Naukowcy z Uniwersytetu Cornella opracowali innowacyjny miejski model energetyczny budynków, który znacząco wspiera miasto Ithaca w stanie Nowy Jork w jego ambitnym celu osiągnięcia neutralności klimatycznej do 2030 roku. To zaawansowane narzędzie umożliwia szybką symulację zużycia energii w budynkach miejskich oraz analizę kosztów i korzyści różnych strategii dekarbonizacji.
Model, stworzony przez profesora nadzwyczajnego Timura Dogana i jego zespół z Laboratorium Systemów Środowiskowych Cornella, jest w stanie przetworzyć dane dotyczące zużycia energii w budynkach miejskich na standardowym laptopie w ciągu zaledwie kilku minut. Następnie ocenia strategie takie jak izolacja termiczna, przejście na pompy ciepła oraz instalacja paneli słonecznych na dachach. Sektor budowlany odpowiada za ponad 37% globalnych emisji dwutlenku węgla, co podkreśla znaczenie takich narzędzi w walce ze zmianami klimatycznymi.
Miasta często napotykają liczne wyzwania na drodze do neutralności klimatycznej, w tym kwestie finansowania, koordynacji polityki, wdrażania technologii i zmiany zachowań. Zaawansowane modele energetyczne budynków stają się kluczowe dla podejmowania decyzji opartych na danych i tworzenia skutecznych strategii dekarbonizacji. Dla Ithaki model przeanalizował ponad 5000 budynków mieszkalnych i komercyjnych, integrując dane z map geoprzestrzennych, rejestrów podatkowych i danych od dostawców energii. Wyniki okazały się kluczowe dla kształtowania strategii klimatycznej miasta.
Analiza wykazała, że chociaż sama wymiana pieców gazowych na pompy ciepła może zwiększyć koszty operacyjne dla niektórych, przejście to staje się opłacalne, gdy zostanie połączone z termomodernizacją i rozwiązaniami opartymi na energii słonecznej. Połączenie działań na rzecz efektywności energetycznej, takich jak izolacja termiczna, z instalacją elektrycznych pomp ciepła i paneli fotowoltaicznych na dachach, jest kluczowe dla zapewnienia opłacalności i skuteczności tej transformacji. Pompy ciepła oferują wysoką efektywność energetyczną, potencjalnie do 300%, i mogą zmniejszyć emisję dwutlenku węgla, jednak ich początkowy koszt oraz potencjalny wzrost zużycia energii elektrycznej wymagają uzupełniających modernizacji, takich jak lepsza izolacja i integracja z energią słoneczną, dla uzyskania optymalnych długoterminowych oszczędności i zmniejszenia wpływu na środowisko.
Co istotne, model wskazał, że budynki mieszkalne wielorodzinne są najbardziej efektywne kosztowo pod względem modernizacji, zwłaszcza przy uwzględnieniu zachęt finansowych, w porównaniu do większych obiektów komercyjnych. Badania, opublikowane w "Journal of Building Performance Simulation", podkreślają skalowalność i dostępność modelu, czyniąc go cennym zasobem dla gmin z ograniczonymi zasobami. Narzędzie to pozwala na szybkie generowanie praktycznych wniosków i angażowanie się w iteracyjne dyskusje w celu opracowania polityki opartej na dowodach dla zasobów budowlanych na całym świecie, oferując ścieżkę do bardziej zrównoważonej przyszłości miejskiej.