CREATE MAINTAIN DISTRIBUTE

CO2 Monitoring und Reporting auf Basis von 3D-Stadtmodellen

Richard Redweik

rredweik@virtualcitysystems.de

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

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