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Um estudo de pesquisa liderado pelo professor assistente Chenghao Wang da Universidade de Oklahoma e publicado recentemente na revista Comunicações da Natureza abordou a questão crítica de como o consumo de energia dos edifícios à escala da cidade em ambientes urbanos evoluirá sob a influência das alterações climáticas.
Os combustíveis fósseis representam aproximadamente 40% de todo o uso de energia em edifícios nos centros urbanos dos Estados Unidos, e a Administração de Informação de Energia dos EUA relata que os edifícios residenciais e comerciais nas cidades dos EUA são um dos principais consumidores de energia (39%) e de gases de efeito estufa. emissores (28%).
“Compreender a sua utilização futura de energia é muito importante para desenvolver estratégias de mitigação das alterações climáticas, melhorar a eficiência energética, desenvolver e implementar regulamentos, políticas e planos de incentivos energéticos e ambientais e melhorar a resiliência e a adaptação da nossa sociedade sob condições climáticas futuras e condições meteorológicas extremas, ” disse Wang, que lidera o Laboratório de Futuros Urbanos Sustentáveis, ou SURF, na Escola de Meteorologia da OU.
“Estudos anteriores fizeram progressos na estimativa de como o uso de energia pode mudar a nível nacional ou estadual em resposta a futuras mudanças no clima”, disse ele. “No entanto, existe uma lacuna significativa na nossa compreensão quando se trata da escala da cidade. À medida que as cidades globais se comprometem com objetivos ambiciosos de sustentabilidade, torna-se imperativa uma compreensão mais granular do uso de energia à escala da cidade.”
A equipe de pesquisa inclui Janet Reyna e Henry Horsey do Laboratório Nacional de Energia Renovável, Jiyun Song, Dachuan Shi e Yuyu Zhou da Universidade de Hong Kong, Sarah Feron da Universidade de Santiago do Chile, Zutao Ouyang e Robert Jackson da Universidade de Stanford, e Ying Li, da Universidade China Three Gorges.
Eles examinaram 277 cidades nos EUA contíguos, usando simulações de modelos e as projeções climáticas futuras mais recentes do conjunto de dados do Coupled Model Intercomparison Project, ou CMIP6. Eles consideraram quatro possíveis cenários de aquecimento que abrangem uma variedade de possíveis cenários de aquecimento climático e dois cenários do setor de energia elétrica.
“Em um cenário do setor de energia, presumimos que nenhuma política futura de carbono seria implementada, mas também incluímos um cenário que pressupõe uma rápida descarbonização e emissões líquidas zero de carbono do setor de energia até 2050, semelhante às metas de isenção de poluição por carbono dos EUA. anunciado pelo presidente Biden em 2023″, disse Wang.
Para investigar como o uso de energia nos edifícios urbanos evoluiria sob as futuras mudanças climáticas, a equipe de Wang usou um indicador chamado intensidade de uso de energia, ou EUI. O EUI é a energia utilizada por metro quadrado por ano e é calculado dividindo a energia total consumida pelos edifícios pela sua área bruta total.
“Devido às mudanças climáticas, descobrimos que a construção de EUI em escala urbana deverá sofrer mudanças desiguais até a década de 2050, em comparação com a década de 2010”, disse Wang. “O maior aumento no EUI elétrico ocorrerá principalmente nas regiões Sul, Sudoeste, Oeste e Sudeste, que terão um aumento de até 7,2%.”
Eles descobriram que o aumento do EUI da eletricidade durante as estações quentes e os dias mais quentes será muito maior do que a variação anual, especialmente no Noroeste. Esta diferença deve-se principalmente à maior taxa de adoção de ar condicionado e ao uso de energia para refrigeração de ambientes sob aquecimento futuro. Para cada grau de aquecimento, o EUI médio de arrefecimento espacial a nível da cidade aumentará 13,8%.
“Encontramos um aumento médio de 10,1 a 37,7% na frequência do pico urbano de verão na construção de eletricidade EUI. No entanto, algumas cidades experimentarão aumentos superiores a 110%. Isto exigirá maior capacidade da rede e também maior resiliência contra cortes de energia durante ondas de calor extremas, ” Wang disse.
A equipe também avaliou as potenciais mudanças na fonte de energia utilizada pelos edifícios urbanos, considerando as perdas de energia durante a geração, transmissão e distribuição.
“A descarbonização do setor energético é muito eficaz na redução do consumo de energia dos futuros edifícios nas cidades, mas é crucial para reduzir ainda mais a combustão direta de combustíveis fósseis nos edifícios”, disse Wang. “Simplificando, precisamos de eletrificação rápida para futuros edifícios urbanos”.
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