在我们的住宅和商业建筑中,用清洁的电力取代化石燃料的燃烧,是保护公众健康和消除气候污染的关键一步。多项研究,包括RMI“建筑物电气化的经济学”(PDF)和E3的“加州住宅建筑电气化”(PDF)已经表明,在新建的建筑中使用高效的电热泵而不是燃气设备具有成本效益,并显著减少碳污染。随着燃煤电厂退役,被大量的风能和太阳能所取代,我们的电力变得更加清洁,电气化的好处也在增加。
所以,当我们看到国家标准与技术研究所(NIST)最近的一份报告认为燃气住宅比全电力住宅对环境的影响更小时,我们感到很惊讶。在“燃气vs.电力:供热系统燃料来源对低能耗单户住宅可持续发展性能的影响”(PDF)必威体育2018NIST写道,在按照马里兰州的法规建造的新建筑中,全电力系统比燃气系统的碳密集程度更高,成本也更高。
NIST分析了马里兰州的一个独户住宅,研究了天然气和电力在符合标准的情况下、最低成本的情况下以及在最低成本优化情况下的净零能耗。该研究得出的结论是,在所有情况下,全电力系统比燃气系统对环境的影响更大,这在很大程度上是因为在马里兰州,人们认为煤炭是主要的发电来源。
在我们的住宅和商业建筑中,用清洁的电力取代化石燃料的燃烧,是保护公众健康和消除气候污染的关键一步。
NIST的报告在三个关键方面存在缺陷。首先,它所依赖的是有关燃煤电厂发电量占总发电量的比例的旧的、不再相关的数据。其次,它没有考虑到市场上效率最高的电器。第三,它断言电力驱动的建筑比燃烧化石燃料的建筑更昂贵,但没有提供足够的支持证据,也没有涉及其他的研究,包括得出相反结论的《建筑物电气化经济学》。在我们的住宅和商业建筑中,用清洁的电力取代化石燃料的燃烧,是保护公众健康和消除气候污染的关键一步。
由于电力清洁,所有电气建筑少发出较少的碳污染
凭借巨大的进展,我们在过去十年中退休了燃煤发电厂,我们的电力是一种清洁剂。今天有明显的益处在我们的建筑物中取代了化石燃料的使用 - 实际上,自2001年以来,每单位电量的二氧化碳污染下降32%,据emissionsindex.org.在NIST研究的重点马里兰州,2017年的电网比2001年清洁45%。NIST的研究由于依赖过时的污染信息而忽略了这一历史性的转变,称热泵产生的更高排放影响是由于“在马里兰州,用于发电的煤炭占了相当大的比例(超过50%)”。事实上,根据能源信息管理局在美国,从2018年4月到3月,煤炭使用量仅占马里兰州电力结构的19%。
马里兰州2018年的电网结构——30%的天然气,35%的核能,23%的煤炭和10%的可再生能源——使热泵的碳强度明显低于天然气设备。由于马里兰州每年都在增加额外的清洁能源,如风能和太阳能,未来几年电器将会变得更加清洁。事实上,马里兰州刚刚颁布了一项承诺,到2030年该州将依赖50%的可再生能源。
该报告还指出,由于依赖煤炭作为主要电力来源,电器对环境的友好程度不如天然气电器,因为有更多的健康风险——癌症、汞中毒、哮喘和其他呼吸道疾病。煤炭确实有对健康的重大负面影响.但是,由于NIST的评估是基于同样过时的数据,即煤炭对马里兰州电网的贡献,这些断言已经严重过时。用电器取代建筑中的化石燃料有明显的好处——自2001年以来,全国单位电力的二氧化碳污染下降了32%。
在符合基准代码的情况下,NIST本可以选择基准热泵热水器,但却选择了低效率的电阻热水器。即使是一个代码基线热泵热水器将几乎两倍于电阻热水器的效率,因此更少的碳密集。
对于NIST考虑的其他场景,所选设备的效率高于基线代码遵从性,但远不如现有的最佳设备高效。NIST研究的设备季节性能源效率比(SEER)为16.5,加热季节性性能因子(HSPF)为9.1,NEEP寒冷气候空气源热泵清单包括效率高达SEER 19.5和hspf11的设备。迷你分裂设备可以工作在甚至更高的效率,包括SEER 38和HSPF 15。如果NIST分析了空间和水加热的最有效的电热泵设备,它的全电建筑结果将显示出成本的提高和碳的节约。
建筑电气化可以降低成本,增加舒适度
该报告的第三个缺点是,它建议,燃气电器的寿命成本比热泵系统在其基线规范的情况下更便宜;尽管在净零建筑的情况下,作者认为建造全电力更便宜。虽然这项研究没有提供足够的细节来仔细审查这些结论,但新建造的天然气系统比建造全电力系统更便宜的发现与我们在《电气化建筑的经济学》中的发现相悖。此外,E3最近的研究进一步得出结论,“与混合燃料住宅与空调相比,全电动新建筑提供了生命周期的节省。”在新建筑中,建造全电力建筑具有成本效益,部分原因是避免了单独供暖和制冷设备的成本;热泵既提供加热又提供冷却。
除了设备和能源使用的终生成本外,考虑到将燃气服务扩展到新建筑所避免的成本,全电力建筑甚至更具吸引力。虽然天然气延伸的成本各不相同,但线路延伸的成本一般在5000 - 10000美元(PDF);每户,视乎所需煤气总管的长度而定。
由于能够调制加热输出的能力以匹配建筑物的需求,热泵系统也可以提供更高的舒适性。然而,NIST研究得出结论认为,气家更舒适,争论全电动家庭的“不舒服时间”的数量较高。作者声称这是由于热泵的加热容量较小,使其无法保持目标温度。如果实际上,它们所建模的热泵太小,但简单的解决方案是增加其尺寸,因为热泵确实处于更大的容量。实际上,冷气候热泵确实在冷水纤维气候中运行;NEEP寒冷气候空气源热泵清单包括数千个能工作到5度的热泵最好的设备保持在12华氏度。我们探索寒冷气候下的全电家庭在最近的寒冷气候附录中 零能耗住宅的经济学 报告。新建造的燃气系统比建造全电力系统更便宜,这一发现与我们在《建筑物电气化经济学》(The Economics of Electrifying Buildings)中的发现背道而驰。
与NIST的结论相反,我们通常认为热泵系统会创造更舒适的空间。与通常在短时间内以高功率运行的煤气炉相比,它们仅能提供所需的热量,因此可以在更低的输出下更频繁地运行。通过这种方式,热泵能够更好地在整个家庭中保持稳定的温度。
电气化是一种经济有效的脱碳方法
建筑脱碳是我们整体气候变化战略的必要组成部分。多个(PDF)分析(PDF)已经表明,为新的建筑建造,建造全电动比安装燃气用具和空调更便宜。rmi发现这对于所有新的施工方案都是如此,即使在不考虑新服务线的气体基础设施成本。除了最多的煤层区域,热泵与天然气替代品相比提供了显着的碳储蓄。当甲烷泄漏的适度估计结合到分析中时,天然气系统看起来更加碳密集。没有通风罩的天然气炉子有严重的健康问题室内空气质素欠佳(PDF);电炉不排放同样的污染物。
为了实现我们的碳目标,我们必须迅速使我们的建筑库存脱碳。热泵性能和电网碳强度近年来均有显著提高;为了快速通电,建筑商、监管机构和客户必须掌握资源和事实,以便做出明智的决定。比如前纽约市长迈克尔·布隆伯格的项目除了碳该活动将提供本地化的资源,以帮助城市和州实现他们的气候目标,建设电气化作为一个关键要素。有了准确的信息和深思熟虑的政策,我们就可以使我们的建筑存量脱碳,朝着我们的温室气体目标迈进。
这个故事最早出现在: