Έξυπνες πόλεις: Όταν η ψηφιοποίηση συναντά την ηλεκτροκίνηση

Φανταστείτε ότι μετακινείστε με δημόσια μέσα μεταφοράς συνδεδεμένα σε έναν cloud server στον οποίο μπορείτε να έχετε πρόσβαση μέσω εφαρμογών για να λαμβάνετε ενημερώσεις σε πραγματικό χρόνο. Φανταστείτε επίσης μια πόλη χωρίς αιθαλομίχλη, όπου τα φανάρια είναι βελτιστοποιημένα για τη μείωση της κυκλοφοριακής συμφόρησης και όπου τα φώτα του δρόμου σβήνουν όταν οι δρόμοι είναι άδειοι.

Αν αυτά ακούγονται καινοτόμα, τότε καλώς ήρθατε στην έξυπνη πόλη του μέλλοντος όπως την οραματίζεται η Eurelectric, η ευρωπαϊκή ένωση των εταιρειών ηλεκτρικής ενέργειας.

Σε κίνδυνο ο στόχος της ΕΕ για τις έξυπνες πόλεις μέχρι το 2030

Είναι γεγονός ότι οι σύγχρονες πόλεις μεγαλώνουν συνεχώς. Το Τμήμα Οικονομικών και Κοινωνικών Υποθέσεων των Ηνωμένων Εθνών (UN DESA) εκτιμά ότι το 55% του παγκόσμιου πληθυσμού ζει σε αστικές περιοχές, ποσοστό που προβλέπεται να αυξηθεί στο 68% έως το 2050. Αυτό θα επηρεάσει κάθε πτυχή της ζωής ενός πολίτη, από τις επιχειρηματικές αλληλεπιδράσεις έως την αστική κινητικότητα, τις δημόσιες υπηρεσίες και την ατομική ασφάλεια.

Για να αντιμετωπίσουν τις προκλήσεις που θέτει η αυξανόμενη αστικοποίηση, πολλές πόλεις στην Ευρώπη έχουν αρχίσει να υιοθετούν πρακτικές βιώσιμης ανάπτυξης με τη χρήση προηγμένων τεχνολογιών. Πρόκειται για μια ευκαιρία για τις πόλεις να βελτιώσουν την ποιότητα ζωής των ανθρώπων με προηγμένα τεχνολογικά εργαλεία.

Ωστόσο, αυτές οι συνεχώς εξελισσόμενες αστικές λύσεις θα απαιτήσουν τεράστια ποσότητα ενέργειας για να υλοποιηθούν. Σύμφωνα με το UN Habitat, οι πόλεις αντιπροσωπεύουν τα δύο τρίτα της παγκόσμιας ενεργειακής ζήτησης και το 70% των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα.

Επενδύσεις πάνω από 310 εκατ. ευρώ για τις «έξυπνες πόλεις»

Ως εκ τούτου, σύμφωνα με την Eurelectric, είναι ζωτικής σημασίας η ψηφιοποίηση των πόλεων να συμβαδίζει με την προώθηση της καθαρής και ανανεώσιμης ενέργειας.

Αλλά, τι κάνει μια πόλη έξυπνη;

Τι είναι και πώς λειτουργούν οι έξυπνες πόλεις;

Μια πόλη μπορεί να οριστεί ως έξυπνη όταν τροφοδοτείται από ψηφιακές λύσεις που είναι ευεργετικές για τον τρόπο ζωής των κατοίκων της.

Η έννοια των έξυπνων πόλεων χρονολογείται ήδη από τη δεκαετία του 1960, όταν το Community Analysis Bureau των ΗΠΑ άρχισε να συλλέγει δεδομένα μέσω αεροφωτογράφισης και ανάλυσής τους για τη βελτίωση των δημόσιων υπηρεσιών, καθώς και της ασφάλειας.

Για να γίνουν ευκολότερα κατανοητές οι δυνατότητες των έξυπνων πόλεων στην εφαρμογή βιώσιμων πρακτικών και στην ανταπόκριση στις ανάγκες του πληθυσμού, είναι σημαντικό να γνωρίζουμε ποιοι είναι οι βασικοί παράγοντες που δημιουργούν τη δομή μιας έξυπνης πόλης.

Βασικότερος όλων των παραγόντων αυτό που αποκαλούμε Τεχνολογίες Πληροφορικής και Επικοινωνιών, δηλαδή το σύνολο των τεχνολογικών λύσεων που επιτρέπει τη συλλογή, τη μετάδοση και την ανάλυση δεδομένων που θα χρησιμοποιηθούν από τους υπεύθυνους λήψης αποφάσεων για την ανάπτυξη έργων προσαρμοσμένων στις ανάγκες μιας κοινότητας. Οι εφαρμογές που συνδέονται με το cloud, για παράδειγμα, μπορούν να βοηθήσουν την ηγεσία μιας πόλης να αντιμετωπίσει τη δημόσια ασφάλεια ή να διαχειριστεί τις αστικές υπηρεσίες.

Κυρίαρχος σε αυτό το πλαίσιο ο ρόλος του Internet of Things (IoT) αλλά και της Τεχνητής Νοημοσύνης (AI) καθώς σε συνδυασμό με άλλα εργαλεία δημιουργούν μια ψηφιακή υποδομή με την οποία οι κάτοικοι μπορούν να αλληλοεπιδράσουν μέσω των συσκευών τους, με τη στενή έννοια, όπως ένα smartphone ή ακόμα και από τα αυτοκίνητα και τα σπίτια τους.

«Έξυπνες» πόλεις, οι πόλεις του μέλλοντος

Το παρόν και το μέλλον των έξυπνων πόλεων

Με την αστική πυκνότητα να αυξάνεται τις επόμενες τρεις δεκαετίες, θα ακολουθήσουν αρκετές περιβαλλοντικές, κοινωνικές και οικονομικές επιπτώσεις. Μοιραία η μετάπτωση στην «έξυπνη πόλη» θα βοηθήσει τις σύγχρονες μητροπόλεις να διαχειριστούν τις συγκεκριμένες επιπτώσεις.

Σήμερα, υπάρχει μια τεράστια γκάμα τεχνολογιών που μπορούν να επιτρέψουν στις πόλεις να γίνουν πιο έξυπνες. Αυτά μπορεί να περιλαμβάνουν οτιδήποτε, από αισθητήρες σε κάδους απορριμμάτων για να γίνει πιο αποτελεσματική η συλλογή απορριμμάτων, μέχρι αυτόματα φανάρια που ρυθμίζουν τις ροές των οχημάτων ή ψηφιοποιημένα μέσα μαζικής μεταφοράς.

Οι έξυπνες πόλεις μπορούν ακόμη και να συμβάλουν στη δημόσια ασφάλεια βελτιώνοντας την ετοιμότητα για ακραία καιρικά φαινόμενα. Οι έξυπνοι αισθητήρες, για παράδειγμα, μπορούν να παρακολουθούν περιοχές που υπόκεινται σε υψηλή έκθεση σε κλιματικούς κινδύνους και να παρέχουν έγκαιρη προειδοποίηση σε περίπτωση φυσικών καταστροφών όπως πλημμύρες, κατολισθήσεις, τυφώνες ή ξηρασίες.

Όχι μόνο οι έξυπνες πόλεις μπορούν να βελτιώσουν την ασφάλεια και την ποιότητα ζωής των πολιτών τους, αλλά μπορούν επίσης να αντιπροσωπεύουν ένα συγκεκριμένο μοντέλο για την επίτευξη μηδενικών εκπομπών εάν τροφοδοτούνται από καθαρή και ανανεώσιμη ενέργεια. Η οικοδόμηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος όπου οι ψηφιακές υπηρεσίες για τις μεταφορές, τα κτίρια και τις βιομηχανίες ηλεκτροδοτούνται άμεσα είναι ο καλύτερος τρόπος για τις πόλεις να μειώσουν το αποτύπωμά τους σε εκπομπές άνθρακα, ενώ αντιμετωπίζουν βιώσιμα την αυξανόμενη αστικοποίηση. Υπάρχουν ήδη αρκετές ευκαιρίες για να απελευθερωθούν αυτές οι συνέργειες.

Ελληνικές πόλεις που είναι ήδη «έξυπνες»

Όταν τα δεδομένα συναντούν τα… ηλεκτρόνια

Από τις μεταφορές μέχρι τη στέγαση και τη βιομηχανία, οι δυνατότητες για τις πόλεις να γίνουν πιο έξυπνες, πιο καθαρές και πιο ενεργειακά αποδοτικές είναι πολλές. Το κλειδί, σύμφωνα με την Eurelectric βρίσκεται στην υιοθέτηση ψηφιακών λύσεων που τροφοδοτούνται από καθαρή και ανανεώσιμη ηλεκτρική ενέργεια. Το ενδιαφέρον είναι ότι πολλές από τις συγκεκριμένες λύσεις είναι ήδη διαθέσιμες στην αγορά.

Αντλίες θερμότητας

Χαρακτηριστική περίπτωση οι αντλίες θερμότητας οι οποίες θα μπορούσαν να γίνουν τα συστήματα θέρμανσης των έξυπνων πόλεων του μέλλοντος. Χάρη στην υψηλή ενεργειακή τους απόδοση, το χαμηλό αποτύπωμα άνθρακα και τη βελτιωμένη ικανότητα τοποθέτησης σε εσωτερικούς χώρους, προσφέρουν μια ελκυστική εναλλακτική λύση στους λέβητες αερίου που ρυπαίνουν και μια έγκυρη απάντηση στην ανάγκη για φθηνότερη και καθαρότερη θέρμανση. Με την εγκατάσταση μιας αντλίας θερμότητας, τα νοικοκυριά και οι επιχειρήσεις μπορούν να μειώσουν το αποτύπωμα άνθρακα της θέρμανσης κατά 75% και ενδεχομένως να φτάσουν στο καθαρό μηδέν με ένα δίκτυο πλήρως απαλλαγμένο από τις εκπομπές άνθρακα.

Η ευελιξία αυτής της τεχνολογίας κάνει τις αντλίες θερμότητας να ταιριάζουν απόλυτα με ποικίλες ρυθμίσεις, όπως πολυκατοικίες, μη οικιστικά κτίρια και τηλεθέρμανση.

Σύμφωνα με το Power Barometer της Eurelectric, το 2021 οι πωλήσεις αντλιών θερμότητας στην Ευρώπη κατέγραψαν απότομη άνοδο 25%, φτάνοντας τις 2 εκατομμύρια μονάδες. Αυτό αντανακλά τη δυνατότητα για αυτές τις συσκευές να γίνουν το νέο βασικό σύστημα θέρμανσης και ψύξης στην Ευρώπη.

Προφανώς αυτοί οι αριθμοί δεν επαρκούν για την επίτευξη των στόχων της Ευρώπης για την απαλλαγή από τις εκπομπές άνθρακα. Για να γίνει αυτό οι πωλήσεις αντλιών θερμότητας θα πρέπει να επιταχυνθούν ώστε να φτάσουν τις 50 εκατομμύρια σωρευτικά μέχρι το 2030.

Στρεφόμαστε στην ηλεκτροκίνηση για να κάνουμε οικονομία

Έξυπνοι μετρητές

Ακολουθούν οι έξυπνοι μετρητές. Ουσιαστικά πρόκειται για την ηλεκτρική συσκευή που μετρά την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας, αερίου ή νερού σε ένα κτίριο ή χώρο. Σε αντίθεση με τους κανονικούς μετρητές, αυτές οι συσκευές έχουν μια προστιθέμενη αξία: μπορούν να προσφέρουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο για την κατανάλωση ενέργειας και να μεταφέρουν τις πληροφορίες στην εταιρεία κοινής ωφέλειας χρησιμοποιώντας ασύρματη σύνδεση.

Οι εταιρείες κοινής ωφέλειας μπορούν με τον τρόπο αυτό να ανακτήσουν δεδομένα σε πραγματικό χρόνο σχετικά με τη χρήση των πόρων, αντί να βασίζονται σε μετρήσεις που λαμβάνονται χειροκίνητα με την απλή ανάγνωση των μετρητών σε τακτά διαστήματα.

Όφελος έχουν και οι απλοί πολίτες καθώς οι έξυπνοι μετρητές επιτρέπουν την κατανόηση με μεγαλύτερη ακρίβεια της κατανάλωσης, χάρη στην αναλυτική και διαδραστική συλλογή δεδομένων σχετικά με τις ενεργειακές απαιτήσεις των νοικοκυριών και των επιχειρήσεων. Αυτό αυξάνει την επίγνωση των καταναλωτών σχετικά με τον τρόπο εξοικονόμησης ενέργειας και χρημάτων, ενθαρρύνοντάς τους να μειώσουν προληπτικά τις εκπομπές τους.

Η μελέτη της Eurelectric δείχνει περαιτέρω ότι οι έξυπνοι μετρητές μπορούν να βοηθήσουν τους καταναλωτές να εξοικονομήσουν ενέργεια κατά μέσο όρο κατά 10-15% όταν συνδέονται με συσκευές κλιματισμού, όπως ηλεκτρικές αντλίες θερμότητας ή μονάδες κλιματισμού.

Το πρώτο αυτοκίνητο υδρογόνου στους ελληνικούς δρόμους

Ηλεκτροκίνητα οχήματα

Τα ηλεκτρικά οχήματα (EVs) είναι ένα άλλο τυπικό χαρακτηριστικό σε μια έξυπνη πόλη και αναμένεται να γίνονται όλο και πιο κοινά σε όλη την Ευρώπη. Το 2020, το μέγεθος του συνολικού σταθμού οχημάτων της Ευρώπης ήταν 326 εκατομμύρια μονάδες, εκ των οποίων μόνο το 1% ήταν ηλεκτροκίνητα. Από τότε, ωστόσο, οι πωλήσεις ηλεκτρικών οχημάτων έχουν σημειώσει απότομη άνοδο καθώς οι ετήσιες πωλήσεις αυξήθηκαν κατά 349% μεταξύ των ετών 2019-2021.

Η έκθεση της Eurelectric για την ηλεκτροκίνηση αναφέρει ότι ενώ τα EV αντιπροσωπεύουν μόνο το 1,61% του στόλου επιβατικών αυτοκινήτων σήμερα, θα αποτελούν το 60% των νέων πωλήσεων έως το 2030, φτάνοντας τα 130 εκατομμύρια οχήματα το 2035.

Υπάρχουν πολλά πλεονεκτήματα για τις πόλεις να υιοθετήσουν ηλεκτρικά οχήματα για να αντικαταστήσουν τους κινητήρες εσωτερικής καύσης. Τα EV μετατρέπουν την ισχύ σε μηχανική ενέργεια. Αυτό επιτρέπει στα συγκεκριμένα οχήματα να είναι πολύ πιο αποδοτικά σε σχέση με τα οχήματα με κινητήρες που καταναλώνουν ορυκτά καύσιμα, καθώς καταναλώνουν μόνο το 25% της ενέργειας που χρησιμοποιείται συνήθως από τις μηχανές εσωτερικής καύσης.

Χάρη στις χαμηλές εκπομπές διοξειδίου του άνθρακα, τα ηλεκτρικά οχήματα είναι ένα αποτελεσματικό μέσο… απανθρακοποίησης για τον ευρωπαϊκό τομέα μεταφορών, ο οποίος παραδοσιακά εξαρτάται από ορυκτά καύσιμα, αντιπροσωπεύοντας το 20% των εκπομπών. Αυτά τα οχήματα βελτιώνουν επίσης την ποιότητα του αέρα και μειώνουν τον θόρυβο.

Τέλος, τα EV μπορούν να λειτουργούν παράλληλα με την ανάπτυξη άλλων ανανεώσιμων πηγών ενέργειας, διευκολύνοντας την ενσωμάτωσή τους στο δίκτυο διανομής. Οι μπαταρίες EV, για παράδειγμα, μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως «ευέλικτοι πάροχοι», αποθηκεύοντας ενέργεια όταν οι ανανεώσιμες πηγές ενέργειας είναι άφθονες και απελευθερώνοντάς την σε περιόδους αιχμής ζήτησης, συμβάλλοντας επομένως στην εξισορρόπηση του δικτύου.

Η πλειονότητα των επιχειρήσεων αύξησε τις επενδύσεις στη βιωσιμότητα

Έξυπνες πόλεις, παραδείγματα της νέας κανονικότητας

Οι έξυπνες πόλεις δεν πρέπει να παραμείνουν όνειρο του μέλλοντος, αλλά να γίνουν η νέα κανονικότητα. Αυτό συμβαίνει ήδη σε ορισμένες ευρωπαϊκές πόλεις.

Στο Μιλάνο, στον ιταλικό βορρά, δίπλα στο κέντρο της πρωτεύουσας της μόδας και των οικονομικών της Ιταλίας, στην περιοχή που φιλοξένησε την Παγκόσμια Έκθεση του 2015, το νέο Innovation District (MIND) πρόκειται σύντομα να ανοίξει τις πύλες του στον κόσμο.

Πρόκειται για μια ολόκληρη συνοικία με κατοικίες, γραφεία, καθώς και εκπαιδευτικά και δημόσια κτίρια που λειτουργούν εξ ολοκλήρου κάνοντας χρήση ψηφιακών λύσεων.

Συνδεδεμένη μέσω του cloud, της Τεχνητής Νοημοσύνης και του Internet of Things, αυτή η περιοχή πρόκειται να γίνει ουδέτερη ως προς τις εκπομπές άνθρακα έως το 2040 μέσω βιώσιμης αρχιτεκτονικής και ενεργειακής υποδομής. Αυτή η αστική λύση είναι ένα από τα πιο επιτυχημένα έργα στην Ευρώπη και θα αποτελέσει παράδειγμα για άλλες περιοχές μελλοντικά.

Άλλο παράδειγμα η σουηδική πόλη Λουντ. Εδώ εδρεύει το Medicon Village, ένα συγκρότημα έρευνας και ανάπτυξης βιοεπιστημών το οποίο χρησιμοποιεί μια τεχνολογία που συνδέει κτίρια μέσω ενός ευέλικτου δικτύου που χρησιμοποιεί αντλίες θερμότητας και μηχανήματα ψύξης για τη διανομή των ροών θερμικής ενέργειας σε γειτονιές, κωμοπόλεις ή πόλεις.

Πρόκειται για το Ectogrid της E.ON, μια τεχνολογία που λειτουργεί ως γιγάντια θερμική μπαταρία που επιτρέπει την προσαρμογή της θερμοκρασίας των κτιρίων ανάλογα με τη διαθεσιμότητα παροχής ανανεώσιμης ενέργειας ή οποιεσδήποτε συγκεκριμένες ανάγκες. Χάρη σε αυτό το σύστημα, κάθε κτίριο μπορεί να κάνει αποθέσεις ενέργειας στο δίκτυο ή να αποσύρει από αυτό ανάλογα με την πραγματική ανάγκη.

Όταν ολοκληρωθούν, τα 15 εμπορικά και οικιστικά κτίρια του Medicon Village θα δουν μείωση της κατανάλωσής τους κατά 78% και το συνολικό κόστος λειτουργίας θα μειωθεί σχεδόν κατά 20%.

Πηγή: Facebook

Τέλος, στο Όντενσε, στη Δανία, βρίσκεται το Odense Facebook Data Center το οποίο υιοθέτησε ένα καινοτόμο σύστημα για να ζεστάνει ολόκληρη την πόλη μέσω της Διαδικασίας Ανάκτησης Θερμότητας. Εδώ, ουσιαστικά η θερμότητα που παράγεται από τους server που αναλύουν δεδομένα της πλατφόρμας κοινωνικής δικτύωσης χρησιμοποιείται για την κάλυψη της ζήτησης θέρμανσης ολόκληρης της κοινότητας.

Αυτό είναι δυνατό χάρη σε έναν «ενάρετο κύκλο»: πρώτον, οι server του Κέντρου Δεδομένων τροφοδοτούνται από ανεμογεννήτριες συνδεδεμένες στο δίκτυο παροχής ηλεκτρικού ρεύματος. Δεύτερον, ο ζεστός αέρας που παράγεται από τους server κατευθύνεται απευθείας σε πηνία νερού. Το θερμαινόμενο νερό από το κέντρο δεδομένων, σε συνδυασμό με πρόσθετη ανανεώσιμη ενέργεια, χρησιμοποιείται στη συνέχεια σε μια εγκατάσταση αντλίας θερμότητας για τη δημιουργία ζεστού νερού για το δίκτυο τηλεθέρμανσης. Τέλος, το ζεστό νερό μεταφέρει τη θερμότητα στην κοινότητα μέσω του δικτύου τηλεθέρμανσης.

Το Odense Data Center είναι ένα παράδειγμα του πώς η χρήση ψηφιακών τεχνολογιών, σε συνδυασμό με λύσεις καθαρής ενέργειας, όπως αντλίες θερμότητας, μπορεί να κάνει το σύστημα θέρμανσης μιας πόλης έξυπνο.