Um estudo da Universidade de Oklahoma prevê mudanças significativas no consumo de energia dos edifícios urbanos devido às alterações climáticas, destacando a necessidade de fortes estratégias de mitigação e melhorias na eficiência energética. Os pesquisadores descobriram que, para cada grau de aquecimento médio do clima, a energia necessária para resfriar os edifícios nas cidades dos EUA provavelmente aumentará 13,8%.
Um estudo liderado por Chenghao Wang, professor assistente da Universidade de Oklahoma, publicado recentemente na revista Nature Communications, explora a questão crítica de como o consumo de energia dos edifícios à escala da cidade em ambientes urbanos evoluirá sob a influência das alterações climáticas.
Os combustíveis fósseis representam aproximadamente 40% de todo o uso de energia em edifícios nos centros urbanos dos EUA, e a Administração de Informação de Energia dos EUA relata que os edifícios residenciais e comerciais nas cidades dos EUA estão entre os principais consumidores de energia (39%) e emissores de gases de efeito estufa (28%). Compreender a utilização futura da energia pelas cidades é importante para desenvolver estratégias de mitigação das alterações climáticas, melhorar a eficiência energética, desenvolver e implementar regulamentos, políticas e programas de incentivo energéticos e ambientais, e aumentar a resiliência e adaptabilidade das nossas sociedades aos climas futuros e às condições meteorológicas extremas.
Pesquisa anterior e objetivos de pesquisa atuais
"Pesquisas anteriores fizeram grandes progressos na estimativa de como o uso de energia a nível nacional ou estadual responderá às futuras alterações climáticas", disse ele. "No entanto, ainda existem grandes lacunas na nossa compreensão à escala urbana. À medida que as cidades de todo o mundo trabalham em prol de objectivos ambiciosos de sustentabilidade, é imperativa uma compreensão mais granular da utilização de energia à escala urbana."
Os membros da equipe de pesquisa incluem Janet Reyna e Henry Horsey do Laboratório Nacional de Energia Renovável, Song Jiyun, Shi Dachuan e Zhou Yu da Universidade de Hong Kong, Sarah Feron da Universidade de Santiago no Chile, Ouyang Zutao e Robert Jackson da Universidade de Stanford e Li Ying da Universidade China Three Gorges.
Eles estudaram 277 cidades nos Estados Unidos contíguos usando simulações de modelos e as últimas projeções climáticas futuras do conjunto de dados do Coupled Model Intercomparison Project (CMIP6). Consideraram quatro cenários possíveis de aquecimento climático, incluindo uma variedade de cenários possíveis de aquecimento climático e dois cenários do sector energético.
“Num cenário do sector energético, assumimos que nenhuma política de carbono será implementada no futuro, mas também incluímos um cenário que assume que o sector energético irá descarbonizar-se rapidamente e atingir zero emissões líquidas de carbono até 2050, semelhante ao objectivo de ausência de poluição por carbono anunciado pelo Presidente dos EUA, Biden, em 2023”, disse Wang Chenghao.
Resultados e implicações da pesquisa
Para estudar a evolução do uso de energia em edifícios urbanos sob futuras mudanças climáticas, a equipe de Wang Chenghao usou uma métrica chamada intensidade de uso de energia (EUI). EUI é o consumo de energia por metro quadrado por ano e é calculado dividindo a energia total consumida pelo edifício pela área total.
"Devido às mudanças climáticas, descobrimos que o EUI de construção em escala urbana deverá mudar de forma desigual até a década de 2050 em comparação com a década de 2010, com os maiores aumentos no EUI de eletricidade ocorrendo principalmente no Sul, Sudoeste, Oeste e Sudeste, com aumentos de até 7,2%."
Eles descobriram que durante a estação quente e nos dias mais quentes, o aumento no EUI da eletricidade será muito maior do que a mudança durante todo o ano, especialmente no noroeste. A principal razão para esta diferença é que a adopção de ar condicionado e a utilização de energia para arrefecimento de espaços serão maiores num futuro mais quente. Para cada grau de aquecimento, o EUI médio de refrigeração espacial ao nível da cidade aumentará 13,8%.
"Descobrimos que o pico de consumo de eletricidade em edifícios urbanos no verão (EUI) aumentou 10,1%, para 37,7%, em média. No entanto, o aumento em algumas cidades excederá 110%. Isso exigirá maior capacidade da rede e maior capacidade de resistir a apagões extremos de ondas de calor", disse Wang.
A equipa também avaliou potenciais alterações nas fontes de energia utilizadas pelos edifícios urbanos, tendo em conta as perdas de energia durante a geração, transmissão e distribuição de energia.
"A descarbonização do setor energético é muito eficaz na redução do consumo de energia em futuros edifícios urbanos, mas a chave é reduzir ainda mais a combustão direta de combustíveis fósseis nos edifícios", disse Wang. “Simplificando, precisamos eletrificar rapidamente os edifícios urbanos do futuro”.