Naukowcy z ośrodka naukowego Empa przeanalizowali zapotrzebowanie na ciepło i chłód w ramach projektu NEST, czyli modułowego budynku badawczo-innowacyjnego, oraz w oparciu o przyszłe scenariusze klimatyczne dla Szwajcarii. Ze względu na zmiany klimatyczne średnia temperatura na świecie wzrośnie w nadchodzących dziesięcioleciach. Powinno to również znacząco zwiększyć liczbę tzw. stopniodni chłodzenia (CDD).

– Przy uwzględnieniu temperatury otoczenia byliśmy w stanie dokonać prognozy przyszłego zapotrzebowania budynków na energię cieplną w oparciu o scenariusze klimatyczne dla Szwajcarii. Oprócz zmian klimatu uwzględniliśmy również wzrost liczby ludności oraz zużycia energii elektrycznej – powiedział dr hab. Robin Mutschler.

Konsumpcja energii na potrzeby ciepła i chłodu

Wyniki prognozy przewidują znaczący wzrost zapotrzebowania na energię w obszarze chłodu. W skrajnym scenariuszu cała Szwajcaria byłaby zależna od klimatyzacji, a do połowy obecnego stulecia kraj potrzebowałby prawie tyle samo energii na klimatyzację, co na ogrzewanie. Zapotrzebowanie na chłód wyliczono bez względu na wykorzystaną technologię. Przekładając to na liczby, Szwajcaria potrzebowałaby ok. 20 TWh energii na ogrzewanie i 17,5 TWh na chłodzenie. W wyniku odwrócenia działania pomp ciepła, te technologie mogłyby pokryć zapotrzebowanie na energię do produkcji chłodu na poziomie ok. 5,8 TWh. Jak przekonują naukowcy, zapotrzebowanie na ciepło w budynku NEST jest porównywalne z nowoczesnym apartamentowcem, przez co ich dane są reprezentatywne. Ich zdaniem, nawet przy bardziej umiarkowanym scenariuszu zapotrzebowanie Szwajcarii na energię konsumowaną na potrzeby klimatyzacji będzie stale rosło o 5 TWh rocznie.

Obecnie budynki odpowiadają za około 40 proc. całkowitego zapotrzebowania na energię w Szwajcarii. Ta energia jest wykorzystywana głównie na cele grzewcze. Taki stan prawdopodobnie utrzyma się co najmniej do połowy XXI wieku, a więc do momentu gdy przewiduje się znaczny wzrost zapotrzebowania na energię do chłodzenia budynków. W przypadku, gdy źródłem pozyskiwania ciepła są pompy ciepła, które mogą również być wykorzystywane do chłodzenia, będą miały także potencjalnie większy wpływ na cały system energetyczny.

Obecnie niewielki odsetek domów w Szwajcarii jest wyposażonych w klimatyzację. Naukowcy z Empa szacują, że może on wzrosnąć do 50 proc., co przełoży się na wzrost szczytowego zapotrzebowania na energię w upalne dni. Dodatkowe 5 TWh energii na potrzeby klimatyzacji odpowiada ok. 2 proc. dzisiejszego zapotrzebowania na energię, z uwzględnieniem wykorzystania pomp ciepła do produkcji chłodu. Przy bardziej ekstremalnym scenariuszu zapotrzebowanie na energię do chłodzenia budynków może wzrosnąć do nawet 10 proc.

Szansa w pasywnym chłodzeniu

W przekonaniu naukowców zmiany w zapotrzebowaniu na chłód należy wziąć pod uwagę przy konstruowaniu nowych budynków. Inżynierowie powinni wykorzystać możliwości pasywnego chłodzenia.

– Architektura budynków nie powinna już skupiać się wyłącznie na optymalizacji strat ciepła, zwłaszcza zimą, ale także na ograniczaniu produkcji ciepła latem – mówi Mutschler.

Projektanci oraz decydenci miejscy powinni realizować strategie urbanistyczne w celu przystosowania infrastruktury do zmieniającego się klimatu na poziomie dzielnicy. Należy uwzględnić w nich wdrażanie programów redukcji ciepła lub redukcji przeszkleń w budynkach.

Źródło: Empa

Redakcja GLOBEnergia