Smart Cities la roadmap per le città sostenibili

Transcript

1 Smart Cities la roadmap per le città sostenibili Mauro Annunziato Sub-coordinatore European Joint Programme Smart Cities - EERA

2 La roadmap dello sviluppo integrato dell efficienza La strategia della Sostituzione La strategia dello Sviluppo Integrato consumi da fonte fossile negli usi finali sostituzione

3 L approccio sistemico

4 Cambiare il paradigma: i modelli dell approccio sistemico Ecobuilding Power Parks Smart Grids Smart Cities

5 il modello dei distretti energetici sostenibili micro-trigenerazione CHP ICT eco-buildings rinnovabili Eco-illuminazione

6 The Smart Grids Vision ICT Power Parks Ecobuildings, DG, Renewables

7 Smart City à à Smart Economy Smart Mobility Smart Participation Smart integration Smart Environment Smart Living Smart Energy

8 Il contesto europeo ed italiano

9 Le iniziative europee orientate alle Smart Cities UE 2020 Innovazione Agenda digitale Sviluppo sostenibile Smart City EERA Joint Programme (approvato nov. 2011, time: , 200 au/a) Smart City Stakeholders Platform (in fase di avvio: prima conferenza giugno 2012) Smart City Member State Initiative (avviata dic. 2012) Research & Dev Industry Government Covenant of Mayors (avviata 2009) Municipalities Urban Europe (in fase di avvio) Government + R&D Horizon 2020

10 Joint Programme Smart City Energy in Cities Urban City Related Supply Technologies Urban Energy Networks 27 countries anni uomo/anno Interactive Buildings coordinated by Italy (ENEA)

11 Smart City Italian Network Airen - EERA ENEA CNR Polit. di Torino Polit. di Milano Polit. Bari Polit. Marche Univ. Roma La Sapienza Univ. Roma Tre Università di Pisa 2 Univ. Napoli Università di Siena Univ. Chieti Fondazione Bordoni Radiolabs ENEL Loccioni Ericsson Telecom

12 Smart Cities/Smart Communities Italian Network Patto dei Sindaci ANCI AIREN-EERA (16 Università) Bando PON-REC Bandi Centro Nord Task Force Confindustria- ENEA Genova, Torino, Firenze, Bari, L Aquila,. PA Ricerca Città Imprese

13 Lo stato dell arte, i paradigmi e le problematiche

14 ACQUISIZIONI DOPO TRE ANNI DI SMART CITIES Smart cities ->+ smart communities Smart Society Sviluppo Sostenibile 2040 Dalla vision della città futura alla roadmap a step concreti Definiti meglio obiettivi e schemi

15 CITY 2.0 THE USER PRODUCED CITY plasmare la città sulle persone resource on demand flessibilità dei servizi e adattività

16 dalla tecnologia per l assenza... THE HUMAN ORIENTED TECHNOLOGY alla tecnologia per la partecipazione...

17 PROJECT ORIENTED Component oriented Project oriented Quale percorso?

18 PROJECT ORIENTED Come scegliere i progetti e collocarli nella roadmap? Indentificare progetti efficaci e replicabili (modelli di riferimento) Realizzare dimostratori su piccola scala Cosa vuol dire progetto maturo? Modello maturo? si Replicare su scala urbana no

19 Come validare i progetti / quando un progetto è maturo? Valore per la municipalità ed il cittadino Valore per le aziende (tecnologie e servizi)? DEFINIRE UN SISTEMA DI VALUTAZIONE QUANTITIVO E CONDIVISO Task Force Smart Cities Confindustria-ENEA - Indicatori valutazione - Mappa delle tipologie progettuali Valore per il sistema finanziario PA Valore per il Government (PA centrale, regionale) Ricerca Città Imprese

20 Quali caratteristiche deve avere il dimostratore? Costituire un modello per lo sviluppo della città e del territorio Modularità -> smart street, smart districts, smart buildings, urban network Rappresentare un segmento molto importante per la replicabilità Scala territoriale -> città, provincia, ampia cittadinanza Costituire una massa critica per raggiungere una significatività Investimento -> dimostratore e non facility sperimentale, concentrare gli sforzi Coinvolgere i vari attori della smart city Multidisciplinarità -> municipalità, filiera industriale, ricerca, finanza, cittadino

21 Le architetture tecnologiche

22 Actors & technologies for smart cities CITY government DECISION SUPPORT SYSTEMS City Government Campagne di misure Report annuali Pianificazioni periodiche Living Labs Monitoraggio e pianificazione continui Sensori a basso costo/consumo Trasmissione di dati innovativa Cloud Computing Nuove tecnologie

23 CITY government la stanza del sindaco (controllo del territorio, pianificazione, gestione emergenze) Modelli SVILUPPO EDILIZIO E PRODUTTIVO AMBIENTE ED EFFETTI CLIMATICI ENERGIA, ACQUA, RIFIUTI TRASPORTI E MOBILITÀ SICUREZZA SANITÀ ED ALIMENTAZIONE INFORMAZIONE AL CITTADINO CLOUD/OPEN DATA cittadino SENSOR NETWORKS TERRITORIALI FONTI DI DATI CITTADINI ED URBAN UTILITIES

24 Actors & technologies for smart cities CITY government DECISION SUPPORT SYSTEMS City Government CITY operation ICT NETWORKS URBAN SENSOR NETWORKS CLOUD/OPEN DATA PUBLIC VERTICAL URBAN NETWORKS LIGHTING City utilities CITY life SMART TECHNOLOGIES Citizen City services

25 Esempi progettuali

26 Piattaforma Integrata Upper level Architecture SCADA / HISTORIAN Data warehouse Field level Architecture

27 SMART LIGHTING TRAFFIC AND PEOPLE MONITORING MODELLING & HOURLY PREDICTION LIGHT CONTROL - ENERGY ON DEMAND -

28 Sperimentazione (Terni) Veicoli/ora (flusso medio) Rischio controllo convenzionale Rischio controllo adattivo Risparmio energetico controllo convenzionale Risparmio energetico controllo adattivo Strada % 1.5% 25% 39% Strada % 1.6% 25% 43% Strada % 0.9% 25% 28% Smart Lighting: risparmio energetico molto più alto (40 % contro 25 %) Sicurezza più elevata (si abbatte il rischio di scarsa illuminazine)

29 Lampione intelligente

30 La Rotonda Intelligente Costo: circa 80k (100 pezzi) Produzione solare: 5kW 6-9 MWh/anno = 3-4 k /anno Ripetitore radio per le comunicazioni = ca 10 k /anno Ritorno economico da illuminazione, arredamento, ecc

31 SMARTLIGHTING & MOBILITY TRAFFIC AND PEOPLE MONITORING CITY CONTROL ROOM INFOMOBILITY

32 Un modello per la Smart Street Sensori a terra (interfaccia con pali intelligenti ZigBee) Sensori visivi (montati su pali intelligenti) Satellite (GPS satellitari, Cellulari) Data Fusion + Modellazione rete -> ricostruzione flussi/tempi percorrenza Monitoraggio traffico ed infomobilità Regolazione adattiva illuminazione pubblica

33 Supporto a flotte di veicoli elettrici smart

34 AIR MONITORING SMART ENVIRONMENT INFO- ENVIRONMENT ENVIRONMENT CONTROL MOBILE ENVIRONMENT SYSTEM

35 Interactive Building Network Passive Building Nearly Zero Energy Building dall edificio passivo/attivo alla rete di smart buildings interattivi Creare una infrastruttura urbana per la interazione tra edifici e rete

36 Building Network Management MANAGMENT OPTIMIZATION DIAGNOSTICS City Digital Infrastructure REMOTE MONITORING Diagnostics intelligence Urban hub

37 Diagnostica remota Dispersioni edifici tali da determinare forti margini di intervento Guasti nei sensori che conducono a forti sprechi di energia Non ottimale impostazione del sistema di gestione automatica Errati comportamenti umani CONSUMO SPECIFICO [kwh e /m 2 ] III=652 filiali IV=1538 filiali I=374 filiali (12%) II=591 filiali CONSUMO TOTALE [kwh e ] Esempio di una rete di edifici (studio su 3155 filiali bancarie, Politecnico Torino)

38 Building Network Remote Diagnostics Risalire dai sintomi alle cause PREPROCESSING SITUATION ASSESSMENT CAUSES Sintomo o anomalia riscontrabile attraverso la lettura dei dati di monitoraggio Individuazione dell evento origine del sintomo Causa effettiva dell evento P1. Picco di consumo energia elettrica (illuminazione) P2. Picco di consumo energia elettrica (climatizzazione) P3. Picco di consumo energia termica o risorsa energetica (riscaldamento) P4. Picco di consumo energia termica (raffreddamento) P5. Trend anomalo di energia termica rispetto all andamento storico ricorrente (riscaldamento) S4 P6. Trend anomalo di energia termica rispetto all andamento storico ricorrente (raffreddamento) P5 P16 P17 P18 P7. Trend anomalo di energia elettrica rispetto all andamento storico P6 ricorrente (raffreddamento) P8. Trend anomalo di energia elettrica rispetto all andamento storico ricorrente (illuminazione) P9. Cambio del valore medio di potenza elettrica assorbita (illuminazione) P10. Cambio del valore medio di potenza elettrica assorbita (raffreddamento) S1. Accensione contemporanea di un numero anomalo di utenze elettriche rispetto al livello di occupazione (illuminazione) S2. Accensione impianti, strumentazione o terminali per il riscaldamento al di fuori dell orario previsto di funzionamento S3. Accensione contemporanea di un numero anomalo di utenze elettriche rispetto al livello di occupazione (f.e.m) S4. Immissione incontrollata di aria esterna (apertura finestre) C5 S5. Impostazione anomala set-point termostato locale S6 S5 S6. Accensione impianti, strumentazione o terminali per il raffrescamento al di fuori dell orario previsto di funzionamento S7. Accensione utenze elettriche locali al di fuori degli orari di P7 P10 lavoro P12 (f.e.m) P16 P17 S8. Accensione apparecchi di P5 P11 illuminazione degli spazi comuni al di fuori degli orari di lavoro S9. Elevate perdite energetiche al sottosistema di distribuzione S10. Locali serviti dall impianto di illuminazione in assenza di occupanti C1. Sostituzione apparecchi di illuminazione con altri di diversa potenza C2. Guasto dell orologio in centrale termica C3. Guasto localizzato impianto termico (malfunzionamento o rottura delle pompe di circolazione) per il circuito di riscaldamento C4. Guasto localizzato impianto termico (malfunzionamento o rottura ventilatori) C5. Guasto localizzato impianto termico (malfunzionamento S13 o rottura macchina frigorifera) C6. Guasto localizzato impianto (malfunzionamento o rottura generatore di calore a combustione) P6 P7 P12 P13 P23 P33 C7. Rottura termostato ambiente P4 P2 C8. Rottura o malfunzionamento del P16 terminale di emissione in ambiente (riscaldamento) Quale causa è più supportata dai sintomi che riscontro dai dati? P13 C9. Rottura o malfunzionamento del terminale di emissione in ambiente (raffrescamento) C10. Distacco per sovraccarico o sospensione servizio P16 P10

39 Smart Home Network City Digital Infrastructure Urban hub home Smart Gatway Direct Remote support THEHUMAN ORIENTED TECHNOLOGY Dialogative support Remote Diagnostics Remote Remote & Diagnostics Control & Diagnostics Control & Services Services Control Services

40 Un modello per l architettura della Interactive Building Network per il settore residenziale Integrazione con la rete di illuminazione pubblica

41 L eco-quartiere San Paolo di Bari

42 Social Urban Network: la città ibrida Città virtuale Social Network Locale sulla creatività ed identità culturale Portale Semantico sui beni e processi culturali Città Ibrida Città fisica Smart Nodes: installazioni urbane interattive (info sui beni culturali, esposizione urbana)

43 Il progetto CITY 2.0 dell ENEA Sviluppo di un modello di smart town SMART LIGHTING SMART MOBILITY SMART BUILDING SMART ENVIRON MENT SOCIAL PARTECIP ATION Smart Ring a L Aquila

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45 Grazie per l attenzione mauro.annunziato@enea.it