Was sind Urban Technologies? Forschungsfelder für die Städte der Zukunft

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1 Friedrich-Ebert-Stiftung Forum Berlin Was sind Urban Technologies? Forschungsfelder für die Städte der Zukunft Dipl.-Ing. Steffen Braun Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO, Stuttgart Berlin, 28. November 2011 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart

2 Agenda URBAN Von Städten und Technologien Rückblick in die Geschichte TECHNOLOGIES Technologien im Wandel Paradigmenwechsel für die Städte der Zukunft URBAN TECHNOLOGIES Lösungen für morgen Systemforschung und Experimentierfelder Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 2

3 Agenda URBAN Von Städten und Technologien Rückblick in die Geschichte TECHNOLOGIES Technologien im Wandel Paradigmenwechsel für die Städte der Zukunft URBAN TECHNOLOGIES Lösungen für morgen Systemforschung und Experimentierfelder Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 3

4 Die mittelalterliche Stadt Heilbronn um 1500 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 4

5 Die klassische Stadt Paris um 1850 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 5

6 Stadt der Moderne Ville contemporaine um 1925 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 6

7 Die suburbane Stadt Levittown, USA um 1959 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 7

8 Die vernetzte Stadt New York, USA heute Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 8

9 Die Zero-Emission-City Masdar City um 2015 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 9

10 Quelle: nach Leo A. Nefiodow Kontratieff-Zyklen: Schlüsselinnovationen initiieren neue industrielle und gesellschaftliche Entwicklungsphasen. Bedarf Kleidung Transport Massenkonsum Individuelle Mobilität Information Kommunikation Gesundheit Lebensqualität Innovation Dampfmaschine Textilindustrie Stahl Eisenbahn Elektrizität Chemie Automobil Petrochemie Informationstechnik Biotechnologie Green Energy Urban Age Zeitalter Frühe Industrialisierung Späte Industrialisierung Dienstleistung Globalisierung Life Sciences 2050 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 10

11 Kontratieff-Zyklen: Auswirkungen auf Städte Städte als Antwort auf technisch-gesellschaftliche Innovationen. Bedarf Kleidung Transport Massenkonsum Individuelle Mobilität Information Kommunikation Gesundheit Lebensqualität Innovation Dampfmaschine Textilindustrie Stahl Eisenbahn Elektrizität Chemie Automobil Petrochemie Informationstechnik Biotechnologie Green Energy? Städte Fächerstadt Karlsruhe/Versailles Erste Megastädte (z.b. London) Werksiedlungen, z.b. Siemens-Stadt Die autogerechte Stadt (Suburbia) New York City Zeitalter Frühe Industrialisierung Späte Industrialisierung Dienstleistung Globalisierung Life Sciences 2050 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 11

12 Agenda URBAN Von Städten und Technologien Rückblick in die Geschichte TECHNOLOGIES Technologien im Wandel Paradigmenwechsel für die Städte der Zukunft URBAN TECHNOLOGIES Lösungen für morgen Systemforschung und Experimentierfelder Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 12

13 Megatrend Urbanisierung: Städte als Märkte der Zukunft für Produkte und Dienstleistungen Nordamerika 2005: 267 Mio. 2030: 347 Mio. Europa 2005: 526 Mio. 2030: 546 Mio. +70 % Asien 2005: Mio. 2030: Mio. +30 % +3 % + 40 % +100 % Süd-/ Mittelamerika 2005: 434 Mio. 2030: 609 Mio. z.b. in Saudi-Arabien: ~27 Mrd. US$ z.b. in Indien: ~90 Mrd. US$ Afrika 2005: 374 Mio. 2030: 742 Mio. Moreland Melbourne +34 % Ozeanien 2005: 23 Mio. 2030: 31 Mio. z.b. in China: ~221 Mrd. US$ Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 13

14 Megatrend Nachhaltigkeit: Die Energiewende in Deutschland Chancen nutzen Ausstieg aus der Kernkraft bis 2022 Umbau der Energiewirtschaft»Die Welt schaut auf Deutschland. Die Chance ist jetzt da! Wenn nicht wir, wer sonst?«dr. Norbert Röttgen, Umweltminister Push der regenerativen Energien Gigantisches Infrastrukturprojekt Eckpunkte deutscher Energiepolitik: Bis 2020: - 40% CO 2 -Emission, - 20% Primärenergieverbrauch, 2% Sanierungsrate für Gebäude Bis 2050: - 80% CO 2 -Emission, - 50% Primärenergieverbrauch, 100% Stromerzeugung aus regenerativen Energien Eckpunkte der Energiewende: Bis 2022 oder früher Ausstieg aus der Kernkraft Bis 2014: 3,4 Mrd. Euro für Energieforschung Prioritäre Bereiche: Erneuerbare Energien, Energieeffizienz, Energiespeicher, Netztechnologien Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 14

15 Megatrend Transformation zur Elektrischen Welt: Vernetzung der Energiesysteme im Smart Energy Grid. Erzeugen Smart Grid Erzeugen Smart Home Neue Modelle zur Verteilung, Speicherung und Nutzung von Energie durch Elektromobilität E-Mobility Nutzen und Speichern Erzeugen, Nutzen und Speichern Smart City Entwicklung von vernetzten Konzepten für nachhaltige Städte und nachhaltige Mobilität erfordern systemische Ansätze. Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 15

16 Megatrend Transformation Elektromobilität: Elektrifizierung des Antriebsstrangs kommt schnell. Nationale Plattform Elektromobilität: Deutschland als Leitmarkt und Leitanbieter bis 2020: 1 Mio. Elektrofahrzeuge in Deutschland Kritischer Erfolgsfaktor: Elektro wird Lifestyle BMW i8 und BMW i3 Quellen: Communication Networks 2007/2010 Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 16

17 Megatrend mobiles Internet: Allgegenwärtiges Netz schafft neue Netzwerke. Internet als Basis für weltweite Kooperation Cloud Computing stellt wesentliche Ressourcen bereit Weltweit 4 Milliarden Internetteilnehmer bis Ubiquität von Information durch mobile Zugangswege (bis 2015 Wachstum von heute 800 Mio. mobile Internetzugänge auf 1,5 Mrd.) Verknüpfung von Cyberspace und realer Welt durch RFID, Kameras, GPS Starkes Wachstum in Social Media und Edutainment-Anwendungen Das Internet wird zur 5. Gewalt im Staat, durchdringt alle Lebensbereiche und wird für die Menschen, Unternehmen und Gesellschaft omnipräsent. Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 17

18 Was bedeutet das für Urban Technologies? Stadtsysteme als vernetztes Zukunftsfeld. Von zu Verkehr Energie Intermodaler Elektromobilität Multi-Energy- Smart- Grid Kommunikation Mobiles Internet der Optimierung einzelner Technologielinien bedarfsorientiertem, integrierendem und multidisziplinären Technologiemanagement. Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 18

19 Agenda URBAN Von Städten und Technologien Rückblick in die Geschichte TECHNOLOGIES Technologien im Wandel Paradigmenwechsel für die Städte der Zukunft URBAN TECHNOLOGIES Lösungen für morgen Systemforschung und Experimentierfelder Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 19

20 Quelle: Ziel ist die systemischen Vernetzung von Stadtsystemen Produktion Logistik Information Kommunikation Prozesse Schnittstellen Prozesse Technologien Geschäftsmodelle Technologien Akteure Akteure Geschäftsmodelle Technologien Akteure Schnittstellen Geschäftsmodelle Technologien Prozesse Schnittstellen Geschäftsmodelle Prozesse Systemkonvergenz Akteure Technologiemanagement Akteure Prozesse Energie Ressourcen Akteure Schnittstellen Mobilität Verkehr Prozesse Geschäftsmodelle Technologien Akteure Geschäftsmodelle Planen Bauen Gebäude Schnittstellen Urbane Prozesse Schnittstellen Technologien Geschäftsmodelle Prozesse Schnittstellen Technologien Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 20

21 Geschwindigkeit der Innovationszyklen System-Lebenszyklen Lebenszyklen der Systemelemente der Stadt sind zu synchronisieren. Synchronisierung der Innovationszyklen: Gebäude? Mobiles Internet? Mobilitätsdienstleistungen? Ladeinfrastruktur Infrastruktur Fahrzeug IUK-Technologien Automobil Gebäudetechnik (Gebäude) Fassaden (Gebäude) Konstruktion (Gebäude) Verkehrsstraßen Abwasserinfrastruktur Stadtstruktur Zeithorizont IUK Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 21

22 Geschwindigkeit der Innovationszyklen System-Erneuerungsraten Wie schnell setzen sich Innovationen in Stadtsystemen durch? Automobil Neuzulassungen~6% (Bezogen auf 2010 in Deutschland)? Mobiles Internet Sanierung~2,4%? Mobilitätsdienstleistungen (Bezogen auf 2010 in D)? Ladeinfrastruktur IUK-Technologien Automobil Fassaden (Gebäude) Gebäudetechnik (Gebäude) Fassaden (Gebäude) Verkehrsstraßen Aus-/Neubau~1% (Durchschnitt in D) Konstruktion (Gebäude) Verkehrsstraßen Abwasserinfrastruktur Stadtstruktur Umbau <0,6% (gesch. Durchschnitt D) Stadtstruktur Zeithorizont Quelle: kba, climatepolicy initiative, bmvbs u.a. Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 22

23 Fraunhofer Morgenstadt als Zukunftsvision Strategien und Lösungen für die Städte der Zukunft Energie Mobilität Produktion Bauen Sicherheit Kommunikation Mensch Umwelt Themenorientierte Fraunhofer-Allianzen: Ambient Assisted Living (AAL) Bau egovernment Energie Food Chain Management Reinigungstechnik SysWasser Verkehr 52 Institute und Einrichtungen sind in diesen Allianzen vertreten! Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 23

24 Die Vision: Städte und Stadtquartiere als Living Labs Beispiele für die Umsetzung von Innovationen inhaus-zentrum Duisburg Berlin Open Data Platform KACST inhaus-zentrum Duisburg Open Data Portal Berlin KA-City of Science and Technology Riad, Saudi-Arabien Masdar City Flugfeld Böblingen/Sindelfingen Masdar City Abu Dhabi, VAE Boston Innovation District Boston, USA Elektromobile Stadt Flugfeld Böblingen/Sindelfingen Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 24

25 »Es gibt keine Passagiere auf dem Raumschiff Erde nur eine Mannschaft!«Richard Buckminster Fuller ( ) Architekt, Designer und Schriftsteller Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 25

26 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Dipl.-Ing. Steffen Braun Telefon : 0711 / Mobil : 0151 / Mail: steffen.braun@iao.fraunhofer.de Fraunhofer-Institut für Arbeitswirtschaft und Organisation IAO Nobelstr Stuttgart Fraunhofer IAO, IAT Universität Stuttgart 26