Smart Cities als Hoffnung für eine nachhaltige Energiezukunft

In den Bestrebungen zur Eindämmung des Klimawandels stehen eine nachhaltige Energieversorgung und die Reduktion der CO2-Emissionen ganz oben auf der politischen Agenda. Ihren Niederschlag finden diese zentralen gesellschaftlichen Herausforderungen in internationalen Übereinkommen und Steuerungsinstrumenten wie dem Kyoto-Protokoll oder der Roadmap 2050 der Europäischen Union. In diesem 2011 verabschiedeten Fahrplan für den Übergang zu einer wettbewerbsfähigen CO2-armen Wirtschaft wurden kosteneffiziente Wege analysiert, um die Treibhausgasemissionen in Europa bis 2050 gegenüber 1990 um 80 Prozent zu senken. Die untersuchten Szenarien umfassen Maßnahmen in sämtlichen emissionsrelevanten Sektoren – von der Stromerzeugung über Wohnen, Industrie und Verkehr bis hin zur Landwirtschaft.

Die zwei Smart-Energy-Faktoren

Als wichtigste Voraussetzung für ein nachhaltiges Energiesystem von morgen wurden, unter anderem auch von der Internationalen Energieagentur IEA, zwei Schlüsselfaktoren identifiziert: Erhöhung der Energieeffizienz und verstärkter Einsatz erneuerbarer Energiequellen. Um die hier vorhandenen Potenziale bestmöglich ausschöpfen zu können, ist eine ganzheitliche Betrachtung von Energiesystemen mit all ihren komplexen Wechselwirkungen erforderlich. Dies gilt vor allem für urbane Regionen, die in den letzten Jahren weltweit einen starken Zuzug erfahren haben. Seit 2010 leben bereits mehr Menschen in Städten als im ländlichen Raum, und der weltweite Anteil der städtischen Bevölkerung wird UNO-Prognosen zufolge bis 2050 rund 70 Prozent erreichen. Bereits heute sind Städte für rund zwei Drittel des Energieverbrauchs und drei Viertel der gesamten CO2-Emissionen verantwortlich. Energieeffiziente und nachhaltige Smart Cities werden daher in Zukunft eine zentrale Rolle in der Bewältigung der energie- und umweltpolitischen Herausforderungen übernehmen.

Die Chancen der Städte

Die Handlungsfelder sind dabei klar vorgezeichnet: Zum einen ist eine massive Steigerung der Effizienz auf allen Infrastrukturebenen erforderlich. In Städten lässt sich aufgrund der urbanen Morphologie – hohe Bebauungsdichten, weitläufige Fernwärmenetze und gut ausgebaute öffentliche Verkehrsinfrastruktur – eine große Hebelwirkung erzielen. Eine wichtige Rolle übernimmt dabei der Gebäudesektor, dessen Anteil am europäischen Primärenergieverbrauch rund 40 Prozent beträgt. Durch gezielte thermische Sanierungsmaßnahmen bestehender Gebäude sowie die forcierte Umsetzung des Passivhausstandards bei Neubauten lässt sich hier der Energieverbrauch signifikant verringern. Die Potenziale zur Reduktion des Energiebedarfs reichen von der Gebäudehülle über hocheffiziente Heiz- und Klimatisierungssysteme bis hin zu stromsparender Beleuchtung und effizienter Geräteausstattung.

Erneuerbare Energiesysteme

Als zweiter Schlüsselfaktor gilt die gezielte Einbindung erneuerbarer Energiesysteme im urbanen Raum, also die verstärkte Integration von Photovoltaikanlagen, Solarkollektoren oder auch Windturbinen in Fassaden und Dächern. Dies wird dazu führen, dass sich Gebäude in Zukunft zu Plusenergiehäusern entwickeln, also mehr Energie produzieren als sie verbrauchen, und damit selbst Strom und Wärme ins Netz einspeisen werden. Um diese Energie unter Berücksichtigung von Angebot und Nachfrage optimal speichern, verteilen und nutzen zu können, müssen die Gebäude eng mit den thermischen und elektrischen Netzen kommunizieren. Eine weitere Grundvoraussetzung für künftige Smart Cities ist daher ein intelligentes Management der vielfältigen neuen Energieflüsse unter Einsatz smarter Informations- und Kommunikationstechnik. Diese gesamtheitliche Sichtweise, die auf innovatives Design und intelligenten Betrieb des urbanen Energiesystems abzielt, erfordert natürlich abseits technischer Fragestellungen auch neue Organisationsstrukturen, Planungs- und Managementprozesse im städtischen Infrastrukturbereich.

Smart-City-Konzepte sind ein Exportschlager

Das AIT Austrian Institute of Technology war maßgeblich an der Entwicklung eines Konzepts beteiligt, um Städte in ihrer Transformation zu Smart Cities zu unterstützen. Zahlreiche österreichische Städte wie Wien, Salzburg, Innsbruck, Linz und Graz, aber auch chinesische Metropolen wie Nanchang nutzen dieses Know-how bereits, um ihre Entwicklung in eine nachhaltige Richtung zu steuern. Darüber hinaus ist das AIT auch in allen relevanten europäischen Gremien vertreten und beteiligt sich damit aktiv an der Weichenstellung für ein nachhaltiges Energiesystem in Europa. Österreich übernimmt somit im Bereich Smart Cities bereits jetzt eine Vorreiterrolle auf internationaler Ebene. Die große Herausforderung besteht nun vor allem darin, diese Position auch in Zukunft zu halten und weiter auszubauen. Voraussetzung dafür ist eine interdisziplinäre und sektorübergreifende Infrastrukturforschung, die in ein hochinnovatives Gesamtsystem eingebettet ist. Die daraus resultierende Win-Win-Situation garantiert nicht nur eine nachhaltige Energiezukunft, sondern auch einen klaren Innovationsvorsprung und damit Wettbewerbsvorteil für die österreichische Wirtschaft.

Brigitte Bach ist Leiterin des Energy Departmens des Austrian Institute of Technology (AIT) und für strategische Entwicklung, Personal und Finanzen verantwortlich. Brigitte Bach schloss 1992 ihr Doktoratsstudium der technischen Physik an der Technischen Universität Wien ab und absolvierte ein postgraduales Studium in "Management Development and Communication" an der Donauuniversität Krems. Sie begann ihre Karriere bei AIT 1999 und übernahm im Januar 2009 die Leitung des Energy Departments.

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