Ett utbildningsnätverk har gjort det möjligt för unga européer att utveckla urbana beslutsfattande verktyg som kan minimera icke-förnybar energianvändning i städer.

Det EU-finansierade CI-NERGY-projektet – som testades i städerna Genève och Wien – skapade framgångsrikt mjukvaruverktyg för att simulera scenarier för förnybar energi och energieffektivitet i städerna. Projektet visade hur beslutsfattare kan närma sig denna fråga på stadsdelsnivå snarare än för bara varje enskild byggnad, och underströk vikten av att utrusta framtidens vetenskapsmän med flera färdigheter.

Planera i förväg

Just nu, simuleringsverktyg för energieffektivitet tenderar att fokusera på enskilda byggnader snarare än hela stadskvarter. Detta gör det svårt för stadsplanerare att ta hänsyn till energieffektivitet och att ta fram energiförsörjning med låga koldioxidutsläpp när de utformar och planerar renoveringsåtgärder eller ny stadsutveckling.

Bristen på kvantitativ information för att seriöst utvärdera CO2-besparingar, eller kostnaden och effekten av eftermontering, alternativ för förnybar energi, kraftvärme- eller fjärrvärmeutbyggnader, var en viktig motivering för CI-NERGY-projektet.

"Utgångspunkten var tillämpningen av geoinformations 3D-modeller för energiplanering, " säger CI-NERGY-projektkoordinatorn Prof Ursula Eicker från Hochschule für Technik Stuttgart, Tyskland. "Städerna Wien och Genève användes som fallstudier för att utveckla prototypapplikationer som kunde hjälpa stadsplanerare att prioritera beslut och identifiera var investeringar ska göras. Många städer har bra översiktsplaner om var de vill vara, säga, 2050, men vad de saknar är detaljerad kunskap hur man bäst tar sig dit."

Den första mjukvaruprototypen, designad för ett nybyggt område i Genève, försökte utvärdera kostnaden och energieffektiviteten för att bygga nya byggnader över en myriad av konfigurationer. Detta gjorde det möjligt för utvecklare att generera en mängd olika scenarier för att bedöma energieffektivitet i stadsskala.

I Wien, modellverktyg utvecklades för att bedöma effekten av att bygga ut ett befintligt fjärrvärmenät, tillhandahålla fullständiga kostnadsanalyser över en rad scenarier. I båda fallen, mjukvaruverktygen gör det möjligt för planerare att utvärdera kostnadsfördelarna med vissa strategier och att simulera hur man bäst kan gå vidare.

"Arbetet med detta har ännu inte avslutats, " noterar Eicker. "Dessa verktyg kan berätta för planerare vad som är genomförbart och till vilken kostnad, men nu handlar det om att identifiera vilka aktörer som behöver involveras och vilka frågor som bör åtgärdas först. Men åtminstone, vi vet nu vad den tekniska och ekonomiska potentialen är för varje scenario."

Hållbara lektioner

CI-NERGY-projektet har spelat en viktig roll för att fylla den kunskapslucka som finns inom forskningsområdet för urban energi. Denna lucka beror främst på det stora utbudet av fragmenterade discipliner som detta område innehåller, från byggnadsfysik och energiförsörjningsteknik till mjukvaruteknik och informationsteknik. CI-NERGY hjälpte till att sammanföra alla dessa element inom ett gemensamt modelleringsramverk, med utbildning som genomförs i nära samarbete mellan sex forskningscentra och fyra energi- och mjukvaruföretag.

"Ur ett akademiskt perspektiv är detta en av de bästa examenserfarenheterna som unga forskare kan få, ", säger Eicker. "Regelbundna möten ägde rum i alla partnerländer och feedback kom från alla inblandade handledare. Ph.D. studenter tenderar att fokusera på bara en fråga, så att ha ett så här mycket bredare perspektiv borde vara bra för deras karriärer."

Nästa steg är att föra denna forskning från det akademiska prototypstadiet till produktnivån. "Intresset finns helt klart där, " säger Eicker. "Jag skulle kunna tänka mig att tillhandahålla modelleringstjänster till, säga, ett energibolag i Stuttgart, för att hjälpa dem att identifiera vilka framtida energisystem som är bäst eller hur mycket flexibilitet och lagring som kan krävas för att integrera mer förnybar energi. Detta arbete pågår, och dessa verktyg kommer nu att utvecklas vidare."