A causa dell'aumento della popolazione e del conseguente incremento della densità urbana per una serie di motivi, le città, le nazioni e il pianeta si trovano ad affrontare una sfida significativa: distribuire le risorse esistenti in modo uniforme a tutta la popolazione e garantire un futuro sostenibile dell'economia, dell'ambiente e del tessuto sociale. (Lai, et al., 2020) In questo momento, le città intelligenti emergono come un mezzo per affrontare questo formidabile compito, a partire dalle aree urbane.
Lo slancio delle tecnologie per le città intelligenti sta accelerando con i progressi nell'ambito dell'Internet degli oggetti (IoT), che le posiziona come strumento per affrontare le sfide urbane. L'Internet degli oggetti rappresenta un sistema di rete in espansione e in continua evoluzione basato su Internet. L'obiettivo principale di questa rete è quello di facilitare l'interazione in tempo reale tra oggetti e individui attraverso la diffusione e il supporto di strumenti tecnologici. (Lv, et al., 2021)
Se le tecnologie per le smart city vengono considerate solo come soluzioni tecnologiche, ossia se vengono considerate in modo isolato, il raggiungimento del livello di sostenibilità desiderato diventa improbabile. Le iniziative di smart city spesso non riescono a fornire soluzioni complete a problemi importanti perché sono concepite da diverse aziende, comuni e amministrazioni e, a causa della loro natura altamente personalizzabile, non possono essere affrontate in modo integrato. In questo scenario, il concetto di Città Intelligente Sostenibile acquista importanza.
La domanda di città sostenibili intelligenti è in aumento a causa del crescente impatto dell'urbanizzazione sui sistemi. Nonostante occupino solo il 2% della superficie terrestre, le città sono responsabili dell'80% del consumo totale di energia. (Gago, Roldan, Pacheco-Torres, & Ordóñez, 2013) Numerosi studi prevedono che le popolazioni urbane raggiungeranno i 6,9 miliardi entro il 2050, intensificando ulteriormente la pressione sui nostri sistemi. (Hoornweg & Pope, 2016) Gran parte delle risorse della Terra vengono consumate in modo insostenibile. Ad esempio, secondo un rapporto del Global Footprint Network, il 29 luglio 2021 l'umanità aveva già esaurito tutte le risorse di base stanziate per quell'anno. (Questo implica che abbiamo esaurito le risorse degli anni futuri oltre il 29 luglio 2021. Le città intelligenti offrono la possibilità di collaborare con diversi strumenti per garantire il consumo ottimale e la sostenibilità delle risorse esistenti, con l'ottimizzazione e la modernizzazione dell'energia tra le principali applicazioni di tali opportunità.
L'energia occupa una posizione centrale negli "Obiettivi di Sviluppo Sostenibile" delle Nazioni Unite. (Garantire l'accesso a un'energia economica, affidabile, sostenibile e moderna, senza data) Con la crisi energetica globale e l'accelerazione del consumo di combustibili fossili, vi è un'urgente necessità di efficienza energetica e di modernizzazione e ottimizzazione dei sistemi energetici. (Bibri, 2020)