A Frost & Sullivan elemzőcég előrejelzése szerint a 2019-es 96 milliárd dollárról 2025-re 327 milliárd dollárra (mai áron 99 billió forintra) fog emelkedni az okosváros-fejlesztésekbe világszerte irányuló beruházások összértéke. Az elemzők úgy látják, hogy a jelenlegi világjárvány okozta általános bizonytalanság nemhogy csökkenti majd az újszerű technológiák iránti beruházói érdeklődést (bár más elemzők – legalábbis rövid távon – ezt várják), hanem fokozni fogja azt, hiszen az utóbbi hónapokban kiderült, hogy krízis­­helyzetben is jobban tudnak működni azok a közösségek, amelyek adatalapú technológiák segítségével hatékonyabb kollaborációs lehetőséget biztosítanak a lakosoknak, a szolgáltatóknak és a cégeknek.

Arra számítanak, hogy tovább fog nőni a mesterségesintelligen­cia-alapú technológiák iránti kereslet úgy a közlekedés, az egészség­ügy, jószerével a teljes szolgáltatószektor, és legfőképpen az ener­getika terén. Az emberek életstílusa várhatóan tartósan megváltozik, még akkor is, ha remélhetően néhány hónapon belül megkezdődhet a koronavírus elleni oltások tömeges alkalmazása. Vagyis továbbra is egyre növekvő kereslet lesz érzékelhető az emberek mozgását nyomon követő, otthoni munkavégzésüket lehetővé tevő, illetve az energiafelhasználás mintázatának átalakulását segítő megoldások iránt. Ahogy egyre többen dolgoznak otthonról, az elektromos hálózat terheltsége is átalakul, a hagyományos rendszerek pedig csak nehézkesen képesek reagálni az efféle gyors és gyökeres változásokra. Ezért azt várják a szakértők, hogy az okoshálózatok (smart grid) a mainál jóval nagyobb szerepet kapnak a jövő városainak energiaellátás-szervezésében.

Okosváros ma nem létezik

A tanulmány szerzői arra számítanak, hogy az évtized közepére legalább 26 okosváros jön létre világszerte, és ezekben össze­sen 2,46 billió dolláros üzleti lehetőségek keletkeznek, az okos­fejlesztések közvetlen és közvetett hatásaként. Persze e hatalmas összeget (amely, ha forintban leírnánk, 15 számjegyből állna) nem úgy kell érteni, hogy ez a forgalom meg is fog valósulni, csak a modellek szerint ekkora a fejlesztések révén kialakuló üzleti potenciál.

Kérdés: mit tekintünk okosvárosnak? A legtöbb definíció e kifejezést nem a teljes településre alkalmazza, elsősorban arra vonatkozik, hogy egy város okos-e vagy nem, inkább a fejlesztések szemléletét, elméleti célját tekintik okosnak. A Frost & Sullivan tanulmányának meghatározása szerint a város akkor tekinthető okosnak, ha a kulcsfontosságú területek többségénél egyértelműen átálltak az intelligens megoldásokra. E területek a helyi önkormányzat, az oktatás, az egészségügy, az épületkezelés, a közlekedés, az infrastruktúra, a technológia, a lakosság ügyintézése és az energiagazdálkodás.

A tanulmányban megjegyzik, hogy e definíció értelmében jelenleg egyetlen okosváros sem létezik a világon, ugyanakkor néhány éven belül többtucatnyi is létrejöhet, a többségük nyugaton (Európában és Észak-Amerikában), illetve Délkelet-Ázsiában. Jelenleg Amszterdam, Koppenhága, Szöul és Szingapúr a legesélyesebb az első valóban okosváros cím elnyerésére. Jól látszik, hogy azok a régiók járnak legelőrébb a fejlesztések megvalósításában, ahol egyrészt van erre pénz, másrészt nem áll a város rendelkezésére gyakorlatilag korlátlan, olcsó energia. Vagyis az energetika okossá tétele az egyik legfőbb hajtóereje az intelligens városok megszületésének.

„Az okosvárosok energiagazdálkodását az különbözteti meg a nem okosvárosokétól, hogy a tágabb összefüggéseket is figyelembe véve bánnak az energiával. Nemcsak fogyasztják felelőtlenül, hanem termelnek is energiát. De, és ez nagyon fontos, a termelést is felelősséggel végzik – mondja Pintér Gábor, a Pannon Egyetem Mérnöki Kar Nagykanizsai Kampuszának oktatója. – Az okosváros az ipar és a szolgáltatások minden szegmensében felelősségteljes gazdálkodást jelent. A felelősségteljes energiafelhasználás a haté­konyság fontosságát jelenti. A gazdaság minden szereplőjének tartania kell azt a menetrendet az energiafelhasználásban és -termelésben, amely a többi szereplőnek is megfelelő.”
A termelési oldalon ez részben azt jelenti, hogy a háztartási méretű kiserőművekkel (ezeken általában napelemeket értenek) rendelkező lakosoknak, intézményeknek figyelembe kell venniük az elektromos hálózat teherbíró képességét. Általános szabály, hogy csak annyi elektromosságot szabad elvenni és hozzáadni a háló­zathoz, ami még nem károsítja a rendszer egyensúlyát.

A megújuló energiaforrások használatának gyors ütemű fejlesztése elleni egyik leggyakoribb kritika az, hogy ezek adott esetben veszélyes termelésingadozásokat okozhatnak az elektromos rendszerben. Minthogy a megújulókon alapuló energiatermelés kevésbé tervezhető (és a szél- vagy a napenergia esetében nagymértékben függ az időjárástól), nem feltétlenül akkor pörög fel a termelés, amikor az emberek a legtöbb áramot szeretnék használni. Így alkalmanként áramhiány, máskor meg áramtöbblet és a hálózat túlterhelődése léphet fel. Ezt leginkább okos elektromoshálózat-irányítással, menetrendezés-optimalizálással, továbbá alkalmazkodóképes, dinamikus energiaellátási rendszerrel lehet kivédeni (vagy legalábbis mérsékelni a súlyosságát).

Az okosság egyenlő a kooperációval

Az okosvárosban összehangoltan lépnek fel az energiafogyasztók és a -termelők, érvel Pintér Gábor. A megújulókon alapuló termelés időbeli irányítására kevesebb a lehetőség, mint a hagyományos fosszilis energiahordozók esetében, ezért alapvetően a fogyasztást kell befolyásolni, vagy a megtermelt energiát tárolni. Egy városban szinte minden szereplő: a lakosok, az ipar, a szolgáltatók és a városi infrastruktúra is fogyaszt áramot, és ezeknek eltérőek az igényeik, és eltérő napi mintázatot követ a fogyasztásuk ingadozása. Ez a változatosság lehetőséget biztosít arra, hogy megfelelő rendszerirányítással viszonylag stabilan tartsuk, sőt, az aktuális áramtermelés intenzitásához igazítsuk a fogyasztást.

Folyamatos párbeszédre és hatékony menedzsmentre van szük­ség a termelők és a fogyasztók között, hogy az épp megtermelt elektromosságot hova juttassák el a hálózaton keresztül, ahol arra éppen szükség van, így nem okozhat gondot a többlet. Fontos, hogy itt ne a klasszikus értelemben vett energiatermelőkre, vagyis a nagy, egész régiókat ellátó erőművekre gondoljunk kizárólag, hanem például az olyan épület­tulajdono­sokra, akik a tetőn egy háztartási méretű kiserőművet üzemeltetnek.

Az okosvárosokban az energiaszállítás rendszere is át fog alakulni. Pintér Gábor úgy véli, hogy hamarosan el kell felejtenünk azt a 19–20. századi felállást, hogy a városoktól távol lévő erőmű­vekből, nagyfeszültségű távolsági vezetékeken keresztül jut el az áram a városokba. Már ma is megfigyelhető, hogy dinamikusan emelkedik a háztetőkön telepített háztartási méretű kiserőművek (vagyis többnyire napelemek) összes kapacitása. A Pannon Egyetem munkatársai által az Energies szakfolyóiratban publikált tanulmány szerint míg 2018-ban 677,5 megawatt volt a napelemek összteljesítménye Magyarországon, addig tavaly már 1230, és erre az évre 2225 megawattot várnak. Az előrejelzések szerint ez a meredek növekedés még jövőre is tart majd (2021 végére már több mint 3500 megawatt beépített teljesítmény fogja termelni az áramot), utána a növekedés üteme csökkenni fog.

Vagyis az okosodó városok egyúttal energiatermelőkké is válnak. Ettől kezdve már nem csak passzív fogyasztói a távolban termelt áramnak. Igen, továbbra is hozzá lesznek kapcsolva az országos, sőt nemzetközi áramszolgáltatási rendszerhez. Ez biztonságot nyújt, hiszen pufferként működve a városi kis rendszerek által kezelhetetlenné váló áramingadozásokat elsimítja, de a fő szabályozás a városok feladata lesz. Ezután pedig már a városok egyéni adottságai döntik el, hogy az energiaellátásukat milyen forrásokból fedezik. Vannak városok, amelyek alatt gazdag geotermális energiaforrás rejlik, mások szeles vagy napsütötte helyen, esetleg biomasszaként hasznosítható vegetáció mellett épültek. A legcélra­vezetőbb megoldás az esetek többségében a számos különböző energiatermelési mód keveréke lehet, illetve az intelligens hulladékgyűjtési rendszer képességeit kihasználva törekedni kell a városokban a hulladékok vagy a korábban nem hasznosuló melléktermékek felhasználására is.

„Én úgy látom, hogy megvan a fogadókészség az áramszolgáltatás szereplőiben a párbeszédre, de a megújuló energiaforrások és a hozzájuk kapcsolódó okosváros-megoldások további terjedését segíthetik a felülről érkező ösztönzők is – mondja Pintér Gábor. – Ezek az ösztönzők olyan árszabási rendeletek lehetnek, amelyek bizonyos, kevéssé áramigényes időszakokban büntetik a rendszerbe történő túlzott áram-visszatáplálást, míg a csúcsidőszakokban magasabb árral jutalmazzák a többlettermelést. Vagyis gazdasági ösztönzéssel e fogadókészség biztosan tovább fog növekedni.”
Minden egyes szereplő érdeke az együttműködés, mert csak együtt tudnak megfelelő gazdasági előnyhöz jutni. A szakértő szerint az okosvárosok életképessége szempontjából alapvető feltétel, hogy a város egésze és a benne működő szereplők mindegyike az okosmegoldások révén olyan gazdasági előnyökhöz jusson, amelyek egyértelműen megkülönböztetik őket a többi, hagyományos várostól. Nem ugyanazokkal a meg­oldá­sok­kal biztosítható e versenyelőny minden városnál. Ezért aztán nem is lehet általános receptet adni a városok energetikai okosítására. Minden városnak – a saját jellegzetességeit, körülményeit, lehetőségeit figyelembe véve – magának kell döntenie arról, hogy az ő energiamixében mely források használata vezethet a legtöbb előnyhöz. Vagyis melyek azok az adottságai, amelyekkel élhetne.

A nagy ugrás még hiányzik

Ha az irányítási mechanizmusok digitalizáltságát, automatizáltságát nézzük, azt láthatjuk, hogy az energetika mai működése közelítette meg leginkább az okosváros kritériumait az összes szolgáltatás közül. De vajon a jelenlegi összkép alapján okosnak nevezhetünk-e egy várost? A válasz egyértelmű nem. „A mai városaink az okosvárostól még nagyon nagy ugrásra vannak, ez még csak távlati cél” – állapítja meg Pintér Gábor. Ugyanakkor azt is hozzá­teszi, hogy ez nem jelenti azt, hogy ne terjednének egyre több településen azok az elemek, amelyek a majdani okosvárosokban is jellemzőek lesznek. Ilyenek például az intelligens LED-es közvilágítási rendszerek, ám azzal is tisztában kell lenni, hogy hogy ez még csak igen kis lépés a teljes okosság felé.

A kutató értelmezésében az okosváros elsősorban hozzáál­lásbeli megközelítés: ebben a városban a szereplők okosan mű­köd­nek együtt egymással. Köznapi értelemben azonban az okos­város inkább az infrastruktúrát, kézzelfogható berendezéseket, szolgáltatásokat, és alapvetően azt jelenti, hogy a lakosok úgy élhetnek kényelmesebben és jobban, hogy eközben még a környezetet sem károsítják maguk körül. Ennek az utópiának a meg­teremtésé­hez gondolkodás­beli paradigmaváltásra, továbbá technológiai háttérre is szükség van.

Az okosvárosok legfontosabb infrastrukturális eszköze a digi­ta­lizált menedzsmentrendszer, amely biztosíthatja a korábban em­­lí­tett összhang napi szintű fenntartását. Az energetikában rendkívül fontosak lennének a hatékony és nagy kapacitású energiatároló megoldások, amelyek nagyobb szabadságot adnának az energiatermelés és -felhasználás időbeli összeegyeztetésében. A közlekedés energiafelhasználása is át fog alakulni. Várhatóan a közösségi, illetve a magánjellegű közlekedésben is előbb-utóbb domináns lesz az elektromos meghajtás, ám ehhez a töltőhálózatnak is ki kell épülnie.

Igaz, hogy a legtöbb mai elektromos járművet már lehet konnektorról is tölteni, de sok szakértő szerint amíg akár 8-10 óráig is eltart az elektromos autó akkumulátorainak teljes feltöltése (eközben pedig a hatótávolság lényegesen kisebb, mint a belső égésű motorral meghajtott járműveké), addig az elterjedésüket illetően nem számíthatunk nagy áttörésre. Vagyis szükség van a nagy kapacitású elektromos töltőállomások elterjedésére, amihez a városi elektromos hálózatnak is fel kell nőnie. A közlekedés energiahatékonysága úgy is növelhető, hogy az okosváros közlekedésszervező rendszere mindig akkora kapacitású tömegközlekedési eszközöket állít forgalomba, amennyire éppen szükség van. Természetesen ahhoz, hogy ez ne okozzon torlódásokat, vagy éppen tumultust a túl kevés járaton, valós időben kell monitorozni az utazóközönség számát, sőt mi több, előre kell gondolkodni, hogy miként változhat a leterheltség a közeljövőben.

Mennyibe fog ez kerülni?

Mindezek a fejlesztések nincsenek ingyen, a legtöbb esetben már az okosvárosok egy-egy apró részelemének megvalósítása is hatalmas beruházást igényel, amit a városok a legritkább esetben képesek önerőből fedezni. Pedig a döntéshozók általában gazdasági érveket is felsorakoztatnak az okosmegoldások mellett (illetve esetenként ellenük). A közfelfogás szerint az okosvárosok működése olcsóbbá válik, de amíg amíg ezt elérik, addig vagyonokat kell költeni az infrastruktúra gyökeres átalakítására. Ez az energetikai szektorban még hatványozottabban igaz. A kommunikációban az okosváros mellett felhozott érvek között az ökológiai szemléletű megfontolások nagyobb hangsúlyt kapnak, mint a pénzügyiek, ami a kritikusok szerint arra utal, hogy a pénzügyi érvek gyenge lábakon állnak (magyarul, az előirányzott divatos okosfejlesztések valójában csak viszik a pénzt, minden ígérettel ellentétben). Jogosan merül fel a kérdés: megéri törekedni városaink okosítására?

„Hosszú távon az okosváros csak akkor maradhat fönn, ha gaz­daságilag is életképes. Tehát elsődleges fontosságú, hogy olyan rendszer szülessen, amely pénzügyileg is megállja a helyét – vélekedik Pintér Gábor. – Az állam bizonyos mértékig tud a pénzügyi megtérülésre hatni a szabályozással, a jutalmazással és a büntetéssel. Vagyis elő tudja segíteni az okosváros-koncepció gazdasági sikerét. De a valós sikerhez az is kell, hogy a városi lakosok és az ott működő vállalkozások, közszolgáltatók költségei is csökkenjenek.”

Ha a város nem tud önerőből gazdasági versenyelőnyöket felmutatni az odatelepülő embereknek és vállalatoknak, akkor életképtelen. Előfordulhat, hogy grandiózus szempontok alapján kezdenek bele a fejlesztésekbe, és nagyon méltánylandók a beruházók céljai (hiszen az okosváros-koncepció szorosan egybeforrt az ökológiai szemlélettel), de rövid időn belül bebizonyosodik, hogy a város nem képes önerőből fennmaradni. A finanszírozó nem fogja örökké fizetni a veszteségeket, bármilyen magával ragadó motivációs beszédeket is tartanak az okosvárosok megálmodói.

Könnyen kudarcba fulladhat az egyik legnagyobb médiaérdeklődéssel övezett okosváros-fejlesztés Torontóban. Három évvel ez­előtt a Google egyik leányvállalata, a Sidewalk Labs bejelentette, hogy minden elemében okosvárost fog felépíteni a kanadai nagyváros Ontario-tó partján fekvő részén. Azt remélték, hogy ez a kísérleti projekt majd mintául szolgál a világ más városai számára. Erre azonban egyre kisebb az esély, ugyanis egy független bizottság megállapítása szerint a torontói okosvárosban túl sok technológia csak a technológiáért magáért létezik, vagyis öncélú, és inkább túlbonyolítja az emberek életét, semmint egyszerűsítené. A Gartner elemzőcég tanulmánya pedig azt vetíti előre, hogy 2023-ig a most folyó okosváros-projektek 30 százalékát abba fogják hagyni anélkül, hogy elérnék a kitűzött célt.

„Teljes mértékben okosváros nem létezik jelenleg, de egyes városok nagy előrelépéseket mutatnak az okosítás felé. Azt ma még nagyon nehéz megítélni, hogy e fejlesztések gazdasági értelemben mennyire fogják beváltani a hozzájuk fűzött reményeket – mondja Pintér Gábor. – Bár az okosváros kifejezés már régóta létezik, a tényleges fejlesztések tíz-tizenöt évvel ezelőtt kezdődtek el. Az ki­jelenthető, hogy ahol az okosítás elkezdődött, ott már egyértelműen látszanak az előnyök. De ennél messzebb menő következtetéseket majd ötven év múlva tudunk levonni.”

A kutató egyáltalán nem csalódott az okosváros-koncepció alapján kezdett fejlesztések haladási ütemét illetően. Ezek tempója a gazdasági elvárásokhoz igazodik, vagyis szerinte csak az valósul meg, ami kifizetődik. Ahogy felnő a már szemléletében is környezettudatos új nemzedék, az ő számukra egyre természetesebbekké válnak az okosvárosokra jellemző megoldások. A két kritérium, az emberek viselkedése és a gazdasági feltételek nem elválaszthatók egymástól. Pintér Gábor úgy véli: „amint megérik az emberek gondolkodása az okosmegoldásokra, létre fog jönni az ezeket finanszírozó fizetőképes kereslet”.•