Smart CityCluster
Gebäude
Information & Kommunikation
Energie Mobilität
ThemenTechnologien
Stadt- entwicklung
Themenfelder des Bundesverbandes Smart City
Bundesverband Smart City e.V.Dr. Rittmar von [email protected]
www.bundesverband-smart-city.de