רישום אמן של המרכז הלאומי המערבי, קמפוס נטו-אפס שנמצא בבנייתו בדנוור כדי לאכלס פעילויות מרובות. עיר ודנבר במחוז | משרד ראש העיר המרכז הלאומי המערבי, CC BY-ND

אף על פי שמגפת הנגיף הקורנו שלטה בכותרות האחרונות, שינויי אקלים לא נעלם. מומחים רבים קוראים "התאוששות כלכלית ירוקה שמפנה השקעות ל מקורות וטכנולוגיות אנרגיה דלת פחמן.

בניינים מהווים חשבון עבור 40% מכלל צריכת האנרגיה בארה"בלעומת 32% לתעשייה ו 28% לתחבורה. הברית ו ערים עם תכניות פעולה אקלימיות שאפתניות פועלות להפחתת פליטות מגזר הבנייה לאפס. המשמעות היא מקסום יעילות האנרגיה כדי להפחית את השימוש באנרגיה בבניין, ואז לספק את צורכי האנרגיה הנותרים באמצעות חשמל המופק ממקורות נטולי פחמן.

הקולגות שלי ואני לומדים את הדרכים הטובות ביותר לעשות זאת להפחית במהירות את פליטת הפחמן ממגזר הבניין. בשנים האחרונות עיצובי הבנייה התקדמו דרמטית. בנייני אנרגיה נטו אפסיים, המייצרים את האנרגיה שהם צריכים באתר ממקורות מתחדשים, הם יותר ויותר ברירת המחדל. אבל כדי להאיץ את המעבר לאפס פליטות פחמן, אני מאמין שארצות הברית חייבת לחשוב יותר גדול ולהתמקד בעיצוב או פיתוח מחדש של קהילות שלמות שאינן אפס אנרגיה.

התמודדות עם שימוש באנרגיה בבניינים ברמה המחוזית מספקת יתרון לגודל. אדריכלים יכולים לפרוס משאבות חום גדולות וציוד אחר לשרת מבנים מרובים בלוח זמנים מפושט לאורך היום. מחוזות המפגישים בתים, מקומות עבודה, מסעדות, מרכזי בילוי ושירותים אחרים ביישובים הניתנים להליכה, מפחיתים משמעותית גם את האנרגיה הדרושה לתחבורה. בעיניי, תנועה צומחת זו תמלא תפקיד חשוב יותר ויותר בסיוע לארה"ב ולעולם להתמודד עם משבר האקלים.

בנייני אנרגיה אפסית מייצרים מספיק אנרגיה מתחדשת בכדי לקזז או אפילו לחרוג מהאנרגיה שהם צורכים.

לולאות הסביבה מחממות ומצננות

חימום וקירור הם שימושי האנרגיה הגדולים ביותר בבניינים. אסטרטגיות עיצוב מחוזיות יכולות לטפל בעומסים אלה בצורה יעילה יותר.

הסקה מחוזית יש כבר מזמן בשימוש באירופהוכן בכמה מכללות אמריקאיות וקמפוסים אחרים. במערכות אלה בדרך כלל יש מפעל מרכזי השורף גז טבעי לחימום מים, אשר מועבר לבניינים השונים.

כדי להשיג אפס פליטות פחמן, האסטרטגיה האחרונה משתמשת בתכונה המכונה לולאת טמפרטורת הסביבה זה בו זמנית וביעילות גם מחמם ומקרר מבנים שונים. מושג זה פותח לראשונה עבור הכפר האולימפי ויסלר בקולומביה הבריטית.

במערכת לולאה אווירתית טיפוסית, משאבה מחזיקה מים דרך רשת צינורות לא מבודדת קבורה מתחת לקו הכפור. בעומק זה, טמפרטורת האדמה קרובה לטמפרטורת האוויר הממוצעת השנתית עבור אותו מיקום. כאשר מים עוברים דרך הצינור, הם מתחממים או מתקררים לכיוון טמפרטורה זו.

משאבות חום בבניינים בודדים או בנקודות אחרות לאורך לולאת הסביבה מוסיפות או מחילות חום מהלולאה. הם יכולים גם להעביר חום בין בארות גיאותרמיות עמוקות לבין המים המסתובבים.

הלולאה מסתובבת גם דרך מפעל מרכזי השומר על טווח טמפרטורות אופטימלי לביצועים מירביים של משאבת החום. המפעל יכול להשתמש במגדלי קירור או בשפכים בכדי להסיר חום. זה יכול להוסיף חום באמצעות מקורות מתחדשים, כמו קולטי שמש תרמיים, דלק מתחדש או משאבות חום המופעלות על ידי חשמל מתחדש.

סכמטי של מערכת לולאות הסביבה עבור הכפר האולימפי ויסלר בקולומביה הבריטית. קבוצה אינטגרלית, CC BY-ND

שימוש בשפכים לשימוש

דוגמא אחת למחוז פוטנציאלי עם אפס אנרגיה הנמצא כעת בפיתוח, ה- המרכז הלאומי המערבי, הוא קמפוס רב-שימושי שנמצא כעת בבנייה בדנוור כדי לאכלס את תערוכת המניות הלאומית המערבית הלאומית ואירועים ציבוריים אחרים המתמקדים באוכל וחקלאות.

צינור בקוטר 6 מטר הנושא את שפכים של העיר זורם מתחת לאדמה דרך הנכס לפני שמעביר את המים למפעל טיפול. טמפרטורת המים נשארת בטווח צר של 61 עד 77 מעלות לאורך כל השנה.

צינור השפכים ומחליף חום מעבירים חום אל ומתוך לולאת הסביבה המפיצה מים ברחבי המחוז. המערכת מספקת חום בחורף וסופגת חום בקיץ באמצעות צינורות לשחזור חום, שהן משאבות חום שיכולות לספק בו זמנית חימום וקירור. אסטרטגיה זו משרתת בניינים בודדים ביעילות גבוהה מאוד.

חשמל המשמש להפעלת משאבות החום, התאורה וציוד אחר יגיע מצילומי וותא באתר ומחשמל שנוצר על ידי הרוח והשמש המיובא מחוץ לאתר.

דיור משולב באנרגיה נמוכה באוסטין

מחוז נוסף אשר ימזער את פליטת הפחמן הוא אזור קהילת עמק הלחש, בבנייה באוסטין, טקסס. זה 2,000 דונם פיתוח רב-שימושי כולל 7,500 בתים חשמליים, שטח של 2 מיליון רגל מרובע, שני בתי ספר ופארק בן 600 דונם. העיצוב שלה כבר קיבל פרס הבניין הירוק.

עמק הלוחשים יפעל על מערכת אנרגיה משולבת הכוללת רשת לולאות סביבה רחבה המחוממת ומקוררת על ידי משאבות חום ובארות גיאותרמיות הממוקמות בכל בית. לכל בעל בית אפשרות לבחור לכלול מערך פוטו-וולטאי סולארי בגובה 5 קילוואט להפעלת משאבת החום ומכשירים חסכוניים באנרגיה, כולל מחממי מים ומשאבות אינדוקטיביות. לדברי היזם, כלכלת הגודל של Whisper Valley מאפשרת מחיר מכירה חציוני לסכום של 50,000 דולר מתחת לזה של בתים אוסטיניים טיפוסיים.

רוס טרתווי מ"בית ישן זה "מבקר בפיתוח Whisper Valley באנרגיה נמוכה מחוץ לאוסטין, טקסס, בשנת 2018.

עתידן של קהילות אנרגיות אפסיות

המעבדה הלאומית לאנרגיה מתחדשת, המעבדה הלאומית לורנס ברקלי, ושותפי פרויקטים אחרים מפתחים ערכת פיתוח תוכנה בקוד פתוח שנקראת. URBANopt המתכננת אלמנטים של מחוזות אנרגיה אפסיים, כמו אסטרטגיות גמישות לבניית דרישה / דרישה, מערכים פוטו-וולטאיים על הגג, מערכות תרמיות מחוזיות של לולאת הסביבה. ניתן לשלב את התוכנה במודלים ממוחשבים אחרים שיסייעו בתכנון קהילות אפס אנרגיה. מהנדסי NREL עוסקים בפרויקטים מחוזיים עם ביצועים גבוהים ברחבי הארץ, כמו המרכז הלאומי המערבי, במטרה לסייע בהדרכה ובהנחיית פיתוח פלטפורמת ה- URBANopt.

הפרויקטים שתיארתי הם בנייה חדשה. קשה להשיג אנרגיה אפס נטו בבניינים או ביישובים קיימים מבחינה כלכלית, אך יש דרכים לעשות זאת. זה הגיוני להחיל את אמצעי היעילות שהם הכי חסכוני ליישום מחדשלהמיר מערכות חימום וקירור בניין לחשמל ומספקים לחשמל פוטו-וולטאים סולאריים.

השירותים מציעים יותר ויותר לוחות זמנים לשיעור זמן השימוש, שגובים יותר עבור שימוש בחשמל בתקופות ביקוש גבוהות. מערכות ניהול אנרגיה ביתיות מתפתחות יאפשרו לבעלי בתים לחמם מים, להטעין מצברים ביתיים וכלי רכב חשמליים ולהפעיל מכשירים אחרים בזמנים בהם מחירי החשמל הם הנמוכים ביותר. בין אם מדובר בבניינים חדשים ובין אם קיימים, אני רואה שקהילות באפס אנרגיה בר-קיימא המופעלות על ידי אנרגיה מתחדשת הן גל העתיד כאשר אנו מתמודדים עם משבר שינויי האקלים.

על המחבר

שארל פ. קוצ'ר, עמית ומנהל מחקר בכיר, מכון אנרגיה מתחדשת ואנרגיה בת-קיימא, אוניברסיטת קולורדו בולדר

מאמר זה פורסם מחדש מתוך שיחה תחת רישיון Creative Commons. קרא את ה מאמר מקורי.

ספרים קשורים

הוספה: התוכנית המקיפה ביותר שהציעה אי פעם להפוך את ההתחממות הגלובלית

מאת פול הוקן וטום שטייר
מול פחד ואדישות נרחבים, קואליציה בינלאומית של חוקרים, אנשי מקצוע ומדענים התאגדה כדי להציע מערך של פתרונות מציאותיים ונועזים לשינויי אקלים. מאה טכניקות ושיטות מתוארות כאן-כמה ידוע; כמה שמעולם לא שמעת עליהם. הם נעים מאנרגיה נקייה לחינוך בנות במדינות בעלות הכנסה נמוכה וכלה בפרקטיקות בשימוש בקרקע ששולפות פחמן מהאוויר. הפתרונות קיימים, הם קיימא מבחינה כלכלית, וקהילות ברחבי העולם מיישמות אותם כיום במיומנות ובנחישות. זמין באמזון

עיצוב פתרונות אקלים: מדריך מדיניות אנרגיה מעוטת פחמן

מאת האל הארווי, רובי אורוויס, ג'פרי רסמן
עם השפעות שינויי האקלים כבר עלינו, הצורך לצמצם את פליטת גזי החממה הגלובלית אינו פחות מאשר דחוף. זה אתגר מפחיד, אבל הטכנולוגיות והאסטרטגיות לעמוד בו קיימות כיום. מערכת קטנה של מדיניות אנרגיה, שתוכננה ומיושמת היטב, יכולה להביא אותנו לדרך לעתיד פחמן נמוך. מערכות אנרגיה הן גדולות ומורכבות, ולכן מדיניות האנרגיה חייבת להיות ממוקדת וחסכונית. גישות בגודל אחד מתאים לכל אחד פשוט לא יעשו את העבודה. קובעי המדיניות זקוקים למשאב ברור ומקיף המתווה את מדיניות האנרגיה שתשפיע הכי הרבה על עתיד האקלים שלנו, ומתאר כיצד לתכנן מדיניות זו היטב. זמין באמזון

זה משנה את הכל: קפיטליזם מול האקלים

מאת נעמי קליין
In זה משנה הכל נעמי קליין טוענת כי שינויי אקלים אינם סתם נושא נוסף שמוגש בצורה מסודרת בין מיסים לטיפול בבריאות. זו אזעקה שקוראת לנו לתקן מערכת כלכלית שכבר כושלת אותנו במובנים רבים. קליין בונה בקפדנות את המקרה לכך שהפחתה מאסיבית של פליטת החממה שלנו היא הסיכוי הטוב ביותר שלנו בו זמנית לצמצם את אי השוויון הפעור, לדמיין מחדש את הדמוקרטיות השבורות שלנו ולבנות מחדש את הכלכלות המקומיות המרוויחות שלנו. היא חושפת את הייאוש האידיאולוגי של מכחישי שינויי האקלים, את האשליות המשיחיות של אנשי ההנדסה הגיאולוגית, ואת התבוסתנות הטראגית של יותר מדי יוזמות ירוקות-מיינסטרימיות. והיא מדגימה בדיוק מדוע השוק לא - ולא יכול - לתקן את משבר האקלים, אלא במקום זאת יחמיר את המצב, עם שיטות מיצוי קיצוניות ופוגעות יותר ויותר מבחינה אקולוגית, המלוות בקפיטליזם אסון. זמין באמזון

מאת המו"ל:
רכישות באמזון ללכת לפרוע את העלות של הבאת לך InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, ו ClimateImpactNews.com ללא עלות וללא מפרסם לעקוב אחר הרגלי הגלישה שלך. גם אם תלחץ על קישור אך אינך קונה את המוצרים הנבחרים האלה, כל דבר אחר שאתה קונה באותו ביקור באמזון משלם לנו עמלה קטנה. אין עלות נוספת עבורך, אז אנא תרום למאמץ. אתה יכול גם להשתמש בקישור זה להשתמש באמזון בכל עת כדי שתוכלו לתמוך במאמצים שלנו.