Gas vs. elektrisk? Brændstofvalg påvirker indsatsen for at opnå lavenergi- og lavbelastningsboliger

Hvis du ønsker at gøre dit hjem så energieffektivt og grønt som muligt, skal du bruge gas eller el til dine varme- og kølebehov? Gas er den mere miljøvenlige mulighed - for nu - for et energieffektivt hjem i Maryland. Det er konklusionen i en ny økonomisk undersøgelse fra National Institute of Standards and Technology (NIST), som evaluerede strømforbruget og miljøpåvirkningen af ​​gas versus elektrisk opvarmning, ventilations- og klimaanlæg (HVAC) i lavenergiboliger. NIST-arbejdet giver en forskningsmetode, som andre kan bruge til at udføre deres egen analyse af, hvilken teknologi der er mest gunstig for deres lokalområder.

"Brændstoftype er en vigtig faktor, fordi opvarmning og afkøling tegner sig for en betydelig del af hjemmets energiforbrug, " sagde NIST civilingeniør David Webb, en af ​​forfatterne til den nye undersøgelse, offentliggjort i Journal of Building Engineering . "Imidlertid, der er udført lidt forskning, der ser på virkningen af, hvilken brændstofkilde der bruges, gas eller el, om at nå lavenergi- og laveffektmål. Vi brugte et unikt NIST-værktøjssæt af databaser og software kendt som BIRDS [Building Industry Reporting and Design for Sustainability] til at vurdere og måle den videnskabelige indvirkning, og derefter levere en forskningsmetode, som andre kan gøre det samme for enhver klimaregion i USA."

Siden debuten i 2014, bygningsprofessionelle har brugt BIRDS til at evaluere og måle bæredygtigheden af ​​både materialer og energi, der bruges af en bygning gennem hele dens levetid. Ved at bruge computermodeller afledt af BIRDS-data, arkitekter, bygningsingeniører, byggeledere og andre interessenter inden for boligbyggeri kan gøre videnskabsbaserede, omkostningseffektive beslutninger om, hvordan man skaber og opretholder høj ydeevne, grøn, og lav- eller netto-nulenergiboliger.

Den nye gas-versus-elektriske brændstofkildeundersøgelse bruger data fundet i en af ​​de tre databaser, der udgør den seneste version af BIRDS (v4.0), målinger, der blev opnået fra igangværende forskning på NISTs Net-Zero Energy Residential Test Facility (NZERTF).

Bygget som en prototypisk to-etagers, fire-værelses forstadshus på NISTs campus i Gaithersburg, Maryland, NZERTF er faktisk et laboratorium, hvor NIST-forskere og industripartnere designer, teste og evaluere materialerne, teknologier og strategier, der vil give et hjem, der producerer mindst lige så meget energi, som det forbruger i løbet af et år.

For at gennemføre deres undersøgelse, Webb og hans kolleger skulle skabe, via computermodellering, et hjem baseret på NIST-net-nul-konceptet med et elektrisk HVAC-system og en virtuel tvilling, der i stedet brugte naturgasfyret rum- og vandvarmeudstyr. "Dette gjorde det muligt for os at foretage en ægte æble-til-æble sammenligning af gas versus elektrisk for deres respektive energi, miljømæssige og økonomiske konsekvenser, " sagde Joshua Kneifel, en NIST-økonom og medforfatter til undersøgelsen.

Forskerne sammenlignede de to simulerede huse, som om de var bygget efter nuværende Maryland-koder og standarder for lavt energiforbrug, indarbejdet eksisterende teknologi og udstyr, og var i samme klimazone som den faktiske NZERTF. Kørsel af modellerne, softwaren betragtes som 960, 000 bygningsdesignkombinationer og otte forskellige økonomiske scenarier til at estimere ydeevnen over en periode på op til 30 år.

Under disse kriterier, undersøgelsesresultaterne tyder på, at et naturgas-HVAC-system i øjeblikket er mere økonomisk generelt end et elektrisk til et hjem i Maryland, der overholder koden. Selvom netto-nul energiydelse blev opnået til de laveste omkostninger ved brug af elektrisk opvarmning, det kom med større miljøpåvirkninger på grund af de emissioner, der genereres under produktionen.

"Den overordnede økonomiske fordel ved naturgas var forventet, fordi på dette tidspunkt, det er den billigere brændstofkilde i Maryland, koster mindre i dollars og energi brugt til at producere og transportere, og bærer en lavere byggepris for installation af et HVAC-system, der bruger det, " forklarede Webb.

Imidlertid, Kneifel sagde, at elektrisk endnu kan blive den bedre handel og mere miljøvenlige løsning.

"For eksempel, efterhånden som flere elselskaber går over til renere former for elproduktion, naturgas i stedet for kul, miljøpåvirkningen vil mindskes, " forklarede han. "Også, teknologiske ændringer, såsom billigere og mere effektive solenergi- og HVAC-systemer, skal være med til at gøre brugen af ​​elektricitet mere omkostningseffektiv."

NIST-teammedlemmerne anerkender, at deres bæredygtighedsundersøgelse var begrænset med hensyn til udstyrstypen, beboernes energibehov og placering. De opfordrer andre organisationer til at fortsætte og udvide deres forskning for at overveje flere nøglevariabler. Disse omfatter brugen af ​​alternativt udstyr såsom jordvarmevekslere og højhastigheds HVAC-systemer, omkostninger og ydeevne i en række forskellige klimaer, og forskelle i bygningsdrift, der kan påvirke energiforbruget. Mest vigtigt, de sagde, at fremtidige undersøgelser skal tage højde for forbedringer i teknologi, byggematerialer og metoder, og energiproduktion og -transmission.