science >> Wetenschap >  >> Natuur

Hoe we onze planeet koel kunnen houden, zelfs als het gebruik van airconditioning stijgt

In India, verkopers van airconditioningsystemen wachten op klanten tijdens een aflevering van hoge temperaturen. Krediet:Raveendran/AFP

Op 28 juni, 2019, recordtemperaturen werden geregistreerd in het Franse departement le Gard, stijgt voor het eerst in Frankrijk boven de 45°C (113°F). Minder dan een maand later sloeg een tweede hittegolf toe, de temperaturen in Parijs en andere steden tot ongekende hoogten opdrijven.

Hoge temperaturen teisteren nu veel landen over de hele wereld, inclusief Indië, die begin juni te lijden had van verstikkende hitte, met temperaturen van meer dan 50°C (122°F).

Gezien de herhaalde hittegolven, het gebruik van airconditioning (airco) is enorm toegenomen:het verbetert zowel de leefomstandigheden als de economische productiviteit. Maar de onmiddellijke verlichting die het biedt, wordt gecompenseerd door de schadelijke milieueffecten.

Wat zijn de trends in het gebruik van airconditioning wereldwijd? Wat zijn de gevolgen voor het milieu en welke acties moeten we ondernemen om de situatie te verbeteren? Om deze vragen te beantwoorden, we gebruikten gegevens van Enerdata en een rapport uit 2018 van het International Energy Agency (IEA).

Een bloeiende economische activiteit

Minder dan een derde van de huishoudens wereldwijd heeft een airco-unit, maar sommige regio's zijn meer uitgerust dan andere. In de Verenigde Staten en in Japan, 90% van de huishoudens heeft er een. China heeft nu meer dan een derde van 's werelds airconditioning units, met een eigendomspercentage van 60% van de huishoudens - een verhouding ver boven die van 8% voor de 2,8 miljard huishoudens die in de heetste regio's wonen. In Europa, gemiddeld, 20% van de huishoudens bezit een airco unit, maar slechts 5% van de Franse huishoudens doet dat.

De klim in de airconditioning is een wereldwijd fenomeen. Credit:Carine Sebi op basis van gegevens van de AIE en Odyssee

Trends in de verkoop van airco-units tonen aan dat de lacunes worden gedicht. De omzet steeg tussen 2017 en 2018 met 15%, vooral in opkomende economieën (China, Brazilië, Indië, Indonesië en Mexico), waar extreem hoge temperaturen steeds vaker voorkomen. Het aantal airco-units in de wereld steeg met 40%, en is sinds 2010 bijna verdubbeld in Azië.

Extreem snelle groei in energieverbruik

Airconditioning vertegenwoordigt een steeds groter deel van het elektriciteitsverbruik in de bouwsector, zowel residentieel als tertiair. Het is verantwoordelijk voor 12% van de CO . van de sector 2 uitstoot wereldwijd.

In Saudi Arabie, A/C is goed voor 73% van het elektriciteitsverbruik van de sector, in vergelijking met 23% in de VS en India. In Europa, het is goed voor slechts 2%, maar met een duidelijke jaarlijkse stijging sinds 2000 (3,5% groei per jaar), een percentage dat bescheiden blijft in vergelijking met die in Azië:12% per jaar sinds 2000 in China, 11% in India en 9% in Indonesië.

Japan is een uitzondering, met stabiel verbruik sinds 2000:aangezien de A/C-markt bijna volledig verzadigd is (met een eigendomspercentage van 90%), er is weinig verandering in het aantal geïnstalleerde airco-units, en het vervangen van oude units door efficiëntere modellen verbetert hun algehele energie-efficiëntie.

De hoge energiekosten van koeling. Credit:Carine Sebi op basis van gegevens van Enerdata

Elektrische systemen tot het uiterste getest

Op het hoogtepunt van de hittegolf van juni in Frankrijk, de Franse transmissiesysteembeheerder, RTE, aangekondigd dat een recordhoogte voor het elektriciteitsverbruik in de zomer -59, 436 MW - was bereikt als gevolg van het toegenomen gebruik van A / C-units en ventilatoren. Ze gaven aan dat elke graad boven de normale seizoenstemperaturen gecorreleerd was met een extra elektriciteitsverbruik dat gelijk was aan dat van de hele stad Bordeaux (ongeveer 250, 000 inwoners). In China, op de heetste dagen, A / C is goed voor tot de helft van de piekvraag naar elektriciteit in het land.

Het koelen van onze woonruimtes draagt ​​nu bij aan de opwarming van de aarde. Eerst, een groot deel van de wereldwijd verkochte of geïnstalleerde airco-units zijn zeer energie-intensief. Ze verbruiken grote hoeveelheden elektriciteit, voornamelijk geproduceerd met steenkool, wat resulteert in een hoge CO 2 uitstoot.

Helaas, de grootste gebruikers van airconditioning ter wereld zijn degenen met de meest vervuilende energiemix, zoals Saoedi-Arabië en China. Hoewel de energieproductie in de VS een aanzienlijk lagere koolstofindex heeft dan in deze twee landen, het heeft nog steeds de hoogste CO 2 emissies als gevolg van de hoeveelheid opgewekte elektriciteit om aan de vraag naar airconditioning te voldoen. Trends geven aan dat dit een groeiend fenomeen is. In China, CO 2 de emissies die verband houden met het gebruik van airconditioning zijn tussen 2000 en 2017 vervijfvoudigd.

Airconditioners gebruiken ook koelvloeistoffen, zoals koelmiddelen, met een hoog aardopwarmingsvermogen wanneer het in de atmosfeer terechtkomt. Sommige van deze middelen zijn tot enkele duizenden keren warmer dan CO 2 . Het is niet de bedoeling dat deze gassen worden uitgestoten door A/C-units, maar lekkage treedt vaak op tijdens de productie, onderhoud en storingen.

CO₂-uitstoot gekoppeld aan elektriciteitsopwekking en airconditioninggebruik. Credit:Carine Sebi op basis van gegevens van Enerdata (links) en de AIE (rechts)

Kunnen we de schadelijke effecten verzachten?

Het is, echter, mogelijk om bepaalde schadelijke effecten te vertragen. Eerst, het is belangrijk om het energieverbruik van gebouwen koolstofarm te maken, waarvoor airconditioning een steeds groter deel van het energieverbruik vertegenwoordigt. De ontwikkeling van hernieuwbare energiebronnen wereldwijd zou een dergelijke decarbonisatie mogelijk moeten maken. Tweede, het is absoluut noodzakelijk dat architectuur zich aanpast aan klimaatverandering, voor zowel nieuwe (voornamelijk in Azië) als bestaande (in Europa en Noord-Amerika) gebouwenvoorraad. Isolatie, geschikte bouwmaterialen, en raambescherming tegen de zon zijn enkele van de oplossingen die de behoefte aan airconditioning drastisch kunnen verminderen.

We mogen ook niet vergeten dat de energie-efficiëntie van airco-units sterk verschilt van land tot land:apparatuur die in Japan en de EU wordt verkocht, is over het algemeen 25% efficiënter dan die welke in de Verenigde Staten en China wordt verkocht. Optimalisatie van het energieverbruik van airco-units, met name door het implementeren van normen en verplichte etikettering van energie-efficiëntie, zou de stijging van de energievraag kunnen halveren.

We hebben ook strengere regelgeving nodig voor koelvloeistoffen die de afgelopen 30 jaar of zo zijn gebruikt. De eerste generatie gas (chloorfluorkoolwaterstoffen of CFK's) werd in 1981 verboden in het Montreal Protocol, vanwege de destructieve effecten op de ozonlaag.

De huidige generatie koudemiddelen (fluorkoolwaterstoffen of HFK's) heeft weinig effect op de ozonlaag maar draagt ​​helaas wel sterk bij aan het broeikaseffect. De opname van HFK's in het Montreal Protocol werd uiteindelijk officieel gemaakt in november 2018, via het Kigali-amendement, die tot doel heeft het gebruik van HFK's tussen nu en 2038-2047 met 80% te verminderen.

Improved energy efficiency for A/C units helped avoid a 20% increase in A/C energy consumption worldwide, as compared to 2000 levels. Credit:AIE

Within the EU, the F-gas regulation was implemented in 2006, entirely replaced in 2015. This regulation aims to speed up a reduction in greenhouse gas emissions through a gradual ban on HFCs currently used in the cooling sector.

Eindelijk, adopting good habits is an essential part of the solution and should allow us to reduce A/C consumption. The French Environment and Energy Management Agency, Ademe, advises that rooms not be cooled to under 26°C. The difference between outside and inside temperatures should not be more than 5 to 7 degrees. This is also a way of reducing electricity bills, since an ambient temperature just 1°C too low – for example, 23°C rather than 24°C—increases an A/C unit's annual energy consumption by 12 to 18%.

3.5 times more A/C units by 2050

Volgens het IEA is the number of A/C units worldwide will rise from 1.6 billion to 5.6 billion by 2050. This increase is expected to be particularly high in emerging economies like India, where A/C could represent 45% of peak electricity demand by 2050, as opposed to the current 10%. Large investments in new electrical plants would be necessary to meet this peak demand during the night, when solar energy is unavailable.

Let us also hope that A/C manufacturers will find an alternative to refrigerant fluids. Voor nu, the planned alternative is HFOs (hydrofluoroolefins), which have little greenhouse impact. Echter, one of the degradants produced by the breakdown of HFOs is toxic to plants, and remains in soils and water for long periods of time…

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.