Como definido no projeto Cidades Inteligentes Europeias, um ambiente inteligente é aquele que atende e oferece à população um conjunto de quatro características: a atratividade das condições naturais, o controle da poluição, a proteção ambiental e o gerenciamento sustentável de seus recursos.

   

     Uma cidade com um ambiente inteligente é basicamente uma cidade que sabe preservá-lo e usar seus recursos de forma sustentável. Essa preocupação se reverte diretamente em um aumento da qualidade de vida dos habitantes, um acréscimo no turismo e ecoturismo, através da preservação da paisagem natural nas cidades e parques e a manutenção da exploração dos recursos naturais a longo prazo.

     De acordo com a Agência Internacional de Energia [3], a eficiência energética é um dos fatores mais influentes na melhora da situação crítica que o meio ambiente está passando. Investir nesse sentido se mostra essencial para uma cidade inteligente, assim como na eficiência dos sistemas de transporte, assim reduzindo a emissão de poluentes, abordada na próxima sessão deste trabalho. A questão energética é tratada com a implementação da rede elétrica inteligente (smart grid) entre outras aplicações abordadas a seguir.

     As redes elétricas inteligentes são o cerne de uma cidade inteligente. Elas serão responsáveis por manejar e operar inteligentemente as malhas elétricas nas cidades, através de uma maior adaptação e direcionamento à demanda energética, um maior controle do consumo por parte do usuário e da inserção de fontes renováveis de energia na rede elétrica.

     O aumento da eficiência na provisão de energia se dará através da interação entre uma infraestrutura de comunicação avançada, técnicas de modelagem matemática e simulações numéricas, tornando possível o atendimento dinâmico à demanda energética e a integração de fontes energéticas renováveis descentralizadas nas grades elétricas existentes. Já a economia e eficiência no consumo de energia residencial e empresarial resultarão da combinação de processos inteligentes (gerenciamento de resposta à demanda e gerenciamento de consumo em tempo real) com tecnologias inteligentes (medidores inteligentes e dispositivos inteligentes para a gerência da energia doméstica).

     A eficiência energética fornece uma poderosa e econômica ferramenta para a construção de um futuro energético sustentável através de fontes renováveis de energia. Contudo, para atingir tal objetivo uma série de desafios deve ser superada.

     Na área técnica, as grandes redes de comunicação implantadas (redes de sensores sem fio nos estacionamentos, por exemplo), em que as informações são levadas a um servidor central para processamento dos dados, levantam uma preocupação quanto à escalabilidade do sistema. Outro problema a ser enfrentado por esses servidores é ter de lidar com uma quantidade muito grande e heterogênea de dados enviados pelos mais diversos dispositivos.
     Com o desenvolvimento das sociedades e a tecnologia cada vez mais presente no cotidiano, a demanda energética continuará a crescer e esse é um problema que precisa ser encarado, a garantia contínua e eficiente do fornecimento de energia no longo prazo.

     Existe ainda a necessidade de mecanismos de comunicação que integrem os diversos participantes: as malhas elétricas, a infraestrutura da cidade e os usuários humanos. Tais meios de comunicação devem ser capazes de compartilhar informações dos sensores com os usuários, produtores e a grade elétrica com requisitos de segurança, confiabilidade, comportamento em tempo real e banda passante suficiente. A integração desses diversos agentes tornaria possível estratégias como o controle na qualidade da geração e o feedback interativo com os usuários humanos.

     Outros desafios que podem ser citados são: a auto reparação da e autoconfiguração da rede elétrica; protocolos abertos para o desenvolvimento de novos produtos e serviços, lidar com a autenticação, mecanismos de segurança e certificação; novos dispositivos acessíveis para a coleta de dados do ambiente; a padronização da comunicação com os medidos inteligentes; o foco na padronização em busca da interoperabilidade, previsibilidade e confiabilidade dos sistemas envolvidos; entre outros.

     Apesar de uma série de desafios, a rede elétrica inteligente é uma evolução natural e irremediável do sistema atual. Uma cooperação da indústria da TIC e outros setores com as autoridades públicas é desejável para acelerar o desenvolvimento de soluções em larga escala para redes e medidores inteligentes.