Do roku 2050 vzroste světová populace na 9,8 miliardy, přičemž 70 % z těchto lidí bude žít ve městech a jejich nejbližším okolí. Aby to bylo možné, je potřeba hledat inovativní řešení a dostupné technologie k přetvoření měst na chytrá města budoucnosti, která budou snižovat své dopady na životní prostředí a zároveň šetrně nakládat s energiemi a zdroji, aniž by to jakkoliv ohrozilo komfort městského života..

Přeprava v individuálních vozidlech bude minimalizována, naopak poroste snaha o to, aby lidé byli schopni se na místa, kam potřebují, dopravit pěšky. Futuristické modely pak počítají i s dopravou pomocí speciálních dronů.

Již dnes využívají odborníci senzorů internetu věcí (IoT) a monitorovacích zařízení ke sledování kvality ovzduší, dopravní zátěže a spotřeby energie v reálném čase. To jim umožňuje vytvářet digitální modely měst, ve kterých simulují stávající situaci v oblasti dopravy, hospodaření s odpady a energiemi a její změnu po zavedení chytrých řešení.

Vlastní elektřina se počítá

Pokud se zvýší počet obyvatel ve městech, stávající systémy pro odvod odpadních vod či zásobování elektřinou nemusí být dostatečné. Vznikají proto snahy, aby co nejvíce zdrojů bylo vyráběno přímo v místě.

Například s ohledem na elektrickou energii by měly být budovy vybaveny solárními panely, které mohou pokrývat i jejich plášť, případně také malými větrnými elektrárnami umístěnými ve vrchních patrech nově budovaných, udržitelných staveb.

Domy by rovněž měly být vybaveny bateriovými uložišti pro skladování přebytečné elektrické energie.

Vedle urbanistického návrhu města budoucnosti, který preferuje dostupnost většiny potřebných služeb v dochozí vzdálenosti, případně přepravu na kole, by měl s optimalizací dopravy pomoci i trend práce z domova.

Po pandemii covidu se část zaměstnanců pracujících v kancelářích přesunula na takzvaný home office. A do budoucna tento trend bude zřejmě posilovat. Klesající velikost bytů však povede k rozšíření sdílených pracovních prostorů v blízkosti bydliště, čímž odpadne nutnost dlouhého dojíždění do zaměstnání.

Jejich využívání současně pracovníkům pomůže lépe oddělovat čas v práci a doma, který se na home office stírá, a vyvolává tak řadu dalších negativních jevů.

Žádné dopravní zácpy

Města s miliony obyvatel ale nebude možné ani v budoucnu stavět jen pro pěší přesuny. Zásadní roli tedy bude hrát hromadná doprava, ať už povrchová či podpovrchová. Chytrá infrastruktura pomůže s její optimalizací a dynamickým plánováním tak, že například zkrátí interval automatického metra, pokud zaznamená větší příliv cestujících do některých stanic.

V udržitelných městech budoucnosti budou hrát hlavní roli autonomní vozidla, elektromobily a sdílené dopravní služby řízené algoritmy pro optimalizaci přepravy, snížení emisí a minimalizaci dopravních zácp.

Zajímavým prvkem používaným v menší míře již dnes je optimalizace vytápění prostor, kde se shromažďuje větší množství lidí. Člověk totiž vyzařuje okolo 100 W tělesného tepla do svého okolí. To se může zdát jako zanedbatelné množství, ale 1 000 lidí na ploše stanice metra případně v jeho vagónech se již počítá.

Vedle prostého větrání a klimatizace je pak možné toto odpadní teplo využít pro rekuperaci – ohřev nového vzduchu zvenčí, čímž se sníží nároky na vytápění. Jedním z největších problémů městské udržitelnosti je pak již dnes zajištění přístupu k čisté vodě.

Čistá voda jako vzácnost

I když je čistá voda základní lidskou potřebou, zůstává pro města trvalou výzvou kvůli neoptimální nebo zastaralé vodovodní infrastruktuře. V chytrém městě by do budoucna byly vodovodní sítě vybaveny optimalizovanými rozvody vody, které se pyšní nižší spotřebou energie.

Díky inteligentním koncovým bodům lze rychle identifikovat například úniky vody, čímž se minimalizují ztráty této cenné tekutiny. Data získaná z distribučních sítí jsou pak nepostradatelná pro sledování trendů a vytváření projekcí, aby lidé měli vodu k dispozici, když ji potřebují.

Důležitou součástí systému bude edukace obyvatel, aby čistou vodou šetřili a využívali ji skutečně jen tam, kde je to nezbytné. K zavlažování lze například použít dešťovou vodu. K jejímu čištění by mohly posloužit tak zvané dešťové zahrady.

Ty mají nízký sklon, který dopadající dešťovou vodu zpomaluje a umožňuje jí vsáknout se do porézního povrchu, místo aby odtekla přes asfalt nebo beton. Další možností je budování tak zvaných bioswale neboli umělých mokřadů.

Klíčovou je rovněž obnova a uchovávání přírodních mokřadů ve městech a jejich okolí. Při budování chodníků a silnic by měly být zase využívány propustné materiály nové generace, které umožní vodě vsakovat se do půdy, čímž se zvýší hladiny podzemních vody. Takováto opatření jsou již nyní testována například v čínské Šanghaji.

Hydroponické pěstování plodin

Ve městech by měly být budovány vertikální farmy a hydroponické systémy pro pěstování plodin. Tyto systémy nevyžadují půdu, rostliny jsou pěstovány v živném roztoku bez půdy, často je přitom sluneční světlo nahrazováno silnými LED diodami.

Zavěšení zmenšuje nároky na prostor, tyto farmy se tak klidně mohou nacházet pod nebo v městských budovách a přispívat k lokální produkci potravin, bez nutnosti je dovážet z daleka. Pole pak mohou obklopovat města, aby doprava takto vypěstovaných plodin co nejméně zatěžovala životní prostředí.

Nakládání s odpady by pak mělo být hlavní příležitostí pro budování chytrých a udržitelných měst budoucnosti. Bez správného nakládání s odpady totiž hrozí zamoření životního prostředí. Lze přitom jen očekávat, že se roční odpad měst bude s rostoucím počtem jejich obyvatel jen zvyšovat.

Pomocí inteligentních, digitálně podporovaných systémů mohou oddělení odpadového hospodářství monitorovat a optimalizovat celý hodnotový řetězec. V rámci tohoto procesu lze odpad dříve v procesu kategorizovat a segregovat, zefektivnit sběrné cesty a lépe využít recyklační programy k opětovnému začlenění použitelných materiálů do životního cyklu spotřebitele.

Zdroj: National Geographic