Framtiden tillhör städerna. År 2050 kommer det att finnas 9 miljarder människor på jorden och av dessa kommer ytterligare tre miljarder att ha flyttat till städerna. Städernas snabba tillväxt skapar problem för människa och miljö. Tänk om det gick att börja om från början? Rita en stad från grunden med alla dess system: vatten, energi, avfall och klimatkontroll och från början anpassa staden till att vara it-intensiv? Att skapa en smart stad.

Smarta städer har blivit en trend. De byggs i New Songdo i Sydkorea, Fujisawa i Japan och Masdar City i Abu Dhabi.

Även i Europa är en första smart stad på väg. Initiativet har gjort att företaget bakom projektet, Living PlanIT, valts ut som en av World Economic Forums tekniska pionjärer 2012.

Projektet går bortom det vanliga i storleksordning och ambitionsnivå. Planen är att skapa en helt ny stad där smarta elnät, hållbarhet, molnteknik och smarta föremål sammanförs. Staden, som ska hysa 225 000 invånare, ska byggas i Paredes, en kommun nära Porto i norra Portugal. Redan 2015 ska den ha 150 000 invånare, de flesta kommer att arbeta hos Living PlanITs partnerföretag.

Steve Lewis, som tidigare innehaft höga positioner på IBM och Microsoft, är initiativtagare till projektet.

– Vårt första steg är inflyttningen av den första vågen på 10 000 personer under nästa år. Det är för att se att idén fungerar och kan skalas upp.

Tanken med den smarta staden är att intelligens och sensorer ska finnas inbyggda i hela stadens struktur och byggnader, och att använda datakraft för att ständigt övervaka och justera systemen för optimal effektivitet.

Enligt Steve Lewis behöver teknikoptimeringen börja redan med det första spadtaget.

– Byggnadsbranschen är en mycket traditionell bransch. Produktiviteten har minskat med 20 procent sedan 1960.

30 procent av kostnaden för ett bygge beror på att leveranskedjan inte fungerar väl förklarar han.

– I bygget av ett fartyg eller flygplan finns det moment som tar längre tid, men där kan du simulera helheten och spara tid och svinn. Vi kallar det extrem konstruktion.

Extrem konstruktion ska föra in samma just-in-time-tänkande som finns inom industrin i byggbranschen.

– Ingen har riktigt brytt sig om helheten, estetiken har varit viktigare. Arkitekten sätter in ett fönster där det är snyggt och mindre med tanke på var det är effektivt, säger Steve Lewis.

Kärnan i den smarta staden är ett nät av sensorer integrerade i stadens alla byggnader.

– Vi för tillbaka all relevant teknik till byggnaden. Underhållet står för 80 procent av kostnaden för en byggnad, så det finns mycket att tjäna. Tanken är att byggnaden ska bli en tjänst och genom en plug-and-play-arkitektur ska den kunna uppgraderas efter behov. Om en ny tjänst ska läggas till ska den enkelt kunna sättas in i byggnadens nätverk.

Här har problemet varit avsaknaden av gemensamma protokoll mellan enheterna och sensorerna.

– Ofta blir det en blandning av olika protokoll så att kommunikationen inte fungerar. Vi behövde enhetlighet, betonar Steve Lewis.

Därför samarbetar Living PlanIT med MacLaren Electronic Systems för att få tillgång till deras sensorer och protokoll.

Urban Operative System, UOS, är en plattform för realtidskontroll som sammanför datamoln, sensorer, datasimulering, analys och applikationer i byggnader och infrastruktur.

En molnbaserad miljö ska utformas för att samla in, analysera och agera på de data som byggnadernas sensorer spelar in. Molnet tillhandahålls av Microsoft. Det möjliggör byggandet av smarta elnät för att effektivisera energianvändningen, som att slå av lamporna eller luftkonditioneringen när ingen befinner sig i ett rum. Då kan el levereras när priset är som lägst. Det smarta elnätet förbättrar villkoren för förnyelsebara energikällor som är beroende av vind eller sol.

– Det uppmuntrar också privat energiproduktion, då överskotten kan säljas tillbaka till nätet.

Avsikten är att stadens avfall ska användas till energi, gödsel, butanol som fordonsbränsle och till att utvinna biprodukter av aminosyror att säljas till läkemedels- och livsmedelsindustrin. Living PlanIT kan även importera avfall från grannkommunerna.

Antalet olyckor kan minskas av att maskiner kommunicerar med varandra. Omgivningen rapporterar relevant information, berättar Steve Lewis.

– Vid en brand kan brandkåren få veta var du befinner dig i huset genom dess sensorer. Huset kan hjälpa dig till säkerhet genom att leda dig förbi faror. Om du känner dig otrygg på en mörk offentlig plats kan du kommunicera till omgivningen att den ska vrida upp styrkan på gatubelysningen.

Säkerhet och integritet kan hamna i konflikt, Steve Lewis säger att kameraövervakning är överskattad och att stadens utformning kan förebygga olyckor.

– Det är en av fördelarna med vår 250-metersregel, ingen viktig funktion ska vara längre bort än 250 meter.

Living PlanIT har valt Microsoft Azure för att Microsoft har flest antal partner i världen och därmed rätt skala. Det ska vara möjligt att bygga egna appar och lägga upp i stadens egen appstore. Då kan entreprenörer vidareutveckla det urbana operativsystemet. Det är en viktig fördel, men medför också att hackare och buggade program kan utgöra riskfaktorer.

Det gäller att kunna separera person från data, anser Steve Lewis. Problemet är att bedöma när det ska göras.

– Om systemet ger data till individerna kommer de att dela dem med varandra. Det viktiga är att användarna får kontroll över sina data.

I slutändan är UOS det enda som Living PlanIT ska äga.

Projektet har en hel del uppbackning. Den portugisiska regeringen har förklarat Living PlanIT av nationell betydelse vilket ger projektet förmåner och generösa skattelättnader.

– Regeringen har testat oss hårt för att se om vi var värda att satsa på. Och testet har gjort oss gott, understryker Steve Lewis.

Living PlanIT valde just Paredes för att viktiga forskningscentra som nanoteknikens INL finns närheten, för att det finns ett bra lokalt självstyre, för att det är lättare att planera byggnaderna för det behagliga klimatet och för att ”visa att globaliseringen nu utgår från de lokala förhållandena” som Steve Lewis uttrycker det.

EU har lovat att finansiera utbyggnaden av infrastrukturen och samarbetet sker genom EU-kommissionens eget initiativ för smarta städer som pågår inom ramen för setis, Strategic Energy Technologies Information System.

Steve Lewis gamla arbetsgivare Microsoft samt Cisco och Hitachi är några partner i projektet.

Som operativsystem för städer kan Living PlanIT UOS även användas av andra. I maj slöts ett avtal med Las Vegas om ett kunskapsutbyte kring operativsystemet.

Djävulen sitter i detaljerna. Om enskilda tekniker är möjliga att applicera betyder det inte att de fungerar tillsammans som helhet ur en affärsmässig synvinkel och i den öppna miljön av ”staden som tjänst”. Men oavsett om projektet blir framgångsrikt eller inte kommer det att finnas många intressanta lärdomar att dra från Living PlanIT.

Fakta

  • Byggs för 225 000 invånare.

  • Stadens område täcker en yta på 16,7 kvadratkilometer.

  • Beräknad kostnad är 10 miljarder euro, omkring 93 miljarder kronor.
  • Byggtiden är planerad till fyra år, redan 2015 ska 150 000 ha flyttat in.

  • Staden planeras producera 150 procent av sitt behov från förnyelsebar energi.

  • Husen planeras använda 50-60 procent mindre elektricitet än jämförbara byggnader och 80 procent mindre vatten. Det sker genom att ta tillvara det portugisiska klimatet och genom det smarta elnätet.

Det finns många defintioner på vad som är en smart stad. Forskningsgruppen European Smart Cities vid Wiens universitet mäter efter axlarna ekonomi, mobilitet, miljö, boende och förvaltning då de kan kopplas till traditionella ekonomiska modeller för stadsutveckling. (www.smart-cities.eu)

Cyberjaya

Cyberjaya ligger i närheten av Malaysias huvudstad Kuala Lumpur. Den invigdes 1997 som en av de första it-integrerade städerna i planeringsregionen Multimedia SuperCorridor med nya kommunikationer och ett kraftvärmeverk. Problemet har varit att få kunskapsarbetarna på it-företagen att vilja bosätta sig i Cyberjaya. Där bor i dag 10  000 invånare på en yta av 29 kvadratkilometer.

Dongtan

Smarta städer behöver, förutom stora visioner, ett praktiskt innehåll. Dongtan skulle öppnas för 25 000 invånare till världsutställningen i Shanghai 2010 för att hysa 500 000 invånare till 2030. Avsikten var att bygga en koldioxidneutral eko-stad, självförsörjande på mat, med intelligent avfallshantering och högeffektiva byggnader. Inget har byggts ännu, och framtiden för projektet är osäker.

New Songdo

Seoul växer och behöver expandera. New Songdo utanför Seouls hamnstad Incheon byggs på mark som återvunnits från flodbädden. Projektet drivs av byggaren Stan Gale med bland annat koreanska staten och LG. New Songdo börjar med att bygga ett kommersiellt centrum och utökas allt eftersom med bostäder. Utmärkande är att avancerade it-funktioner som rfid integreras i den nya staden från början. Den första fasen invigdes i augusti 2009 och staden beräknas bli klar 2015. Befolkningen beräknas i dag till 65 000 med 300 000 som arbetar i staden.

Fujisawa

I maj i år gick bland andra Panasonic och Accenture ut med nyheten att de ska utveckla en smart stad i Fujisawa utanför Tokyo. Den ska öppnas i mars 2014. Det är Panasonics gamla fabriksområde som omvandlas till en smart stadsdel för omkring tusen hushåll. Avsikten med Fujisawa SST är att visa hur smarta områden kan integreras med äldre stadsdelar.

Masdar City

Masdar City är en smart och hållbar stad som byggs i Abu Dhabis öken. Fördelen är tillgången på solenergi, nackdelen är vattenbristen. För att kunna få dricksvatten byggs en soldriven avsaltningsanläggning, och stadens behov fylls också på av återvunnet vatten. Då finanskrisen har slagit hårt mot Abu Dhabi, försenas projektet till år 2025.