Písek je Smart City!

27. listopadu 2015

Partneři sekce:

Text popisuje vykročení za přerodem města Písek do nové vize Smart Písek. Cílem rozvíjení Smart Písek není tvorba dalšího strategického dokumentu, ale umožnit na území města Písku vznik prostředí, které přinese občanům města možnost profitovat ze zavádění sofistikovaných moderních technologií, které se navzájem systematicky doplňují a překračují pohled jednoho oboru (doprava, energetika, životní prostředí aj.).

Článek – abstrakt z obsáhlého dokumentu – představuje základní myšlenku konceptu a stručně jednotlivé vybrané kroky směřující k jeho naplnění.

Zvolená cesta proměnit Písek ve „smart city“ nebude jednouchá, tak jako již dávno nejsou technologie, které nám ve 21. století umožňují uspokojovat naše současné potřeby, aniž bychom ohrožovali stejná práva našich potomků a rozmanitost ekosystému. Jen málokteré město je dnes schopné uvažovat například o sloupech veřejného osvětlení města jinak, než jako o pouhém zdroji světla. Tyto sloupy se mohou v rámci výměny za úspornou LED technologii vybavit aktivními prvky, které jim umožní být dokonale rozmístěnými senzory pro dopravu, bezpečnost či sbírat velká data, která může město dále poskytovat, v souladu s platnou legislativou, k využití pro různé komerční služby ve městě. Stejně tak distribuční sítě již nemusí chrlit energii k zákazníkovi, který ji zrovna nepotřebuje. Pro správu dat města není nutné budovat objemná technologická centra s vlastními datovými úložišti, ale využívat cloudových technologií.

Koncept Smart Písek doplňuje strategii města v současnosti vyjádřenou výčtem strategických projektů města. Jeho předpokládaným hlavním nositelem je Město Písek, které dává jeho realizaci politickou váhu a nese odpovědnost na rozvoj území. Tento koncept je v konkrétních oblastech naplňován prostřednictvím jednotlivých rozvojových projektů (již plánovaných a nově navrhovaných), za jejichž realizaci zodpovídají příslušné projektové týmy, jejichž členy mohou být také experti mimo struktury města (např. průmysloví partneři, univerzity apod.).

TK Smart City – iniciátoři a partneři projektu: zleva Jaroslav Žlábek (Schneider Electric); Miroslav Svitek (ČVUT), Radovan Polanský (Technologické centrum Písek), Josef Knot (místostarosta Písku)

Předpokládané dopady

Smart City je v čase tvorby tohoto dokumentu v České republice na začátku, město Písek má tedy příležitost využít situaci prvních na startu a být centrem pro pilotní projekty průmyslových partnerů. Průmysl potřebuje testovat své řešení v živém městském systému, aby mohl demonstrovat potenciálním zákazníkům konkrétní přínosy svých produktů, tak jako město potřebuje mít jistotu jakožto budoucí zákazník, že masivní nasazení těchto sofistikovaných řešení přinese konkrétní slibované benefity. Současně také realizace pilotních projektů stimuluje zájem akademického světa a dalších výzkumných subjektů, které jsou základem podpory vysoké přidané hodnoty místní ekonomiky a tedy prosperity v regionu, jež umožní vysoký životní standard místních občanů. Pouze realizace kvalitních, sofistikovaných a systematicky propojených aktivit pak umožní udržet vysokou úspěšnost při hledání spolufinancování z veřejných zdrojů. Nalezení vzájemně přínosného průsečíku těchto zájmů je pak nekončící snahou rozvoje Smart Písek.

Projekt pro partnerství

Aby však bylo možné tento systém vytvořit, je potřeba stanovit co Smart Písek je, popsat zúčastněné strany a jejich role, definovat možné směry průniku rozličných zájmů do podoby projektových záměrů, zmapovat možnosti jejich financování a ustanovit řídicí strukturu s účastí zástupců města, která bude tento koncept systematicky rozvíjet. Daná manažerská platforma musí také garantovat, že „smart“ nebude nakonec nálepkou pro každý projekt, ale pouze ten, který směřuje k systému definovaného a rozvíjeného Evropskou unií. Tím bude zajištěno udržení pozornosti vůči procesu geneze finančních zdrojů EU na financování opatření ve městech. Samotná Česká republika se totiž ke konceptu Smart City již přihlásila, když ve smlouvě mezi EU a ČR o finančních zdrojích EU na léta 2014 – 2020 (resp. 2022) uvedla: „ČR patří k zemím s nadprůměrnou energetickou náročností ekonomiky v rámci EU. Na straně spotřeby energie a doprovodného znečištění je proto přínosné koncepční řešení této problematiky prostřednictvím konceptu „Smart City“, provázaných opatření k úspoře energie na municipální úrovni.“

Představení konceptu

V Evropě je koncepce Smart City reakcí na značnou urbanizaci a do značné míry také dalším vývojovým krokem Regionální politiky EU, která se doposud soustředila na podporu regionů a města byla brána jen jako administrativní centra těchto regionů. Neustávající koncentrace ekonomické síly do měst však vyžaduje speciální přístup k řešení problémů dnešních měst, která jsou tlačena požadavky občanů na zlepšení životního prostředí při současném udržení ekonomického výkonu zajištujícím do značné míry kvalitní život. Masivní investice do zlepšení podmínek ve městech jsou stále více komplikované a napjaté rozpočty měst nejsou připraveny, bez vnějšího impulsu (stát, EU), takové aktivity realizovat. Smart City zapojuje do procesu zlepšení podmínek ve městě průmysl, univerzity a ne pouze kapacity města (lidské, finanční). Město v tomto partnerství de-facto vytváří podmínky pro pilotní projekty, při kterých dochází k hledání řešení prospěšných pro občany města, a to při současném hledání inovativních ekonomických modelů pro financování dalšího rozšíření systému. Jde o propojení existujících procesů směrem k hledání synergií pro jejich vyšší účinnost.

Koncept chytrých měst (Smart Cities) se snaží maximálně využít moderních informačních technologií a navrhnout řešení pro management konkrétního města takovým způsobem, aby docházelo k synergickým efektům mezi různými odvětvími (doprava, logistika, bezpečnost, energetika, správa budov aj.) s ohledem na energetickou náročnost a kvalitu života občanů v daném městě. Jednotlivá kritéria jsou v každém městě rozdílná a musí odpovídat strategickým plánům rozvoje konkrétního města (strategie rozvoje, územní plán atp.). Zároveň musí být dílčí projekty chytrého města v souladu s rozvojem celého kraje, neboli konceptem chytrého regionu (Smart Regions).

Průřezová témata

Průřezová témata v oblasti inteligentních měst a regionů jsou:

Udržitelná městská mobilita –např. elektrická vozidla pro veřejnou dopravu, doprava v klidu (parkovací plochy), rozvoj cyklistiky atp.
Inteligentní budovy a čtvrti – např. začlenění a řízení místních a obnovitelných zdrojů energie; využití informačních a komunikačních technologií; přizpůsobení dodávek energií decentralizovaně vyrobených z obnovitelných zdrojů v budovách; vysokoúčinné vytápění a chlazení (mimo jiné s využitím biomasy, solární tepelné energie, tepelné energie okolí a geotermální energie s akumulací tepla, kogenerací a centrálním vytápěním); rozvoj zelené infrastruktury s cílem omezovat potřebu vytápění a chlazení a snížit znečištění ovzduší; inteligentní městské osvětlení; výstavba budov s téměř nulovou spotřebou energií a budov a čtvrtí s pozitivní energetickou bilancí, či rekonstrukce/regenerace budov na budovy s nízkou úrovní spotřeby energie; široké dovybavení stávajících budov a udržitelný stavební materiál (omezení spotřeby provozní energie alespoň o 50 %).
Integrované infrastruktury a procesy v energetice, ICT a dopravě – např. inteligentní vytápění, chlazení a osvětlení; zajištění centralizace výpočetních zdrojů a bezpečnosti dat; využívání synergii mezi požadavky na inteligentní sítě, optickou infrastrukturu; vytvoření podmínek pro rozvoj aplikaci třetích stran a možnost využití otevřených dat; informace o spotřebě/produkci energii a multimodální dopravě a službách mobility občanům a koncovým uživatelům; produkce odpadů, inteligentní měření spotřeby energií a produkce odpadů a související služby; optimalizace zajištění zásobování pitnou vodou, snížení provozních nákladů včetně nákladů na energie a zlepšení celého cyklu vodárenské infrastruktury monitorováním; udržování distribuční soustavy v rovnováze; hospodaření s energiemi v reálném čase. Systémy řízení využívají celou řadu senzorů, počínaje dílčími detektory v budovách či na dopravní infrastruktuře, a konče zpracováváním např. také kosmických snímků (predikce počasí, teplotní mapy měst, emisní mapy). Součástí programu chytrých měst jsou i pokročilé akční členy, jimiž mohou být jak fyzická zařízení na infrastruktuře, tak i virtuální informační systémy nabízející výhodná řešení s ohledem na dostupné informace.

Nabíjecí stanice Schneider Electric

Podoblast Inteligentní budovy a čtvrti

Obdobně jako v případě dopravy jsou jednotlivé budovy i celé městské čtvrti energeticky velmi náročné. Oblast inteligentních budov a čtvrtí se systematicky zaměřuje na energeticky efektivní budovy a na využití moderních technologií a řídicích algoritmů pro dosažení optimalizovaných řešení v rámci dané budovy nebo lépe konkrétní čtvrti či celého města.

V rámci projektů chytrých měst je nutno řešit následující oblasti:

Integrace stávajících a nových budov městských čtvrtí – využití nástrojů multikriteriálního posuzování integrace nových budov do stávajících městských čtvrtí s ohledem na stanovené strategie dané čtvrti či města
Energetický audit městských čtvrtí – zavedení nástrojů pro energetický audit včetně výběru konkrétních měřených veličin, které budou měřeny ve stávajících i nových budovách v rámci auditu (příkladem může být tzv. proces SEAP).
Energetický monitoring městských čtvrtí – zavedení systému kontinuálního monitorování klíčových parametrů, který bude možno využít při řízení energetické účinnosti celých čtvrtí či města za přijatelných finančních podmínek (proveditelnost).
Vytvoření „energeticky zelené sítě“ – oslovení zainteresovaných partnerů v rámci městské čtvrti či města, aby pomocí vzájemné spolupráce a synergie vytvořili model, díky němuž může docházet k úspoře energií v rámci městské čtvrti či města.
Používání nových materiálů a chytrých řešení – vytvoření podmínek pro používání nových materiálů a chytrých řešení pro osvětlení, vytápění, chlazení, energetiku včetně veřejných dobíjecích míst pro elektromobily na veřejných i neveřejných místech.
Nové řešení s nulovou energetickou zátěží – vytváření podmínek pro inovativní řešení, která povedou ke vzniku budov či městských čtvrtí, které mají nulovou energetickou zátěž (zero energy developments).

Pro výše uvedené projekty inteligentních budov a čtvrtí je třeba zajistit zpracování aktuálních energetických dat, tedy pro budovy, které tento systém nemají. Pro řešení konkrétních projektů jsou k dispozici data ze systému MEDARD, který umožňuje predikci počasí, emisí, znečištění a energetické spotřeby. Pomocí těchto dat lze stanovit BEM (Building Energy Model) pro konkrétní komplex budov, městskou čtvrť/město. Je třeba upozornit, že tyto algoritmy lze použít i zpětně a zjišťovat zdroj (místo a čas) znečištění životního prostředí a na základě těchto znalostí provádět účinná opatření.

Na základě takto detailních informací lze již plánovat různé scénáře řízení spotřeby energií, a to jak na strategické úrovni (např. zavádění inovativních technologií systémů osvětlení, vytápění atd.), tak i na operativní úrovni (koordinace spotřeby energií podle predikčních algoritmů počasí či kontinuálně měřených energetických dat).

Aktuální situace

Součástí plánu je i popis aktuální situace, v dokumentu je zachycena s využitím informací z dokumentu „Rozbor udržitelného rozvoje území pro správní obvod OPR Písek“, jež jsou zpracovávány a aktualizovány na základě zákona č. 183/2006 Sb., o územním plánování a stavebním řádu ve znění pozdějších předpisů a prováděcích předpisů (dále jen stavební zákon).

Problematika udržitelného rozvoje území (dle stavebního zákona spočívá ve „vyváženém vztahu podmínek pro příznivé životní prostředí, pro hospodářský rozvoj a pro soudržnost společenství obyvatel území a který uspokojuje potřeby současné generace, aniž by ohrožoval podmínky života generací budoucích“) je členěna do tematických oblastí, které jsou vymezené vyhláškou č. 500/2006 Sb., o územně analytických podkladech (do abstraktu jsme zahrnuli jen tematicky relevantní okruhy – pozn. red.).

Řada nabíjecích stanic EVlink

Konkrétní zaměření

V oblasti technického zařízení budov a facility managementu se strategie Smart City Písek dotýká hned několika zmíněných oblastí. Například:
Pilíř „Inteligentní energetika a služby“. Město Písek má již nyní velmi dobrou pozici v oblasti vodního hospodářství a zásobování teplem. Je rovněž značně plynofikováno, což snižuje zátěž životního prostředí z lokálních topenišť. Imisní limity pro ochranu zdraví jsou přesto zatím překračovány. Okolí Písku disponuje množstvím obnovitelných (volatilních) zdrojů energie, včetně unikátní městské vodní elektrárny, jejíž výkon je však velmi malý. Příležitostí je proto zejména další zapojení obnovitelných zdrojů energie do městské energetiky, implementace energeticky úsporných opatření a inteligentní řízení městských služeb. Město má zkušenosti s konceptem EPC v městských budovách.

Pilíř „Inteligentní energetika a služby“ nabízí v prostředí města Písku zejména následující příležitosti pro rozvoj:

Inteligentní řízení spotřeby energie, včetně energetického hospodářství budov a podpory jejich energeticky úsporných řešení.
Podpora využívání obnovitelných a druhotných zdrojů energie nebo kombinované výroby elektřiny a tepla a jejich bezpečná integrace do městské energetické sítě.
Využití moderních technologií pro minimalizaci ekologických škod při výrobě elektřiny a tepla.
Inteligentní řízení městských služeb směrem k efektivnímu využívání energie a přírodních zdrojů – především energeticky úsporné veřejné osvětlení, efektivní odpadové hospodářství a efektivní hospodaření s vodou.

Projekt podrobně popisuje jednotlivé kroky směřující k zajištění jednotlivých bodů této kapitoly, včetně možností financování.

Závěr

Koncept Smart City je v současnosti předmětem soustředěné podpory Evropské unie v rámci aktivit Evropského inovačního partnerství Smart Cities and Communities, přičemž tyto aktivity mají návaznost na strategické dokumenty Evropské unie. Smart Písek je tedy v souladu s hlavním proudem v oblasti rozvoje Smart City konceptu, což má pomoci udržet rozvoj Smart Písek v návaznosti na finanční prostředky, které budou ze strany EU uvolňovány. Pilíře Smart Písek je potřeba hledat v rámci vymezených tří pilířů Smart City především v oblasti řešení parkování ve městě, postupnou tvorbu městské inteligentní sítě rozvodu energií a budování informační nadstavby na bázi Open Data a cloudových služeb s cílem integrace informací o fungování města pro jeho lepší správu.

Hlavními stakeholdery jsou pro rozvoj konceptu především město jako takové, jeho občané, majitelé a provozovatelé infrastruktur (voda, plyn, elektřina) a poté také tahouni Smart City působící na území města, například Schneider Electric, Technologické centrum Písek a ostatní. Mezi výše uvedené je možno uvažovat i další, jako například ČEVAK a.s., která provozuje vodárenskou infrastrukturu, která se však ke konceptu Smart City prozatím nijak nevymezila. Nad touto místní soustavou pak také stojí organizace krajské (Jihočeský kraj), státu a Evropské unie. Ty jsou povětšinou v pozici, kdy vyčkávají, co konkrétně bude Smart Písek znamenat a jsou ve vztahu k tomuto konceptu v pozici možného spolufinancujícího subjektu.

Konkrétní projektové záměry podporující Smart Písek jsou poté Dynamický systém parkování ve městě Písku, který má návaznost na budovaný parkovací dům na území města. Projekt Řešení systému dodávky tepla jako příprava na komplexní systém řízení energií ve městě Písku má pak na půdorysu připravované investice do teplárenství (v návaznosti na prostředky EU) poté umožnit postupnou tvorbu chytré energetické sítě. Integrovaný informační systém pro zkvalitnění správy města prostřednictvím lepší práce s daty má poté směřovat k budování systému e-governmentu ve městě Písku, přičemž takový systém umožní racionalizaci správy města a získání nové komodity do vlastnictví města, tedy elektronických dat.

Důležitou součástí konceptu Smart City je také financování navržených směrů rozvoje. Zdroje je možné hledat v Evropských strukturálních a investičních fondech (Operační programy), které financují již konkrétní akce v rámci derivátů tematických cílů „podpora přechodu na nízkouhlíkové hospodářství ve všech odvětvích“ a „podpora udržitelné dopravy a odstraňování překážek v klíčových síťových infrastrukturách“. Tyto prostředky doplňují Národní programy podpory, které jsou financovány z rozpočtu ČR. Dalšími možnými zdroji jsou komunitární programy v gesci Evropské komise či prostředky Evropské centrální banky. Ty povětšinou financují akce, které jsou svým rozměrem náročné, případně obsahují prvek výzkumu či pilotního testování. Nedílnou součástí financování jsou pak také bankovní nástroje, nebo využití fenoménu Energy Performance Contracting, neboli zpětné financování z úspor. S těmito zdroji má již město Písek značné zkušenosti. Poslední z doposud pojmenovaných modelů financování jsou veřejně soukromá partnerství (PPP) či Partnerství v oblasti údržby zařízení. Snahou všech aktérů Smart Písek však bude také hledání nových inovativních možností financování, neboť tato činnost je vůči všem pilířům průřezová.

Foto: Schneider Electric
prof. Dr. Ing. Miroslav Svítek, dr. h. c. Ing. Jakub Slavík, MBA, Ing. Vladimír Zadina, Radovan Polanský
Z originálního textu Modrožlutá kniha Smart Písek, kráceno redakcí