18.08.2020

Alles Vernetzen: So kann die „Smart City“ Realität werden

Glasfasernetz & LoRa WAN: IoT spielt sowohl für Unternehmen als auch im Alltag eine immer wichtigere Rolle. In Österreichs Hauptstadt arbeitet Wien Energie gemeinsam mit Startups und innovativen Unternehmen am Ausbau der Smart City.
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Das Glasfasernetz von Wien Energie ist eine der Voraussetzungen, damit aus Wien eine Smart City wird
Das Glasfasernetz von Wien Energie ist eine der Voraussetzungen, damit aus Wien eine Smart City wird (Symbolbild (c) Adobe Stock - Thomas Söllner)
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Alles soll in ihr vernetzt sein. Durch sie soll sehr vieles – von der industriellen Produktion über den Verkehr bis hin zu alltäglichen Vorgängen für jeden einzelnen – effizienter, sparsamer und nachhaltiger ablaufen. Die Rede ist von der „Smart City“. Diesen nicht ganz klar abgrenzbaren Status zu erreichen wird von den Metropolen der Welt gerne als Ziel für die kommenden Jahre ausgegeben. Fest steht dabei aber: Damit es nicht bei Willensbekundungen und „Buzzword-Bingo“ bleibt, muss viel Vorarbeit geleistet werden. In Österreichs Hauptstadt nimmt das Wien Energie in die Hand und holt sich dazu im Rahmen seiner fünften Innovation Challenge auch Unterstützung von Startups und innovativen Unternehmen.

Glasfasernetz für alle

Bevor Bewohnerinnen und Bewohner, Unternehmen und Institutionen mit ihren Anwendungen Teil der smarten Stadt werden können, muss erst einmal die notwendige Infrastruktur her. „Wir forcieren dazu den Ausbau von Gigabit-fähigen Glasfasernetzen, da diese genauso zur grundlegenden Infrastruktur einer Stadt, wie die Energieversorgung, die Abfallwirtschaft oder die Versorgung mit Trinkwasser gehören“, heißt es dazu von Wien Energie, „für Wien ist dies eine entscheidende Voraussetzung, um auch in Zukunft im Wettbewerb mit anderen europäischen Großstädten bestehen zu können“.

In den nächsten zehn Jahren werde man daher Glasfaseranschlüsse für bis zu 100.000 Wohnungen errichten. Und nicht nur Haushalte, sondern auch Schulen werden smart: Schon bis 2022 werde man im Rahmen des Projekts „Schule digital“ alle Wiener Mittel- und Berufsschulen mit einer glasfaserbasierten WLAN-Infrastruktur ausrüsten.

LoRa WAN: Das kann der neue Technologie-Standard für IoT

Doch das Glasfasernetz alleine schafft noch nicht alle Infrastruktur-Voraussetzungen für die Smart City. Wien Energie sieht im „LoRa WAN“ (Long Range Wide Area Network) großes Potenzial und will dieses auch im Rahmen der aktuellen Innovation Challenge heben. Dabei handelt es sich um eine verschlüsselte Funkübertragungstechnologie, die – im Gegensatz zu vielen anderen Funktechnologien – auf einem frei verfügbaren Frequenzband aufbaut. LoRa WAN eignet sich für die Übertragung von sehr kleinen Informationsinhalten, etwa Statusmeldungen oder Werten von Sensoren. Ein großer Vorteil ist dabei etwa die Gebäude-Durchdringung, da auch Keller bzw. Orte erreicht werden können, bei denen etwa die normale Netzdurchdringung nicht bzw. sehr gering vorhanden ist. Der Strombedarf von Endgeräten, also etwa Sensoren, ist auch sehr gering, da nur kleine Datenmengen versendet werden. Für IoT-Anwendungen ist LoRa WAN also optimal geeignet.

Wien Energie: Smart City als breites Betätigungsfeld

Generell sieht man die Themen IoT und Smart City, und damit auch die potenziellen Betätigungsfelder für Challenge-Teilnehmer, bei Wien Energie freilich noch viel breiter. Auch die Bereiche Mobilität – vor allem Elektromobilität, Digitalisierung und Telekommunikationsservices, Modernisierung und Digitalisierung der Assets – also unserer Kraftwerke und Anlagen, Energy Communities und dezentrale, erneuerbare Energieerzeugung, spielen für das Unternehmen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle.

Innovation Challenge #5: Startups und innovative Unternehmen bauen an der Smart City mit

Die Bandbreite, in der sich die diesjährige fünfte Ausgabe der Wien Energie Innovation Challenge bewegt, ist also groß. Gesucht werden wieder Startups und innovative Unternehmen, die gemeinsam mit Wien Energie an Lösungen in den genannten Bereichen und darüber hinaus etwa auch an innovativen Kundenlösungen (B2C/B2B) arbeiten sollen.

Ziel der Initiative ist es, konkrete Geschäftsmodelle und Services zu erarbeiten, die in weiterer Folge gemeinsam von Wien Energie-Expertinnen und -Experten und dem Startup oder innovativen Unternehmen umgesetzt werden. Wien Energie strebt dabei eine langfristige Partnerschaft mit den Challenge-Teilnehmern an – etwas, das bei den vergangenen vier Durchgängen stets gelang. Gesucht sind Unternehmen aus der ganzen Welt. Qualitativ hochwertige Bewerbungen werden in einem selektierten Scouting-Prozess ausgewählt. Die Bewerbungsphase dauert nur mehr bis zum 21. August.

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Forschende in der SAL Reinraum Villach. (c) Sarina Dobernig

Der Quantencomputer gilt als die nächste Schlüsseltechnologie, was die Quantenforschung zu einer der gefragtesten unserer Zeit macht. Ein zentraler Punkt sind dabei die Ionenfallen-Chips, die das Funktionieren von Quantencomputern ermöglichen. Die USA und China investieren bereits Milliarden in diese Forschung, nun startet Europas erste Pilotinitiative zur industriellen Herstellung der Chips, und das in Österreich.

Vom raumfüllenden Labor zum winzigen Chip

Sogenannte Ionenfallen gelten als einer der vielversprechendsten Ansätze für zukünftige Quantencomputer. Das Prinzip dahinter: Einzelne geladene Atome werden mithilfe elektromagnetischer Felder „eingesperrt“ und dann durch Laserstrahlen gesteuert.

Aktuell füllt diese komplexe Technik im Labor noch einen kompletten Raum. Für eine praktische Nutzung muss der gesamte Aufbau auf einen winzigen Chip schrumpfen – und zwar so, dass er zuverlässig, reproduzierbar und in großen Stückzahlen industriell gefertigt werden kann. Hier setzt die Pilotinitiative von Silicon Austria Labs an, denn sie hat das Ziel, eine industrielle Herstellung von Ionenfallen-Chips in Österreich zu etablieren.

„Unsere Industriestrategie 2035 hat einen klaren Anspruch. Wir wollen Schlüsseltechnologien nicht anderswo entstehen sehen, sondern hier in Österreich mitgestalten. Dass Silicon Austria Labs bei Europas erster Fertigung von Ionenfallen-Chips die Führung übernimmt, zeigt, dass dieser Kurs greift. So wird aus Spitzenforschung industrielle Wertschöpfung im eigenen Land“, kommentiert Innovationsminister Peter Hanke das Projekt.

Innovationsminister Peter Hanke bei einem Besuch in den Silicon Labs Austria. (c) Tobias Holzer

30 Mio. Euro für Österreich

Insgesamt stehen für das Projekt 50 Millionen Euro zur Verfügung. Diese Fördermittel kommen vom „Chips Joint Undertaking“ der Europäischen Union, das die Entwicklung und Einführung von nanoelektronischen Chip-Technologien vorantreibt, sowie den teilnehmenden Mitgliedstaaten. Der größte Teil von diesem Geld – über 30 Millionen Euro – fließt direkt an die österreichischen Partner.

Das Geld wird laut SAL in erster Linie für den Ausbau der Produktionsanlagen, die Ausbildung neuer Fachkräfte und in offene Servicestrukturen investiert.

Gebündelte österreichische Expertise

An dem Großprojekt sind 21 Organisationen aus sechs verschiedenen Ländern beteiligt. Das Netzwerk besteht aus Forschungseinrichtungen, Universitäten, Startups, KMU und Industrieunternehmen.

Neben Silicon Austria Labs als Projektkoordinator sind weitere heimische Akteure dabei. ParityQC, das mit dem Bau eines Quantencomputers für das deutsche Verteidigungsministerium erst für Schlagzeilen sorgte, liefert die Quantensoftware-Architektur. Infineon Technologies Austria bringt als industrieller Kernpartner das Wissen zur Fertigung der Chips ein. Alpine Quantum Technologies steuert die Systemperspektive bei, und die Universität Innsbruck fungiert als europäisches Ideenlabor für Ionenfallen.

Europas Quanten-Vorreiter

Die Silicon Austria Labs GmbH (SAL) ist ein 2018 gegründetes, österreichweites Forschungszentrum für elektronik- und softwarebasierte Systeme. An den Standorten Graz, Villach und Linz vernetzt SAL Wissenschaft und Industrie, um innovative Ideen in wirtschaftlich nutzbare Technologien zu verwandeln. Der Forschungsfokus liegt auf Mikrosystemen, Sensorik, Leistungselektronik, intelligenten drahtlosen Systemen und Embedded Systems. Neben CHAMP-ION ist SAL an drei weiteren europäischen Quanten-Pilotlinien beteiligt. Diese Breite habe in Europa kaum ein anderes Forschungszentrum, heißt es in einer Aussendung.

„Wir sind stolz darauf, CHAMP-ION als wahrhaft europäische Initiative zu koordinieren, die führende Expertise aus dem gesamten Kontinent zusammenbringt, um Europas technologische Souveränität im Bereich der Quantentechnologien zu stärken. Durch den Aufbau eines offenen und skalierbaren Ionenfallen-Ökosystems schaffen wir das Fundament für Quantenexzellenz auf Weltklasseniveau, made in Europe“, sagt Christina Hirschl, CEO von Silicon Austria Labs.

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