Από ενεργειακής άποψης, οι πόλεις καταναλώνουν σημαντικούς πόρους. Μπορεί να βελτιστοποιούν εξαιρετικά την κατά κεφαλήν κατανάλωση λόγω της υψηλής πυκνότητας πληθυσμού, ωστόσο αυτό δεν θα είναι αρκετό για να λειτουργήσει αποτελεσματικά η απανθρακοποίηση. Σε έναν κόσμο που τροφοδοτείται όλο και περισσότερο από ανανεώσιμες πηγές ενέργειας, οι υποδομές των πόλεων πρέπει να γίνουν έξυπνες και διασυνδεδεμένες, όχι μόνο για την περαιτέρω μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και τη μείωση των εκπομπών άνθρακα, αλλά και για την παροχή μεγαλύτερης ευελιξίας στο ηλεκτρικό δίκτυο. Επιπλέον, η έξυπνη τεχνολογία έχει τη δυνατότητα να κάνει τις πόλεις πιο βιώσιμες, ανθεκτικές και ασφαλείς.
Συνδέοντας τις πληροφορίες
Για μεγάλο χρονικό διάστημα, οι διάφοροι τομείς υποδομών έχουν ξεχωριστή διαχείριση. Ακόμη και στην εποχή του ICT, τα δεδομένα έχουν συλλεχθεί και αποθηκευτεί μαζικά. Οι έξυπνες πόλεις επιδιώκουν τώρα να συνδυάσουν τα δεδομένα από διαφορετικούς τομείς και να τα καταστήσουν προσβάσιμα στο cloud, δημιουργώντας έτσι οικοσυστήματα που θα πάνε την ψηφιοποίηση στις πόλεις στο επόμενο επίπεδο και επιτρέποντας νέους τρόπους αξιοποίησης των δεδομένων.
Πως και γίνεται αυτό; Ένα από τα πιο εντυπωσιακά παραδείγματα μέχρι σήμερα είναι το έργο Expo 2020 Dubai. Σε μια έκταση 4,38 τετραγωνικών χιλιομέτρων, δεδομένα από περισσότερα από 130 κτίρια και πάνω από 200.000 σημεία δεδομένων συλλέγονται από ένα λειτουργικό σύστημα IoT που βασίζεται στο cloud. Οι πληροφορίες που δημιουργεί χρησιμοποιούνται για ολοκληρωμένη διαχείριση τοποθεσιών, όπως ενέργεια, ασφάλεια, διαχείριση αποβλήτων, άρδευση, καθώς και ποιότητα αέρα εσωτερικού και εξωτερικού χώρου και φόρτιση eMobility. Αυτό επιτρέπει τον ολιστικό έλεγχο όλων των πτυχών των υποδομών.
Έξυπνα δίκτυα για τη μείωση της μεγάλης ζήτησης
Στην έξυπνη πόλη του μέλλοντος, τα κτίρια θα γίνουν ενεργό μέρος του ενεργειακού συστήματος. Αυτό είναι δυνατό μόνο όταν τα συμβατικά δίκτυα τροφοδοσίας συνδυαστούν με δίκτυα δεδομένων ή, με άλλα λόγια, όταν γίνουν έξυπνα. Αυτό έχει εφαρμοστεί, για παράδειγμα, σε ένα πιλοτικό έργο από την καναδική εταιρεία ηλεκτρικής ενέργειας μαζί με τη Siemens, η οποία διερεύνησε τις δυνατότητες της έξυπνης χρήσης των υποδομών ηλεκτρικής ενέργειας στον οικιακό τομέα. Στο έργο, η NB Power μετέφερε επιτυχώς τις κορυφές στιγμές ζήτησης φορτίου θέρμανσης με τη διαχείριση έξυπνων θερμοστατών και θερμοσιφώνων.
Το έργο καταδεικνύει πώς οι υπάρχουσες οικιακές υποδομές θερμότητας μπορούν να ενσωματωθούν σε ένα έξυπνο δίκτυο, το οποίο θα διαδραματίσει ενεργό ρόλο στην παροχή περισσότερης ευελιξίας στο δίκτυο, κάτι που θα αποτελεί προϋπόθεση για τη μετάβαση σε ένα πιο πράσινο μέλλον.
Ηλεκτρικό ρεύμα σε κτίρια και αυτοκίνητα
Η ηλεκτροκίνηση δεν θεωρείται μόνο κλειδί για την απανθρακοποίηση αλλά υπόσχεται επίσης να μετριάσει δύο άλλα σημαντικά ζητήματα των μεγάλων πόλεων: τον θόρυβο και την ατμοσφαιρική ρύπανση.
Ήδη, τα πρώτα μεγάλης κλίμακας έργα ηλεκτροκίνησης έχουν υλοποιηθεί με επιτυχία. Η μητρόπολη Σενζέν της Κίνας, για παράδειγμα, έχει ήδη υιοθετήσει την ηλεκτροκίνηση σε στόλο 16.000 λεωφορείων. Καθώς άλλες πόλεις ακολουθούν ήδη ή θα ακολουθήσουν το ίδιο, οι χώροι με υποδομές ολονύκτιας φόρτισης για εκατοντάδες λεωφορεία ή επαγγελματικά οχήματα θα γίνουν ένα σύνηθες φαινόμενο των μελλοντικών πόλεων, μαζί βέβαια και με τον αυξανόμενο αριθμό ιδιωτικών ηλεκτρικών αυτοκινήτων.
Αυτή η τάση παρατηρείται παράλληα με την αυξανόμενη ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας, προσθέτοντας επιπλέον πίεση στο δίκτυο. Με έξυπνα δίκτυα και τεχνολογία έξυπνης φόρτισης, ωστόσο, αυτό το υποτιθέμενο μειονέκτημα μπορεί να μετατραπεί σε πλεονέκτημα: Ήδη σήμερα, η έξυπνη φόρτιση επιτρέπει την επίτευξη βέλτιστου χρόνου φόρτισης ηλεκτρικών οχημάτων. Αυτό επιτρέπει, για παράδειγμα, την καλύτερη χρήση της μέγιστης παραγωγής φωτοβολταϊκών εγκαταστάσεων το μεσημέρι.
Παρόλα αυτά, για να λειτουργήσει το eMobility, η απλή τοποθέτηση σημείων φόρτισης δεν θα είναι επαρκής. Τα αποθέματα και η ζήτηση ενέργειας θα πρέπει να ληφθούν υπόψη, μαζί με την παραγωγή ενέργειας από ανανεώσιμες πηγές, την ενοποίηση της αποθήκευσης και τη δυνατότητα φόρτισης όπου κι αν βρίσκεται ένα σύστημα. Οι αποθήκες ενέργειας για τα λεωφορεία, για παράδειγμα, θα σχεδιαστούν καλύτερα ως έξυπνα μικροδίκτυα, με αποτέλεσμα να μετατραπούν σε έξυπνες υποδομές.
Οι ιδιωτικοί, εταιρικοί και δημόσιοι σταθμοί φόρτισης για ηλεκτρικά αυτοκίνητα θα πρέπει επίσης να γίνουν έξυπνοι, καθώς θα πρέπει να επικοινωνούν τόσο μεταξύ τους όσο και με διαφορετικά συστήματα, όπως αυτά της διαχείρισης κτιρίων. Όταν τα σημεία φόρτισης επικοινωνούν με τα κτίρια – και συνεπώς λαμβάνουν υπόψη την ενεργειακή ζήτηση των κτιρίων και των ηλεκτροκινητήρων – είναι δυνατόν να αποφευχθεί η υπερφόρτωση των υποδομών και η αποφυγή υπερβολικών χρεώσεων σε ώρες αιχμής.
Περιπτώσεις όπως το Expo 2020 Dubai, το έργο έξυπνου δικτύου της NB Power και διάφορα έργα eMobility σε όλο τον κόσμο καταδεικνύουν πώς, χάρη στην έξυπνη τεχνολογία, διάφοροι τομείς υποδομών μετατρέπονται σταδιακά σε ψηφιακά οικοσυστήματα. Αυτή η διαδικασία, όμως, δεν είναι αυτοσκοπός. Το σημαντικότερο πλεονέκτημά της είναι ότι συμβάλλει στην επίλυση ορισμένων από τις πιο πιεστικές προκλήσεις του σήμερα.
