Indsendt af
Danmarks Tekniske Universitet
Resumé
Det er grundtanken, at ”smarte bygninger” i fremtiden vil danne aktive komponenter i byens ”smarte hybernetværk” bestående af fysiske netværk, der understøttes af digitalt netværk og styres af den menneskelige organisering. Det vil være karakteristisk for den ”smarte by”, at de indgående elementer vil være meget adaptive og ressource- og energieffektive og at vejen dertil vil frembringe mange nye og innovative løsninger og forretningsmodeller til gavn for virksomheder og hele samfundet. Projektforslaget tager udgangspunkt i Danmark, men da urbaniseringen på global plan medfører en koncentration af energi- og ressourceforbrug på 80% i byer, vil løsninger være international anvendelige og dermed øge danske aktørers konkurrenceevne globalt.
Udfordring og muligheder
Urbaniseringen medfører, at fremtidens arbejdspladser, økonomien, energi- og ressourceforbruget i høj grad koncentreres i byerne. Derfor skal beskæftigelses- og klimaproblemer også løses i forhold til byer, hvilket vil medføre grundlæggende nye muligheder for effektivisering og innovation.
Byer består af bygninger og byggede infrastrukturer, som forbindes gennem uafhængige energi- og ressourcenetværk. Disse fysiske netværk tænkes koordineret og suppleret med et digitalt net til overordnet optimering og styring af den ”smarte” by.
Den smarte by bygges på viden som integrerer modeller, simulering, optimering og prædiktion i den smarte infrastruktur for hele systemet, men specielt også for bygningsmassen, der tilbyder store potentialer til udjævning af fremtidens fluktuerende energisystem. Gennem den overordnede integration adskiller nærværende femgangsmåde sig fra dagens sub-optimerede domænespecifikke metoder.
Fremgangsmåden kræver samarbejde mellem alle aktører – et netværk af interessenter for den smarte by: det offentlige og private erhverv, beboere, husejere, forsyningsvirksomheder, byggesektoren, industrien, forskningsenheder og meget mere, vil danne de normative rammer for de tekniske løsninger. Dette vil bl.a. kræve nye rammer, nye forretningsmodeller, værdikæder og innovative løsninger. Gennem projektet vil bygningsmassens bidrag blive afdækket og de enorme investeringer specielt i renovering vil kunne besluttes på et mere strategisk grundlag.
Målsætning
Der er vores grundlæggende forståelse, at de ambitiøse klimamål kun kan nås ved videnbaserede, innovative fremskridt, der favner kompleksiteten i de urbane miljøer, gennem multifunktionelle og multisektorielle løsninger. Her tilbyder bygningsmassen sig som en aktiv komponent til en optimeret helhedsløsning. For at styre en sådanne udvikling er der behov for indsigt i de komplekse forhold i byers netværk. Derfor er det centralt for projektet at skabe modeller og platforme, der giver dette indblik og kan kvalificere de mange beslutninger på vej til opnåelse af klimamål, herunder beslutninger om innovative investeringer og forretningsmodeller for private og offentlige aktører.
Innovationsbehov
Der er ikke muligt for en enkelt aktør, fra de involverede sektorer (el, varme, gas, VE, byggeri, transport, offentlig administration osv.) at overskue alle aspekter i byens forbrugs- og forsyningsstrukturer. Derfor er der behov for en stærk koordinering mellem de relevante aktører, der sikrer, at alle aspekter af den komplekse netværksstruktur i byer kan forstås i sin helhed – en forudsætning for næste innovationsbølge på ”smart”-området.
Udfordringerne er ikke kun organisatorisk, men ligeledes i forhold til standardisering af de mange involverede kommunikationsformer, protokoller og teknologier. En standardisering vil medføre en helt ny basis for forretningsmodeller og effektivitetsgevinster for forretning og samfundet.
Kravet til reduktion af bygningers energiforbrug i den givne planperiode kræver alternative og innovative løsninger, som involverer nybyggeri, renovering, samt nedrivning og nyetablering i en fart, som nuværende metoder ikke er i stand til. Derfor er der et udpræget behov for udvikling af effektive løsninger på området.
Tidshorisonten for udvikling er mellem 5-10 år. Uden offentlig initiering vil nærværende, komplekse problemstilling ikke blive håndteret. På basis af sammenfinansiering mellem offentlige og private aktører, vil hovedsagelig videninstitutioner skabe den nødvendige ramme til koordinering af de mange interesser. Den innovative skabelse af en fælles bymodel/videnplatform på tværs af de involverede byggede strukturer, netværk og forsyningsstrukturer vil strække sig over projektets første 3 år. Det vil danne grundlag for de optimeringer og beslutninger der skal tages de følgende år, herunder vitalisering af byggesektoren.
Den resulterende platform vil gør alle aktørerne i stand til at analysere konsekvenser af planlagte beslutninger på hele systemet og derigennem være i stand til at foretage en prioritering af deres investeringer og prioriteringer. Endvidere vil man være i stand til at styre vejen mod energimålene byggende på viden om helheden.
De danske forudsætninger
Danmarks størrelse, samt nærhed mellem aktørerne, muliggør et tværsektorielt samarbejde, som større lande ikke vil være i stand til. Endvidere er netværkstraditionen i Danmark historisk stærk forankret og viser sig ikke kun i samfundsstrukturelle fælleskab (velfærd), men også i en højtudviklet anvendelse af tekniske netværk som vand- og energiforsyning, og i de senere år også i form af IT-samfundet.
Disse egenskaber giver landet en unik mulighed for at udvikle, afprøve og markedsføre smarte komplekse infrastrukturer til byer.
Effekter og potentialer
Sammenholdes de ovenfor nævnte nationale fordele med de danske aktørers internationale styrkeområder inden for bl.a. energi, vand, infrastruktur, byggeri og rådgivning, så er potentialerne indlysende for at skabe tværsektorielle, multifunktionelle løsninger for den smarte by, hvor bygninger indgår som aktiv komponent i byens netværk og giver den danske byggesektor styrket konkurrencekraft.
Ved at sammentænke byens netværk, frigøres potentialerne for ressourceeffektiviteten, som er enorme. De erhvervsmæssige potentialer vil medføre helt nye konstellationer af centrale systemer i et fletværk med et utal specialiserede applikationer, der styrer de mange smarte komponenter i den smarte by, samtidigt med at der skabes erhvervsmuligheder for såvel for store internationale aktører og for mindre innovative virksomheder. Da urbaniseringen på global plan medfører en koncentration af energi- og ressourceforbrug på 80 % i byer, vil løsninger være international anvendelige og dermed øge danske aktørers konkurrenceevne globalt.