Technologietreiber Kopenhagen Wie die Bauelemente-Branche von Smart Cities profitiert

Autor / Redakteur: Beate Lorenzoni * / Margit Kuther

Kopenhagen zählt zu den Smart-City-Vorreitern. Bis 2025 möchte die dänische Metropole als erste Hauptstadt der Welt klimaneutral sein. Dafür sind zahlreiche Investitionen erforderlich.

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Kopenhagen bei Nacht: Rund die Hälfte der bestehenden 20.000 Lampen und 8.000 Leuchtenmasten soll innerhalb von 26 Monaten gegen energieeffiziente, vernetzte LED-Leuchten ausgetauscht werden
Kopenhagen bei Nacht: Rund die Hälfte der bestehenden 20.000 Lampen und 8.000 Leuchtenmasten soll innerhalb von 26 Monaten gegen energieeffiziente, vernetzte LED-Leuchten ausgetauscht werden
(Bild: © paka1 - Fotolia)

Auf allen Kontinenten wächst die Zahl der Smart Cities. Angetrieben durch demografischen Wandel und Verstädterung – 2050 sollen rund 70% aller Menschen in Städten leben - sind die Kommunen auf der Suche nach neuen Konzepten für niedrigen Energieverbrauch und eine moderne Infrastruktur, die dem Einwohnerzuwachs standhält.

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So prognostiziert IDC den Vormarsch der Smart City mit Voraussagen für 2014: Die Städte werden 15 bis 20% ihrer IT-Aufwendungen in die Cloud stecken, die Investitionen in Internet-of-Things als ‚Enabler Technologie‘ auf weltweit 265 Mrd. US$ ansteigen, und 45% aller Big-Data-Anwendungen werden sich auf die Bereiche finanzielle Entwicklung, Öffentliche Sicherheit und Transport konzentrieren. (Quelle: IDC Government Insights Releases Top 10 Worldwide Smart Cities Predictions for 2014)

Kopenhagen, Vorreiter bei den Smart Cities

Zu den Smart-City-Vorreitern in Europa zählt Kopenhagen. Bis 2025 möchte die dänische Metropole als erste Hauptstadt der Welt klimaneutral sein. Das bedeutet: Die Stadt stößt nur so viel CO2 und andere Klimagase aus, wie sie selbst in Parks und mit Technik binden kann, und produziert so viel grüne Energie, dass auch das Umland davon profitiert.

Mit weniger als zwei Tonnen pro Kopf hat sie bereits heute den geringsten Kohlenstoff-Gesamtausstoß weltweit. Dahinter steht eine Kombination aus Energieeinsparungen und Umrüstungen auf erneuerbare Energien. So konnten die CO2-Emissionen auf 40%, das Doppelte des für 2015 veranschlagten Zwischenziels, gesenkt werden.

Um das zu erreichen, hat Kopenhagen einen Klimaplan 2025 mit vielen Sustainability Projekten ins Leben gerufen, der u.a. die Nutzung von klimafreundlicher Fernwärme, Stromproduktion über Windanlagen, die Reduzierung des Energieverbrauchs in Gebäuden, die effizientere Beleuchtung und ein ausgeklügeltes Verkehrssystem umfasst. Welche große Rolle dabei neue Technologien und damit elektronische Bauelemente spielen, zeigen nachfolgende Bespiele.

Street-Light-Projekt: LED-Leuchten mit IP-Adresse

Rund die Hälfte der bestehenden Straßenleuchten – konkret 20.000 Lampen und 8.000 Leuchtenmasten – sollen in einem Zeitraum von nur 26 Monaten gegen energieeffiziente LED-basierte Leuchten ausgetauscht werden, die untereinander vernetzt sind.

Jede der 20.000 LEDs besitzt eine eigene IP-Adresse und kann separat überwacht werden – neigt sich ihre Kapazität dem Ende, wird sie gezielt ausgetauscht. Eingebaute Sensoren zeigen an, welche Straßenlaterne wann leuchten soll und wieder ausgeschaltet werden kann. Dies beschränkt sich nicht nur auf die natürlichen Lichtverhältnisse, sondern berücksichtigt auch die Nutzung:

Ist die Straße nachts völlig leer, wird das Licht gedimmt, nähert sich ein Passant, wird es hochgefahren. Das senkt den Energieverbrauch um bis zu 57% Prozent und garantiert zusätzliche Sicherheit.

Die Steuerung erfolgt über die MUSE Urban Maintenance Tracking Software, eine Netzwerk-basierte, sichere kabellose Technologie.

Ein Masterplan für die nächtliche Stadtbeleuchtung beinhaltet ein stimmiges Lichtdesign, um die Lichtverschmutzung in den Nachstunden gezielt zu senken. Die Sensoren können auch potenziell gefährliche Giftstoffe in der Luft wahrnehmen und melden, wenn Straßenaktivitäten einen Polizeieinsatz erfordern.

Straßenbeleuchtung mit veränderbarer Helligkeit

Weil ein Großteil der Verkehrsunfälle aufgrund von schlechter Beleuchtung passiert, und zwei Drittel der Verletzten oder sogar Toten unter Radfahrern und Passanten zu beklagen sind, haben die Stadtväter die ‚Intelligente Straßenbeleuchtung‘ ins Leben gerufen – die Synergie zwischen Straßenbeleuchtung und Lichtsignalanlagen.

In einem Pilotprojekt von April bis Juni 2014 testete man auf der am meisten befahrenen Kreuzung (H.C. Andersens Boulevard und Tietgensgade) eine variable Beleuchtung: Bei grünem Ampellicht für die Radfahrer wurde auch die Straßenbeleuchtung zu Abend- und Nachtzeiten heller. Auf diese Weise war der Radweg hell erleuchtet, sobald sich ein Radfahrer der Ampel näherte. Das bewirkte, dass Autofahrer stärker auf die Radler aufmerksam wurden und der Stromverbrauch sinkt, weil die Straßenbeleuchtung nicht die ganze Zeit voll leuchten mussten.

Die Ergebnisse belegten, dass die Kommunikation zwischen der Straßenbeleuchtung und Lichtsignalanlagen technisch möglich ist, und es Synergien zwischen beiden Systemen gibt.

Intelligentes Verkehrssystem reduziert den CO2-Ausstoß

Auf moderner Technologie basiert auch das umfassende Verkehrskonzept von Kopenhagen: Derzeit sind 21% der CO2-Emissionen auf den Verkehr zurückzuführen, bis 2015 soll der Anteil auf 10% schrumpfen. Dazu werden alle 365 Kreuzungen in der Stadt modernisiert und technisch verbessert, einschließlich der Installation einer auf dem ITS (Intelligent Transport Systems) basierenden Verkehrsführung, die an der Technischen Universität von Dänemark in Workshops getestet wurde.

Sie bildet die Positionen und Routen der Straßennutzer in der City ab. Über WiFi Access Points werden die Mobiltelefone der Straßennutzer anonym erfasst und lokalisiert. Die gesammelten Daten laufen kontinuierlich über das Netzwerk der Straßenbeleuchtung an eine Verkehrszentrale. Hier erfolgt die Analyse nach Standort, Route und Geschwindigkeit und darüber die Definition der verschiedenen Straßennutzer: Fußgänger, Radfahrer und Autofahrer.

Die so erfassten Bewegungsprofile tragen zur Optimierung der gesamten Mobilität und der Sicherheit bei und gewährleisten ein effizienteres Verkehrsmanagement, das durch Staus entstehende Kosten, Benzinverbrauch und Abgase verringert.

Die Idee hinter dem Verkehrsinformationssystem ist, alle Transportvarianten wie ÖPNV, Autos, Fahrräder und Fahrgemeinschaften in die Tagesplanung einzubeziehen. Dazu liefert ein Echtzeitsystem Informationen über Verkehr, Staus und freie Parkplätze; der Zugriff darauf erfolgt über eine mobile App oder auf interaktiven Parkplätzen.

Zugleich liefert es der Kommune und den Verantwortlichen eine Übersicht über den Verkehr, um diesen besser zu steuern, so dass er schnell und sicher abläuft.

Grüne Welle für Radfahrer und Busse

Derzeit nutzen rund 41% der Stadtbewohner das Rad, um zur Arbeit oder Ausbildung zu fahren. Um den Anteil auf 50% zu steigern, bietet das ITS echten Mehrwert mit dem ‚Cyclist Information System‘: Spezielle ‚Radfahrer‘-Schilder weisen auf die Verkehrslage hin und schlagen bei z.B. Stau, Unfall, Bauarbeiten eine alternative Route vor.

Das System soll auch die Idealgeschwindigkeit für die ‚Grüne Welle‘ vorschlagen, ausgehend von der gemessenen Ist-Geschwindigkeit. Aktuelle Verkehrsinformationen liefert eine mobile App – für die Smart Devices ist eine eigene Halterung am Fahrrad vorgesehen, so ist man auch während der Fahrt immer aktuell informiert.

Um auch bisherige Nicht-Radfahrer zu überzeugen, wurden dänische Familien eingeladen, über die nächsten Jahre elektrische Fahrräder als tägliches Fortbewegungsmittel und damit als Alternative zum Auto zu testen.

Schnellfahrspuren für öffentliche Verkehrsmittel

Fast verdreifachen möchte Kopenhagen die Anzahl der Nutzer von öffentlichen Verkehrsmitteln bis 2018 im Vergleich mit 2010. Dabei setzt man vor allem bei Bussen auf alternative Antriebe wie Elektro, Wasserstoff, Hybrid und andere (Biogas, ...).

Um im Stau stehende Busse zu vermeiden, setzt Kopenhagen auf eigene Priority Lanes. Sollten also die Busse voll besetzt oder verspätet sein, kommen auf diesen besonderen Schnellfahrspuren spezielle Grünsignale zum Einsatz, die auf einem verstärkten Datenaustausch zwischen Ampelanlagen und den Bussen basieren.

In einer Simulation dieser ‚intelligenten Priorisierung‘ der Busse im April 2014 zeigte sich u.a., dass sich Verspätungen um bis zu 25% verringern lassen, wenn das Grünlicht zwischen 8 und 30 Sekunden (je nach Notwendigkeit) länger leuchtet als bisher.

Investitionen in moderne Technologien sind unerlässlich

Neben diesen Beispielen enthält der Klimaplan 2025 viele weitere Projekte, die sich zum Teil in der Testphase oder bereits in der Umsetzung befinden. Voraussetzung sind Investitionen in moderne Technologien, die sich in puncto Klima, Umgebung, Gesundheit der Anwohner und Wirtschaft amortisieren.

Während sich einige Anlagen positiv auf Energieverbrauch auswirken, bilden andere die Basis für viele neue Jobs der Zukunft. Die neuen Lösungen, die Kopenhagen entwickelt und testet, bieten auch anderen Smart Cities auf der ganzen Welt ein einzigartiges Potenzial zur Nachahmung.

Schon heute zählt die dänische Hauptstadt laut U-Klimastrategen Boyd Cohen zu den smartesten Cities in Europa, vor Wien, Amsterdam und Barcelona, und dient als Vorbild für viele andere Städte, die lebenswerter und umweltfreundlicher werden wollen.

* Beate Lorenzoni ist Inhaberin der Agentur Lorenzoni

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