Der Grossraum Zürich und seine Vorreiterrolle beim Thema Smart City

Smart City

Der Grossraum Zürich und seine Vorreiterrolle beim Thema Smart City

Wie kann Lichttechnologie helfen, unsere Städte smarter machen - im Sinne von energieeffizienter und lebenswerter? Ganz vorne stehen die Strassenbeleuchtungen. Hier wurden in den letzten Jahren grosse Fortschritte gemacht. Noch experimentieren viele Städte in Europa mit intelligenten Strassenlicht-Technologien. Doch einige setzen bereits um, so Jörg Haller, Leiter öffentliche Beleuchtung und Smart City bei EKZ. Im Interview erläutert er die Strategie.

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Die Strassenbeleuchtung in der Schweiz wird smart. Öffentliche Plätze sollen smarter werden. Was heisst denn überhaupt «smart» in diesem Zusammenhang?

Jörg Haller: Smarte Technologien haben uns auch in der öffentlichen Beleuchtung in den letzten Jahren tatsächlich zahlreiche Möglichkeiten eröffnet. Nach meinem Verständnis bedeutet «smart» aber nicht unbedingt, möglichst viel Technologie einzusetzen. Mir geht es darum, Lösungen zu realisieren, die einen wirklichen Mehrwert bieten und auf eine Situation zugeschnitten sind. Ein solcher Mehrwert kann zum Beispiel ganz generell eine bessere Energieeffizienz oder ein der Situation angepasstes Lichtniveau sein – dies sind die Klassiker in der öffentlichen Beleuchtung. Im Bereich Licht geht es aber auch um Attraktivität – zum Beispiel durch Gestaltung.

Welche Vorteile bringen smarte Technologien?

Speziell in der Aussenbeleuchtung spielt das Thema Lichtemissionen eine immer wichtigere Rolle – insbesondere die Möglichkeiten, diese zu reduzieren. Primär wird unerwünschtes Licht durch den Einsatz entsprechender Optiken und Lichtspektren in Kombination mit der richtigen Auslegung der Lichtmenge reduziert. Die Steuerungstechnik kann hier einen gewichtigen Beitrag leisten. So kann die Beleuchtung jeweils auf unterschiedliche Gegebenheiten reagieren. Voraussetzung dafür ist, dass man die Orte und die verschiedenen Anforderungen gut kennt.

Können Sie ein Beispiel nennen? 

Ein Beispiel, welches ich in diesem Zusammenhang gerne nenne, ist unsere Pilotanlage in Urdorf. Dort haben wir 2015 erstmals Verkehrsmessungen mit einer Lichtsteuerung so kombiniert, dass sie das Strassenlicht immer auf das Optimum einstellt – also je nach Verkehrsmenge die Beleuchtung fliessend anpasst. Dies war damals auch über die Landesgrenzen hinaus ein völliger neuer Ansatz. Die öffentliche Beleuchtung so zu steuern ist meines Erachtens das erste Smart-City-Projekt im Bereich der Strassenbeleuchtung. Die Idee wurde 2018 denn auch mit Watt d´Or, dem Preis des Bundesamts für Energie im Bereich Energietechnologien, ausgezeichnet.

Beispiele für EKZ-Projekte im Bereich Smart City

Eine Luftaufnahme von Dietikon bei Nacht.
Die EKZ-Insel in Dietikon wurde 2019 zum Kompetenzzentrum für Smart-City-Lösungen. Inzwischen wird die Smart City auf die Stadt Dietikon ausgedehnt. Die Jury der Smart City Innovation Challenge des Bundesamtes für Energie prämierte dieses innovative Projekt 2020 mit dem Hauptpreis.
Zum einen soll das Smart City Lab in Dietikon als eine Art Showroom dienen für interessierte Gemeinden und Städte. Gemeinden sollen die Möglichkeit haben, eine Smart City als Gesamtpaket vor Ort zu erleben. Zum anderen soll es für EKZ ein Labor sein, in dem verschiedene Lösungen unabhängig und produktneutral getestet werden können.
Gratis surfen in Effretikon: Wer sich auf dem Märtplatz aufhält, kann das öffentliche WLAN nutzen, das im Lichtmast im Hintergrund eingebaut ist.
Gratis surfen in Effretikon: Wer sich auf dem Märtplatz aufhält, kann das öffentliche WLAN nutzen, das im Lichtmast im Hintergrund eingebaut ist. Ausserdem kann über ein Online-Portal das Licht des Lichtmasts gesteuert werden. (Foto: Sophie Stieger)
Der Märtplatz in Effretikon beim Eindunkeln. Beim multifunktionalen Lichtmast zeigt der grüne LED-Ring an, dass die Ladestation für Elektrovelos frei ist. Die Leuchte ist auf den Veloabstellplatz gerichtet und schaltet sich nur bei Bedarf ein.
Der Märtplatz in Effretikon beim Eindunkeln. Beim multifunktionalen Lichtmast zeigt der grüne LED-Ring an, dass die Ladestation für Elektrovelos frei ist. Die Leuchte ist auf den Veloabstellplatz gerichtet und schaltet sich nur bei Bedarf ein. (Foto: Frank Schwarzbach)
Das verkehrsbeobachtende Licht in Urdorf, das die Lichtstärke dem Verkehrsaufkommen anpasst (links). Bei wenig bis keinem Verkehr wird es gedimmt (rechts).
Das verkehrsbeobachtende Licht in Urdorf, das die Lichtstärke dem Verkehrsaufkommen anpasst (links). Bei wenig bis keinem Verkehr wird es gedimmt (rechts). (Foto: Günter Bolzern)
Der Smart City Tower in Wädenswil. Der Smart City Tower in Wädenswil. Er gibt Licht, ist eine Ladestation für E-Autos, stellt ein öffentliches WLAN zur Verfügung und sammelt Umweltdaten.
Der Smart City Tower in Wädenswil. Er gibt Licht, ist eine Ladestation für E-Autos, stellt ein öffentliches WLAN zur Verfügung und sammelt Umweltdaten. (Foto: Elektron)
Seit dem Herbst 2018 steuert der Smart City Tower zudem die öffentliche Beleuchtung an der Seestrasse - nach dem Prinzip des verkehrsbeobachtenden Lichts in Urdorf.
Seit dem Herbst 2018 steuert der Smart City Tower zudem die öffentliche Beleuchtung an der Seestrasse - nach dem Prinzip des verkehrsbeobachtenden Lichts in Urdorf. (Foto: Elektron)

Was ist so raffiniert an der dortigen Technologie?

Die ersten Schritte für die Anlage entstanden sehr früh, bereits 2015. Die Idee des smarten Strassenlichts war damals zwar nicht neu. Es gab bereits Anbieter für solche Systeme und wir hatten Dutzende Anlagen im Betrieb mit verschiedenen Technologien. Diese funktionierten mit Bewegungsmeldern und konnten das Licht so vernetzt und auch vorauseilend steuern oder zeitabhängig verändern, also dimmen. Was bei der prämierten Idee neu war, war die zu Grunde liegende Art, das Licht zu steuern. Mit dem Watt d’Or wurde damals also keine Technologie ausgezeichnet, sondern vielmehr eine neue Steuerungsphilosophie, die inzwischen in vielen Konzepten und auch bereits in nationalen Richtlinien als Variante Einzug gehalten hat. Technologisch lässt sich dies auf verschiedene Arten umsetzen und die Idee sollte Anstoss geben, die Entwicklung in diesem Bereich voranzutreiben.

Die Idee dahinter war es, eine Beleuchtung zu schaffen, die sich permanent an die Situation anpasst. Sie sollte sich also bei verändernden Umgebungsbedingungen immer auf ein Optimum einstellen und dies so bewerkstelligen, dass hierdurch keinerlei neue Beeinträchtigungen entstehen. Das so genannte dynamische Licht schafft ja bisweilen neue Ärgernisse, wenn es permanent hoch- und runterfährt. Hier nimmt man das adaptive Licht als solches gar nicht wahr.

Jörg Haller, Leiter Öffentliche Beleuchtung EKZ
"Eine smarte Beleuchtung ist nach meinem Verständnis immer die zu einer Situation bestmögliche passende Beleuchtung. Dafür braucht es massgeschneiderte Lösungen." Jörg Haller, Leiter Öffentliche Beleuchtung und Smart City, EKZ

Wie fehlerresistent ist die Technologie?

Am Beispiel von Urdorf gesagt: Die Technologie ist nicht mehr oder weniger fehleranfällig als andere moderne Steuerungstechnologien. Die Steuerung wurde in Urdorf zudem so aufgebaut, dass beim Ausfall eines Teilsystems wie beispielsweise der Verkehrsmessung das Licht einfach auf 100% hochfährt. So entsteht zu keiner Zeit ein Sicherheitsrisiko.

Sie kümmern sich als Abteilungsleiter bei EKZ nicht nur um die Beleuchtung, sondern auch um den Bereich Smart City. Könnten sie die Philosophie dahinter kurz zusammenfassen?

Unter einer Smart City versteht man Konzepte, Städte mithilfe technischer Entwicklungen und Informations- und Kommunikationstechnologien zu modernisieren und lebenswerter zu gestalten. Dazu gehört z.B. die nachhaltige Nutzung von Ressourcen, indem Verkehrsflüsse durch intelligente Systeme aufeinander abgestimmt werden oder die Beleuchtung nur bei Bedarf eingesetzt wird. Gemeint ist aber auch die Digitalisierung der Verwaltung. Dies soviel zur Definition.  

Welche Projekte setzen sie gerade um?  

Neue und spannende Projekte in unserem Bereich sind verschiedene Smart-City-Projekte wie beispielsweise in Dietikon und Wädenswil, wo aktuell umfassende Konzepte auf dem Weg zur intelligenten Stadt umgesetzt werden. Und Richterswil begleiten wir beispielsweise gerade auf dem Weg, eines der ersten «Smart Villages» zu werden. Es gäbe noch ein paar Projekte mehr, aber da möchte ich noch nicht zu viel verraten.

Wo sehen Sie die Hindernisse?

Alle diese Projekte laufen jeweils nicht von heute auf morgen an. Eine fehlende Standardisierung zwischen Leuchten und möglichen Steuerungssystemen war die letzten Jahre der grosse Hemmschuh. Gute technische Lösungen brauchen Zeit - vor allem im Bereich der Infrastruktur, bei der es auch stark um Sicherheit geht, da die Kandelaber ja permanent Wind und Wetter ausgesetzt sind. Das ist nicht ganz trivial und entsprechend sahen wir auch Ansätze, die nicht funktioniert haben. Umso mehr freue ich mich, dass wir zwischenzeitlich erste gute Lösungen am Markt haben.

Wenn man über Nachhaltigkeit spricht, dann gilt es stets auch zu berücksichtigen, dass graue Energie in den Systemen steckt und es manchmal sinnvoller ist, eine bestehende Anlage noch ein paar Jahre weiter zu betreiben. Dabei geht es schliesslich auch um die Wirtschaftlichkeit: Denn bestehende Systeme vor dem Ende ihrer eigentlichen Lebensdauer abzulösen, dafür muss man gute Gründe haben und einen Mehrwert gewinnen. Alles andere wäre Verschwendung öffentlicher Gelder. Deshalb setzen wir viele Projekte entlang ohnehin anstehender Infrastrukturprojekte um. Das braucht halt seine Zeit.

In Bezug auf unsere Kernaufgabe, das Beleuchten, betreiben wir aktuell verschiedene Forschungsprojekte zu Lichtfarben, dies zusammen mit der WSL. Hier geht es wieder ganz grundsätzlich um die Frage: Wie beleuchtet man optimal unter Berücksichtigung aller Aspekte wie Energie, Umwelt, Ästhetik, Komfort und Sicherheit?

Wie ist das Vorgehen, wenn eine Gemeinde auf eine smarte Beleuchtung umrüsten will? 

Eine smarte Beleuchtung ist nach meinem Verständnis immer die zu einer Situation bestmögliche passende Beleuchtung. Es benötigt also vor allem ein gutes Verständnis der Situation und eine massgeschneiderte Lösung dafür. Die Komponenten und auch die Systeme, die man dafür benötigt, gibt der Markt heute her. Beschaffen kann diese eigentlich jede Fachperson. Die Kunst liegt meines Erachtens darin, die Anlage sorgfältig zu planen und die richtigen Technologien miteinander zu kombinieren und zu vernetzen. Das ist es, was wir tun. Durch die Standardisierung der Schnittstellen wird diese Entwicklung meines Erachtens noch beschleunigt. Wenn sich jemand interessiert: Wir beraten gerne.

Könnte Zürich in Zukunft eine Vorreiterrolle einnehmen in Bezug auf Smart City?

Der Begriff Smart City ist sehr breit gefasst und umfasst je nach Definition sehr unterschiedliche Themen, welche oft wenig miteinander zu tun haben. Das fängt bei stadtinternen Digitalisierungsprozessen an und geht über Gesundheitsthemen und Infrastruktur bis hin zur Modernisierung der Energieversorgung.

Die Stadt Zürich befindet sich in internationalen Smart-City-Rankings bereits in der Spitzengruppe. Wenn man die Stadt Zürich und den Kanton mit Städten wie Dietikon und Wädenswil, aber auch diversen Gemeinden wie Richterswil betrachtet, um nur einige zu nennen, so stelle ich eine hohe Innovationskraft, verbunden mit einem starken Interesse an diesen Themen, fest. An Tagungen im Ausland sehe ich auch immer wieder, dass wir uns auch mit Themen beschäftigen, die andernorts noch nicht so präsent sind, beispielsweise Steuerungen im Bereich der öffentlichen Beleuchtung. Wahrscheinlich haben wir dort eine Art Vorreiterstellung.

Wenn man den gesamten Smart-City-Bereich nimmt, sind Städte wie Barcelona, Kopenhagen oder gerade Metropolen in Asien technologisch ein Stück weiter. Ich glaube aber, dass der Grossraum Zürich mit Firmen, Hochschulen, Infrastruktur und guten Rahmenbedingungen eine Vorreiterrolle übernehmen kann – einfach eine Art Schweizer Modell der Smart City.

Jörg Haller leitet seit 2010 die Abteilung Öffentliche Beleuchtung und Smart City von EKZ. Zuvor war der Ingenieur einige Jahre in der Industrie und Forschung tätig. Er hat sich intensiv für die Einführung von LED eingesetzt und zahlreiche Projekte sowie Pilotversuche zur intelligenten Steuerung der öffentlichen Beleuchtung realisiert. Jörg Haller engagiert sich in verschiedenen Fachgremien wie der Fachgruppe für Öffentliche Beleuchtung der Schweizer Lichtgesellschaft.

Unter einer Smart City versteht man Konzepte, Städte mithilfe technischer Entwicklungen und Informations- und Kommunikationstechnologien zu modernisieren und lebenswerter zu gestalten. Dazu gehören z.B. die nachhaltige Nutzung von Ressourcen, indem Verkehrsflüsse durch intelligente Systeme aufeinander abgestimmt werden oder die Beleuchtung nur bei Bedarf eingesetzt wird. Gemeint ist aber auch die Digitalisierung der Verwaltung.