Ekip, ABD genelinde bina emisyonlarını tahmin etmek için araçlar sağlamaya çalışıyor

0
18

Amerika Birleşik Devletleri’nin her bölgesi, bina emisyonlarının tüm ülke genelinde büyük ölçüde değişmesine neden olacak benzersiz özelliklere sahiptir. Bir MIT ekibi, bu bölgesel farklılıkları anlamaya ve bunlara yanıt vermeye çalıştı. Kredi: Andrew Logan/MIT Beton Sürdürülebilirlik Merkezi

Amerika Birleşik Devletleri bir inşaat patlamasına giriyor. 2017 ile 2050 yılları arasında New York City’nin eşdeğerini 20 kat daha fazla inşa edecek. Ancak, iklim hedeflerine ulaşmak için ülkenin toplam emisyonlarının yüzde 27’sini oluşturan binalarının sera gazı (GHG) emisyonlarını da önemli ölçüde azaltması gerekiyor.

Mevcut ve eski MIT Beton Sürdürülebilirlik Merkezi (CSHub) araştırmacılarından oluşan bir ekip, politika yapıcılara harekete geçmeleri için gerekli araçları ve bilgileri vermek amacıyla bu çelişkili talepleri ele alıyor. İki sera gazı azaltma senaryosu altında Amerika Birleşik Devletleri’ndeki tüm binalar için emisyonları yansıtan Applied Energy dergisinde yakın tarihli bir makalede işbirliklerinin sonuçlarını ayrıntılı olarak açıkladılar.

Makaleleri, malzeme üretimi ve inşaattan kaynaklanan “bedensel” emisyonların, kapsamlı inşaata rağmen 2016 ve 2050 yılları arasında emisyonların yaklaşık dörtte birini temsil edeceğini buldu.

Ayrıca, birçok bölgenin sera gazı azaltımları için farklı öncelikleri olacaktır; Batı gibi bazıları, somutlaştırılmış emisyonlardaki azalmalardan en çok fayda sağlarken, Ortabatı’nın bazı kısımları gibi diğerleri, müdahalelerden enerji tüketiminden kaynaklanan emisyonlara kadar en büyük getiriyi görecektir. Bu bölgesel öncelikler agresif bir şekilde ele alınırsa, inşaat sektörü emisyonları 2016 ile 2050 arasında yaklaşık yüzde 30 oranında azaltılabilir.

Çelişkileri ölçmek

Modern binalar, öncekilerden çok daha karmaşık ve verimlidir. Yeni teknolojiler ve daha katı bina kuralları nedeniyle, daha düşük enerji tüketimi ve operasyonel emisyonlar sunabilirler. Yine de, daha verimli malzemeler ve iyileştirilmiş inşaat standartları, daha büyük somut emisyonlar da üretebilir.

Beton, birçok yönden bu ödünleşimi özetler. Dayanıklılığı, bir binanın işletim ömrü boyunca enerji yoğun onarımları en aza indirebilse de, üretiminin ölçeği, bina sektöründeki somut etkilerin büyük bir kısmına katkıda bulunduğu anlamına gelir.

Bu nedenle ekip, analizinde beton için sera gazı azaltımlarını merkeze aldı.

Reno’daki Nevada Üniversitesi’nde yardımcı doçent ve eski bir CSHub postdoc olan Ehsan Vahidi, “Bir dizi konut ve ticari bina modeline dayalı referans tasarımları geliştirerek aşağıdan yukarıya bir yaklaşım izledik” diye açıklıyor. “Bu tasarımlar, çatı ve döşeme yalıtımı, HVAC verimliliği ve başta beton ve ahşap olmak üzere inşaat malzemeleri ile farklılaştırıldı.”

Her referans tasarım için operasyonel ve somutlaştırılmış GHG emisyonlarını ölçtükten sonra ekip, sonuçlarını bina stoğu tahminlerine dayalı olarak ilçe düzeyine ve ardından ulusal düzeye yükseltti. Bu, 2016 ve 2050 yılları arasında tüm inşaat sektörünün emisyonlarını tahmin etmelerini sağladı.

Araştırmacılar, çeşitli müdahalelerin sera gazı emisyonlarını nasıl azaltabileceğini anlamak için kendi çerçeveleri aracılığıyla iki farklı senaryo (bir “öngörülen” ve bir “iddialı” senaryo) yürüttüler.

Öngörülen senaryo mevcut eğilimlere karşılık geldi. Şebeke karbonsuzlaştırmasının Enerji Bilgi İdaresi tahminlerini takip edeceğini varsayıyordu; yeni enerji kodlarının yaygın olarak benimsenmesi; aydınlatma ve cihazların verimliliğinin iyileştirilmesi; ve beton için, tüm yeni beton yapılarda yüzde 50 düşük karbonlu çimento ve bağlayıcıların uygulanması ve tüm çimento ve beton emisyonlarının tam karbon yakalama, depolama ve kullanımının (CCUS) benimsenmesi.

Vahidi, “İddialı senaryomuz, sera gazı emisyonlarını azaltmak ve hedeflere ulaşmak için daha agresif eylemlerin gerçekleştirildiği bir geleceği yansıtmayı amaçlıyordu” diyor. “Bu nedenle, iddialı senaryo aynı stratejileri aldı [of the projected scenario] ancak uygulanmaları için daha agresif hedefler içeriyordu.”

Örneğin, 2050 yılına kadar şebeke emisyonlarında yüzde 33’lük bir azalma olduğunu varsayıyor ve aydınlatma, cihazlar ve ısı yalıtımı için öngörülen süreleri sırasıyla beş ve 10 yıl ileriye taşıyor. Beton dekarbonizasyonu da çok daha hızlı gerçekleşti.

İndirimler ve varyasyonlar

ABD inşaat sektörü için kapsamlı büyüme tahmini, kaçınılmaz olarak büyük miktarda emisyon üretecektir. Ancak bu rakam ne kadar küçültülebilir?

Ekip, herhangi bir sera gazı azaltma stratejisinin uygulanması olmadan, inşaat sektörünün 2016 ve 2050 yılları arasında 62 gigaton CO2 eşdeğeri salacağını buldu. Bu, seyahat edilen 156 trilyon binek araç milinden kaynaklanan emisyonlarla karşılaştırılabilir.

Ancak her iki GHG azaltma senaryosu da bu hafifletilmemiş, her zamanki gibi senaryodan kaynaklanan emisyonları önemli ölçüde azaltabilir.

Öngörülen senaryoya göre, emisyonlar 45 gigaton CO2 eşdeğerine düşecek ve bu da analiz dönemi boyunca yüzde 27’lik bir düşüş olacak. İddialı senaryo, öngörülen senaryoya göre yüzde 6’lık bir azalma daha sunacak ve 40 gigaton CO2 eşdeğerine ulaşacak; bu, dönem boyunca yoldan yaklaşık 55 trilyon binek araç milinin kaldırılması gibi.

Vahidi, “Her iki senaryoda da azalmaya en büyük katkı, enerji şebekesinin yeşillendirilmesiydi” diyor. “Azaltma için diğer dikkate değer fırsatlar, aydınlatma, HVAC ve cihazların verimliliğini artırmaktan kaynaklanıyordu. Bu dört özellik birlikte, analiz dönemi boyunca emisyonların yüzde 85’ine katkıda bulundu. Bunlarda yapılan iyileştirmeler, en büyük potansiyel emisyon azaltımlarını sağladı.”

Isı yalıtımı ve düşük karbonlu beton gibi kalan özellikler, emisyonlar üzerinde daha küçük bir etkiye sahipti ve sonuç olarak daha küçük azaltma fırsatları sundu. Bunun nedeni, bu iki özelliğin analizde yalnızca dönem boyunca mevcut yapıların sayısından fazla olan yeni yapılara uygulanmış olmasıdır.

Yeni ve mevcut yapılara yönelik stratejiler arasındaki etki farklılıkları daha geniş bir bulgunun altını çiziyor: Dönem boyunca yapılan kapsamlı inşaatlara rağmen, 2016 ve 2050 yılları arasında kümülatif emisyonların yalnızca yüzde 23’ünü oluşturacak ve geri kalanı esas olarak işletmeden gelecek.

Massachusetts Lowell Üniversitesi’nde bir CSHub postdoc ve yeni yardımcı doçent olan Jasmina Burek, “Bu, mevcut yapıların yeni yapılardan çok daha fazla olmasının bir sonucu” diye açıklıyor. “2016 ile 2050 yılları arasında tüm yeni ve mevcut yapıların ürettiği operasyonel emisyonlar, binalar daha verimli hale gelse ve şebeke daha yeşil hale gelse bile, herhangi bir zamanda yeni yapıların somut emisyonlarını her zaman büyük ölçüde aşacaktır.”

Yine de her iki senaryodaki emisyon azaltımları tüm ülke genelinde eşit olarak dağıtılmadı. Ekip, politika yapıcıların bina sektörü emisyonlarını azaltmak için nasıl hareket etmeleri gerektiğine dair etkileri olabilecek çeşitli bölgesel farklılıklar belirledi.

Vahidi, “ABD’deki batı bölgelerinin, müdahalelerden konut emisyonlarına kadar en büyük azaltma fırsatlarını göreceğini gördük, bu da analiz dönemi boyunca bölgenin toplam emisyonlarının yüzde 90’ını oluşturacak” diyor.

Konut emisyonlarının baskınlığı, bölgenin devam eden nüfus artışından ve bunu müteakip konut stokundaki büyümeden kaynaklanmaktadır. Önerilen çözümler, beton üretimi için CCUS ve düşük karbonlu bağlayıcıları ve konut binalarına yönelik enerji kodlarında iyileştirmeleri içerecektir.

Batı’da olduğu gibi, Güneydoğu için ideal çözümler arasında CCUS, düşük karbonlu bağlayıcılar ve iyileştirilmiş enerji kodları yer alacaktır.

Burek, “Güneydoğu bölgeleri söz konusu olduğunda, müdahaleler, bina stoku arasında daha eşit bir şekilde bölündüğünü tespit ettiğimiz ticari ve konut binalarını eşit olarak hedeflemelidir” diye açıklıyor. “Her iki bölgedeki katı enerji yasaları nedeniyle, operasyonel emisyonlara yapılan müdahaleler, somut emisyonlara yapılan müdahalelerden daha az etkiliydi.”

Midwest’in çoğu ters sonucu gördü. Enerji karışımı, ülkedeki en karbon yoğun olanlardan biri olmaya devam ediyor ve enerji verimliliğindeki iyileştirmeler ve şebeke, özellikle Missouri, Kansas ve Colorado’da büyük bir getiriye sahip olacak.

New England ve California en küçük düşüşleri görecekti. Halihazırda katı olan enerji kodları, daha fazla operasyonel azalmayı sınırlayacağından, somut emisyonları azaltma fırsatları en etkili olanı olacaktır.

MIT ekibi tarafından ortaya çıkarılan bu muazzam bölgesel çeşitlilik, birçok yönden ulusun bir bütün olarak büyük demografik ve coğrafi çeşitliliğinin bir yansımasıdır. Ve hala dikkate alınması gereken başka değişkenler var.

Sera gazı emisyonlarına ek olarak, gelecekteki araştırmalar su tüketimi ve hava kalitesi gibi diğer çevresel etkileri de dikkate alabilir. Dikkate alınması gereken diğer azaltma stratejileri arasında daha uzun bina ömrü, güçlendirme, çatı güneş enerjisi ve geri dönüşüm ve yeniden kullanım yer alır.

Bu anlamda, bulguları inşaat sektöründe mümkün olanın alt sınırlarını temsil etmektedir. Ve nihayetinde daha fazla iyileştirme mümkün olsa bile, bölgesel farklılıkların bu çevresel etki azaltmalarını her zaman bilgilendireceğini gösterdiler.

Betonun bina ve kaldırım emisyonlarını azaltmadaki rolü Daha fazla bilgi: Ehsan Vahidi ve diğerleri, Amerika Birleşik Devletleri inşaat sektörü için sera gazı azaltma stratejilerinin bölgesel varyasyonu, Applied Energy (2021). DOI: 10.1016/j.apenergy.2021.117527 Massachusetts Teknoloji Enstitüsü tarafından sağlanmıştır

Alıntı: Ekip, 21 Eylül 2021 tarihinde https://techxplore.com/news/2021-09-team-tools-emissions.html adresinden alınan ABD genelinde (2021, 21 Eylül) bina emisyonlarını tahmin etmek için araçlar sağlamayı amaçlamaktadır.

Bu belge telif haklarına tabidir. Özel çalışma veya araştırma amaçlı herhangi bir adil işlem dışında, yazılı izin alınmadan hiçbir bölüm çoğaltılamaz. İçerik yalnızca bilgi amaçlı verilmiştir.

CEVAP VER

Lütfen yorumunuzu giriniz!
Lütfen isminizi buraya giriniz