Undersøgelse viser, at byer kan overveje race og indkomst i husholdningernes energieffektivitetsprogrammer

Klimaændringer og social ulighed er to presserende spørgsmål, som ofte overlapper hinanden. En ny undersøgelse ledet af Princeton-forskere tilbyder en køreplan for byer til at adressere uligheder i energiforbrug ved at levere finkornede metoder til at måle både indkomst og raceforskelle i energiforbrugsintensitet. Energiforbrugsintensitet, mængden af ​​brugt energi pr. gulvarealenhed, bruges ofte som en proxy til vurdering af bygningers effektivitet og de opgraderinger, de modtager over tid. Arbejdet kunne styre en retfærdig fordeling af rabatter og andre tiltag, der reducerer energiomkostningerne og øger effektiviteten.

Undersøgelse af ulighed i byer er blevet hæmmet af mangel på energiforbrugsdata på fine rumlige skalaer i byer. Indtil nu, kun Los Angeles har været i stand til at bruge en datadrevet tilgang til at kaste lys over, hvor der eksisterer uligheder i energiforbrug, fokuserer specifikt på effekten af ​​indkomstforskelle. Men ifølge nye resultater rapporteret i Proceedings of the National Academy of Sciences , virkelig at forstå og fuldt ud adressere ulighed i energiforbrug, byer skal have en endnu mere nuanceret tilgang – en tilgang, der udligner racerelaterede forskelle fra indkomst. Som forfatterne rapporterer, at undersøge spørgsmålet udelukkende gennem indkomstens linse risikerer at gå glip af betydelige racerelaterede uligheder, der eksisterer ud over indkomsteffekter.

"Tit, i diskussioner om social retfærdighed, folk spørger nogle gange, 'Åh, hvordan ved du, at det er en raceeffekt og ikke 'bare' en indkomsteffekt?'" sagde medforfatter Anu Ramaswami, en professor i civil- og miljøteknik og High Meadows Environmental Institute ved Princeton University. "Dette papir viser dig faktisk dataene, at der er en strukturelt forbundet indkomst-race-effekt, og en yderligere raceeffekt selv inden for samme indkomstgruppe."

Ramaswami og hendes kolleger nåede frem til deres resultater ved at studere to byer, Tallahassee, Florida, og St. Paul, Minnesota. Resultaterne viste, at ved evaluering af det årlige energiforbrug, boliger i de laveste indkomstkvarterer brugte i gennemsnit 25-60 % højere energiforbrug pr. kvadratfod sammenlignet med de højeste indkomstkvarterer. Hvad der var mere overraskende var, at inden for indkomstgrupperne, overvejende ikke-hvide kvarterer havde højere energiforbrugsintensitet sammenlignet med overvejende hvide kvarterer.

"Vi blev slået, da vi første gang så disse mønstre, " sagde Ramaswami, som også er Princetons Sanjay Swani '87 professor i Indien Studier og direktør for Chadha Center for Global India.

Resultaterne var endnu skarpere i betragtning af sæsonbestemt energiforbrug sommer og vinter. Med fokus på årstidens energiforbrugsintensitet, undersøgelsen afslørede forskelle i indkomst, og forskelle efter race inden for den laveste indkomstgruppe, der kan være mere end 150 %, som er fem gange større end de 25 % forskel, der tidligere var kendt i amerikanske byer, baseret på den begrænsede tilgængelighed af data i tidligere undersøgelser. Undersøgelsen viste, at husstande i ikke-hvide kvarterer med lav indkomst rapporterer om højere energiforbrug, afspejler lavere energieffektivitet i bygningerne, samt lavere deltagelse i rabatprogrammer.

Metoden, hun og hendes kolleger udviklede, kan anvendes i andre byer og forsyningssektorer (mobilitet, vand, osv.) og er nu tilgængelig til vedtagelse af byer, der er interesserede i at adressere racemæssige uligheder. "Vi tror ikke, det kun er disse to byer, " sagde Ramaswami. "Disse virkninger sker sandsynligvis overalt."

Uligheder omkring indkomst og race i USA har en tendens til at blive sammenblandet, fordi samfund med lavere indkomst ofte har højere ikke-hvide befolkninger, mens områder med højere indkomst har en tendens til at være overvejende hvide. For at løse disse variabler, Ramaswami og hendes medforfattere arbejdede sammen med byens embedsmænd og forsyningsselskaber for at få detaljerede energiforbrugsdata.

"En del af problemet er, at race og indkomst er så sammenflettet, du har brug for finskala data for rent faktisk at udpakke ulighed, " sagde Ramaswami. "Typisk, byer får energiforbrugsdata på postnummerniveau, som er meget groft, men vi fik data på niveau med folketællingsblokke gennem et unikt samarbejde med vores partnerbyer og forsyningsselskaber, som er forpligtet til at forstå grundlæggende uligheder i deres nabolag."

I alt, forskerne indhentede anonymiserede og aggregerede data fra forsyningsselskaber, der dækker alle 90, 000 husstande i Tallahassee, og alle 110, 000 i St. Paul. De dividerede husholdningernes samlede energiforbrug i et kvarter med det samlede antal kvadratmeter af boligerne for at beregne den gennemsnitlige energiforbrugsintensitet for det pågældende kvarter. De sammenlignede derefter energiforbrugsintensiteten på tværs af forskellige nabolagsgrupper opdelt i fem indkomstgrupper, og yderligere ved den racemæssige sammensætning af kvartererne inden for hver indkomstgruppe.

Resultaterne afslørede en række overraskelser. I St. Paul, for eksempel, den laveste indkomstgruppe havde en 27 % højere årlig energiforbrugsintensitet (forbrug pr. kvadratfod) sammenlignet med den højeste indkomstgruppe. St Paul's resultat kan sammenlignes med de 25% forskel i indkomst, der ses i Los Angeles. Imidlertid, Tallahassees forskel i årlig elforbrugsintensitet efter indkomst viste sig at være mere end det dobbelte på 66 %. Desuden, da forskerne yderligere opdelte indkomstgrupperne efter racesammensætning af folketællingsblokgrupperne, de fandt betydelige yderligere forskelle efter race selv inden for de samme indkomstgrupper. For eksempel, i St. Paul, de fattigste overvejende ikke-hvide kvarterer havde en 40 % højere energiforbrugsintensitet sammenlignet med de fattigste overvejende hvide kvarterer. En sådan raceforskel blev set inden for alle indkomstgrupper undtagen for de allerrigeste blokgrupper, som var flertal hvide til at begynde med.

Da holdet så nærmere på sæsonens energiforbrug – dvs. energi brugt til opvarmning og afkøling om vinteren og sommeren – de fandt en forskel på op til 167 % i elforbrugsintensitet mellem de lavest- og højesttjenende husstande i St. Paul, med de lavest indtjenende husstande, der overstiger energibyrden. I Tallahassee, sæsonbestemt energiforbrug viste store raceforskelle inden for den laveste indkomstgruppe i størrelsesordenen 156 %.

"Mig bekendt, dette er den første undersøgelse, der viser uligheder i byernes energiforbrug efter race, og for at vise, at det er forskelligt fra ulighed i energiforbrug efter indkomst, " siger Karen Seto, Frederick C. Hixon professor i geografi og urbaniseringsvidenskab ved Yale University, som ikke var involveret i undersøgelsen. "Undersøgelsen bekræfter andre undersøgelser, der viser betydelige uligheder i byen" både efter race og indkomst, hun sagde, "uanset om det er udsættelse for varme eller grønne områder."

Forskerne undersøgte også husholdningernes deltagelse i flere typer rabatprogrammer designet til at øge energiforbrugseffektiviteten og reducere omkostningerne. De fandt ud af, at hjem i rigere, overvejende hvide kvarterer var mere tilbøjelige til at deltage i rabatprogrammer, mens fattigere overvejende ikke-hvide havde en tendens til at glide igennem sprækkerne.

"At gøre denne type data synlige er nyttigt for at få folk til at forstå, at infrastrukturrelaterede raceforskelle ikke bare er en abstrakt ting – det er ægte, og du kan se det i dataene, " sagde Ramaswami. "Vi siger alle, at vi ønsker social retfærdighed, men for at komme til det, det hjælper at være kvantitativ."

Ramaswami og hendes kollegaer håber, at byer over hele landet anvender deres metode til bedre at forstå deres egen energiandelsdynamik. De arbejder allerede med embedsmænd i Austin, Texas, at anvende denne nye tilgang.

Ultimativt, de håber også at følge op på deres resultater for at afgøre, hvad der faktisk driver forskelle i energiforbrugsintensitet og rabatdeltagelse, så byer kan bruge den information til yderligere at lukke hullet i uligheder.

"The new understanding gained from this study is already quite a lot, " said Kangkang Tong, first author of the study and a postdoctoral researcher in civil and environmental engineering at Princeton University. "But it will take another several studies to really understand the reasons behind our findings, to help communities improve their energy use efficiency."

The study also addresses fundamental questions about the geographical scale researchers can use to measure social inequality in urban areas. The researchers found that choosing to study social inequality across city blocks as the unit of analysis provides different results than studying inequality across larger block groups or even larger census tracts. This is part of a fundamental question that scholars from many disciplines—including geography, Folkesundhed, computer science, mathematics, and political science—are grappling with, called the modifiable areal unit problem. The problem is that measures of dispersion and inequality change as the spatial unit area of observation is modified—whether it is a city block, block group, census tract, or zip code. Ramaswami said the PNAS paper is the first to characterize the modifiable areal unit problem for the issue of energy use inequality in cities by exploring multiple metrics for energy use inequality across a range of scales. These findings are highly policy relevant because it means measuring disparity ratios from data aggregated at the block-level could give very different results from computing them from block-group or census tract-level data.

"This is also another area for further research, wherein policy-relevant questions can trigger fundamental scientific discoveries." Tong said.