Eine Welt der Stadt

Netzstabilität hat oberste Priorität für Städte, gerade in dem enormen Wandel aus Bevölkerungswachstum, Versorgungssicherheit und dem Anspruch an Nachhaltigkeit, der an moderne Metropolen gestellt wird. Wir begleiten diesen Wandel unter anderem mit einer durchgängigen Lösung für die elektrische Energieversorgung, mit Produkten und Systemen von der Mittelspannungsschaltanlage bis zur Steckdose. „Totally Integrated Power“ heißt unsere Antwort auf Fragen, die bei Energieverteilungsprojekten in industriellen Anlagen, Infrastruktur und Gebäuden auftreten können – von der Planung, über die Projektierung bis zur Nutzung. Durchgängige Lösungen bedeuten auch: geringerer Planungs- und Projektierungsaufwand, preiswertere Beschaffung, Installation und Inbetriebnahme und weniger Betriebskosten.

Um Energie zu verteilen muss sie vorhanden sein. Künftig wird sie verstärkt aus regenerativen Quellen kommen, Wind, Wasser und Sonne werden die konventionellen Energieträger in einem immer stärkeren Maße ergänzen. Die Nutzung erneuerbarer Energien führt gleichzeitig aber auch zu neuen Herausforderungen an die Netzstabilität: Angebot und Nachfrage nach Energie sind bei Flaute und bedecktem Himmel schlichtweg schwerer miteinander zu vereinbaren als mit Kraftwerken, die je nach Bedarf hoch- oder runtergefahren werden können.

Siemens Energy Storage (SIESTORAGE) – eine Kombination aus moderner Leistungselektronik für Netzanwendungen und Hochleistungs-Li-Ionen-Batterien – gleicht Schwankungen in der Erzeugungsleistung von regenerativen Energien in Sekundenbruchteilen aus und sichert so eine stabile Versorgung. Damit ist SIESTORAGE auch ein Schlüsselelement für die nachhaltige Sicherung von Wirtschaftskraft und Wohlstand in einer immer urbaner werdenden Welt, in der Städte zwei Drittel des globalen Gesamtenergiebedarfs für sich beanspruchen.

Dieser Energiebedarf muss intelligent übertragen und verteilt werden, nicht zuletzt, da die erneuerbaren Energien das bestehende System insgesamt komplexer machen und die Netze an ihre Leistungsgrenzen führen. Der Hintergrund: das heutige Netz ist für schwankende Strommengen aus tausendfach dezentral verteilten und regenerativen Energieerzeugern nicht ausgelegt. Um für die Zukunft gerüstet zu sein, müssen die Stromnetze somit als intelligente Netze funktionieren, sogenannte Smart Grids.

Die Division Smart Grid des Siemens-Sektors Infrastructure & Cities unterstützt unter anderem Energieerzeuger, Netzbetreiber, Industrieunternehmen und Städte beim Ausbau von intelligenten Übertragungs- und Verteilnetzen sowie bei der Einbindung von zentraler und dezentraler Energieerzeugung. Ein weiterer wesentlicher Aspekt ist, dem verbrauchenden Endkunden Möglichkeiten zu eröffnen, aktiv am Energiemarkt teilzunehmen und somit einen Beitrag zum Klimaschutz zu leisten. Denn: Studien zufolge können mit intelligenten Netzen bis 2020 mehr als eine Milliarde Tonnen CO₂ eingespart werden - vor allem in Städten, in denen 70 Prozent der weltweiten CO₂-Emissionen verursacht werden.

München – die Weltstadt mit dem grünen Herz

Wenn es um die Lebensqualität im internationalen Städtevergleich geht, bewegt sich München schon seit Jahren in den Top Ten. Schaut man sich aktuelle Entwicklungen der Stadt zum Thema Nachhaltigkeit an, wird die bayerische Hauptstadt auf der Rangliste sicher weiter nach oben klettern. Dafür sind vor allem Projekte, wie der Neubau des Süddeutschen Verlages und ein Feldversuch mit 40 elektrisch angetriebenen Autos, verantwortlich.

Ein renommiertes nachhaltiges Projekte der Stadt ist gegenwärtig die neue Konzernzentrale des Süddeutschen Verlags. Im Jahr 2010 ist sie als erstes Bürogebäude Deutschlands mit dem LEED-Zertifikat in Gold ausgezeichnet worden. Die Konzernzentrale ist ein Beispiel dafür, wie sich Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit, Gebäudeenergieeffizienz, Nutzungsflexibilität und ein produktives Arbeitsumfeld mit selbst wählbarem Raumklima in Einklang bringen lassen. Wesentlichen Anteil an der Umsetzung der komplexen Gebäudefunktionen haben Siemens-Systeme, die quasi verlustfrei miteinander kommunizieren. Um zusätzlichen Platz zu sparen, entschied man sich außerdem dafür das modular aufgebaute, platzsparende Schienenverteiler-System Sivacon 8 PS von Siemens für die Energieverteilung einzusetzen.

Mit der Justizvollzugsanstalt München zeigt Siemens, dass man Energieeinsparung auch mit dem Thema Sicherheit verbinden kann: Die Gamma-Gebäudesystemtechnik ermöglicht es unter anderem, dass sich bei ausreichendem Tageslicht die Zellenbeleuchtung automatisch ausschaltet und sich erst wieder ab der Dämmerung einschaltet. Damit in den Fluren und Treppenhäusern niemals völlige Dunkelheit herrscht, sind in diesen Bereichen 50 Prozent der Leuchten rund um die Uhr eingeschaltet. Die damit erreichte Grundhelligkeit dient nicht nur der persönlichen Sicherheit des Dienstpersonals, sie gewährleistet auch die nötige Bildqualität der Überwachungskameras.

Siemens ist auch im privaten Hausbau aktiv – beispielsweise mit der Ausstattung von elf Öko-Holz-Reihenhäuser im Münchner Norden. Bei der Ausstattung der Häuser sorgt Siemens mit kindersicheren Steckdosen für hohe Sicherheit und mit hochwertigen Materialien für die gewünschte Wohlfühlatmosphäre. Außerdem wird Siemens-Installationstechnik bei Verteilern, Blitzschutz, Leitungsschutz, Klingeltrafos und Zählern eingesetzt.

In einer Partnerschaft mit der BMW AG und den Stadtwerken München unternahm Siemens 2010 einen Feldversuch, um den elektrisch angetriebenen MINI E und die Infrastruktur zum Aufladen der Autos auf ihre Alltagstauglichkeit zu testen. Im Projekt Drive eCharged fuhren 40 Testfahrer rund 10 Monate durch München. Siemens war für die Technik der neuen „Stromtankstellen“ zuständig und die Stadtwerke München lieferten den regenerativ erzeugten „grünen“ Strom. Dank der Ladeeinheiten 5TT3 von Siemens wurden 32 öffentliche Ladesäulen mit 36 Heimladestationen ergänzt. Jetzt können Fahrer von Elektroautos noch flexibler Strom tanken – beispielsweise über Nacht in der Tiefgarage.

Mumbai – auf dem Weg zu einer nachhaltigen Megacity

Seit 2001 investierte das Mumbai Urban Transport Project mit Förderung der Weltbank rund 2 Milliarden US-Dollar in die Verkehrsinfrastruktur der Stadt. Damit wurden Stadtautobahnen gebaut, ein Teil der Busflotte auf umweltfreundlichen Gasantrieb umgestellt und neue Gleisanlagen errichtet. Neue Züge mit Siemens-Technik machen die Fahrten für die Masse der Pendler komfortabler und sind dabei deutlich sparsamer in ihrem Energieverbrauch und umweltfreundlicher.

Den Bahnbetreiber Mumbai Railway Vikas Corporation (MRVC) stellte die übermäßige Auslastung der Züge vor besondere Herausforderungen. Bahnfahrten in übervollen Zügen – mit bis zu 16 Menschen pro Quadratmeter – sind unkomfortabel und gefährlich. Da das Ein- und Aussteigen viel Zeit in Anspruch nahm, konnten die Fahrpläne oft nicht eingehalten werden. Dazu verbrauchten die alten Züge viel Strom, und der Materialverschleiß war groß. Regelmäßige Zugausfälle waren die Folge. Im Rahmen des Mumbai Urban Transport Projects ging die MRVC die Beseitigung dieser Probleme mit finanzieller Unterstützung der Weltbank engagiert an. Mumbais neue Vorortzüge fahren mit Siemens-Technik sicherer, komfortabler, schneller und umweltschonender. In den vergangenen Jahren hat die MRVC insgesamt 112 neue Züge mit mehr als 1.200 Waggons in Betrieb genommen. Eine wichtige Neuerung ist die Änderung der Stromversorgung von 1,5 Kilovolt Gleichstrom zu 25 Kilovolt Wechselstrom. Zusammen mit der Rückgewinnung aus Bremsenergie verbrauchen die neuen Züge bis zu 40 Prozent weniger Strom - ihre CO₂-Bilanz verbessert sich dadurch signifikant. Die Antriebseinheiten von Siemens sind dabei leistungsstärker, bremsen und beschleunigen voll beladene Züge schneller und erzielen höhere Fahrgeschwindigkeiten. So lassen sich längere Züge mit zwölf statt neun Wagen bei gleichzeitig erhöhter Taktfrequenz einsetzen.

Mit der Auslieferung sämtlicher neuer Züge wird die Fahrgastkapazität von Mumbais Vorortbahn um rund 60 Prozent zunehmen. Die Überfüllung zu Spitzenzeiten sollte damit der Vergangenheit angehören. Bahnfahrer profitieren aber auch von weiteren Neuerungen: Anstelle der veralteten Stahlfedern sorgt eine pneumatische Federung für mehr Komfort. Dazu werden die neuen Züge aktiv belüftet und sind deutlich leiser.

Guangzhou – modernes Metronetz und sauberer Strom

In China leben heute schon mehr als eine halbe Milliarde Menschen in Städten und Ballungszentren – bis zum Jahr 2030 wird sich diese Zahl voraussichtlich verdoppelt haben. Damit die Städte den Anforderungen eines Wirtschaftsriesen des 21. Jahrhunderts gerecht werden, investiert die Regierung massiv in effektive  Infrastrukturlösungen und ist gleichzeitig auf der Suche nach neuen nachhaltigen Konzepten. Der Siemens-Konzern – der mit mehr als 10.000 Mitarbeitern in Shanghai seine größte Niederlassung außerhalb Deutschlands unterhält – spielt dabei schon seit mehreren Jahren eine wichtige Rolle.

Ein Großprojekt von Guangzhou, das die Vermeidung von Staus und Smog zum Ziel hat, ist der Ausbau des Metro-Netzes. Pünktlich zu den Asian Games 2010 fertiggestellt, erweiterte Guangzhou seine Metrolinien von fünf auf neun – und bis zum Jahr 2020 sollen es 16 Linien sein. Die neuen 79 Metro-Züge stattete Siemens unter anderem mit intelligenter Steuerungstechnik und Antriebssystemen aus, die die Bremsenergie der Züge zurück ins Netz speisen. Mit diesen Systemen tragen die Züge erheblich zur Schadstoffminderung und Energieeinsparung der Stadt bei.

Eine Stadt dieser Größe hat selbstverständlich einen riesigen Energiebedarf, der sich – gerade durch die wachsende Mittelschicht – stetig vergrößert. Zu einem großen Teil wird dieser von den 1.400 Kilometer entfernten Wasserkraftwerken der Provinz Yunnan gedeckt. Die weltweit erste 800-kV-Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) ermöglicht es, sauberen Strom mit einer Rekordspannung von 800.000 Volt und einer Leistung von 5.000 Megawatt nach Guangzhou und in andere Megacities der Südostküste zu transportieren. Die von Siemens und China Southern Power Grid gebaute Übertragungsleitung versorgt bis zu fünf Millionen Haushalte mit Strom und spart im Vergleich zu einer Stromversorgung mit Kohle jährlich 33 Millionen Tonnen CO₂ ein.

Neben den Neuerungen in Infrastruktur, Energie- und Wasserversorgung, interessiert sich die chinesische Regierung auch vermehrt für den Einsatz erneuerbarer und CO₂-freier Energien. Die größte Rolle wird dabei die Windkraft spielen: Die chinesische Küste ist auf vielen Kilometern sehr flach und bietet somit perfekte Standorte für große Offshore-Windparks – beispielsweise in der Nähe von Guangzhou.

London – Beispiel für nachhaltige Stadtentwicklung

Die Anforderungen an moderne Stadtbusse sind hoch: Sie sollen so wenig Kosten verursachen wie möglich, absolut zuverlässig ihren Fahrdienst verrichten, leise sein, die Umwelt durch reduzierte Emissionen entlasten und maximalen Fahrkomfort bieten. Londons Nahverkehrsbetreiber Transport for London testet deshalb seit 2008 ein innovatives Antriebskonzept von Siemens. Einige der beliebten roten Doppeldeckerbusse sind mit einem Hybridantrieb ausgestattet. Er nutzt intelligent die Bremsenergie, die beim typischen Stop-and-go im Linienbetrieb in großen Mengen entsteht.

Der Dieselmotor treibt hier nicht wie üblich die Hinterachse des Busses an, sondern einen Generator zur Stromversorgung der Fahrmotoren. Mit der beim Bremsen gewonnenen Energie kann der Bus jedoch streckenweise auch rein elektrisch und damit völlig emissionsfrei fahren. Insgesamt produziert der rote Hybrid-Doppeldecker gegenüber einem herkömmlichen Diesel-Bus bis zu 40 Prozent weniger Emissionen und verbraucht rund 30 Prozent weniger Kraftstoff – bei einer jährlichen Fahrleistung von 60.000 Kilometern sind das je nach Streckenverlauf rund 10.000 Liter Diesel. Transport for London hat gute Erfahrungen mit dem Hybridantrieb gemacht. Bis 2012, dem Jahr der Olympischen Spiele in London, sollen deshalb insgesamt 300 rote Linienbusse im Einsatz sein.

Wer mit dem Pkw in Londons Stadtzentrum fährt, zahlt seit 2003 eine City-Maut. Die Technologie zur Erhebung der Maut kommt von Siemens. 850 Kameras erfassen und erkennen täglich rund eine Million Autokennzeichen. Siemens-Technik trägt so dazu bei, jährlich 150.000 Tonnen CO₂-Emissionen einzusparen. Nach Einführung der City-Maut konnte das Fahrzeugaufkommen in der Innenstadt um 15 Prozent pro Jahr (60.000 Fahrzeuge) verringert werden. Ein Großteil der Autofahrer stiegen auf öffentliche Verkehrsmittel um. Die positive Folge: Luftverschmutzung sowie Lärmbelastung haben erheblich abgenommen.

Südafrika – Megacities und nachhaltige Infrastrukturen

Vor der Fußballweltmeisterschaft 2010 gab es in den beiden Städten, die bald eine riesige Agglomeration sein werden, keine Schnellbahnverbindung. Heute gibt es den „Gautrain“, eine moderne Zugverbindung zwischen Johannesburg und Pretoria, die auch den Flughafen Johannesburg mit dem Geschäftsviertel verbindet.

Für den „Gautrain“ wurden 3.000 Kilometer an Glasfaserleitungen gelegt, die unter anderem die Signalanlagen steuern. Das dazugehörige Daten-Netzwerk von Siemens ist als Open Transport Network ausgelegt: Das bedeutet, dass die Glasfaserkabel entlang der Strecke als Ring gestaltet sind und so den Datenfluss in beide Richtungen sichern.

Das Schienennahverkehrssystem in Johannesburg ist ein weiteres Projekt der nachhaltigen Stadtentwicklung, an dem Siemens beteiligt ist. Hierfür wurde die Informationstechnik wichtiger Stationen komplett überholt. Siemens war für Design, Ausführung  und Integration der Systeme  zuständig. Durch moderne Signaltechnik sowie Lautsprecher- und Informationssysteme konnte die Effizienz des Systems enorm erhöht werden. Außerdem sind die Züge verlässlicher und die Stationen sicherer geworden, sodass die alten – früher unbeliebten Züge – heute für die Bevölkerung viel attraktiver geworden sind.

Ebenso wichtig für die nachhaltige Entwicklung Südafrikas ist die Energieversorgung. In den Drakensbergen, im Osten des Landes, wird derzeit an einem Pumpspeicherkraftwerk mit einer Leistung von 1.330 Megawatt gebaut. Experten gehen davon aus, dass es in Zukunft als Energiespeicher Baustein in einem Smart Grid für Südafrika sein könnte. Siemens ist in diesem Projekt lokaler Partner für den Anlagenbauer Voith. Die neuen modernen Gas-Kraftwerke in Kapstadt und Mossel Bay produzieren bereits heute Strom mit Siemens-Turbinen.

Neben den Projekten im Öffentlichen Nahverkehr und in der Energieversorgung unterstützte Siemens Südafrika aber auch schon während der Fußballweltmeisterschaft. So wurden beispielsweise an den Flughäfen die Pässe bei der Grenzkontrolle gescannt und automatisch mit der Visadatei abgeglichen. Im Sandton Convention Center sorgte Gebäudetechnik von Siemens für eine zuverlässige  Kommunikationsinfrastruktur und für die African Broadcasting Corporation (SABC) modernisierte Siemens zwei Fernsehstudios. Siemens lieferte außerdem die Beleuchtung für alle World-Cup-Stadien.

Houston – die Ölmetropole auf dem Weg zur „Green City“

Als Partnerstadt der C40/Clinton Climate Initiative (CCI) – einem internationalen Zusammenschluss von nachhaltigen Städten – hat sich Houston zum Ziel gesetzt, CO₂-Emissionen zu reduzieren, Energie zu sparen und erneuerbare Energien zu fördern. Neben dem Einsatz von kommunalen Hybridfahrzeugen und der Stromversorgung durch texanische Windfarmen (33 Prozent) setzt die Stadt auf die Energieeinsparung ihrer öffentlichen Gebäude – vor allem, um den privaten Haushalten mit gutem Beispiel voranzugehen.

Wegen der großen Investitionen nimmt die Stadtverwaltung auch die Siemens-Energiesparkontrakte in Anspruch: Mit diesen Kontrakten garantiert Siemens der Kommune die Refinanzierung durch Einsparungen innerhalb bestimmter Zeiträume. So hat zum Beispiel der Energiesparkontrakt für die energetische Sanierung einer Feuerwache und des Metropolitan Multi-Service Center ein Volumen von 26 Millionen US-Dollar und eine Laufzeit von 13 Jahren. Die Stadt spart allein bei diesen zwei Gebäuden jährlich 550 Megawattstunden Strom und 119 Megawattstunden Erdgas.

Eine zweite große Maßnahme, um den Energieverbrauch der Stadt drastisch zu senken, war die Modernisierung der Ampelanlagen: Innerhalb eines Jahres bauten Siemens-Techniker 40.000 LEDs anstelle der alten Glühlampen ein. Durch die Umstellung auf LED-Technik spart Houston innerhalb von zehn Jahren Energiekosten in Höhe von 14 Millionen US-Dollar und weitere 5,5 Millionen US-Dollar an Betriebskosten ein.

Der Reliant Park in Houston ist mit 750 Millionen US-Dollar Baukosten eines der größten Bauprojekte in der Region. Wichtige Sportveranstaltungen wie Football-Spiele der Houston Texans und Rodeos ziehen in jedem Jahr viele Tausende Menschen an. Besonderes Augenmerk wird daher auf den Schutz und die Sicherheit der Besucher gelegt. Siemens installierte im Reliant Park modernste Technologien für Gebäudeautomatisierung, Brandschutz, Zutrittskontrolle und Videoüberwachung.

Ein weiteres Projekt zur Stadtmodernisierung mit Siemens-Beteiligung, war der Bau der „Red Line“, des Metro-S-Bahn-Systems, das den Reliant Park mit dem Geschäftsviertel verbindet. Als Marktführer für Stadtbahnen in Nordamerika lieferte Siemens die 18 Stadtbahnfahrzeuge sowie die komplette Infrastruktur, inklusive Signal- und Kommunikationstechnik, Stromversorgung und Oberleitungen.