CREATE MAINTAIN DISTRIBUTE
CO2 Monitoring und Reporting auf Basis von 3D-Stadtmodellen
Richard Redweik
AK 3D-Stadtmodelle
virtualcitySYSTEMS – Übersicht
2 Workshop 3D-Stadtmodelle
Experten und Lösungsanbieter für semantische 3D-Stadtmodelle
• Beratung
• Schulung
• Software
• Services
Sitz in Berlin
16 Beschäftigte
3 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D Analysis and What-If
Scenarios
4 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D Analysis and Thematic
Mapping
5 Workshop 3D-Stadtmodelle
Urbane Simulationen
Wind und Turbulenzen Rauchausbreitung
Detonationen Hochwasser
6 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D Analysis and Energy
Scenario Planning
Low Carbon City Lab (LoCaL)
7 Workshop 3D-Stadtmodelle
Innovationsplattform im Climate KIC
Städte & Investoren zu GHG-Projekten zusammenbringen
Städten einen Überblick über ihre Treibhausgas (GHG) Daten zu ermöglichen
Bereitstellen von Lösungen zum Überblick der GHG-Emissionen, zur Planung, Investition und Evaluierung einer Low-Carbon-Strategie
LoCaL hilft Städten ihre Potentiale zu entfalten
Low Carbon City Lab (LoCaL)
8 Workshop 3D-Stadtmodelle
Reduktionspotential für Städte - LoCaL
9 Workshop 3D-Stadtmodelle
Transport Abfall Grünflächen
Gebäude Energie Bürgerbewusstsein zur Energiereduktion
LoCaL Ecosystem (2015)
10 Workshop 3D-Stadtmodelle
LoCaL: 3DGPC
11 Workshop 3D-Stadtmodelle
Geografische Dimension in GHG Reporting von Städten
Basierend auf CityGML
• Planungsentscheidungen verbunden mit GHG Effekten
• Informationen auf Gebäudeebene benötigt • Energieverbrauch/-effizienz, CO2
Emissionen • Optimierung und Verifizierung von Emissions-
Reduktionsplänen • Folgenabschätzung von politischen
Entscheidungen durch Monitoring von neuen Immobilien
GPC + 3D = 3DGPC GPC: Global Protocol for Community-Scale Greenhouse Gas Emission Inventories
GPC Sektoren
12 Workshop 3D-Stadtmodelle
Stationary Energy
• Residential Buildings
• Commercial and instituational buildings and facilites
• Manufactoring industries
• Agriculture, forestry, and fishing activities
• Etc.
Transportation
Waste
Industrial Processes and Product Use (IPPU)
Agriculture, Forestry and other Land Use (AFOLU)
Other Scope 3
Kann aus function bzw. usage abgeleitet werden
Aktivitäten innerhalb der Stadt können verantwortlich für GHG Emissionen innerhalb der Stadtgrenzen als auch außerhalb sein (z.B. Kraftwerk, Flughafen)
Aggregation von Inventaren möglich durch Kombination von Scope 1 (territoriale) Emissionen von Städten, deren Grenzen sich nicht überlappen
GPC Scopes
13 Workshop 3D-Stadtmodelle
Scope Definition
Scope 1 GHG Emissionen aus Quellen innerhalb der Stadtgrenzen
Scope 2 GHG Emissionen aus Nutzen von Strom, Wärme, oder Kälte aus einem Netz innerhalb der Stadt
Scope 3 Alle anderen GHG Emissionen, die außerhalb der Stadtgrenzen entstehen, aber Resultat von Aktivitäten innerhalb der Stadtgrenzen sind
• Nicht abzuleiten aus 3D Stadtmodell • Zusätzliche Daten benötigt
Beispiel Report
14 Workshop 3D-Stadtmodelle
Scope GHG Emissions Source Gases in tonnes
CO2 CH4 N2O …
STATIONARY ENERGY
Residential Buildings 70,000
1 Emissions from fuel combustion within the city boundary 20,000
2 Emissions from grid-supplied energy consumed within the city boundary
30,000
3 Emissions from transmission and distribution losses from grid-supplied energy consumption
10,000
Commercial and institutional buildings and facilities …
1 Emissions from fuel combustion within the city boundary …
… …
TRANSPORTATION
…
3DGPC (2015)
15 Workshop 3D-Stadtmodelle
Energie-Szenario Planung und CO2 Reporting basierend auf 3D Stadtmodell und Immobiliendaten • Energiequelle +
Energieverbrauch/-bedarf
• Basierend auf 3DCityDB
Erstellung eines verlässlichen MRV-Systems als zentralen Informations-Hub und Datenintegrationsplattform
Architektur
16 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D City Database virtualcityMAP
fully automated process chain
Expose with Energy Certificate: • Energy Source • Thermal
Characteristic
Umweltatlas Berlin: • Emission Factors • Energy Source
District Heating
3D City Model Berlin
3D CityDB WFS
Attribute data
emissions = thermal_characteristic * emission_factor
Import
Import
Import
Erstellung eines Energie-Demonstrators mit der Stadt Helsinki
Helsinki stellt Energie-Daten von öffentlichen Gebäuden (hauptsächlich Schulen) bereit
• Energieverbrauch
• CO2 Emissionen
• Wasserverbrauch
Demonstrator:
• Darstellung der räuml. Verteilung der Energiedaten
• Abfrage nach Gebäuden basierend auf Energiedaten
• Zeitliche Änderung über Jahre
• Prototypisches CO2 Reporting
3DGPC (2016): Demonstrator Helsinki
17 Workshop 3D-Stadtmodelle
Stadt erhält Überblick über Energieperformance der öffentlichen Gebäude
• Gebäudescharf
• Zeitlicher Verlauf
• Automatisierte Erstellung eines stadtweiten GHG-Reports (GPC)
• Planungsentscheidungen können mit GHG Effekten verknüpft werden
• Optimierung und Verifizierung von Emissions-Reduktionsplänen
Demonstrator Helsinki
18 Workshop 3D-Stadtmodelle
Streetlight Energy Simulator
Im Rahmen von 3DGPC & SSD Green Moabit (Climate KIC)
Kooperation zwischen • European Institute For Energy Research (EIFER)
• Electricité de France (EDF)
• CHORA city & energy (Chair for Sustainable Planning and Urban Design) der TU Berlin
• virtualcitySYSTEMS
Demonstrator zur energetischen Simulation in Städten • Austausch bestehender Gaslaternen durch LED-Leuchten in Berlin-Moabit
Kollaborative Energiesimulation
19 Workshop 3D-Stadtmodelle
http://hosting.virtualcitysystems.de/demos/moabit/
Streetlight Energy Simulator
20 Workshop 3D-Stadtmodelle
Streetlight Energy Simulator
21 Workshop 3D-Stadtmodelle
Streetlight Energy Simulator
22 Workshop 3D-Stadtmodelle
Entwickelt an der TU Berlin (Chora City & Energy)
Interaktives Urban Media Lab
Erlaubt kollaborative Entwicklung von Szenarien und Entscheidungsfindung
Integration in BrainBox (Metropolitan Solutions)
23 Workshop 3D-Stadtmodelle
Architektur
24 Workshop 3D-Stadtmodelle
virtualcityMAP
Leitung: Norwegian University of Science and Technology (NTNU)
Climate KIC + LoCaL
Umfassendes Monitoring und Evaluation von GHG Emissionen
• Automatisiertes Sensor-Netzwerk für GHG Emissionen (Stadt)
• Verknüpfung von aktuellen Emissionen zu Mitigation Handlungen
Zwei Pilotstädte:
• Trondheim (Norwegen)
• Vejle (Dänemark)
Carbon Track & Trace (CTT) 2.0
25 Workshop 3D-Stadtmodelle
CTT 2.0
26 Workshop 3D-Stadtmodelle
Standartisiertes Datenmodell für Urbane Energie Analysen
Will Austauschformat zwischen unterschiedlichen urbanen Modellierungstools und Expertendatenbanken sein
Entwickelt seit 2014 im internationalem Konsortium
• SIG3D, HFT Stuttgart, TU München, KIT, RWTH Aachen, EDF/EIFER, AIT…
Ermöglicht standartisierte Speicherung von Energieinformationen
Energy ADE gibt standartisierte und robuste Basis für GHG Reporting und Berechnung von Energie-Szenarien
Zukunft: CityGML Energy ADE
27 Workshop 3D-Stadtmodelle
3D Stadtmodelle ideale Plattform zur Integration von stadtweiten Energiedaten und Simulationsergebnissen
3D Stadtmodelle ermöglichen
• Kommunikation/Visualisierung von Ist-Zuständen und Simulationensergebnissen
• Erstellung von GHG Reportings
• Schnittstelle zu Fachsimulationen (Energy ADE)
Zusammenfassung
28 Workshop 3D-Stadtmodelle
The next generation of 3D city models
virtualcitySYSTEMS
Follow us on virtualcitysystems.de or
Richard Redweik