Undersøgelser viser, at klimaændringer øger kommercielt energiforbrug i Indiana, reducere brug af boliger

Nye fremskrivninger viser, at klimaændringer kan medføre en stigning på 5 procent for den gennemsnitlige kommercielle bygnings energiforbrug i Indiana inden år 2100, samtidig med at et gennemsnitligt beboelseshjemmes energiforbrug reduceres med 3,5 procent.

"Disse ser på 'statistisk repræsentative' gennemsnitlige boliger og kommercielle bygninger i Indiana, så virkningerne af klimaændringer på boligforbrug og kommercielt energiforbrug vil ligge over og under disse estimerede fremskrivninger, "sagde Roshanak Nateghi, en assisterende professor ved Purdue University's School of Industrial Engineering and Environmental and Økologisk teknik .

Da den største del af energibehovet i boliger i Indiana tilskrives opvarmning, fremtidige opvarmningsscenarier kan føre til reduceret efterspørgsel efter boliger på grund af lavere rumopvarmning og vandvarmebehov. I den kommercielle sektor, det samlede energibehov forventes at stige under fremtidige opvarmningsscenarier. Dette skyldes, at den øgede rumkøling, der kræves i varme sommermåneder, sandsynligvis vil overstige det reducerede varmebehov i de mere tempererede vintermåneder.

"En overraskelse for os var, at efterspørgslen falder efter statistisk repræsentative gennemsnitlige husstande i boligsektoren, "Nateghi sagde." Hovedårsagen er, at klimaanlæg kun er 2 procent af energiforbruget til private husholdninger. Faktisk, størstedelen af ​​boligernes energiforbrug er til opvarmning, på cirka 74 procent. "

Størstedelen af ​​de eksisterende energiokonomiske modeller tager ikke højde for klimavariabilitet og ændringer.

"Så, vi foreslår en multiparadigmeramme for at hjælpe med at udvide energiøkonomiske modeller, såsom en velkendt model kaldet MARKAL, at kunne redegøre for klimaændringer, " sagde Sayanti Mukherjee, en postdoktoral forskningsassistent i Division of Construction Engineering and Management og en gæsteforsker på School of Industrial Engineering. "For at illustrere anvendeligheden af ​​vores foreslåede ramme, vi brugte staten Indiana som et casestudie."

Hun og Nateghi var medforfatter til et papir om forskningen, der blev offentliggjort online den 20. november i tidsskriftet PloS One . De omtaler deres tilgang som en "multi-paradigme"-ramme, fordi den integrerer forskellige typer modelleringsteknikker.

Undersøgelsen sammenlignede fremtidige fremskrivninger med historisk energiforbrug til køling, varme og vandvarme til erhvervs- og boligsektoren fra 1981–2013.

To sæt fremskrivninger blev beregnet:Den ene antager en fremtidig verden med lavere drivhusgasemissioner end den anden, fordi der tages mere aggressive skridt for at mindske emissionerne. Analysen konkluderede, at der under begge scenarier var i år 2100 vil virkningerne af klimaændringer alene få energiforbruget til en gennemsnitlig erhvervsbygning i Indiana til at stige med 5,1 procent og 5,4 procent, henholdsvis. Energiforbruget for den gennemsnitlige bolighusholdning forventes at falde med 3,5 procent i gennemsnit under begge scenarier, fordi varmere temperaturer vil reducere energiforbruget til opvarmning.

"Fremskrivning af langsigtede tendenser i energibehov er et stadig mere komplekst forsøg på grund af de usikre nye klimaændringer, politik, det lovgivningsmæssige miljø, økonomi og teknologi, blandt andre faktorer, " sagde Mukherjee.

De forventede ændringer er ud over de forventede ændringer i energiforbruget forårsaget af en række faktorer, såsom ændringer i elpriser, befolkning og energipolitik.

Arbejdet blev udført som en del af projektet Indiana Climate Change Impacts Assessment (IN CCIA), ledet af Purdue Climate Change Research Center i universitetets Discovery Park. IN CCIA er en tværfaglig indsats for at give tilgængelig, troværdig klimavidenskab til indbyggere i Indiana, muliggør en bedre forståelse af klimaændringsrelaterede risici, som vil understøtte mere effektiv planlægning. Et andet team, der arbejdede med vurderingen, leverede kritiske data om klimaændringer, "nedskalering" af generelle klimamodeller med fokus på Indiana. Resultaterne vil være en del af Indiana Climate Change Impacts Assessment, der koordineres af centret, som skal frigives næste år.

Som importør af elektricitet fra nabolandene og Canada, Indiana er sårbar over for mangel på udbud i tilfælde af ændringer i efterspørgslen efter slutbrug på grund af årsager som f.eks. Klimavariabilitet og ændringer. Staten ligger på andenpladsen med hensyn til kulforbrug i energisektoren.

"Ændring af energiforbrugets mønstre, derfor, vil få betydelige konsekvenser for miljøet, " sagde Nateghi.

Forskerne brugte en Bayesian, "ensemble beslutningstræ" baseret algoritme til at udvikle forudsigelsesmodeller.

For boligsektoren, resultaterne afslører, at det fremtidige mediane energibehov under scenariet med lavere emissioner forventes at være 278,5 billioner britiske termiske enheder (Btu), et fald på 3,5 procent fra den historiske median, og kan variere fra 243,7-323,2 billioner Btu. Under scenariet med højere emissioner den mediane boligbehov forventes at være 278,7 billioner Btu, også et fald på 3,5 procent fra den historiske median, og kunne variere mellem 243,0–276,9 billioner Btu.

Efterspørgslen i den kommercielle sektor vil i gennemsnit være væsentligt højere end de historiske gennemsnitsværdier under begge emissionsscenarier. Mere specifikt, under lavemissionsscenariet, den gennemsnitlige efterspørgsel vil være omkring 179,9 billioner Btu, en stigning på 5,1 procent end den historiske median, og det kan variere mellem 147,8-214,1 billioner Btu. Tilsvarende under scenariet med høje emissioner, den forventede median kommercielle efterspørgsel vil være omkring 180,5 billioner Btu, en stigning på 5,4 procent fra den historiske median og kan variere mellem 146,4–211,4 billioner Btu under det usikre fremtidsscenario.

Den forventede stigning skyldes den kommercielle sektors større brug af køleenergi, i forhold til boligsektoren, og højere forventede dagtemperaturer.

"Det skal bemærkes, at selvom vores foreslåede rammer tegner sig for efterspørgselsvariationer på grund af klimaændringer, det tager ikke højde for potentielt højere intensitet og hyppighed af klimatiske ekstremer såsom isstorme og tornadoer under klimaændringer, "Nateghi sagde." Fremtidigt arbejde er nødvendigt for at udvide vores paradigme til også at tage højde for sådanne vejr- og klimaekstremer, der kunne blive meget mere intense og hyppige under klimaforandringer, og har betydelige konsekvenser for vores energisektor i fremtiden. "

Fremskrivningerne kan undervurdere den potentielle indflydelse af klimaændringer, fordi de kun er baseret på den forventede temperaturstigning, ikke relativ luftfugtighed.

I det fremtidige arbejde, forskerne vil bruge en mere sofistikeret "dynamisk nedskaleret" model fra Climate Change Research Center til mere præcist at forudsige klimaændringernes indvirkning på energiforbruget.

Forskerne udvider også deres arbejde med at forberede fremskrivninger på tværs af andre energiintensive stater i USA.