气候变化下城市供暖和制冷将在未来能源需求中发挥重要作用

Josiah02 · 发表于 2024-9-14 21:33:53

研究人员报告称，如果温室气体排放量持续居高不下，现有的全球能源预测低估了气候变化对城市供暖和制冷系统的影响，到 2099 年将低约 50%。这种差异可能会对未来关键的可持续能源规划产生深远影响。
现有研究主要集中于化学反馈回路，这是一种涉及能源使用、温室气体排放和大气之间复杂相互作用的大规模过程。然而，伊利诺伊大学香槟分校领导的一个研究小组专注于城市基础设施与大气之间经常被忽视的物理相互作用，这种相互作用可能影响局部微气候，并最终影响全球气候。
土木与环境工程教授赵雷领导的一项新研究强调，住宅和商业物业供暖和制冷产生的小规模城市废热可能会对当地气候和能源使用产生重大影响。这项研究的结果发表在《自然气候变化》杂志上。
“供暖和制冷系统产生的热量占城市总热量的很大一部分，”赵说。“这些系统产生大量热量，并释放到城市大气中，使城市变得更热，进一步增加了对室内制冷系统的需求，从而为当地气候输送了更多热量。”
这一过程是研究人员所称的建筑物冷却系统使用与当地城市环境变暖之间的正物理反馈回路的一部分。作者还指出，气候变化下的温度上升可能会降低寒冷月份的能源需求，这是一个负反馈回路，在任何温度和能源需求预测中都应予以考虑。
伊利诺伊大学工程师的一项新研究发现，在气候变化下，城市供暖和制冷将在未来的能源需求中发挥重要作用。
研究表明，减少供暖使用将导致释放到城市环境中的热量减少，从而导致城市变暖程度比现在的气候条件要低。
“这一过程形成了一个负反馈回路，可能会抑制供暖需求的下降，”赵说。“但它绝不会抵消正反馈回路效应。相反，我们的模型表明，它可能会使季节性电力需求两极分化，这会带来一系列问题，需要仔细规划。”
为了将这些被忽视的物理贡献纳入气候变化的整体情况中，研究小组采用了一种结合动态地球系统建模和机器学习的混合建模框架，以研究城市气候变化多变性和不确定性下的全球城市供暖和制冷能源需求——包括城市收入、基础设施、人口密度、技术和温度耐受性各不相同这一事实所带来的空间和时间挑战。
“我认为这项研究的要点是，需要整合正负物理反馈回路的影响的能源预测，并将为更全面的气候影响评估、基于科学的政策制定和气候敏感型能源规划协调奠定基础。”
赵的团队已经在研究如何将湿度、建筑材料和未来气候缓解措施等变量和不确定因素进一步纳入他们的模型，以改善能源需求预测。

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