62/2018 Internet Der Dienste Und Dinge Und
Total Page：16
File Type：pdf, Size：1020Kb
TEXTE 62 /2018 Internet der Dienste und Dinge und Erfüllung von Umweltstandards technischer Infrastrukturen – am Beispiel der Landeshauptstadt Schwerin und Umland Abschlussbericht TEXTE 62/2018 Umweltforschungsplan des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit Forschungskennzahl 3715 15 104 0 UBA-FB 002628 Internet der Dienste und Dinge und Erfüllung von Umweltstandards technischer Infrastrukturen – am Beispiel der Landeshauptstadt Schwerin und Umland von Oliver Buhl, Jan-Hinrich Gieschen, Kirsten Neumann, Martin Richter, Sandra Rohner, Uwe Seidel Institut für Innovation und Technik (iit), Berlin Daniel Blobel, Hannes Schritt, Dr. Ulf Stein Ecologic Institut, Berlin Im Auftrag des Umweltbundesamtes Impressum Herausgeber: Umweltbundesamt Wörlitzer Platz 1 06844 Dessau-Roßlau Tel: +49 340-2103-0 Fax: +49 340-2103-2285 [email protected] Internet: www.umweltbundesamt.de /umweltbundesamt.de /umweltbundesamt Durchführung der Studie: Institut für Innovation und Technik (iit) Steinplatz 1 10623 Berlin Ecologic Institut gGmbH Pfalzburger Straße 43/44 10717 Berlin Abschlussdatum: November 2017 Redaktion: Fachgebiet I 3.5 Nachhaltige Raumentwicklung, Umweltprüfungen Dr. Züleyha Iyimen-Schwarz Publikationen als pdf: http://www.umweltbundesamt.de/publikationen ISSN 1862-4359 Dessau-Roßlau, Dezember 2018 Die Verantwortung für den Inhalt dieser Veröffentlichung liegt bei den Autorinnen und Autoren. FKZ 3715 15 104 0 Internet der Dienste und Dinge und Erfüllung von Umweltstandards technischer Infrastrukturen Kurzbeschreibung Das Forschungsvorhaben „Chancen und Risiken einer auf das Internet der Dienste und Dinge ge- stützten Entwicklung von technischen Infrastrukturen zur kostengünstigen und ressourcenschonen- den Erfüllung oder Verbesserung von Umweltstandards – Eine Konzeptstudie am Beispiel der Lan- deshauptstadt Schwerin und ihres Umlandes“ zielt darauf ab, Lösungsansätze für die Erhaltung der Qualität von technischen Infrastrukturen und ihren Dienstleistungen mit Hilfe der Informationstech- nik und Kommunikationsinfrastruktur sowie des Internets der Dinge und Dienste anhand der Projekt- region Schwerin und Umland zu erarbeiten. Als Ergebnis sollen „smarte“ Lösungsansätze für eine an die Region angepasste, intelligente, innovative und bezahlbare Gestaltung der technischen Infra- strukturen erarbeitet werden. Dieser Abschlussbericht dokumentiert die Arbeiten für den Zeitraum der gesamten Projektlaufzeit. Abstract The research project “Chances and risks of a development of technical infrastructures based on the Internet of services and things for the cost-efficient and resource-preserving implementation or im- provement of environmental standards – A concept study examplified by the state capital Schwerin and its surroundings” aims at developing approaches to preserve the quality of technical infrastruc- tures and their services with the help of information technology and communication infrastructure and the Internet of things and services based on the project region Schwerin and its surroundings. As a result, “smart” approaches for a configuration of technical infrastructures - adjusted to the region, intelligent, innovative and affordable – are to be devised. This final report documents the work carried out over the entire period of the project term. 4 FKZ 3715 15 104 0 Internet der Dienste und Dinge und Erfüllung von Umweltstandards technischer Infrastrukturen 5 FKZ 3715 15 104 0 Internet der Dienste und Dinge und Erfüllung von Umweltstandards technischer Infrastrukturen Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis ............................................................................................................ 10 Tabellenverzeichnis ................................................................................................................. 12 Abkürzungsverzeichnis ............................................................................................................ 13 Zusammenfassung .................................................................................................................. 18 Summary ................................................................................................................................ 36 1 Einleitung ....................................................................................................................... 52 1.1 Hintergrund und Ziel des Forschungsvorhabens................................................... 52 1.2 Beschreibung der Projektregion: Stadt-Umland-Raum Schwerin ........................... 53 1.3 Vorgehen und Konzeption der Arbeitspakete ....................................................... 55 2 Beschreibung der betrachteten Rahmenbedingungen: Entwicklungen in Schwerin und Umland .......................................................................................................................... 60 3 Konzepte für Verbesserungsoptionen zum Erhalt der Qualität technischer Infrastrukturen ............................................................................................................... 68 3.1 Konzept für den Bereich Energie ......................................................................... 68 3.1.1 Hintergrund und Ziele des Umsetzungskonzepts .............................................. 68 3.1.1.1 Thematischer Hintergrund 68 3.1.1.2 Definition der Ziele und Anforderungen des Konzepts 69 3.1.1.3 Vorgehen 69 3.1.2 Beschreibung der Situation und vorhandene Ansätze ....................................... 70 3.1.3 Identifizierte Defizite und Probleme ................................................................ 73 3.1.4 Lösungsansätze und Verbesserungsoptionen .................................................. 74 3.1.4.1 Potenziale einer Strom-zu-Gas-Anlage 74 3.1.4.2 Möglichkeiten der beispielhaften Einbindung des Batteriekraftwerks Schwerin und der Biogasanlage Schwerin in lokale Wertschöpfungsketten 79 3.1.4.3 Potenziale eines ganzheitlichen, intelligenten Energiekonzepts unter Einbezug von Wärmedienstleistungen 86 3.1.4.4 Bedeutung der Digitalisierung in der Energiewende 90 3.1.5 Rahmenbedingungen zur Umsetzung der Lösungsansätze ................................ 92 3.1.5.1 Technische Rahmenbedingungen: Notwendige Infrastrukturen für die Umsetzung 92 3.1.5.2 Organisatorische Rahmenbedingungen 94 3.1.5.3 Rechtliche Rahmenbedingungen 95 6 FKZ 3715 15 104 0 Internet der Dienste und Dinge und Erfüllung von Umweltstandards technischer Infrastrukturen 3.1.5.4 Finanzielle Rahmenbedingungen 96 3.1.6 Umsetzung .................................................................................................... 97 3.1.6.1 Einzubindende Akteure 97 3.1.6.2 Durchzuführende Aktivitäten 98 3.1.7 Identifizierte Synergiepotenziale .................................................................. 100 3.1.8 Konzeptsteckbrief ....................................................................................... 101 3.2 Konzept für den Bereich Mobilität ..................................................................... 104 3.2.1 Hintergrund und Ziele des Umsetzungskonzepts ............................................ 104 3.2.1.1 Thematischer Hintergrund 104 3.2.1.2 Vorgehen 105 3.2.1.3 Problemstellung und Ziele und Anforderungen des Konzeptes 105 3.2.2 Beschreibung der Situation und vorhandener Ansätze .................................... 106 3.2.3 Identifizierte Defizite und Probleme .............................................................. 116 3.2.4 Lösungsansätze und Optionen zur Verbesserung ........................................... 117 3.2.4.1 Linienführung des öffentlichen Verkehrs in der Schweriner Innenstadt 117 3.2.4.2 Optimierung der Tarifstrukturen und Vereinheitlichung des Angebots 128 3.2.4.3 Auskunfts- und Buchungssysteme im Internet 131 3.2.4.4 Einführung eines E-Ticketing 138 3.2.5 Rahmenbedingungen zur Umsetzung der Lösungsansätze .............................. 143 3.2.5.1 Technische Rahmenbedingungen: Notwendige Infrastrukturen für die Umsetzung 143 3.2.5.2 Organisatorische und rechtliche Rahmenbedingungen 144 3.2.5.3 Finanzielle Rahmenbedingungen 145 3.2.6 Umsetzung .................................................................................................. 146 3.2.6.1 Einzubindende Akteure 146 3.2.6.2 Durchzuführende Aktivitäten 146 3.2.7 Identifizierte Synergiepotenziale .................................................................. 150 3.2.8 Konzeptsteckbrief ....................................................................................... 151 3.3 Konzept für den Bereich Abwasserentsorgung ................................................... 153 3.3.1 Hintergrund und Ziele des Umsetzungskonzepts ............................................ 153 3.3.2 Beschreibung der Situation und vorhandene Ansätze ..................................... 156 3.3.3 Identifizierte Defizite und Probleme .............................................................. 162 3.3.4 Lösungsansätze und Optionen zur Verbesserung ........................................... 165 7 FKZ 3715 15 104 0 Internet der Dienste und Dinge und Erfüllung von Umweltstandards technischer Infrastrukturen 3.3.5 Rahmenbedingungen zur Umsetzung der Lösungsansätze .............................. 174 3.3.5.1 Fallspezifische Rahmenbedingungen 174 3.3.5.2 Technische Rahmenbedingungen: Notwendige Infrastrukturen für die Umsetzung 175 3.3.5.3 Rechtliche Rahmenbedingungen 176 3.3.5.4 Finanzielle Rahmenbedingungen 176 3.3.6 Umsetzung .................................................................................................