Nieuwe prognoses tonen aan dat klimaatverandering tegen het jaar 2100 kan leiden tot een stijging van 5 procent voor het gemiddelde energieverbruik van een commercieel gebouw in Indiana. terwijl het energieverbruik van een gemiddeld woonhuis met 3,5 procent wordt verminderd.

"Deze kijken naar 'statistisch representatieve' gemiddelde woonhuizen en commerciële gebouwen in Indiana, dus de effecten van klimaatverandering op het energieverbruik van woningen en bedrijven zullen boven en onder deze geschatte projecties liggen, " zei Roshanak Nateghi, een assistent-professor aan de Purdue University's School of Industrial Engineering and Environmental en ecologische techniek .

Aangezien het grootste deel van de vraag naar energie voor woningen in Indiana wordt toegeschreven aan verwarming, toekomstige opwarmingsscenario's kunnen leiden tot een verminderde vraag naar woningen voor eindgebruik als gevolg van een lagere behoefte aan ruimteverwarming en waterverwarming. In de commerciële sector, de totale vraag naar energie zal naar verwachting toenemen onder toekomstige opwarmingsscenario's. Dit komt omdat de grotere behoefte aan ruimtekoeling tijdens de warme zomermaanden waarschijnlijk groter zal zijn dan de verminderde verwarmingsbehoeften tijdens de meer gematigde wintermaanden.

"Een verrassing voor ons was dat de vraag naar statistisch representatieve gemiddelde huishoudens in de residentiële sector daalt, " Zei Nateghi. "De belangrijkste reden is dat het gebruik van airconditioning slechts 2 procent van het energieverbruik van residentiële huishoudens uitmaakt. In feite, het grootste deel van het energieverbruik van woningen is voor verwarming, op ongeveer 74 procent."

De meeste bestaande energie-economiemodellen houden geen rekening met klimaatvariabiliteit en -verandering.

"Dus, we stellen een multiparadigmakader voor om de energie-economiemodellen uit te breiden, zoals een bekend model genaamd MARKAL, klimaatverandering te kunnen verantwoorden, " zei Sayanti Mukherjee, een postdoctoraal onderzoeksmedewerker bij de afdeling Bouwtechniek en Management en een gastonderzoeker bij de School of Industrial Engineering. "Om de toepasbaarheid van ons voorgestelde kader te illustreren, we gebruikten de staat Indiana als een case study."

Zij en Nateghi waren co-auteur van een paper over het onderzoek dat op 20 november online in het tijdschrift is gepubliceerd PloS One . Ze verwijzen naar hun benadering als een "multiparadigma" -raamwerk omdat het verschillende soorten modelleringstechnieken integreert.

De studie vergeleek de toekomstige projecties met historisch energieverbruik voor koeling, verwarming en waterverwarming voor de commerciële en residentiële sector van 1981-2013.

Er zijn twee reeksen projecties berekend:de ene gaat uit van een toekomstige wereld met een lagere uitstoot van broeikasgassen dan de andere omdat er agressievere maatregelen worden genomen om de uitstoot te verminderen. De analyse concludeerde dat in beide scenario's, tegen het jaar 2100 zullen de effecten van klimaatverandering alleen al het energieverbruik van een gemiddeld commercieel gebouw in Indiana doen toenemen met 5,1 procent en 5,4 procent, respectievelijk. Het energieverbruik van het gemiddelde huishouden zal in beide scenario's naar verwachting met gemiddeld 3,5 procent afnemen, omdat warmere temperaturen het energieverbruik voor verwarming zullen verminderen.

"Het voorspellen van langetermijntrends in de vraag naar energie is een steeds complexere onderneming vanwege de onzekere opkomende veranderingen in het klimaat, beleid, de regelgevende omgeving, de economie en technologie, onder andere factoren, ' zei Mukherjee.

De verwachte veranderingen komen bovenop de verwachte veranderingen in het energieverbruik die worden veroorzaakt door verschillende factoren, zoals veranderingen in elektriciteitstarieven, bevolkings- en energiebeleid.

Het werk werd uitgevoerd als onderdeel van het Indiana Climate Change Impacts Assessment (IN CCIA)-project, geleid door het Purdue Climate Change Research Center in het Discovery Park van de universiteit. De IN CCIA is een multidisciplinaire inspanning om toegankelijke, geloofwaardige klimaatwetenschap voor inwoners van Indiana, het mogelijk maken van een beter begrip van aan klimaatverandering gerelateerde risico's die een effectievere planning zullen ondersteunen. Een ander team dat aan de beoordeling werkte, leverde cruciale gegevens over klimaatverandering, "downscaling" van algemene klimaatmodellen om zich op Indiana te concentreren. De bevindingen zullen deel uitmaken van de Indiana Climate Change Impacts Assessment, die door het centrum wordt gecoördineerd en volgend jaar wordt vrijgegeven.

Als importeur van elektriciteit uit de buurlanden en Canada, Indiana is kwetsbaar voor aanbodtekorten in het geval van verschuivingen in de vraag naar eindgebruik vanwege redenen zoals klimaatvariabiliteit en -verandering. De staat staat op de tweede plaats qua kolenverbruik in de energiesector.

"Veranderende patronen van energieverbruik, daarom, grote gevolgen zal hebben voor het milieu, ' zei Nateghi.

De onderzoekers gebruikten een Bayesiaanse, "ensemble beslissingsboom" gebaseerd algoritme om voorspellende modellen te ontwikkelen.

Voor de woonsector, de bevindingen laten zien dat de toekomstige mediane energievraag in het scenario met lagere emissies naar verwachting 278,5 biljoen Britse thermische eenheden (Btu) zal zijn, een daling van 3,5 procent ten opzichte van de historische mediaan, en kan variëren van 243,7-323,2 biljoen Btu. In het scenario met hogere emissies, de mediane vraag naar woningen zal naar verwachting 278,7 biljoen Btu bedragen, ook een daling van 3,5 procent ten opzichte van de historische mediaan, en zou kunnen variëren van 243,0-276,9 biljoen Btu.

De vraag in het bedrijfsleven zal bij beide emissiescenario's gemiddeld aanzienlijk hoger zijn dan de historisch gemiddelde waarden. Specifieker, in het scenario met lage uitstoot, de gemiddelde vraag zal ongeveer 179,9 biljoen Btu zijn, een stijging van 5,1 procent dan de historische mediaan, en het zou kunnen variëren tussen 147,8-214,1 biljoen Btu. evenzo, in het scenario met hoge emissies, de verwachte mediane commerciële vraag zal ongeveer 180,5 biljoen Btu bedragen, een stijging van 5,4 procent ten opzichte van de historische mediaan en zou kunnen liggen tussen 146,4-211,4 biljoen Btu in het onzekere toekomstscenario.

De verwachte stijging is te wijten aan het grotere gebruik van koelenergie door de commerciële sector, ten opzichte van de woonsector, en hogere verwachte dagtemperaturen.

"Opgemerkt moet worden dat hoewel ons voorgestelde kader rekening houdt met vraagvariatie als gevolg van klimaatverandering, het houdt geen rekening met potentieel hogere intensiteit en frequentie van klimaatextremen zoals ijsstormen en tornado's onder klimaatverandering, Nateghi zei. "Toekomstig werk is nodig om ons paradigma uit te breiden om ook rekening te houden met dergelijke weers- en klimaatextremen die veel intenser en frequenter zouden kunnen worden onder klimaatverandering, en in de toekomst aanzienlijke gevolgen zullen hebben voor onze energiesector."

De projecties zouden de potentiële invloed van klimaatverandering kunnen onderschatten, omdat ze alleen gebaseerd zijn op de verwachte temperatuurstijging, geen relatieve vochtigheid.

Bij toekomstig werk, de onderzoekers zullen een meer geavanceerd "dynamisch verkleind" model van het Climate Change Research Center gebruiken om de effecten van klimaatverandering op het energieverbruik nauwkeuriger te voorspellen.

De onderzoekers breiden ook hun werk uit om projecties voor te bereiden over andere energie-intensieve staten in de Verenigde Staten.