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Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April 2011 Dr. Rittmar von Helmolt Bundesverband Smart City e.V.

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Page 1: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung

„Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“

Hannovermesse, April 2011Dr. Rittmar von HelmoltBundesverband Smart City e.V.

Page 2: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Globale Megatrends erfordern lokale Antworten und LösungenFünf Megatrends, die nachhaltig auf die Stadtentwicklung wirken:• Demografischer Wandel• Urbanisierung• Energiewandel

– Ersetzen fossiler Energieträger durch regenerative Quellen– Energiespeicherung fluktuierender Quellen– Ersatz von Großkraftwerken durch dezentrale Einheiten

• Neue Mobilitätsmuster– Global zunehmende Mobilität– Ausbau der Mobilitäts-Infrastruktur– Alternative Antriebe, Elektromobilität

• Digitales Leben– Vernetzung der virtuellen und realen Welt– Ubiquitäre computerbasierte Intelligenz– Konvergenz von Technologien

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Mobilität: Gegenläufige Trends (Europa)

Urbanisierung

SchrumpfenDer Bevölkerung im ländlichen Raum

Angepasste Infrastrukturlösungen- Geteilte Nutzung- Neue Mobilitätsdienstleistungen

Wachstumder Zentren

Urbane Mobilität- Kleinfahrzeuge- Geteilte Nutzung- ÖPNV- Fußgänger- und Fahrradverkehr

Rinspeed Opel General Motors Detroit People Mover

Page 4: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Energiewandel:Beispiel Dänemark

Quelle: Siemens AG, 2008

1980 2005

Page 5: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Wie klein können energie-autarke Einheiten sein?

• Bedeutung der zentralen Energieerzeugung wird geringer• Regenerative Energie dezentrale Energieerzeugung

Mittel zur Beschaffung von Energieträgern fließen nicht mehr aus den Regionen ab

Aber: Kann eine Stadt sich selbst mit vor Ortregenerativ erzeugter Energie versorgen?

Investition (vorab)

Eingesparte Brennstoff-kosten (zukünftig)

Page 6: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Kann sich eine Stadt autonom mit regenerativ erzeugter Energie versorgen?

Energiebedarf FrankfurtsFläche 248 km², knapp 700000 Einwohner Energiebedarf von 691518 Menschen:

20 TWh/Jahr

Potential zur EnergieerzeugungSolarstrom von 248 km²: ca. 25 TWh/Jahr* (Windstrom eher weniger) Wie sinnvoll ist das?

Die Stadt braucht auch in Zukunft die Versorgung von außen – auch mit Energie

*Solarstrom-Ertrag max. ca. 100 - 120 kWh/Jahr m² (M. Kaltschmitt et al., 2006)∙

Masdar City: Selbst dort ist Versorgung von ausseralb nötig

Page 7: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Wasserstoff als Langzeit-Energiespeicher

Beispiel: Hybridkraftwerk (Enertrag)

Page 8: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Kein Science Fiction: Wasserstoff-Speicher in Salzkaverne (Texas)

Datengrundlage:

Speicherkapazität: 70,8 Mio. m3

Nutzbares Volumen: 39,6 Mio. m3

Max. Speicherdruck: 150 barArbeitsdruck: 55 – 150 barFüllrate: ~ 2,1 Mio. m3/TagEntnahmerate: druckabhängigInbetriebnahme: Q4 2007

H2 von Produktionsquelle

H2 an Kunden

Deckschicht

H2-Speicherung Salzdom Quelle: Praxair Canada Inc.

Energiespeicher-Äquivalent 210 GWh ca. 1% des Jahres-Energiebedarfs

von Frankfurt

Zum Vergleich:Großer Pumpspeicher: 8 GWh1 Mio. E-Fahrzeuge: 20 GWhAlle Pumpspeicher in D: 40 GWh

Page 9: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Brennstoffzellen-fahrzeuge

Hohe Reichweite ohne Einschränkungbei Fahrzeuggröße/Funktionalität

Jederzeit null Emissionen

Schnelle Betankung (3 Min.),entkoppelt vom Parken

Opel HydroGen4 (Adam Opel AG)

Page 10: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Die „Smart City“ ist nicht autark, sondern intelligent vernetzt

• Intelligente Einbindung von Gebäuden in die (vorhandenen) Siedlungsstrukturen– Sinnvolle Anbindung an Verkehrssystem– Stadtplanung und Verkehrsvermeidung– Nutzung Regionaler Wärmequellen, Nahwärmeversorgung– Lokale Speicherung von Energie statt Ausbau des Verteilnetzes

• Vernetzung der Stadt mit der umliegenden Region

• Gemeinsame Zielsetzung für die Region (statt Optimierung jeder Kommune für sich selbst)

Die „Smart City“ besteht nicht aus energieautarken Einzelobjekten, sondern reduziert durch systemische Optimierung und Vernetzung den „energetischen Fußabdruck“ der gesamten Region.

Page 11: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Smart City – mehr als die Summe der Teile

Infrastruktur

Smart CityCluster

Gebäude

Information & Kommunikation

Energie Mobilität

ThemenTechnologien

Stadt- entwicklung

Themenfelder des Bundesverbandes Smart City

Page 12: Smart City - intelligentes Zusammenspiel der Themen Energie, Mobilität und Stadtentwicklung „Hydrogen Cities – Wasserstoffstädte“ Hannovermesse, April

Bundesverband Smart City e.V.Dr. Rittmar von [email protected]

www.bundesverband-smart-city.de