如何改变美国住房以实现巴黎协议的目标

2020-07-24 23:13:38

到目前为止,削减美国碳排放的重点落在两个明显的目标上:电力生产和交通运输。但是,要进行我们应对气候变化所需的深度脱碳,我们真的不能忽视任何重要的排放源。我们居住的地方是重要的来源--甚至在大流行让我们中的许多人无法离开家之前,美国家庭就占到了全国与能源相关的碳排放量的20%左右。

一项新分析的作者说,就其本身而言,美国住房将成为世界第六大温室气体排放国,领先于德国。为了应对气候变化,我们怎样才能做到这一点呢?为了找出答案,密歇根大学的一些研究人员对美国的住房存量进行了令人难以置信的详细分析,找出了影响其碳排放的因素。然后,他们计算了哪些选项可能会将这些排放量降低到符合“巴黎气候协定”目标的水平。

为了了解美国住宅的能源消耗,研究人员从每个州住宅的平均样本开始,建筑数量从10万到1000万不等。这些数据包括建筑物的年龄、封闭的空间大小、加热方式等等。他们的模型还纳入了电力使用、住房密度、电网细节等细节。

研究人员从观察对能源使用的基本影响开始。最大的是气候。需要供暖或制冷的天数较多的地方往往会看到他们的住房使用更多的能源。例如,住房方面,能源最密集的三个州是缅因州、佛蒙特州和威斯康星州。

另一个影响因素是建筑年限。典型的美国房屋最终平均使用40年,而较旧的房屋是在许多能效技术普及之前重建的。虽然这些都可以翻新,但更常见的是将其合并到较新的版本中。但这还不够好,因为我们已经有相当于十年的住房,平均而言,到2050年还会与我们在一起。

然而,当谈到温室气体排放时,当地电网和燃料的可用性产生了重大影响,家庭排放与电网的碳强度之间存在很强的相关性。平均而言,一个美国家庭每年排放的二氧化碳当量为45公斤。

接下来,研究人员按邮政编码(使用近9000个邮政编码)拆分他们的数据,并将其与人口普查数据进行比较,以计算人均数字。这些数据显示,一个普通人的住房每年贡献的碳排放量略低于3吨。但有相当大的差异,根据地点的不同,这个数字从不到半吨到超过10吨不等。

这里的主要影响之一是财富。平均而言,高收入居民的住房人均排放量比低收入个人高出25%。这似乎与一个事实有关,即较富有的人往往在他们的住房中有更多的建筑面积。正如在其他地方发现的那样,人口密度与较低的人均排放量相关-部分原因是这意味着较小的房屋,部分原因是多单元住宅的优势。

虽然美国计划退出巴黎气候协议,但它仍然提供了一种理解目标的简单方式:到2025年减排28%,到2050年减排80%。因此,研究人员决定看看需要什么才能让美国的住房存量走上实现这些目标的道路。研究人员调查了许多情况。其中一项涉及延续目前在效率和电网脱碳方面的趋势;另一项涉及翻新住宅以提高效率;第三项涉及积极翻新与电网脱碳相结合。最后一种情况是,在这些激进措施的基础上,对分布式太阳能进行分层。

好消息是,只要遵循现有的趋势,美国房地产就可以为实现2025年的目标做出自己的贡献。然而,这不会把我们带到更具挑战性的2050年目标。这主要是因为许多家庭将继续使用化石燃料,而不是电力,来取暖和做饭。这在一定程度上可以通过提高热泵系统的速率来克服,热泵系统使用电力来驱动供暖和制冷,提高到目前速率的三倍。当这一点与分布式太阳能、更好的电网和能效改造相结合时,住房可能会达到2050年的目标。但是,增加较小和多单元住宅的数量将极大地增加我们的机会。

当然,事情的解决方式会有地区差异,作者通过比较洛杉矶和波士顿来考虑这一点。洛杉矶已经走上了实现巴黎2050年目标的轨道,部分原因是那里的能源需求较低(供暖和制冷天数较少),以及加利福尼亚州努力使其电网脱碳。相比之下,波士顿必须做以上所有事情:大规模翻新,电网脱碳,安装大量热泵,并在40%的家庭安装太阳能电池板。即使在那时,波士顿地区预计将实现目标的社区比目前的密度要高得多。

与所有必须做的事情分开的是如何支付费用的问题。多单元住宅更有可能涉及租赁。在其中的许多情况下,建筑物的所有者将不会支付能源账单,因此没有太多动机进行必要的翻新。作者还指出,美国有2500万个家庭的贫困程度足够严重,以至于能源账单与食品竞争。弄清楚如何克服这些障碍是一个社会层面的挑战。