Morgenstadt die Stadt von morgen Herausforderungen für urbane Lebensräume

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1 Morgenstadt die Stadt von morgen Herausforderungen für urbane Lebensräume Dr. Ingo Heinemann Auf Wissen bauen

2 Joseph von Fraunhofer Die Fraunhofer- Gesellschaft Entdeckung der»fraunhofer-linien«im Sonnenspektrum Forscher Forschung und Entwicklung im Auftrag von Industrie und Staat Neue Bearbeitungsverfahren für Linsen Erfinder Musikformat MP3, weiße LED, hochauflösende Thermokamera Leiter und Teilhaber einer Glashütte Unternehmer Forschungsvolumen: ca. 1,65 Mrd Euro pro Jahr

3 Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP Geschichte Personal Haushalt Finanzierung 1929 Anstalt für Schall- und Wärmetechnik, Stuttgart 1936 Institut für Technische Physik an der TH Stuttgart 1959 Eingliederung in die Fraunhofer-Gesellschaft 1972 Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP >368 Mitarbeiter (>244 Stamm, 86 Hiwi, 38 Uni/Externe) 23,5 Mio. Euro (2010) 9,3 Mio. Euro Wirtschaftserträge 4,2 Mio. Euro Öffentliche Erträge 1,4 Mio. Euro EU-Erträge 8,6 Mio. Euro Interne Erträge, externe sonstige Erträge

4 Kernkompetenzen des Fraunhofer IBP Akustik Schallschutz Energieeffizienz Energiesysteme Lichttechnik Chemie Mikrobiologie Hygiene Ganzheitliche Bilanzierung Raumklima Hygrothermik Dauerhaftigkeit Präventive Konservierung

5 Die Ausgangssituation Globale Trends Herausforderungen für Städte Das globale Wirtschaftswachstum führt zu großen Herausforderungen für Städte Steigender Energiebedarf Hohe Bevölkerungsdichte Individuelle Mobilität Städte werden eine große Nachfrage nach nachhaltigen Lösungen entwickeln. Unsichere Öl- Versorgung Verstädterungsdruck Demographischer Wandel Die Lösungen von Morgen müssen fundamental anders als die heutigen sein. Ressourcen Verknappung Steigende Rohstoffpreise Klimawandel Quellen: UN Populations Division, SPIEGEL, BBC, IPCCC; NY Stock Exchange, Die Welt, Business Insider

6 Baubranche spielt eine Schlüsselrolle 10 bis 12 % vom Bruttoinlandsprodukt 40 bis 50 % des Gesamtverbrauchs an Primärressourcen durch Bau und Betrieb von Bauwerken ca. 50 % des Abfallaufkommens Gebäudelebensdauer von ca. 50 Jahren und mehr Altbauten benötigen 4 mal so viel Energie wie Neubauten Gesamtkosten für Emissionsminderung um 20 % bis 2020: eine Billion ( )

7 Energiekonzept der Bundesregierung Zentrale Schwerpunkte Ausbau der erneuerbaren Energien Ausbau des Stromnetzes und der Energiespeicherung Energieeffizienz Energetische Gebäudesanierung Kernenergie als Brückentechnologie (auslaufend bis 2022)

8 Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland in TWh (2010) Quelle: BMWi Energiedaten (2011)

9 Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland in TWh (2010) Quelle: BMWi Energiedaten (2011)

10 Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland in TWh (2010) Quelle: BMWi Energiedaten (2011), Energiesparkompass (2009)

11 Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland in TWh (2010) Quelle: BMWi Energiedaten (2011), Energiesparkompass (2009)

12 Nutzung erneuerbarer Energien in Deutschland in TWh (2010) Quelle: BMWi Energiedaten (2011), Energiesparkompass (2009)

13 Einsparpotential bei der Sanierung Quelle: Auszug aus BMBF Forschungsprojekt Durchschnittlich e Reduzierung um 69,2 %!

14 Elemente zur Energieeffizienzsteigerung Minderung der Transmissionswärmeverluste Minderung der Lüftungswärmeverluste Erhöhung der Wärmegewinne Nutzungsgradsteigerung des Wärmeerzeugers Erhöhung des Tageslichtangebots und des Leuchtenwirkungsgrads Maßnahmen zur Vermeidung von Kältetechnik

15 Elemente zur Energieeffizienzsteigerung Minderung der Transmissionswärmeverluste Minderung der Lüftungswärmeverluste Erhöhung der Wärmegewinne Nutzungsgradsteigerung des Wärmeerzeugers Erhöhung des Tageslichtangebots und des Leuchtenwirkungsgrads Maßnahmen zur Vermeidung von Kältetechnik Regel zur optimalen Ausführung: Erst klimagerecht planen und bauen, Dann planungsgerecht klimatisieren!

16 Meilensteine des energiesparenden Bauens Gebäude und Energie 16

17 Versorgungsstrukturen Zur Steigerung der Energieeffizienz Plus-Energiekonzepte als ein Wandlungstreiber für die Morgenstadt

18 Pressemitteilung vom 28. März 2012 Bundeskabinett beschließt Aktionsplan für die Hightech-Strategie Zehn Zukunftsprojekte zur Umsetzung der Innovationspolitik / Schavan: Strategische Weichenstellung für die nächsten Jahre - Die CO 2 -neutrale, energieeffiziente und klimaangepasste Stadt - Intelligenter Umbau der Energieversorgung - Nachhaltige Mobilität -u.a.

19 Aktuelle Dynamik in den Städten Megatrend: nachhaltige Veränderung technischer Systeme Diverse Veränderungen technischer Systeme beeinflussen zur Zeit unsere Städte: Technologische Änderungen in verschiedenen Branchen Dezentralisierte Energie Systeme Urbane Produktion & Logistische Systeme Omnipräsente Kommunikation Elektromobilität, Shared Mobility Individuelle Plus- Energie-Häuser Steigende Änderungsrate Synchronisation von Innovationszyklen: Gebäude Infrastruktur Fahrzeuge IKT & Daten Zusammenwachsen getrennter Branchen Divergentes Technologiemanagement Sicherheit Regierung Energie Gebäude Gesellschaft Logistik Mobilität IKT Konvergentes Technologiemanagement

20 Der missing Link : Vernetzung von relevanten Akteuren Haben Experten- Wissen über urbane Systeme Haben systemisches Wissen über Städte Produzieren nicht, können nur beraten Experten & Planer Städte & Gemeinden Entwickeln keine Produkte und Lösungen Befähigt Städte indem sie nachhaltige Produkte und Lösungen produziert Benötigt Zukunftsmärkte Industrie? NGO s & Verbände Repräsentieren das Interesse der Gesellschaft und der Stadtbewohner Ermöglichen politischen Dialog

21 Zielsetzung für nachhaltige Städte der Zukunft Ausgangssituation und Handlungsbedarf Startpunkt Heute: Forschungsbedarf: Unvollständige Wissensbasis zur zukünftigen Stadtentwicklung Keine allgemeingültige Handlungsroadmap für die Städte der Zukunft Keine Entscheidungskompetenz bezüglich erforderlicher kurz-, mittel- und langfristiger Maßnahmen Keine multidisziplinären Ansätze vorhanden, die Themen gemeinsam betrachten Industrie braucht Rückhalt für die Entwicklung innovativer Lösungen Branchen Themenübergreifende Leitlinien für zukünftige Aktivitäten Zukunftsthemen gemeinsam angehen Städte Städte als neue Märkte neue Produkt-, Innovations- und Planungsstrategien Forschung und Entwicklung Fokus Umsetzung in Städten Systemansatz, um prototypische Ansätze in die Breite zu bringen

22 Morgenstadt: Szenarioprozess Diskurse zur Morgenstadt Szenario 1:»Starke Stadt«Zentrale Organisation aller Stadtprozesse Stadt als All-inclusive-Anbieter für Stadtsysteme Szenario 2:»Starke Bürger«Open Data als Treiber für neue Energie- und Mobilitätssysteme Stadt als virtueller und kreativer Wertschöpfungs-Hub Szenario 3:»Starke Stadtteile«Stadtquartiere als autonome Entscheider für Stadtumbau Spezialisierte Stadtsysteme durch Genossenschaftsmodelle nachzulesen unter

23 Ziele des Morgenstadt:CityInsights-Netzwerks (M:CI) Inhaltliche Ziele Strategische Ziele Kollaborative Ziele Ermittlung eines globalen Status Quo von Best Practice Beispielen für nachhaltige urbane Transformationen. Entwicklung eines Referenzrahmen zur Ausgestaltung zukünftiger Stadtprojekte. Verknüpfung von urbanen Technologiesystemen, Geschäftsmodellen und Governance-Ansätzen in einem interdisziplinären Forschungsansatz. Entwicklung von Ideen und Konzepten für zukünftige nachhaltige Lösungen auf Stadtebene.

24 Ziele des Morgenstadt:CityInsights-Netzwerks (M:CI) Inhaltliche Ziele Strategische Ziele Kollaborative Ziele Sechs ausgewählte Städte: Copenhagen Singapore Tokyo New York Berlin Freiburg Analysesektoren: Energie Gebäude Governance IKT Mobilität Ressourcen Sicherheit

25 Ziele des M:CI Netzwerks Inhaltliche Ziele Strategische Ziele Kollaborative Ziele Schaffung klarer Wettbewerbsvorteile auf zukünftigen urbanen Märkten durch exklusives Wissen und innovative Impulse. Vorbereitung für die deutsche High-Tech- Strategie Mitgestaltung der Agenda für die Morgenstadt. Vorbereitung von Pilotprojekten zur Implementierung der Forschungsergebnisse in Städten (zweite Phase).

26 Ziele des M:CI Netzwerks Inhaltliche Ziele Strategische Ziele Kollaborative Ziele Bildung einer starken Allianz zwischen Unternehmen, Städten und internationalen Partnern. Entwicklung von gemeinsamen Stadt-Projekten. Drehscheibe für Innovation. Zusammenarbeit von nationalen und internationalen Experten. Neue Impulse und Präsentationsmöglichkeiten durch Projektmeetings und Workshops.

27 Partner des M:CI Netzwerkes Stand: 8. Oktober 2012 Industrie und Städtepartner Kurz vor Vertragsabschluss

28 Forschungsaktivitäten für»morgenstadt: City Insights«Beforschung in institutsübergreifenden Projektteams Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik Dortmund Fraunhofer-Institut für Umwelt, Sicherheit und Technik Oberhausen UMSICHT Fraunhofer-Institut für Bauphysik Stuttgart IML IBP (Projektleitungsrat) Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation Stuttgart IAO (Projektleitung) Fraunhofer-Institut für solare Energiesysteme Freiburg ISE (Projektleitungsrat) Fraunhofer-Institut für offene Kommunikationssysteme Berlin FOKUS Fraunhofer Institute for High-Speed Dynamics, Ernst-Mach-Institut Freiburg EMI Fraunhofer Center for Sustainable Energy Boston, USA CSE Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung Stuttgart IPA ISI AISEC Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung Karlsruhe Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und Automatisierung Berlin IFF Fraunhofer-Einrichtung für Angewandte und Integrierte Sicherheit Garching b. München (Team #1) (Team #2) (Team #3) (Team #4) (Team #5) (Team )

29 Integration von Partnerprojekten als»living Labs«Beispiele von Stadtprojekten mit Fraunhofer-Beteiligung Berlin Open Data Platform KACST METRASYS II Hefei, China Open Data Portal Berlin King Abdul-Aziz City of Science and Technology Riad, Saudi-Arabien Masdar City Flugfeld Böblingen/Sindelfingen Masdar City Abu Dhabi, VAE inhaus-zentrum Duisburg Elektromobile Stadt Flugfeld Böblingen/Sindelfingen

30 Kontakt Dr. rer. pol. Ingo Heinemann Fraunhofer-Institut für Bauphysik IBP Institutsentwicklung und Kommunikation Tel: research and solutions for a sustainable world