Oportunități de îmbunătățire a eficienței energetice electrice a clădirilor

Oportunități de îmbunătățire a eficienței energetice electrice a clădirilor

Sectorul clădirilor reprezintă aproximativ 76% din consumul mondial de energie electrică și 40% din consumul total de energie primară responsabilă cu emisiile asociate de gaze cu efect de seră (GES), ceea ce face esențială reducerea consumului de energie în clădiri, pentru a face față provocărilor de energie și mediu, inclusiv în România și pentru a reduce costurile pentru proprietarii de clădiri și chiriași. Tema, pe larg și continuu dezbătută în întreaga lume, a făcut obiectul studiului ”Increasing Efficiency of Building Systems and Technologies”, publicată recent în Quadrennial Technology Review, și elaborat de un grup de cercetători de la Universitatea Tehnică din Berlin. Iată ce susțin specialiștii germani.

Rentabilitate, acum și în viitor

Oportunitățile de îmbunătățire a eficienței sunt enorme. Până în 2030, utilizarea energiei pentru clădiri ar putea fi redusă cu mai mult de 20%, folosind tehnologii despre care se știe că sunt rentabile astăzi, și cu peste 35%, dacă obiectivele cercetării sunt atinse.

Din punct de vedere tehnic, sunt posibile economii mult mai mari. Eficiența clădirii trebuie considerată ca îmbunătățind performanța unui sistem complex, conceput pentru a oferi ocupanților un mediu de viață și de lucru confortabil, sigur și atractiv. Acest lucru necesită arhitectură superioară și proiecte de inginerie, practici de construcție de calitate și funcționare inteligentă a structurilor.

Din ce în ce mai mult, operațiunile vor include integrarea cu rețele electrice sofisticate. Principalele domenii de consum de energie în clădiri sunt încălzirea, ventilația și aerul condiționat – 35% din energia totală a clădirii; iluminat- 11%; aparate majore (încălzirea apei, frigidere și congelatoare, uscătoare)- 18%, cu restul de 36% provenind din diverse zone, inclusiv electronice.

În fiecare caz, există oportunități atât pentru îmbunătățirea performanței componentelor sistemului (de exemplu, îmbunătățirea eficienței dispozitivelor de iluminat), cât și pentru îmbunătățirea modului în care acestea sunt controlate ca parte a sistemelor integrate de construcție (de exemplu, senzori care ajustează nivelurile de lumină la ocupare și la lumina zilei ).

Oportunitățile cheie de cercetare includ următoarele: Pompele de căldură de înaltă eficiență care reduc sau elimină utilizarea agenților frigorifici care lead pot duce la emisii de GES:

-Materiale izolante subțiri

-Ferestre și suprafețe de construcție cu proprietăți optice reglabile

-Dispozitive de iluminat de înaltă eficiență, inclusiv emisii de lumină verde îmbunătățite diode, fosfor și puncte cuantice

-Software îmbunătățit pentru optimizarea proiectării și funcționării clădirii

-Costuri reduse, ușor de instalat, senzori și comenzi de recoltare a energiei

-Sisteme interoperabile de comunicații pentru clădiri și strategii de control optimizate

Totul pentru confort

Consumul total de energie electrică este utilizat pentru a oferi clădiri confortabile, bine iluminate, rezidențiale și comerciale, și pentru a asigura condiționarea spațiului și iluminatul pentru clădiri industriale. Atingerea cu succes a obiectivelor tehnologice prioritare pentru performanță și costuri va face posibilă reducerea semnificativă a acestui consum de energie până în 2030, în ciuda creșterii prognozate a populației și a activității comerciale.

Ponderea sectorului construcțiilor în utilizarea energiei electrice a crescut dramatic în ultimele cinci decenii de la 25% din Consumul anual de energie electrică, în anii 1950, până la 40%, la începutul anilor 1970, și până la peste 76% în 2012.

În absența unor creșteri semnificative ale eficienței clădirilor, cererea totală de energie electrică, ar fi crescut mult mai rapid decât în ​​această perioadă. În majoritatea cazurilor, cele mai bune tehnologii disponibile au performanțe similare cu cele care îndeplinesc obiectivele ET 2020, însă progresele cercetării planificate vor face ca aceste tehnologii să fie rentabile până în 2030.

Obiectivele de costuri reprezintă analiza costurilor materialelor și a metodelor de fabricație considerate plauzibile, inclusiv solicitări de experți prezentate în foile de parcurs citate.

Având în vedere doar analiza bazată pe costuri a noilor tehnologii de eficiență energetică, există limitări. De exemplu, caracteristici precum îmbunătățirea capacității de a sta confortabil lângă o fereastră într-o zi rece sau schimbarea culorii iluminatului, reflectă valori calitative care pot afecta preferințele consumatorilor, dar ar fi dificil de analizat cantitativ. Niciuna dintre analizele economice prezentate aici nu reflectă costul social al carbonului și niciuna nu reflectă servicii care ar putea fi furnizate rețelei electrice.

Investițiile comerciale determină schimbarea

Economiile prezentate în scenariul ENERGY STAR UE, includ măsuri care sunt eficiente în prezent, dar care nu sunt utilizate din cauza unui set complex de eșecuri ale pieței. Captarea economiilor viitoare mult mai mari, potențiale, reflectate în cele mai bune scenarii ET 2020 disponibile și a limitelor termodinamice, necesită un program bine conceput de cercetare, dezvoltare, demonstrație și implementare (RDD & D).

Implementarea va necesita, de asemenea, programe axate pe piață, care să încurajeze adoptarea rapidă a tehnologiilor eficiente, inclusiv informații credibile, standarde, etichete și alte politici care îi ajută pe consumatori să înțeleagă costurile și beneficiile deciziilor de achiziție a energiei și programe pentru a asigura o aprovizionare adecvată a lucrătorilor cu abilitățile necesare pentru a proiecta, construi și opera noi sisteme energetice.

Cifrele nu arată nicio reducere a energiei utilizate pentru alte utilizări, care includ televizoare și monitoare de computer, computere, alte electronice și dispozitive diverse. Acest lucru nu se datorează faptului că eficiența lor nu poate fi îmbunătățită, ci pentru că totalul este suma unui număr foarte mare de dispozitive diferite.

În multe cazuri, investițiile comerciale în tehnologie determină schimbarea atât de repede, încât cercetarea aplicată va avea o valoare limitată. Cererea în creștere rapidă pentru procesarea rapidă a informațiilor, de exemplu, se confruntă cu limite de utilizare a energiei, care determină o cantitate enormă de investiții private în cercetare.

Este important să se stabilească unde și cum să investească productiv și în proiectele care ar putea îmbunătăți eficiența unei componente electronice utilizate de aceste produse și, în funcție de rezultatele cercetării, de eforturile private de cercetare și de prioritățile concurente în limitele bugetare, este probabil ca amestecul de investiții adecvate să se schimbe în timp. De exemplu, dezvoltarea și aplicarea semiconductorilor cu bandă largă ar putea reduce consumul de energie într-o serie de dispozitive diverse, dar în prezent sunt investiții insuficiente, pentru a conduce acest lucru în timp util.

Sisteme integrate

Clădirile durează zeci de ani, deci, este important să luați în considerare tehnologiile care pot fi utilizate pentru modernizarea clădirilor existente, precum și a clădirilor noi. Multe dintre tehnologiile asumate pot fi utilizate, atât în ​​structuri noi, cât și în structuri existente (de exemplu, diode emițătoare de lumină-LED-uri). Modernizările prezintă provocări unice, iar tehnologiile axate pe modernizări merită atenție din cauza stocului mare existent și a eficienței sale în general mai scăzute.

Acestea includ soluții ieftine, cum ar fi izolația subțire, ușor de instalat, detectoarele de scurgere, dispozitivele pentru detectarea problemelor echipamentelor și sistemelor (de exemplu, aparatele de aer condiționat cu un nivel scăzut de agenți frigorifici) și modalități mai bune de colectare și diseminare a celor mai bune practici.

Utilizarea energiei în clădiri depinde de o combinație de arhitectură bună și proiectarea sistemelor energetice și de operațiuni și întreținere eficiente odată ce clădirea este ocupată. Clădirile ar trebui tratate ca sisteme sofisticate, integrate, interdependente. Ar trebui, de asemenea, să se înțeleagă că climatele diferite necesită, probabil, proiecte și echipamente diferite și că performanța și valoarea oricărei tehnologii componente depinde de sistemul în care este încorporată.

Performanța iluminării

Iluminarea atractivă depinde de performanța dispozitivelor care transformă electricitatea în lumină vizibilă, precum și de proiectarea ferestrelor, comenzile de acoperire a ferestrelor și ferestrele, detectoarele de ocupare și alte controale de iluminare.

Deoarece eficiența corpurilor de iluminat este mult crescută, comenzile de iluminat vor avea un impact net redus asupra consumului de energie. În plus, energia termică eliberată în cameră prin iluminare ar scădea, ceea ce afectează apoi sarcinile de încălzire și răcire ale clădirilor.

Deoarece clădirile consumă o fracțiune mare din producția de utilități electrice, ele pot avea un impact semnificativ asupra operațiunilor de utilități. Mai exact, capacitatea clădirilor de a îndepărta cererea de energie de perioadele de vârf, cum ar fi după-amiezile fierbinți de vară, poate reduce considerabil atât costurile, cât și emisiile de GES, permițând utilităților să reducă nevoia de centrale electrice mai puțin eficiente și mai poluante.

Coordonarea sistemelor energetice pentru clădiri, generarea la fața locului și stocarea energiei cu alte clădiri și utilitate poate reduce costurile globale, pate reduce emisiile GES și poate crește fiabilitatea la nivel de sistem.

infoconstruct