Initiiert wurde das Vorhaben von Living PlanIT, einem Beratungsunternehmen, das sich nichts weniger als den Bau der für bis zu 250.000 Bewohner ausgelegten intelligenten Forschungsstadt zum Ziel gesetzt hat. »Wie können wir neue Techniken im großen Maßstab in Städte bringen?«, fragt Thierry Martens, Vizepräsident von Living PlanIT.

Wer jetzt glaubt, dass es vor allem darauf ankommt, neue Techniken zu entwickeln, der irrt. Es kommt vor allem darauf an, dass die Bauträger und vor allem die Banken, die sie finanzieren, davon überzeugt sind, etwas Sinnvolles zu tun. Außerdem ist es wichtig, überhaupt einen Dialog zu eröffnen - denn Immobilienentwickler und Banken auf der einen Seite, die Elektronik- und IT-Industrie auf der anderen Seite leben in verschiedenen Welten und in Kulturen, die unterschiedlicher nicht sein könnten. Selbst die heute führenden High-Tech-Firmen sind vor vergleichsweise kurzer Zeit als Start-ups entstanden und wurden mit Risikokapital finanziert.

Dagegen finanzieren Immobilenfirmen ihre Vorhaben über Bankkredite, Risiken einzugehen ist eher verpönt. »Große Gebäude werden im Wesentlichen immer noch so gebaut wie vor 40 Jahren«, sagt Martens. Elektronik und IT findet nur rudimentär Einsatz, vor allem in Rolltreppen, Fahrstühlen sowie etwas in Heizung und Klimaanlagen. Das alles macht ungefähr fünf Prozent der Baukosten insgesamt aus. »Die Bau- und Immobilienfirmen interessiert der Stahlpreis weit mehr als diese kümmerlichen fünf Prozent«, erklärt Martens. Allerdings ist es ausgesprochen schwierig, die kosten an diesem Fünf-Prozent-Anteil auch nur unwesentlich zu erhöhen, denn wenn Immobilienfirmen und Banken das Wort Technologie hören, dann schrecken sie entsetzt zurück – das würde ja Risiko bedeuten. Nur ein ganz kleiner Teil aus der Branche, wäre offen, sich überhaupt anzusehen, was die neuen Techniken im Städtebau ermöglichen. Aber auch für sie steht laut Martens vor allem eine Frage in Vordergrund: Was bedeutet das für mein Budget?

Bau einer R&D-City

Deshalb hat sich Living PlanIT entschlossen, eine Stadt zu bauen, eine R&D-City, die genau das zeigt: Wie lässt sich eine moderne Stadt bauen, die alle Möglichkeiten der modernen Technik nutzt, um ihre Energie intelligent zu erzeugen, um möglichst wenig Energie zu verbrauchen, die ihre Verkehrsströme intelligent lenkt und die ihren Bewohnern ein angenehmes Leben bietet. Und das ohne zusätzliche Kosten für den Bau. Was eine solche Stadt zunächst einmal braucht: Eine Unzahl von Sensoren. Sie müssen sowohl im Außenbereich, etwa für die Telematik, als auch in den Gebäuden verbaut werden. Und zwar von Anfang an. Nachträglich Sensoren in Gebäude einzubauen, wäre in vielen Fällen nicht möglich, auf jeden Fall aber viel zu teuer.

Living PlanIT verfolgt dabei ein modulares Baukonzept. Wenn Thierry Martens sagt, dass sich seit 40 Jahren im Bausektor kaum etwas geändert habe, meint er, dass sich das modulare Konzept bisher kaum durchgesetzt habe. Er ist überzeugt, dass sich bei konsequenter Anwendung, die Baukosten drastisch reduzieren ließen. Das hätten andere Industrien ja schon vorgemacht. Diese Kostenreduktion könne man nutzen, um etwa Sensoren in die Gebäude zu integrieren. Das wäre gerade auch mit der modularen Bausweise besonders einfach, zum Beispiel bei Stress-Sensoren, die die Spannung in den tragenden Teilen der Gebäude messen. Sie säßen an Stellen, die nach Bauabschluss völlig unzugänglich wären, müssten aber ihre Daten verlässlich weitergeben – über mindestens 50 Jahre, ohne jede Wartung. Die zu lösenden technischen Herausforderungen sind dabei nicht entscheidend.

"Wichtig ist der horizontale Ansatz!"

Entscheidend ist, alle Sensoren in das Gesamtsystem zu integrieren und von Anfang an in die Konstruktion einzubinden. Auf diese Weise lässt sich verhindern, dass einzelne vertikal integrierte Inselsysteme entstehen, die dann zu unerwünschten Redundanzen führen. »Der horizontale Ansatz ist viel wichtiger als die vertikale Integration«, sagt Martens. Nur so ließen sich einerseits Kosten sparen, andererseits durchgängige Systeme schaffen. Ziel ist es, die Sensordaten – unabhängig davon, um welche Art von Sensoren es sich handelt – völlig transparent weiterzuverarbeiten.

Im Zentrum steht dabei das Urban Operating System (UOS), das Betriebssystem der intelligenten Stadt. Es bildet den Kern der horizontal integrierten Systeme. Die Sensordichte in einer solchen Stadt wäre indes beeindruckend: Martens rechnet mit einem Sensor pro Quadratfuß (rund 0,1 m²⁾. Bereits hier zeigt sich, dass Batterien kaum in Frage kämen, um sie zu betreiben - allein für den Tausch der leeren Batterien gegen volle wären unzählige Mitarbeiter notwendig.

Formal-1-Know-how für die intelligente Stadt

Um mit ganz unterschiedlichen Sensoren, die ganz unterschiedliche Parameter mit ganz unterschiedlichen Methoden messen, zurecht zu kommen, hat Living PlanIT Know-how zugekauft – von McLaren. Das Formel-1-Team von McLaren hat sich über die vergangenen 20 Jahre ein umfangreiches Wissen über Telemetrie und Sensorsysteme aufgebaut – nicht nur für den Eigengebrauch sondern auch für die übrigen Teams im Rennsport. In einem Rennwagen sind rund 200 Sensoren verteilt. »McLaren weiß, wie man die Informationen aus den Sensoren herausholt, wie man die Daten weiterleitet, wie man die Sensoren aus der Ferne immer wieder neu kalibriert, sie arbeiten mit 5000 verschiedenen Sensortypen«, sagt Martens. »Was in der Fromel 1 funktioniert, sollte auch in Städten klappen.«

Das ist nur ein Beispiel dafür, wie Living PlanIT sich die intelligente Stadt vorstellt. Das Unternehmen hat sich zum Ziel gesetzt, die bisher parallel lebenden Kulturen der Bauindustrie und der IT-Industrie zusammenzuführen. Gründer der Firma ist Steve Lewis, der zuvor an führenden Positionen bei IBM und Microsoft tätig war. Seine Erfahrungen sollen sich mit den von Immobilienfirmen innerhalb von Living PlanIT mischen. Insgesamt arbeitet Living PlanIT mit rund 900 Partnern zusammen.

Standort Portugal

Die Entscheidung für den Standort in der Nähe von Porto fiel laut Martens eher zufällig, hier kamen einige interessante Vorteile zusammen: Es steht genügend Land zur Verfügung, es gibt zwei Autobahnen, eine Bahnlinie zum Hafen nach Porto führt vorbei, der nächste große Flughafen ist 15 Minuten entfernt, bis nach Porto sind es 20 Minuten und es gibt vier Universitäten in der Nachbarschaft. Außerdem wird die Regierung von Portugal das Projekt unterstützen, nicht direkt finanziell, sondern vor allem über Regulierungen in Richtung Energieeffizienz und Nachhaltigkeit.

Übrigens geht der umfassende Ansatz von Living PlanIT über den Aufbau einer IT-Infrastruktur für die intelligente Stadt weit hinaus. Abfallmanagement ist ein weiterer wichtiger Punkt – wie lässt sich der Abfall aufbereiten, um ihn wieder zu verwenden oder sogar Geld damit zu verdienen? Und nicht nur Energie muss eine intelligente Stadt zur ihrer Versorgung ernten – auch Wasser spielt eine zentrale Rolle. Nebenbei: Um zu analysieren, wie sich zum Beispiel der Abfall zusammensetzt, sind wiederum Sensoren erforderlich.

Für die Hersteller von Energy Harvestern und drahtlosen Sensornetzen ergibt sich mit PlanIT Valley die große Chance, in einer realistischen Umgebung zu zeigen, welcher hohe Stellenwert ihren Produkten in einer intelligenten Stadt zukommt und welche neuen Möglichkeiten ihre Produkte eröffnen.

Und was wünscht sich Martens von den Herstellern aus dieser Branche? Die Antwort besteht aus einem Wort: Standards! 

Heinz Arnold, Energie&Technik