پیش‌زمینه
وین، پایتخت کشور اتریش است که یک شهر تاریخی به شمار می‌رود. شواهد نشان میدهند که تاریخ آن به قرن‌ها قبل از میلاد مسیح برمی‌گردد. وین در ساحل رودخانه‌ی دانوب پایه‌گذاری شده است و در طول تاریخ، این شهر متعلق به بسیاری از امپراتوری‌ها و ملت‌ها بوده است که هرکدام از آنها کمک کرده‌اند تا این شهر به شکل امروزی درآید. وین، مساحتی در حدود ۴۱۴ کیلومترمربع را شامل می‌شود که جمعیت آن تقریباً ۱،۸۰۰،۰۰۰ نفر ساکن میباشد که با این حساب تراکم جمعیتی وین در حدود ۴۳۰۰ نفر ساکن در هر کیلومترمربع هست.
وین یکی از سریع‌ترین شهرهای رو به رشد در اروپا است که رشد جمعیت در آن بین سال‌های ۲۰۰۵ تا ۲۰۱۵، ۱۰ درصد بوده است و در میان پایتخت‌های اروپایی در رتبه‌ی پنجم قرار دارد.وین سرانه‌ی برابری قدرت خرید در تولید ناخالص ملی به ازای هر نفر بیش از ۵۳۰۰۰ دلار را دارد که باعث شده کشور اتریش در بین چهار عضو برتر[۱]OECD جای گیرد. متوسط خانوار (با ۲ نفر، ۰.۰۸ خودرو و ۷۵ مترمربع فضای کف) در وین ۱۴۲۰۰ کیلووات ساعت در سال مصرف می‌شود که از آن: ۹۲۰۰ کیلووات ساعت برای گرم کردن فضا استفاده‌شده است، ۲۷۰۰ کیلووات ساعت برای گرم کردن آب استفاده‌شده است. ۱۷۰۰ کیلووات ساعت برای حمل‌ونقل استفاده‌شده و تنها ۶۰۰ کیلووات ساعت برای لوازم روشنایی مورداستفاده قرارگرفته است. مصرف انرژی ناخالص وین حدود ۲۴،۷۰۰ کیلووات ساعت در سال بوده که مصرف انرژی نهایی آن حدود ۲۲،۴۰۰ کیلووات ساعت در سال هست. از این مقدار، تنها ۵ درصد از منابع تجدید پذیر استفاده‌شده است. علاوه بر این، وین در سطح بین‌المللی به‌عنوان محلی برای تحقیقات و نوآوری‌های علمی، خوابگاه‌های دانشجویی مجزا و مراکز تحقیقاتی و سرمایه‌گذاری عظیم در علوم شناخته‌شده است. این‌یک سابقه‌ی درخشان برای راهاندازی یک برنامه‌ی نوآورانه به‌عنوان یک پروژه‌ی شهر هوشمند است.
شهر هوشمند وین
چشم‌انداز شهر وین
شهر وین انگیزه‌ی خود را برای ایجاد یک شهر هوشمند به‌منظور دستیابی به “ بهترین کیفیت زندگی برای همهی ساکنان وین درحالی‌که مصرف از منابع را به حداقل می‌رساند “ بیان می‌کند، ازجمله این‌که رسیدن به این هدف “ از طریق نوآوری‌های جامع“ به دست می‌آید.درحالی‌که چشم‌انداز وین شامل تمامی سیستمهای یک شهر است، این دیدگاه بسیار منطبق بر ایده‌ی انرژی هوشمند است، زیرا انرژی، یکی از منابع بسیار مورداستفاده در شهرها است و درواقع، همان‌گونه که در این مطالعه‌ی موردی مشاهده خواهیم کرد، وین چندین طرح را باهدف استفاده از انرژی هوشمندتر و یکپارچه‌تر ایجاد کرده است.
علاوه بر این، آنها اهداف بسیار روشنی را ازلحاظ بهره‌وری منابع موردنظر خود تعیین کرده‌اند: وین، انتظار دارد که تا سال ۲۰۵۰ میزان انتشار گاز دی‌اکسید کربن را به میزان دوسوم از میزان فعلی کاهش دهد (کاهش دی‌اکسید کربن به یک‌تن بر طبق سرانه، کاهش ۸۰ درصدی از میزان آن در سال ۱۹۹۰). آنها همچنین می‌خواهند مصرف انرژی اولیه را به میزان یک‌سوم در سال ۲۰۵۰ برسانند و آن را به ۲۰۰۰ وات بر طبق سرانه برسانند (همانند مقدار پیشنهادی مطرح‌شده در جامعه که ۲۰۰۰ وات میباشد)، همچنین کاهش استفاده از تردد فردی با خودرو از ۲۸ درصد به ۱۵ درصد در سال ۲۰۳۰. درنهایت، آنها قصد دارند که هرساله یک درصد بر طبق سرانه از مصرف انرژی در ساختمان‌های موجود برای گرم و سرد کردن فضا و گرم کردن آب را کاهش دهند. بسیاری از این اهداف به‌طور غیرمستقیم به انرژی مربوط می‌شوند مانند انتشار گاز دی‌اکسید کربن که میتواند با حرکت به‌سوی انرژی‌های تجدید پذیر به دست آید.
محرک‌ها
محرک‌های اصلی شهر وین به‌سوی دوره‌ی گذار یک شهر هوشمند شامل: نیاز به محدود کردن مصرف منابع در مواجه‌شدن با فشارهای مربوط به آب‌وهوا (پایداری)، نیاز به مقابله با رشد شهری و حصول اطمینان از کیفیت زندگی (شهرنشینی) و نیاز به تقویت نوآوری در شهر میباشد. در این زمینه، آنها نیاز به تغییر در بسیاری از جنبه‌های شهر، ازجمله بازسازی سیستمهای انرژی را دیدند. دیجیتالی سازی ابزار مورداستفاده برای حل همهی این چالش‌ها بود، ازجمله چالشهایی که به ایجاد راه‌حل‌های مؤثر و استفادهی کارآمد از انرژی کمک می‌کرد.
راه‌حل‌ها
همان‌طور که وین دارای طیف وسیعی از پروژههای مطرح برای شهر هوشمند خود میباشد، ما بر روی آن پروژههایی که مستقیماً با شبکههای انرژی سروکار دارند، تمرکز میکنیم. این موارد تمامی سه لایهی سیستمهای هوشمند اجتماعی- فنی (تکنیکی) را پوشش میدهند: لایهی زیرساخت، لایهی داده و لایهی خدمات. ما نمونه‌ای از تقاطع لایهی زیرساخت و لایهی داده و همچنین یک مثال از تقاطع لایهی دادهها و لایهی خدمات را بررسی مینماییم.
نیروگاههای خورشیدی شهروندان:
وین، شهری با میزان شهرنشینی بالاست و اکثر ساکنان آن در کاشانه‌ها در شهر زندگی می‌کنند. اگرچه گزینه‌ی تولید برق تجدید پذیر به نظر بسیاری از مردم ممکن است جذاب باشد اما اکثر آنها توانایی نصب هرگونه مولد نیروی خورشیدی و یا بادی کوچک‌مقیاس را در خانه‌های خود ندارند. شهر وین یک‌راه حل ابتکاری را برای حل این چالش یافته است و آن، پروژه‌ی نیروگاههای خورشیدی شهروندان است که نمونه‌ای کامل از چگونگی استفاده از زیرساخت و دادهها برای ارائهی راه‌حل‌های خلاقانه برای رفع مشکلات انرژی شهری است.
تحت این پروژه شهروندان میتوانند تمام یا نیمی از یک پنل خورشیدی را که قرار است در یک مرکز نیروگاه خورشیدی در حومهی شهر قرار بگیرند با مبلغ ۹۵۰ یورو (۴۷۵ یورو برای نیمی از آن) خریداری نمایند. پس شهر مسئول ساخت و مدیریت و اجرای تمامی زیرساختهای لازم برای عرضه این انرژی خواهد بود. صاحبان پنل سود سالیانه ۳.۱ درصد از سرمایه‌گذاری خود را در حساب‌های خود در پایان هرسال دریافت می‌کنند. پس از ۲۵ سال، شهر پانل‌ها را دوباره از شهروندان خریداری می‌کند و مبلغ اصلی سرمایه‌گذاری شده به صاحبان بازگردانده می‌شود.درحالی‌که تحت این مدل، در تعرفه‌ها هیچ تغذیهی مالی وجود ندارد، ثابت‌شده است که ازلحاظ اقتصادی امکان‌پذیر است. در حال حاضر دو نیروگاه عملیاتی در شهر وجود دارد که دارای بیش از ۴۰۰۰ پنل میباشد، در Donaustadt، اولین نیروگاه، برق بیش از ۲۰۰ خانوار را فراهم می‌کند. این بخشی از یک هدف بزرگ‌تر درزمینه‌ی انرژی در وین میباشد که متعلق به شهرداری است و قصد دارد تا ۵۰ درصد از انرژی شهر را تا سال ۲۰۳۰ از طریق منابع تجدید پذیر تأمین کند. ساخت چنین زیرساختهایی در چند سال گذشته بسیار سخت بود. بااین‌حال، استفاده شهر از انرژی‌های تجدید پذیر، همراه با توانایی پیگیری صاحبان و اطلاعات بانکی آنها، میتواند یک طرح جذاب برای شهروندان ایجاد کند البته برای افرادی که بتوانند سرمایه‌گذاری کوچک انجام دهند که هرساله با حمایت از طرحهای پایدار، بدون مقابله با عملیات اجرایی، نگهداری و نصب زیرساختها انجام گیرد.
با استفاده از لایهی داده اجازه داده شد تا این فرآیند ساده‌سازی شود و امکان استفاده از آن در مقیاس کاربردی و مؤثر فراهم شود. گواهی این مطلب آن است که همهی پنلها در عرض یک هفته پس از راهاندازی اولین و دومین نیروگاه خورشیدی شهروندان و در عرض ۲۴ ساعت پس از راهاندازی سومین نیروگاه خورشیدی شهروندان فروخته شدند. در حال حاضر بیش از ۱۵ نیروگاه خورشیدی شهروندان در منطقهی وین وجود دارد. موضوع تأمین مالی زیرساختهایی که نیاز است تا در محل نصب شوند به یکی از چالشهای مهم درزمینه‌ی انرژی هوشمند برای مدیران و سهام‌داران (ذی‌نفعان) تبدیل‌شده است. از طریق ایجاد یک مدل جدید کسب‌وکار شهروندان میتوانند پنلهای خورشیدی را راهاندازی کنند و بدین‌صورت شهر میتواند راهی برای ارتقاء و گسترش راه‌حل‌های انرژی تجدید پذیر پیدا کند درحالی‌که شهروندان فرصت (شانس) زیادی دارند که با تبدیل‌شدن به یک سرمایه‌گذار در این فرآیند بتوانند از آن سود ببرند.
