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In Deutschland sind die Stadtwerke starke Partner der Kommunen, auch beim Aufbau einer intelligenten Stadt. Eine ihrer Aufgaben ist es, sich vom klassischen Versorger zum digitalen Umsorger zu entwickeln. Das Thüga-Kompetenzcenter Innovation unterstützt die Stadtwerke dabei: Ihr Smart City-Baukasten bietet Lösungen für die verschiedensten Anwendungen. Wie sich diese umsetzen und kombinieren lassen, sollen jetzt zwei Thüga-Reallabore testen. Sie können Thüga-Partnerunternehmen als Blaupause für ihre eigene Smart City dienen.
Es ist das Kerngeschäft der Stadtwerke: Versorgungsinfrastruktur bereitstellen und betreiben. Das gilt auch für Breitband-Netze oder IoT (Internet of Things)-Funknetze, durch die Smart City-Anwendungen erst möglich werden und die neue Geschäftsmodelle eröffnen. Das Angebot einer IoT-Infrastruktur mit darauf aufbauenden Lösungen ist die logische Weiterentwicklung der Rolle von Stadtwerken.
Das Stadtwerk als Anwender und Anbieter von Smart City-Lösungen kann seine Kommune dabei unterstützen, deren Auftrag der kommunalen Daseinsvorsorge bestmöglich zu erfüllen – smarter, effizienter und kostengünstiger. Das kommt dem Bürger zugute. Für die Menschen wird der Lebensraum „Stadt“ dadurch lebenswerter, nachhaltiger – besser.
Thüga-Smart City-Baukasten
Die Partnerunternehmen der Thüga-Gruppe können von einem Baukasten mit unterschiedlichen Smart City-Lösungen profitieren – und dieser wächst stetig weiter. Das Thüga-Kompetenzcenter Innovation und die Thüga-Plattformen Thüga SmartService, E-MAKS und Thüga Energienetze entwickeln kontinuierlich mögliche Strategien, Anwendungsfälle und Umsetzungsmöglichkeiten.
Denn: Städte sind verschieden. Unterschiedliche Voraussetzungen erfordern unterschiedliche Lösungen. Während manche Städte unter hohem Verkehr und Parkplatznot ächzen, kämpfen andere mit Leerstand. Für manche Regionen steht Hochwasserprävention an oberster Stelle, andernorts gilt es mit geringen Wasserressourcen effizient zu wirtschaften und Verluste zu vermeiden.
Willkommen im Thüga-Reallabor
Um verschiedene Smart-City-Lösungen in der Praxis zu kombinieren und zu testen, starten im Mai zwei Thüga-Reallabore. Thüga-Partnerunternehmen konnten sich Anfang des Jahres um die Teilnahme bewerben, im April stimmten die Partner der Thüga-Innovationsplattform ab. Zwei Bewerber konnten sich durchsetzen: die Energieversorgung Mittelrhein AG (EVM) in Koblenz und die badenova AG & Co. KG (badenova) in Freiburg. Sie errichten in ihrem Versorgungsgebiet konkrete Smart City-Testfelder. Dazu erhalten sie finanzielle und personelle Unterstützung von Thüga. Ziel ist die Pilotierung und Demonstration von zwei oder mehreren anwendungsübergreifenden Projekten aus den Smart City-Bereichen Versorgen, Kommunikation, Mobilität und Wohnen. Thüga-Partnerunternehmen können im nächsten Schritt von diesen Erfahrungen lernen und profitieren.
Auf die Kommunikation kommt es an
Der Weg in die Smart City führt über moderne Kommunikationsnetze: Breitband, WLAN, LoRaWAN, meist aufeinander aufbauend oder miteinander kombiniert. Thüga unterstützt ihre Partnerunternehmen dabei, herauszufinden, welche Anwendungsfälle sie umsetzen wollen und können – und welche Infrastruktur dafür nötig ist. Sind das interne Anwendungsfälle zur Verbesserung der Effizienz? Oder möchte das Stadtwerk Dienstleistungen für Endkunden anbieten? Wie viele mögliche Kunden gibt es für eine bestimmte Dienstleistung? Sind Wettbewerber im Heimatmarkt vorhanden, die das heute schon günstiger oder besser können? Möchte das Stadtwerk die Infrastruktur selber aufbauen und betreiben oder nutzt es den Service eines Dritten? Es sind also zunächst einige strategische Fragen zu beantworten, die die Grundlage dafür bilden, welches Kommunikationsnetz aufgebaut werden soll.
LoRaWAN vernetzt das Internet der Dinge
Für die Smart City ist ein digitales Funknetz auf Basis von LoRaWAN (Long Range Wide Area Network) die ideale Technologie zur Vernetzung. Es ermöglicht die Digitalisierung bestehender Versorgungsinfrastrukturen und essentieller Aufgaben und Funktionen einer intelligenten Stadt. Für Stadtwerke ergeben sich daraus große Chancen für komplett neue Angebote und die Möglichkeit, sich als Vor-Ort-Versorger konsequent und nachhaltig weiterzuentwickeln.
LoRaWAN eröffnet ein enormes Potenzial für Kosteneffizienz und Mehrwertdienstleistungen: Strom-, Gas-, Wasser und Wärmezähler, die live Daten zur Verbrauchs- und Kostenoptimierung liefern, Sensorik in Versorgungsnetzen zur optimalen Netzsteuerung, Parkplätze und Abfallcontainer, die melden, wenn sie belegt oder voll sind und damit Suchverkehr oder Leerfahrten vermeiden.
Zahlreiche Smart City-Anwendungen denkbar
Was auch immer in den Bereichen Smart City, Smart Grid, Messwesen oder auch Industrie 4.0 gemessen und kommuniziert werden soll, ist denkbar: So können Störungen oder Vandalismus schneller und zielgerichteter behoben werden, wenn Gasstationen oder Trafohäuschen mit Sensoren ausgestattet sind. Smarte Müllcontainer melden, wenn sie voll sind, Straßenleuchten senden Nachrichten, wenn ihre LED nicht mehr funktionieren. Auch Umweltdaten wie zum Beispiel Feinstaub aus dem Straßenverkehr können flächendeckend kontrolliert werden. Im Messwesen ermöglicht es eine bequeme und kosteneffektivere Zählerauslesung. Der Ablesetermin vor Ort kann entfallen und der Abrechnungsprozess komplett digitalisiert werden. IoT-Technologie versetzt Versorgungsunternehmen so einerseits in die Lage, durch Digitalisierung und Automatisierung ihre Effizienz zu steigern, andererseits aber auch neue Produkte und Dienstleistungen für Kunden und Kommunen zu bieten.
Smart City-Anwendungen der Thüga-Gruppe und Thüga-Reallabor:
LoRaWan-Bodensensoren melden Autofahrern freie Parkplätze über digitale Anzeigentafeln und per App. ©evm/Sascha Ditscher
Was ist eine Smart City?
„Wir überlegen dabei stets, was die Rolle von Stadtwerken, der Thüga, des Thüga-Verbundes und eventueller neuer Parter, wie zum Beispiel Start-Ups, ist. Wie müssen Produkte aussehen, damit wir Stadtwerke bestmöglich unterstützen können?“, sagt Florian Lieb, Projektmanager Thüga Innovationsmanagement.
Daraus ergibt sich die Notwendigkeit nach Schnittstellen in Bereiche, die einst voneinander getrennt waren. Dank des Internets der Dinge (Internet of Things, IoT) werden diese handhabbar. Das IoT vernetzt Sensoren zur Erhebung von Informationen und Daten durch eine stets und überall verfügbare Netzwerkverbindung zur Übertragung. Im nächsten Schritt veredeln verschiedene Funktionen die gewonnenen Daten – denn Daten zu erheben ist kein Selbstzweck, sondern soll konkreten und praktischen Nutzen schaffen. All das ist heute schon möglich. Einer Smart City steht damit eigentlich nichts mehr im Weg. Doch vor der Umsetzung von Projekten, gilt es neben Anforderungen und dem konkreten Nutzen auch so einfache Dinge, wie Begrifflichkeiten zu klären: Allein der Begriff Smart City ist weit verbreitet, jedoch nicht allgemeingültig definiert und beschreibt verschiedenste Ausprägungen einer Vision. Aufmerksamkeit erzeugte der Begriff Smart City bisher vor allem durch asiatische Großprojekte.
Fraunhofer: Nachhaltigkeit als Motivation
Nach einer Definition der Fraunhofer-Gesellschaft ist eine Smart City eine „informierte, vernetzte, mobile, sichere und nachhaltige Stadt“. Um im Rahmen des Beitrags ein Verständnis dafür zu entwickeln, lässt sich das Smart City-Konzept an dieser Stelle als sogenanntes System von Systemen zusammenfassen, deren Vision die „effiziente und nachhaltige Vernetzung von Umwelt, Energie, Verkehr und Bürgern durch Technologie und Daten“ darstellt. Eine Stadt oder Gemeinde, die ihre Zukunft nach dem Prinzip der Nachhaltigkeit aktiv gestaltet und dabei die Bedürfnisse und Wünsche ihrer Stadtbewohner in den Mittelpunkt stellt, ist der Ausgangspunkt smarter Stadtentwicklung. Eine der Basis-Technologien für diese Aufgabe ist das öffentliche WLAN.