Независимое отопление частного дома: Автономное газовое отопление в частном доме

Автономное газовое отопление в частном доме

Автономное отопление является рациональным, выгодным, а во многих случаях и единственным способом организации теплоснабжения частного дома. Существуют два варианта подвода газа к объекту:

• Магистральный газопровод. Подключение к нему требует прокладки подземных коммуникаций, а также подготовки и согласования пакета документов.
• Газгольдер. В этом случае в качестве источника топлива используется резервуар для хранения сжиженного газа. Он устанавливается на участке возле дома. При грамотном подборе газгольдера с учетом потребления топлива домохозяйством его нужно заправлять не чаще 2-3 раз в год.

Заказывайте монтаж автономного отопления в компании «СК-Газ». Мы предлагаем несколько вариантов систем — от экономкласса до премиум-класса, используем проверенную технику и аксессуары производства Германии, Италии, Турции.

Цены на газификацию дома площадью до 100 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	до 100 м2	Kadatec (Чехия)	196000 р.
Объем газгольдера	2700 л	Kadatec Pro (Чехия)	226000 р.
Мощность котельной	до 12 кВт	FAS (Германия)	236000 р.
Цены на газификацию дома площадью 100-150 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	100-150 м2	Kadatec (Чехия)	226000 р.
Объем газгольдера	3800 л	Kadatec Pro (Чехия)	256000 р.
Мощность котельной	до 18 кВт	FAS (Германия)	266000 р.
Цены на газификацию дома площадью 150-200 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	150-200 м2	Kadatec (Чехия)	256000 р.
Объем газгольдера	4800 л	Kadatec Pro (Чехия)	286000 р.
Мощность котельной	до 24 кВт	FAS (Германия)	296000 р.
Цены на газификацию дома площадью 200-250 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	200-250 м2	Kadatec (Чехия)	286000 р.
Объем газгольдера	5700 л	Kadatec Pro (Чехия)	316000 р.
Мощность котельной	до 31 кВт	FAS (Германия)	326000 р.
Цены на газификацию дома площадью 250-350 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	250-350 м2	Kadatec (Чехия)	308000 р.
Объем газгольдера	6600 л	Kadatec Pro (Чехия)	338000 р.
Мощность котельной	до 35 кВт	FAS (Германия)	348000 р.
Цены на газификацию дома площадью 350-500 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	350-500 м2	Kadatec (Чехия)	448000 р.
Объем газгольдера	9100 л	Kadatec Pro (Чехия)	478000 р.
Мощность котельной	до 50 кВт	FAS (Германия)	488000 р.
Цены на газификацию дома площадью 500-800 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	500-800 м2	Kadatec (Чехия)	482000 р.
Объем газгольдера	10 000 л	Kadatec Pro (Чехия)	512000 р.
Мощность котельной	до 80 кВт	FAS (Германия)	522000 р.
Цены на газификацию дома площадью 800-1000 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	800-1000 м2	Kadatec (Чехия)	578000 р.
Объем газгольдера	12 000 л	Kadatec Pro (Чехия)	608000 р.
Мощность котельной	до 100 кВт	FAS (Германия)	618000 р.
Цены на газификацию дома площадью более 1000 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	более 1000 м2	Kadatec (Чехия)	758000 р.
Объем газгольдера	15 000 л	Kadatec Pro (Чехия)	—
Мощность котельной	100 кВт и более	FAS (Германия)	—
Цены на газификацию дома площадью более 1000 м2:
			Договор «Стандарт»
Площадь дома	более 1000 м2	Kadatec (Чехия)	1140000 р.
Объем газгольдера	20 000 л	Kadatec Pro (Чехия)	—
Мощность котельной	100 кВт и более	FAS (Германия)	—

Схема автономного газового отопления частного дома

В состав индивидуальной системы теплоснабжения входит следующее базовое оборудование:

• отопительный котел;
• бойлер косвенного нагрева для горячего водоснабжения;
• радиаторы, нагревающие воздух в помещениях;
• система электропитания для управления работой котла. Она включает в себя источник бесперебойного питания, стабилизатор напряжения, аккумуляторные батареи;
• газоанализатор для предотвращения утечки газа;
• отсечной клапан и другая запорно-регулирующая арматура.

Особенности установки автономного газового отопления частного дома

При монтаже автономного отопления учитываются следующие моменты:

• минимальный объем помещения для установки котла составляет 15 м3;
• при мощности оборудования до 60 кВт его можно установить на кухне или в любой другой комнате частного дома. Если этот показатель выше 150 кВт, требуется отдельное помещение под котельную;
• вентиляция делается в нижней части комнаты, поскольку пропан тяжелее воздуха;
• не рекомендуется ставить оборудование в подвале из-за сложности проведения вытяжки.

Рассчитать ориентировочную цену газификации можно с помощью онлайн-калькулятора.

Фото объектов

Как мы работаем

Автономное отопление частного дома своими руками, видео-инструкция, фото

В России вопрос выбора оптимальной системы отопления стоит довольно остро. «Дровяные методы» остались в прошлом, им на смену пришли новые, более продуктивные способы. Так, многоквартирные дома подключаются к центральному отоплению – решение популярное. Но как выбрать автономное отопление частного дома?

Содержание

Автономное отопление бывает разнообразным, но чаще всего выбирают именно газовый вариант

Схемы

На рынке представлено три схемы организации домашнего отопления.

Традиционная. В доме устанавливается котёл, жидкий теплоноситель нагревается (преимущественно вода) и циркулирует по трубам и радиаторам, отдавая тепло в помещения.

Воздушная. Теплоноситель – воздух. После подогрева подаётся в помещения по специальным воздушным каналам.

Электрическая. Помещение прогревается особыми излучателями, электрическими конвекторами и прочими современными приборами. В таких устройствах электрическая энергия преобразуется в тепловую и распределяется по помещениям.

К сожалению, последние две схемы не «прижились» в России, так как россияне упорно пользуются котлами и считают их лучшей альтернативой каминам, воздуходувам и пр.

Системы автономного отопления бывают самых разных ценовых категорий

к меню ↑

Состав

Автономное отопление загородного дома состоит из нагревательного элемента, трубопровода и арматуры для регулирования, запора и воздухоспуска.

В качестве источника тепла преимущественно используется газ и ТЭНы, а теплоноситель – вода, специально подготовленная для циркуляции в системе отопления.

Независимая система отопления в маленьком доме может и вовсе обойтись без насоса, так как качать воду необязательно. Она сама циркулирует в процессе теплоотдачи: холодный слой оседает, тёплый поднимается.

Домовладельцы могут выбрать, что удобнее: одноконтурная система отопления или двухконтурная. Последняя предназначена ещё и для подогрева воды для бытовых нужд.

Здесь вы видите пример совмещения инфракрасного и традиционного отопления

к меню ↑

Особенности выбора

Если площадь частного дома меньше 200 м2, то рекомендованы к выбору котлы, которые совмещены с расширительными баками.

Агрегаты лучше установить двухконтурные, а вот дома большей площади следует оснащать одноконтурными системами. Тогда для подогрева холодной воды используется бойлер или теплообменник.

Автономное отопление частного дома рассчитывается с оглядкой на площадь обогреваемых помещений и климатические особенности региона. Выбор типа котла определяет и доступность энергоресурсов.

Если в доме есть газ, то лучше не использовать электрический котел для отопления дома. В местах, где газа нет, можно выбрать дровяной котёл или печь, растапливаемую с помощью нефтепродуктов.

Твердотопливные котлы длительного горения отлично подходят для автономных систем

к меню ↑

Газовые и топливные котлы для отопления

Производятся в разных модификациях и представлены большим числом производителей. Некоторые аналоги умеют работать на нескольких видах топлива.

Такая универсальность позволяет перенастраивать оборудование, адаптировать систему к восприятию твёрдого, жидкого или газообразного топлива.

Если в автономное отопление частного дома интегрируется котёл с открытым пламенем, то его устанавливают на поверхность с негорючим покрытием.

В помещении, где пространство ограничено, следует устанавливать приточные и вытяжные вентиляторы. При установке учитываются и конструктивные особенности дымохода. Для поддержания тяги монтируется специальный стабилизатор.

Важно правильно рассчитать дымоход – это влияет не только на скорость сжигания топлива, но и на срок службы отопительного оборудования.

В системе предусматривается расширительный бачок. Он нужен для регулирования давления теплоносителя. При нагреве жидкость испаряется, создаётся давление, излишки же поступают в расширительный бочок. Он может быть открытым и закрытым.

Устанавливая отопительный котел, уделите особое внимание вопросам безопасности

Открытый представляет ёмкость, дно которой соединяется с трубой, по ней циркулирует теплоноситель. Располагается открытый расширительный бочок в самой верхней точке системы.

Закрытый оснащён особой мембраной. Она растягивается, если в бачок поступает теплоноситель, и восстанавливает форму при оттоке жидкости.

Такая система предпочтительнее, так как она герметичная. Вода не испаряется (нет кислорода), а значит, и внутренняя коррозия труб исключается.

к меню ↑

Электрическое отопление частного дома

Автономное отопление частного дома может быть и электрическим. Способ экологически чистый, надёжный и безопасный.

К сожалению, стоимость электроэнергии исключает популяризацию электрокотлов. Сегодня производятся электроконвекторы, длинноволновые обогреватели, плёночные системы, программируемые устройства и пр.

Хотя бы один из перечисленных приборов непременно мог стать фаворитом российского потребителя, но в России ещё практикуется веерное отключение электроэнергии.

к меню ↑

Итог

Благодаря всеобщей модернизации бытовых коммуникаций реформируется большинство отраслей российской экономики. Возможно, потребители пересмотрят свои взгляды, но пока автономное отопление частного дома преимущественно традиционное. Тем не менее, сделать автономное отопление дома своими руками вполне возможно, достаточно лишь воспользоваться нашими рекомендациями.

к меню ↑

Смотрите, как может быть организована автономная система отопления частного дома на видео

Здесь вы увидите, за что отвечают части системы отопления, какова их роль и как лучше организовать автономное отопление.

Всё о подключении автономного отопления

Рубрика: Автономная газификация

Автономное отопление частного дома

07 сен 2019

Создание комфортного температурного режима в частном доме, зимой – актуальный вопрос для огромного числа жителей нашей страны. Наиболее рациональным решением данной проблемы, является установка, современной автономной отопительной системы.

Основные преимущества автономного отопления частного дома

Функционирует автономная отопительная система независимо, это означает, что владельцы частного дома могут забыть о сбоях в подаче тепла или же его недостаточном уровне. Кроме этого, важно отметить еще одно важное преимущество: владелец дома может сам управлять системой отопления, устанавливая комфортный температурный режим в отапливаемом помещении.

Самостоятельность – это не единственное достоинство автономного отопления. Для владельцев частных домов, организация автономного отопления, также дает возможность:

1. Начинать или завершать отопительный сезон по собственному желанию.
2. Экономить на отоплении, во время отсутствия дома. Во время длительного отсутствия, можно установить минимальную температуру, чтобы помещение не промерзло.
3. Существенно сократить затраты на оплату коммунальных платежей. Также выгодно отсутствие серьезных материальных вложений в процессе диагностики и обслуживания оборудования.

Единственным недостатком автономного отопления частного дома, можно считать затраты на приобретение необходимого оборудования, а также его монтаж. Тем не менее, потраченная сумма окупится достаточно быстро.

Разновидности источников тепла для систем автономного отопления

Зачастую, в качестве теплоносителя автономного отопления частных домов используется вода. Владельцам же необходимо лишь выбрать вид источника тепла для системы, с учетом доступности того или иного топлива. В основном, подогрев воды осуществляется специальным котлом, который может быть:

1. Газовым – самое распространенное и экономичное оборудование, целесообразность использования которого зависит от наличия прокладки газовой магистрали, к отапливаемому объекту.

2. Электрическим – наиболее безопасно и удобно в эксплуатации. Для его использования не требуется отведение отдельного помещения, а также создание вентиляционной системы. Кроме эффективного отопления, подобное оборудование отлично справляется с подогревом воды для бытовых нужд.

3. Дизельным. Благодаря общедоступности применяемого топлива, подобное оборудование пользуется повышенным спросом. Важно учесть, что во время эксплуатации обязательно наличие места для хранения запаса дизельного топлива, которое должно соответствовать всем требованиям техники пожарной безопасности.

4. Твердотопливным. В качестве топлива здесь можно использовать дрова, торф или паллеты. Рабочий цикл современных моделей подобного оборудования отличается длительностью горения — несколько суток при одной полной загрузке.

Определиться с типом автономного отопления частного дома желательно на этапе проектных работ. Это позволит исключить необходимость в сверлении отверстий для труб в капитальных стенах, а также спроектировать конструкцию с учетом удобного расположения всех элементов.

Автономное газовое отопление частного дома под ключ

Ваш загородный дом расположен в удаленности от центральных коммуникаций? Автономное газовое отопление частного дома под ключ поможет решить эту проблему! Основным преимуществом такой системы является универсальность. Вы сможете не только отапливать помещения, но и наладить горячее водоснабжение, а также провести газ на кухню и при необходимости обеспечить аварийную подачу электроэнергии. Благодаря тому, что система не зависит от центральных сетей, Вы будете контролировать расход топлива, экономя тем самым свои денежные средства.

Автономное газовое отопление загородного дома под ключ в основе своей работы имеет котлы, работающие на сжиженном газе. Они оснащены микропроцессорами для автоматического расчета расхода топлива. В нашей компании Вы можете приобрести газовые котлы от фирм Rinnai (Корея) и Termet (Польша) – ведущих мировых производителей отопительного оборудования. Наши специалисты подберут для Вас подходящую модель прибора, исходя из площади Вашего дома и запланированного Вами бюджета.

Стоимость монтажа газового отопления загородного дома

При выполнении монтажных работ мы используем собственную спецтехнику. Благодаря этому на пуско-наладку автономных систем отопления загородного дома у нас установлены доступные цены. У нас свой штат специалистов, которые имеют надлежащую квалификацию в сфере газификации и обладают большим практическим опытом.

Стоимость автономного отопления рассчитывается индивидуально в зависимости от следующих факторов:

Сотрудничая с нашей компании, Вы можете быть уверены, что получите:

• безопасное автономное отопление, установка которого осуществляется в соответствие со всеми строительными нормами и правилами;
• гарантию качества на любые выполненные работы;
• индивидуальный подход с соблюдением всех Ваших требований;
• экономию бюджета благодаря выгодным ценам на автономное отопление загородного дома;
• выполнение работ точно в оговоренные сроки;
• надежное газовое оборудование, которое прослужит Вам долгие годы.

	Эконом	Бизнес	Люкс
Выезд инженера	да	да	да
Радиаторы	Rommer (Турция)	Kermi (Германия)	Kermi, Purmo, Korado
Трубы и арматура	Полипропеленовая труба (Турция), арматура (Италия)	Металлопластиковая труба Multyrama, арматура (Италия)	Сшитый полиэтилен Stout, арматура (Италия)
Тёплый пол	—	—	Rehau, Stout
Горячее водоснабжение (ГВС)	да	да	да
Гарантийное обслуживание	да	да	да
Стоимость до 200 м2*	195000	265000	295000
Стоимость 200 — 400 м2*	320000	430000	550000
Стоимость от 400 м2*	430000	530000	650000

Монтаж автономных систем отопления

Монтаж автономного отопления – это практичное и экологически безопасное решение, позволяющее обеспечивать Ваш загородный дом теплом круглый год. При использовании котла, работающего на газе, отсутствуют посторонние шумы и неприятные запахи, как это бывает при функционировании дизельных аналогов. К тому же Вы в короткие сроки сможете окупить затраты на установку автономного газового отопления частного дома за счет выгодных цен на топливо.

Автономная газификация безопасна для окружающей среды и здоровья человека, поскольку при сгорании топлива выделяется минимальное количество вредных веществ. Газгольдер, являющийся главным объектом системы, имеет надежную запорно-предохранительную арматуру, что исключает утечку газа. Кроме того, резервуар не представляет угрозы взрыва, если монтаж автономных систем отопления выполнен профессионально. В нашей компании при монтаже используется качественное оборудование от известных мировых производителей. Оно адаптировано для функционирования практически в любом климате. Диапазон рабочей температуры газгольдеров – от -40 до +50 градусов по Цельсию, что оптимально подходит для эксплуатации в нашей стране.

Автономное газовое отопление – долговечно, экономично и безопасно!

Газовые котлы для автономного отопления частного дома

Представленное в нашем каталоге отопительное оборудование делится на два вида:

• Одноконтурные котлы, предназначенные для нагрева воды только для отопления;
• Двухконтурные котлы, которые обеспечивают работоспособность одновременно системы отопления и горячего водоснабжения.

Стоит отметить, что одноконтурные конструкции зачастую используются в связке с бойлером. Это увеличивает площадь, занимаемую оборудованием. Двухконтурные котлы, напротив, более компактны. На этапе производства в их корпус закладывается вся крепежная арматура и необходимые элементы. Они являются более экономичным решением, так как включаются только тогда, когда возникает потребность в воде. Одноконтурные аналоги работают непрерывно, так как вода в бойлере быстро охлаждается, и требуется её периодический подогрев.

Плюсом одноконтурных изделий является удобство использования. Вне зависимости от количества источников потребления воды, её температура будет одинакова. В двухконтурных котлах заметны скачки температуры при открытии новых кранов.

Каждый из вариантов обладает своими преимуществами и недостатками, поэтому при выборе рекомендуется ориентироваться на индивидуальные потребности и особенности помещения.

Мы реализуем для Вас проект любой сложности в короткие сроки. Для получения консультаций и оформления заказа обращайтесь к нашим специалистам по контактам, указанным на сайте.

Отопление загородного дома под ключ. Система автономного отопления частного дома

Автономная система отопления частного дома от компании «ТрансГаз» дает возможность владельцам коттеджей, удаленных от центральных газовых магистралей, решить проблему подачи тепла в жилище. Она позволяет не зависеть от коммунальных служб.

Все работы по установке автономного газового отопления вне зависимости от расположения и величины Вашего загородного дома должны начинаться с получения разрешения. Во-первых, надо заручиться согласием соседей, особенно, если их участки расположены в непосредственной близости (5-10 метров) от Вашей системы газоснабжения.

Автономное отопление загородного дома под ключ монтируется в два этапа:

1. Установка бетонной плиты. Прежде чем установить емкость, для нее готовится бетонное основание. В случае, если газгольдер подземный, роется специальный котлован. Монтаж газгольдера. Газгольдер водружается на бетонный каркас, и к нему крепится оборудование для управления потоками газа.
2. Закачка газа и пробный запуск. Монтаж системы считается законченным только после первого успешного запуска.

Цены на автономное газовое отопление частного дома

Если Вы желаете заказать автономное газовое отопление под ключ, то мы готовы к сотрудничеству. Высокий уровень выполнения работ и качественное оборудование от ведущих производителей – котлы от Rinnai (Корея) и Termet (Польша) и газгольдеры KADATEK (Чехия) и VPS (Чехия) – сделают загородный дом теплым в любое время года.

Цены на автономное отопление дома в компании «ТрансГаз» самые низкие по региону. Десятилетний опыт работы в области газоснабжения и прямое сотрудничество с изготовителями оборудования и сопутствующих материалов позволяют нам не завышать итоговую стоимость. Заказывая работу под ключ, Вы можете значительно сэкономить. Чем выше сумма договора, тем больше скидки. Наш адрес г. Москва, Нагорный проезд, д.5. Мы работаем с 9-00 до 21-00 без выходных.

Стоимость монтажа системы отопления «под ключ»

	Эконом	Бизнес	Люкс
Выезд инженера	да	да	да
Радиаторы	Rommer (Турция)	Kermi (Германия)	Kermi, Purmo, Korado
Трубы и арматура	Полипропеленовая труба (Турция), арматура (Италия)	Металлопластиковая труба Multyrama, арматура (Италия)	Сшитый полиэтилен Stout, арматура (Италия)
Тёплый пол	-	-	Rehau, Stout
Горячее водоснабжение (ГВС)	да	да	да
Гарантийное обслуживание	да	да	да
Стоимость до 200 м2*	190000	280000	300000
Стоимость 200 — 400 м2*	320000	430000	550000
Стоимость от 400 м2*	430000	530000	650000

*стоимость уточняется после выезда инженера по котельному оборудованию

Газовые двухконтурные котлы Baxi	Цена, рубли
BAXI ECO HOME 14F	35 900
BAXI ECO HOME 24F	43 900
Газовые одноконтурные котлы Viessmann	Цена, рубли
VIESSMANN VITOPEND 100-A1HB 29,9 кВТ	46 900
VIESSMANN VITOPEND 100-A1HB 34,9 кВТ	53 900
Газовые двухконтурные котлы Viessmann	Цена, рубли
VIESSMANN VITOPEND 100-A1JB 29,9 кВТ	47 900
VIESSMANN VITOPEND 100-A1JB 34,9 кВТ	54 900

Автономное отопление загородного дома

Автономное отопление в загородных домах – это полная энергонезависимость от централизованных магистралей и реальная возможность каждый месяц экономить немаленькую сумму. Его суть заключается в установке отопительного котла и подключения к нему отопительных радиаторов. В результате пользователь лишается необходимости платить за услуги коммунальных предприятий, а также получает больше тепла за счет отсутствия потерь в теплотрассах.

Принцип работы любой системы автономного отопления заключается в циркуляции теплоносителя от нагревателя к источникам отдачи тепла. В качестве теплоносителя в традиционных системах отопления выступает жидкость.

Компания «ГенСтройРемонт» оказывает услуги по обустройству автономного отопления в многоквартирных домах и частных домовладениях. Помимо инсталляционных работ, мы осуществляем продажу качественного отопительного оборудования и комплектующих.

— Проектирование автономного отопления в частном доме или коттедже. В рамках услуги, рассчитываем мощность котла, исходя из климатических особенностей местности, площади здания и его теплоизоляции. Планируем объемы потребления горячей воды и количество расходуемого топлива. Определяемся с количеством радиаторов в каждом из помещений и схемой их подключения.

— Выполняем монтажные работы. Самостоятельно отключаем от старых коммуникаций, подготавливаем место под установку котлов автономного отопления, инсталлируем трубные магистрали и радиаторы. Производим тестирование и настройку системы. При дополнительном согласовании, инсталлируем системы типа «теплый пол».

— Предлагаем помощь с оформлением разрешительной документации, выполняем обслуживание систем автономного отопления, обеспечиваем их безопасность при эксплуатации.

— Реализуем оборудование для обустройства автономного отопления. Предлагаем широкий ассортимент газовых и твердотопливных котлов, трубопроводов, циркуляционных насосов, конвекторов, радиаторов и фитингов.

Автономное отопление частного дома. Установка емкости для газа. Омск. Новосибирск. Тюмень.

Как выбрать для дома наилучшее автономное отопление?

+7(965)973-1111 Viber/WhatsApp

Топить, по дедовому обычаю, дровами или углем, перейти на аккуратно фасованные пеллеты, жечь старую добрую солярку, или просто пользоваться электрическими обогревателями? А может, если подключение к магистральному газопроводу недоступно, попробовать автономную газификацию коттеджа, осуществить на участке монтаж газгольдера и использовать отопление пропаном?

Наш ответ – да.

Именно индивидуальная газификация, предполагающая газоснабжение дома пропан-бутаном особым путем – при помощи установки резервуара для газа – является наилучшим вариантом самостоятельного отопления, будь то коттедж, дача или частный дом.

(Подчеркнем, что речь идет не об устаревшем способе покупки и использования всем известных красных баллонов. Современная технология индивидуального газоснабжения предполагает, что вам лишь однажды придется купить газгольдер. Монтаж и заправка, как и другое необходимое обслуживание сосуда для газа, производятся в дальнейшем специалистами компании, осуществившей продажу газгольдера, и не занимают много времени).

Дайте же разберемся, в чем именно преимущества именно автономного газоснабжения перед другими вариантами независимого отопления дома, их плюсы и минусы.

Преимущества автономного газоснабжения.

Дровяное и угольное отопление. Их минусы всем известны: топить нужно часто, топливо складируется и занимает много место в сарае, а сама истопка оказывается делом грязным – в буквальном смысле! А ведь коль скоро у вас самостоятельное отопление, то, скорее всего, и золу вы убираете самостоятельно… Не случайно этот вариант сегодня – скорее удел стареньких частных домов, а не современных коттеджей.
Из плюсов – дешевизна угля (в полтора раза дешевле, нежели газ), тогда как топка дровами по цене оказывается сопоставима с отоплением пропаном, куда более удобным.

Пелетты (специальные прессованные древесные гранулы).
Плюсы: сгорают с образованием куда меньшего количества золы, чем обычные дрова, тепла отдают больше, а значит, места для складирования требуют меньше. Кроме того, процесс подачи этого топлива можно сделать автоматическим.

Из минусов: несмотря на то, что по сути пеллеты – это такое же, как и дрова, древесное топливо, стоимость их еще выше. Хотя цена пеллетного котла примерно равна цене газового, сами пеллеты в омском регионе стоят в среднем в полтора раза дороже, чем газ! И хотя золы меньше, чем при топке дровами, в таких котлах она тоже есть.

А вот автоматическая подача топлива тут – палка о двух концах. Дело в том, что это относительно сложный механический процесс, а значит, риск поломки котла оказывается выше, чем газового (в тех стоит электроника).

Электричество. Если дрова и уголь – это «эконом-класс» среди систем индивидуального отопления частного дома, то электричество – наоборот, «люкс». Правда, в первую очередь в том, что касается его стоимости. В 2,5 раза дороже, нежели отопление пропаном! Электричество – это самый дорогой вариант, даже если речь идет всего лишь об автономном отоплении дачи.

Также стоит учитывать, что для отопления большого коттеджа требуется такое количество электричества, которое старенькая пригородная сеть может просто «не потянуть».

Дизельное отопление. Наряду с автономной газификацией это своего рода «золотая середина» в решении вопроса независимого отопления, и главный конкурент отопления сжиженным газом. Установка дизельного котла сопоставима по стоимости с установкой газгольдера, а его КПД – с эффективностью эксплуатации резервуара для газа.

Но, во-первых, в дальнейшем, по цене самого топлива, отопление пропан-бутаном оказывается в полтора раза дешевле, нежели дизельное.
Во-вторых, ключевой минус дизельных котлов – их «капризность», а точнее – высокая зависимость надежности их работы от качества топлива, притом, что гарантированно высококачественное – дорого и его не всегда легко купить. Поэтому бонусом тут неизбежно идут и высокие эксплуатационные расходы, тогда как эксплуатация сосуда для газа требует их в куда меньшей мере.

Другой минус: солярка пахнет. «Аромат» знаком любому жителю дома с дизельным отоплением! А вот современная газификация пропаном обходится без запаха.
Третий: использование дизельного топлива – это заметный вред экологии, в отличие от отопления пропаном, сгорающим почти без отходов.
Наконец, солярку, как уголь или дрова, нужно где-то хранить (и это место пропитается ее запахом…), тогда как монтаж резервуара для газа производится под землей, вне дома. Сверху по этому месту можно ходить и т.д., эксплуатации газгольдера это никак не мешает.

Итак, автономная газификация дома путем установки газгольдера намного эффективнее отопления дровами и углем «по старинке», дешевле электрического отопления и по важнейшим параметрам намного удобнее дизельного, а также экологичнее, чем оно.

Автономная газификация – лучший вариант для автономного отопления, а сжиженный пропан, залитый в современный подземный резервуар, по сумме параметров выигрывает и у дровяного сарая, и у цистерны с мазутом либо соляркой.

Автономная газификация в Омске, Новосибирске, Казахстане — это полный цикл работ от установки газгольдера, монтажа системы отопления до заправки газом и ежегодного обслуживания.

Звоните! +7(3812)633-660
+7(965)973-1111 Viber/WhatsApp

Использование природного газа — Управление энергетической информации США (EIA)

В 2020 году Соединенные Штаты использовали около 30,5 триллиона кубических футов (триллионов кубических футов) природного газа, что эквивалентно примерно 31,5 квадриллиону британских тепловых единиц (БТЕ) ​​и 34% от общего потребления энергии в США.

• электроэнергия 11,62 трлн 38%
• промышленные 10,09 ткф 33%
• жилая 4,65 Tcf 15%
• коммерческий 3. 15 ткф 10%
• транспорт 0,98 Tcf3%

Как природный газ используется в США

В основном природный газ в США используется для отопления и выработки электроэнергии, но в некоторых потребляющих секторах природный газ используется по-другому.

Электроэнергетический сектор использует природный газ для выработки электроэнергии и выработки полезной тепловой энергии. В 2020 году на долю электроэнергетики приходилось около 38% от общего объема электроэнергии.На потребление природного газа и природного газа приходилось около 33% потребления первичной энергии в электроэнергетическом секторе США. Большая часть электроэнергии, производимой в электроэнергетическом секторе, продается и используется другими потребителями в США, и это потребление электроэнергии включается в общее потребление энергии каждым сектором. (Промышленный и коммерческий секторы также используют природный газ для выработки электроэнергии, и они сами используют почти всю эту электроэнергию. ) На природный газ приходилось 40% от общего объема U.S. Производство электроэнергии по всем секторам в 2020 году.

Промышленный сектор использует природный газ в качестве топлива для технологического отопления, в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии, в качестве сырья (сырья) для производства химикатов, удобрений и водорода, а также в качестве лизингового и растительного топлива. В 2020 году на промышленный сектор приходилось около 33% общего потребления природного газа в США, а природный газ являлся источником около 34% общего потребления энергии промышленным сектором США. ²

Жилой сектор использует природный газ для обогрева зданий и водоснабжения, для приготовления пищи и сушки одежды.Около половины домов в США используют природный газ для отопления помещений и нагрева воды. В 2020 году на жилищный сектор приходилось около 15% от общего потребления природного газа в США, а природный газ был источником около 23% от общего потребления энергии жилищным сектором США.

Коммерческий сектор использует природный газ для обогрева зданий и воды, для работы холодильного и охлаждающего оборудования, для приготовления пищи, сушки одежды и для обеспечения наружного освещения.Некоторые потребители в коммерческом секторе также используют природный газ в качестве топлива в системах комбинированного производства тепла и электроэнергии. В 2020 году на коммерческий сектор приходилось около 10% общего потребления природного газа в США, а на природный газ приходилось около 19% общего потребления энергии коммерческим сектором США.

Транспортный сектор использует природный газ в качестве топлива для работы компрессоров, перемещающих природный газ по трубопроводам, а также в качестве автомобильного топлива в виде сжатого природного газа и сжиженного природного газа.Почти все автомобили, использующие природный газ в качестве топлива, находятся в государственном и частном автопарках. В 2020 году на транспортный сектор приходилось около 3% от общего потребления природного газа в США. Природный газ составлял около 4% от общего потребления энергии транспортным сектором США в 2020 году, из которых 94% приходилось на трубопроводы и операции по распределению природного газа.

Где используется природный газ

Природный газ используется на всей территории Соединенных Штатов, но на долю пяти штатов приходилось около 38% общего количества U.S. Потребление природного газа в 2019 году.

• Техас 14,9%
• Калифорния 6,9%
• Луизиана 6,0%
• Пенсильвания 5,2%
• Флорида 5,0%

¹ Источник: Управление энергетической информации США, Ежемесячный обзор энергетики , таблица 4.3, апрель 2021 г., предварительные данные. Сумма долей не может равняться 100% из-за независимого округления.
² Общее потребление энергии — это потребление первичной энергии в секторах конечного потребления, плюс розничные продажи электроэнергии секторам и потери энергии в электроэнергетике. Также включает другие потери энергии в энергосистеме.
³ Источник: Управление энергетической информации США, Natural Gas Annual , сентябрь 2020 г.

Последнее обновление: 26 мая 2021 г.

Trane® Жилой сектор | Отопление и охлаждение дома

Зачем покупать Trane

Счета за электроэнергию слишком высоки? Обновите и сохраните.

Вы можете сэкономить до

на затраты на электроэнергию при обновлении до сверхэффективного Trane ^*

Зачем покупать Trane

Счета за электроэнергию слишком высоки? Обновите и сохраните.

Ознакомьтесь с нашей коллекцией энергоэффективных систем отопления и охлаждения и узнайте, сколько вы можете сэкономить сегодня.

Ознакомьтесь с нашей коллекцией энергоэффективных систем отопления и охлаждения и узнайте, сколько вы можете сэкономить Cегодня.

* На основе эффективности согласованной системы.Большинство систем, установленных до 2006 г., составляют 10 SEER или ниже. Возможная экономия энергии может варьироваться в зависимости от вашего образа жизни и настроек системы. и использование, обслуживание оборудования, местный климат, фактическое строительство и монтаж оборудования и система воздуховодов.

Зачем покупать Trane

Верните свой бюджет

Одометр — дуга одиночного пути

Вы можете сэкономить в среднем до

$

на затраты на электроэнергию каждый год. *

Зачем покупать Trane

Верните свой бюджет

Обновление вашей системы HVAC может иметь большое значение для вашего семейного бюджета.

Обновление вашей системы HVAC может иметь большое значение для вашего семейного бюджета.

* На основе калькулятора экономии энергии ENERGY STAR для 3-тонного теплового насоса 21 SEER / 10 HSPF и программируемого термостат по сравнению с промышленным стандартом 13 SEER / 7.7 HSPF 3-тонный тепловой насос и стандартный термостат в Сент-Луис, Миссури

Зачем покупать Trane

Привет чистому воздуху

HealthyHomeFullHouseSVG +++++

Нажмите на комнату, чтобы узнать больше

Зачем покупать Trane

Привет чистому воздуху

Качество воздуха в помещении так же важно, как и температура. Более чистый воздух может ограничить воздействие определенных вирусов и частиц, вызывающих астму и аллергию

Качество воздуха в помещении так же важно, как и температура. Более чистый воздух может ограничить воздействие определенных вирусов и частиц, вызывающих астму и аллергию

** По данным airmid health group ltd.в документе ASR ASCR092142 (2015)

Под Францией растет система совместного использования тепла

Если вы живете в Соединенных Штатах, ваш дом, скорее всего, отапливается котлом или печью — маленькой личной электростанцией в вашем подвале, вырабатывающей тепло только для вас. Таких обогревателей миллионы и миллионы, они обогревают индивидуальные дома по одному. Это крайне неэффективная система.Фактически, это вообще не система.

В большинстве городов и пригородов эти котлы и печи работают на природном газе, ископаемом топливе, который часто называют «чистым», несмотря на то, что он выделяет углекислый газ. США сжигают его все больше, чтобы согреться. В Нью-Йорке, например, 42 процента выбросов углерода происходит от котлов, работающих на природном газе. Поиск более чистых и эффективных способов обогрева наших домов является императивом борьбы с изменением климата.

Одно из решений может лежать за Атлантикой, в пригороде Парижа, где обширный общий источник тепла змейками прячется под землей, перекачивая углеродно-нейтральное тепло из глубин земли в дома — устойчивая система, к которой может подключиться каждый.

Комплексное решение

В 2015 году Франция обязалась к 2050 году достичь нулевого уровня выбросов углерода. Сокращение выбросов при отоплении помещений будет иметь решающее значение для достижения этой цели. Дорожная карта, чтобы добраться туда, частично основывалась на геотермальном тепле, распределяемом в дома и здания в пригороде Парижа через необычную сеть, известную как районное энергоснабжение.

Централизованные энергосистемы производят горячую (а иногда и холодную) воду в центральном районе, а затем направляют эту воду по подземным трубам в здания, нагревая или охлаждая их.Это устраняет необходимость в отдельных котлах и сокращает выбросы углерода, поскольку производство отопления и охлаждения в центральном месте более эффективно, чем создание его по одному зданию за раз. Французский план использует эту модель и делает ее еще более устойчивой, производя тепло с помощью зеленого источника энергии: геотермальной энергии.

Геотермальная энергия забирает воду из глубины земли, где она естественным образом нагревается землей, что делает ее источником энергии с нейтральным углеродным балансом. «Мы знаем, что во Франции есть в основном три больших региона, где есть огромные ресурсы для геотермальной энергии», — говорит Алексис Голдберг, глава рынка централизованного теплоснабжения в ENGIE Solutions.«Иль-де-Франс, Гранд-Эст-Эльзас на востоке Франции и Аквитания на юго-западе Франции».

ENGIE остановилась на Иль-де-Франс, который включает столичный регион Парижа, как место для проверки жизнеспособности своего проекта. Двумя наиболее заметными проектами в Иль-де-Франс были совместные предприятия: одно в Банье и Шатийоне, а другое в Аркей и Жантильи. Проект Arcueil и Gentilly, запущенный в конце 2015 года, незадолго до переговоров по климату в Париже, обслуживает около 7500 зданий с геотермальным отоплением.В то время этот проект задумывался как способ продемонстрировать, как выбросы при отоплении дома могут быть сокращены на целых 60 процентов. С тех пор этот проект значительно расширился, чтобы обслуживать три четверти всех зданий в этих пригородах. Аналогичные по объему поставки аппараты централизованного теплоснабжения Банье и Шатийон обеспечивают теплом более 40 000 человек в этом районе.

Разделение затрат

В проекте не обошлось без проблем. Одним из важных факторов было то, что геотермальные источники, даже в густонаселенном Иль-де-Франс, могут находиться далеко от домов, которые они должны отапливать. Для этого требуются протяженные системы распределения, прежде чем горячая вода даже достигнет района, и разрушительные земляные работы на улице, чтобы проложить сам трубопровод. Ни одна из этих двух проблем не делает этот тип проекта невозможным, но делает его дорогостоящим. Даже с вливанием более семи миллионов евро в виде субсидий от Французского агентства по управлению окружающей средой, это было слишком дорого для одного муниципалитета, чтобы платить за это в одиночку.

Итак, чтобы сделать расходы управляемыми, пригороды начали сотрудничать друг с другом, создав совместные предприятия, которые снизили затраты на строительство.Это хорошо согласуется с самой моделью районной энергетики, которая основана на представлении о том, что совместное использование ресурса вместо того, чтобы каждый делал что-то свое, приводит к лучшим результатам. Созданная в сотрудничестве, система позволяет горячей воде перемещаться через несколько муниципалитетов в отдельные здания.

«Иногда только четверть города [может] получить немного возобновляемой энергии, но вы можете сделать это с помощью большой [системы] централизованного теплоснабжения, если у вас есть ресурсы, как в Иль-де-Франс», — говорит Голдберг.

Несмотря на то, что большая часть обогрева помещений обеспечивается новыми и более экологичными способами, большинство клиентов, скорее всего, даже не заметят выключатель. Жан-Батиз Сивери, заместитель директора по продажам сетевого отопления в DALKIA, дочерней компании Électricité de France, говорит, что геотермальная энергия часто подключается к зданиям, где находится существующий газовый котел. Это не только упрощает подключение к существующим зданиям, но и обеспечивает бесперебойное отопление в холодные зимние дни. Когда температура падает до точки, когда геотермальная энергия перестает быть жизнеспособной — не более одной трети года — газовый котел автоматически поддерживает подачу тепла.

Фактически, единственное реальное изменение, которое могут заметить жители, — это то, что их кошельки стали немного тяжелее. Французские субсидии на возобновляемые источники энергии в сочетании с равномерным распределением затрат на строительство по 30-летним контрактам снижают затраты на энергию до пяти процентов.

Снижение выбросов углекислого газа еще более впечатляющее. Согласно Сивери, на каждую эквивалентную единицу энергии ископаемого топлива, используемой для обслуживания системы централизованного теплоснабжения, производится четыре эквивалентных единицы зеленой геотермальной энергии.

Новости об этих успехах распространились по сообществам по всему Парижскому бассейну. В 2019 году коммуна Шамп-сюр-Марн успешно профинансировала инвестиции в развитие геотермального централизованного теплоснабжения. «[Есть] настоящая совесть у граждан, чтобы действительно активно помогать экологическим преобразованиям во Франции», — говорит Голдберг.

Нет лучшего публичного примера такой активности, чем предлагаемая геотермальная система централизованного теплоснабжения для Олимпийской и Паралимпийской деревни в Париже в 2024 году.Геотермальное отопление и охлаждение Олимпийской деревни — это демонстрация приверженности Франции использованию возобновляемых источников энергии. Это также видение перспектив развития зеленой энергетики в стране. Если олимпийский проект окажется успешным, он может дать толчок проектам геотермального централизованного теплоснабжения по всей стране.

В августовском пресс-релизе Уилфрид Петри, исполнительный вице-президент ENGIE Solutions, сказал, что «геотермальная энергия, таким образом, получит честь, став олимпийской энергией для спортсменов.«Возможно, спортсмены сохранят интерес к возобновляемой энергии вместе с любыми медалями, которые они получат во Франции.

Эта история была первоначально опубликована в Reasons to Be Che Happy и появляется здесь как часть SoJo Exchange от Network Journalism Network , некоммерческой организации, занимающейся строгим освещением ответов на социальные проблемы.

Чад Смолл — внештатный репортер из Нью-Йорка, который в основном пишет в качестве экологического репортера для журнала Blavity: Politics.Он также является стипендиатом по финансовым решениям в рамках проекта «Отчетность по новой экономике» Коалиции за новую экономику. Его репортажи в основном освещают экономические, социальные и общественные последствия экологического расизма в Соединенных Штатах и ​​во всей африканской диаспоре.

тепла в зданиях Шотландии | Неста

Ранее в этом месяце правительство Шотландии опубликовало свою стратегию «Тепло в зданиях»: достижение нулевых чистых выбросов в зданиях Шотландии, в которой подробно описывается план по достижению чистых нулевых выбросов в наших зданиях к юридически обязательному сроку — 2045 году.

Поскольку правительство Великобритании должно опубликовать свою стратегию в самом ближайшем будущем, мы должны иметь гораздо более четкую картину того, как будет выглядеть следующее десятилетие декарбонизации.

Сокращение выбросов от отопления наших домов и зданий является важной частью достижения чистого нуля. У всех нас есть своя роль в этом, и нам нужно начать делать это прямо сейчас. Так как же складывается стратегия шотландского правительства? С положительной стороны, стратегия серьезно амбициозна; поэтапный отказ от новых котлов к 2030 году и сокращение выбросов на 70% к 2030 году ставят Шотландию далеко впереди остальной части Великобритании.Но с другой стороны, в дорожной карте еще слишком много пробелов. Для людей слишком мало ясности, на какое зеленое отопление им следует заменить свой котел, и финансовые средства по-прежнему кажутся маловероятными для многих домохозяйств.

Во-первых, финансы

Стратегия

Шотландии подкреплена государственным финансированием в размере 1,8 миллиарда фунтов стерлингов в течение этого парламентского срока (2021-26 годы). Кроме того, Целевая группа по финансированию экологического теплоснабжения будет стремиться привлечь частные инвестиции, чтобы приблизить пятилетний показатель к 2 фунтам стерлингов. 5 миллиардов. 1,8 миллиарда фунтов стерлингов просто недостаточно. По собственной оценке шотландского правительства, «общие капитальные затраты на перевод нашего строительного фонда с нулевым уровнем выбросов к 2045 году составят около 33 миллиардов фунтов стерлингов».

Исходя из примерно 2,5 миллионов домашних хозяйств в Шотландии, это составляет около 13 200 фунтов стерлингов на семью.

Правительство Шотландии само внесет вклад в эту общую сумму в размере 33 миллиардов фунтов стерлингов с потенциально примерно аналогичными примерно 2 миллиардами фунтов стерлингов на каждый парламентский срок в течение следующих 24 лет (до 2045 года).Таким образом, оставшаяся часть затрат ложится на потребителей, которые будут вносить изменения и инвестировать в свои дома, чтобы сократить выбросы углерода на сумму 9 000–10 000 фунтов стерлингов. А для большинства семей это уже перебор. Чтобы достичь поставленных целей, необходимо снизить стоимость низкоуглеродного отопления или увеличить объем финансовой поддержки. В стратегии отсутствует четкий план устранения этого пробела.

Альтернатива котлам не ясна

Для большинства семей потратить почти 10 000 фунтов стерлингов на декарбонизацию отопления дома невозможно.Но не для всех. Чтобы обеспечить сокращение выбросов углекислого газа из домов на 70% к 2030 году, изложенное в стратегии, нам нужно, чтобы платежеспособные потребители приняли меры заблаговременно до этой даты, чтобы сократить свои выбросы углекислого газа.

В соответствии с этой стратегией, что должен делать платежеспособный потребитель, стремящийся сократить свои выбросы прямо сейчас? Стратегия неясна — и одной из причин отсутствия ясности является заявленный правительством Шотландии интерес к водороду в качестве топлива для отопления домов.

Водород для дома — отвлекающий фактор в краткосрочной перспективе

Обезуглероживание около 2,5 миллионов домов потребует нескольких подходов, но все еще не решено, станет ли водород жизнеспособной альтернативой природному газу. Доказательства и затраты еще предстоит оценить.

Даже если мы предположим, что водород может быть реалистичным и масштабируемым решением для большинства населения в будущем, сейчас это не так.На самом деле водород не будет обогревать наши дома в ближайшие девять лет, в течение которых нам нужно сократить выбросы на 70%.

Вдобавок к этому, даже если мы предположим, что водород может стать лучшим вариантом до 2030 года, затраты на развертывание водородной сети будут значительными. Конечно, больше, чем массовая инициатива по созданию тепловых насосов, субсидируемая государством, которая может реализоваться на годы раньше.

Я считаю правильным продолжать исследования по водороду, и поддерживаемый правительством Шотландии проект «100% водород» H200 Fife является ведущим в мире проектом по обеспечению 100% -ным водородом 300 домов, а на следующем этапе внедрения — 1000 домов.

Тем не менее, если сосредоточить внимание на будущем использовании водорода, домовладельцам, которые думают о том, как обезуглерожить свое отопление, будет сигнал: «Может быть, подождем и посмотрим на водород». Такое сообщение заставит задуматься людей, для которых альтернативы, такие как тепловые насосы, уже жизнеспособны и доступны, и задержит наш путь к чистому нулю.

Изменение баланса цен на энергоносители важно, но непросто

Стратегия правительства Шотландии по отоплению зданий содержит некоторые планы, которые сделают источники электрического тепла, такие как тепловые насосы, более привлекательными, но для этого потребуется сотрудничество со стороны Вестминстера.

Стратегия гласит: «У нас нет рычагов для контроля цен на энергию, таких как реформа энергетического рынка или реструктуризация различных сборов и сборов, которые добавляются к счетам за электроэнергию. Эти полномочия остаются за правительством Великобритании ».

Нам нужно изменить баланс цен на газ и электроэнергию — это абсолютно необходимо, но это полномочия, зарезервированные за Вестминстером. Электроэнергия в настоящее время влечет за собой непропорционально высокие налоги и сборы, но поскольку Шотландия теперь способна удовлетворять 97% своего спроса на электроэнергию за счет возобновляемых источников энергии, налоги и сборы должны расставлять приоритеты и стимулировать более широкое использование нашей возобновляемой электроэнергии.

Налоги на выбросы углерода необходимо пересмотреть и изменить баланс, чтобы значительно снизить цену на электроэнергию и потенциально сделать газ более дорогим. Как способ изменить отношение и поведение, такой шаг сделает варианты низкоуглеродного отопления более привлекательными, поэтому приятно видеть, что правительство Шотландии приводит доводы в пользу этого.

Однако преимущества не будут ощущаться повсеместно. Последствия повышения цен на газ для домохозяйств с более низким доходом, которые с меньшей вероятностью смогут оплачивать предварительные затраты на установку низкоуглеродных систем отопления и получить выгоду от снижения затрат на электроэнергию, по меньшей мере проблематичны.Мы не должны усугублять существующее неравенство в результате нашего движения к чистому нулю.

Нищета топлива и справедливый переход

Из объявленных 1,8 млрд фунтов стерлингов в рамках стратегии выделяется 200 млн фунтов стерлингов на проекты повышения тепло- и энергоэффективности в социальном жилье в течение пяти лет. И «как минимум 465 миллионов фунтов стерлингов для поддержки тех, кто наименее платежеспособен, посредством программ, нацеленных на тех, кто находится в топливной бедности».

Наш анализ показывает, что социальное жилье уже имеет более высокий средний рейтинг EPC, чем другие типы владения, благодаря существующей политике.Законодательство, действующее с 2014 года, недавно было обновлено, чтобы указать, что «ни одно социальное жилье ниже EPC Band D не должно повторно сдаваться с декабря 2023 года», а также включить целевой уровень Band B для всей социально арендуемой собственности.

Это не означает, что нельзя или не следует делать больше для повышения энергоэффективности в социальном жилье. Меры по поддержке тех, кто находится в условиях топливной бедности, особенно в это время роста цен на газ, невероятно важны.

Четверть бюджета в 1,8 миллиарда фунтов стерлингов, направленная на поддержку наименее платежеспособных, является благородным обязательством, но только в том случае, если это позволяет домохозяйствам получить доступ к более низким затратам в долгосрочной перспективе.Жизненно важно, чтобы семьи с низкими доходами получали поддержку посредством внедрения мер по повышению энергоэффективности, а также систем отопления с низким содержанием углерода, чтобы они были «защищены в будущем» от более высоких счетов за газ. Помощь людям в оплате текущих счетов без дополнительных мер по смягчению последствий роста цен просто отодвигает проблему на второй план.

Необходимость совместных подходов

Стратегия правительства Шотландии по отоплению в зданиях преследует правильные цели — быстрый переход от бойлеров к экологичному отоплению, — но у нее пока нет всего необходимого для ее реализации.Смешанные сообщения общественности о том, что они могут и должны делать сейчас, служат лишь для того, чтобы подчеркнуть масштаб и сложность проблемы, с которой мы сталкиваемся, когда дело доходит до обезуглероживания нашего домашнего отопления.

В нашем недавнем отчете «Как обогревать дома в Шотландии» рассматривались вопросы, связанные с отоплением домов традиционного типа в Шотландии, где изоляция и энергоэффективность, а следовательно, и жизнеспособность тепловых насосов, являются проблемой.

Размышляя над этим отчетом, я попытался обосновать необходимость совместного межотраслевого партнерства, работающего над разработкой, тестированием и внедрением нескольких подходов, которые потребуются для нулевого отопления дома.

Мнение, которое, кажется, разделяет Патрик Харви, министр строительства с нулевым выбросом углерода, активных поездок и прав арендаторов, в его министерском предисловии к стратегии «Тепло в зданиях»: «Преобразование наших домов и рабочих мест будет чрезвычайно сложной задачей, требующей действий от всех нас, прямо через общество и экономику … Нам необходимо работать вместе в разных секторах и юрисдикциях, чтобы преодолеть эти проблемы и обеспечить справедливый переход »

С приближением COP26 нам необходимо признание того, что климатическая чрезвычайная ситуация это не только универсальная проблема, но и возможность работать вместе над ее решением.Для построения всесторонних партнерских отношений — на местном, национальном и международном уровне. Мы будем на фестивале «Холируд» COP26 Fringe вместе с молодежной коалицией, чтобы обсудить, как могут выглядеть эти партнерские отношения и чего они могут достичь.

Стратегия Шотландии «Тепло в строительстве» — еще один пробный шаг на пути к нулевому результату. Но нам нужно сделать больше, если мы хотим сделать оставшуюся часть этого пути более уверенной.

Почему использование чистого водорода для отопления будет слишком сложно, дорого и неэффективно: отчет

Обогрев домов чистым водородом путем перевода сетей природного газа для работы на чистом водороде ₂ — ужасная идея — гораздо более трудная, дорогая и неэффективная чем просто использовать электрические тепловые насосы, согласно опубликованному сегодня независимому отчету.

Зеленый — это новый черный цвет. Подпишитесь на Accelerate

Получите необходимое рыночное понимание перехода мировой нефтегазовой отрасли в энергетику — из нового информационного бюллетеня от Upstream и Recharge. Зарегистрируйтесь здесь

Использование зеленого водорода для обогрева зданий с помощью котлов будет почти в шесть раз менее энергоэффективным, чем тепловые насосы, работающие на возобновляемых источниках энергии, и потребует увеличения производства первичной энергии на 150%, а чистый H ₂ увеличит расходы на отопление и требуют преобразования в основном скрытых трубопроводов в миллионах домов и зданий, говорится в исследовании, посвященном Великобритании, Водород: путь декарбонизации для тепла в зданиях? , Лондонская инициатива по преобразованию энергии (LETI) *.

«Следует отметить, что мы обнаружили, что общественное мнение о водороде выглядит крайне несбалансированным, поскольку [] газовая промышленность, в частности, чрезмерно продает« зеленый газ »политикам, чтобы защитить их интересы», — говорится в отчете. .

«Отсутствие ощутимых преимуществ… вызывает серьезные сомнения в практичности переключения на газ».

Ожидание, что правительства или инвесторы профинансируют модернизацию национальной газовой сети, которая потребует новых технологий инфраструктуры, не проверенных в масштабе, «кажется маловероятным, если рассматривать его вместе с альтернативой быстро падающей стоимости возобновляемой электроэнергии (например, ветряных электростанций)», — добавляет он.«Ожидание, что потребители будут платить, ненадлежащим образом накажет тех, кто в обществе наименее платежеспособен».

Исследование показывает, что зеленый водород для отопления имеет энергоэффективность 46% — другими словами, на каждые 100 кВтч возобновляемой энергии, используемой для производства зеленой H ₂ , из-за потерь энергии в зданиях производится только 46 кВтч тепла. при добыче, хранении и транспортировке газа. Напротив, тепловые насосы обеспечивают энергоэффективность 270%, что означает, что на каждые 100 кВт · ч возобновляемой энергии вырабатывается 270 кВт · ч тепла.

Продолжение статьи ниже объявления

Голубой водород, производимый из метана с улавливанием и хранением углерода (CCS), будет немного более энергоэффективным, чем зеленый, в результате чего 58% энергии природного газа будет использоваться для отопления зданий. Но голубой H ₂ , за который выступает газовая промышленность, не является технологией с нулевым уровнем выбросов.

«Однако при этом процессе выделяется CO ₂ , а также происходят утечки парникового газа метана», — говорится в отчете.«Предлагается крупномасштабная технология CCS для улавливания около 90% этих выбросов CO ₂ . Дополнительная биосеквестрация [например, биоэнергетика с CCS] или аналогичная также потребуется для удаления оставшихся 10% CO ₂ , чтобы «синий» водород стал нулевым углеродом ».

Газовая промышленность заявляет, что 95-99% выбросов от производства водорода на основе метана можно улавливать и хранить.

Но в отчете LETI говорится, что самая большая и непреодолимая проблема использования водорода для отопления — это газовые трубопроводы внутри зданий, большая часть которых скрыта внутри стен и под полом, которые необходимо модернизировать, чтобы они могли обрабатывать более мелкие молекулы водорода.Существующие газовые котлы и плиты также должны быть заменены.

«Переключение газовой сети со стороны здания [на 100% водород] находится в руках миллионов владельцев зданий… поэтому их решения разрешить или запретить переключение, скорее всего, будут приняты с использованием не -энергетическое / углеродное обоснование (например, стоимость, удобство, ожидания и неудобства) », — говорится в исследовании.

«Однако ожидается, что новый произведенный водород будет стоить больше, чем природный газ, особенно если затраты на строительство трубопроводов и переоборудование оборудования будут амортизироваться внутри него.Такие вопросы, как ответственность за срыв, косметический ремонт и ответственность за перепланировку жилищных трубопроводов, остаются нерешенными.

«ЛЭТИ приходит к выводу, что маловероятно, что водород с нулевым выбросом углерода, поставляемый по переоборудованной газовой сети, будет доступен для подавляющего большинства зданий в обозримом будущем».

Тем не менее, в отчете признается, что «кажется, есть более разумная логика, заключающаяся в том, что меньшее количество потребителей газа с высокой интенсивностью использования газа подключается к меньшей сети». К этим пользователям относятся газовые электростанции, тяжелая промышленность, требующая высокотемпературного тепла, авиация и дальние перевозки.

В исследовании не указывается, что при сгорании водород вступает в реакцию с азотом в воздухе с образованием оксидов азота, которые являются парниковыми газами.

* LETI — это базирующаяся в Великобритании добровольная сеть, состоящая из более чем 1000 разработчиков, инженеров, жилищных ассоциаций, архитекторов, проектировщиков, ученых, специалистов в области устойчивого развития, подрядчиков и управляющих объектами.

какой тип выбрать. Схема автономного отопления частного дома

Жизнь в собственном доме имеет несомненные преимущества, которые невозможно переоценить.При этом хозяин обязан создавать безопасность и комфорт. Для поддержания необходимой температуры в помещении необходимо автономное отопление частного дома. Если раньше было достаточно небольшого помещения для обогрева обычной духовки, то в современных условиях это не всегда подходит. В зависимости от отапливаемых площадей требуются соответствующие энергоносители и устройства для их использования. Для дачи как нельзя лучше подойдет твердотопливный котел. Он даже может быть изготовлен им самим, чтобы вы могли любоваться открытым пламенем по вечерам.Так поступают многие дачники, предпочитающие экзотические решения. В случае с загородным домом все зависит от его посещаемости и расположения ряда источников энергии. Необходимый комфорт обеспечит автономное газовое отопление частного дома, что экономически целесообразно и не требует хранения и хранения топлива. Также не требует много труда и времени на ремонт и обслуживание.

Автономное отопление частного дома. Какой вид отопления выбрать?

Перед тем, как построить дом, всегда стоит вопрос выбора способа отопления.Прежде всего, необходимо определить источник энергии и затраты на нее.

Виды энергоносителей

Любой дом утепляет теплоноситель, который движется по всем помещениям. Он отдает тепло, обогревая помещения. Это может быть жидкость, циркулирующая по трубам, воздух, подаваемый в помещения, электрический ток, протекающий к отопительным приборам. У каждого энергоносителя есть достоинства и недостатки. Самый важный показатель — прибыльность. Автономная система отопления частного дома чаще всего водяная или электрическая.

Расходы на отопление

В стоимость материалов для создания системы отопления входит покупка котла, труб, радиаторов, арматуры, арматуры и прочего вспомогательного оборудования. Здесь очень многое зависит от выбора материалов. Например, стальные котлы дешевле чугунных, но последние более долговечны. Трубы следует использовать из пластика или металлопластика. Они намного дешевле металлических. Самые дорогие радиаторы из нержавеющей стали. Подключение газа требует значительных затрат.Многие из них слишком дороги, и приходится делать выбор в пользу отопления твердым топливом. Проектно-монтажные работы лучше доверить специалистам, которые грамотно установят автономное отопление частного дома. Цена на установку зависит от выбора компании, но здесь лучше не экономить. За надежность системы лучше сразу платить, иначе экономия на навыках специалистов после нее будет дорого стоить.

Горячий водонагреватель

Для автономного отопления частного дома используется нагретая вода, которая подается по трубам с радиаторами, подключенными к ним по круговой циркуляции.После остывания он снова возвращается на обогрев в котел. Чаще всего используется вода, потому что она обладает уникальными свойствами и ничего не стоит. По схеме автономное отопление частного дома предполагает ручное или автоматическое регулирование теплового режима.

Естественная циркуляция хладагента

Теплоноситель переносится конвекцией с разницей плотности в нагретом и охлажденном состоянии. Горячая вода вытесняется холодной из-за меньшей плотности.Отдавая тепло, более тяжелая охлажденная вода спускается вниз и под действием силы тяжести транспортируется в котел для нагрева. Система не зависит от электричества, если отапливается простым котлом без автоматического управления. Для большого дома площадью более 100 м ^2, такую ​​систему сделать сложно. Нужен точный расчет диаметров труб, соблюдение уклонов и отсутствие застойных зон. Попадание даже небольшого количества воздуха в систему может вызвать перебои в ее работе.

Принудительный контур отопления

Принудительный контур позволяет равномерно подавать теплоноситель ко всем радиаторам. После прохождения системы вода снова нагревается в бойлере. Встроенный насос также можно использовать в системе естественной циркуляции. Устанавливается в напорном трубопроводе. С помощью вентилей и байпаса меняются режимы охлаждения. Важно, чтобы котел был пригоден для работы с естественной и принудительной циркуляцией.

Диаграммы расхода воды

Система, которая работает только для отопления дома, называется одноконтурной системой.

По двухконтурной схеме горячая вода все равно нагревается.

В свою очередь системы отопления различаются схемами подвода труб к ТЭНам:

• Однотрубная система работает за счет пропускания воды через все радиаторы и возврата в котел для отопления. В этом случае первые из них перегреваются, а вторые остаются слишком холодными. Регулировать температуру с помощью этой опции невозможно.

• Двухтрубный способ предусматривает последовательное подведение горячей воды к радиаторам и отвод остывшей трубы по общей трубе в котел.В этом случае теплопередача равномерная и контролируемая.

• Коллекторная система предусматривает подачу и отвод воды к одному радиатору или их группам по отдельным трубопроводам. Метод наиболее удобный, но и наиболее материалоемкий.

Особо важное место в системе отопления занимает расширительный бачок. Резервуар на чердаке ушел в прошлое. Кроме того, вода в нем может замерзнуть, что приводит к полной остановке системы отопления.Поэтому повсеместно стали использовать напорные баки мембранного типа, устанавливаемые в котельной. Они должны обеспечивать постоянное давление в системе и ее стабильную работу.

Типы котлов

Для нагрева воды используются водогрейные котлы. Из них наиболее распространен газ. Они самые экономичные из-за невысокой стоимости энергоносителя. Для этого возле дома должна пройти газовая магистраль, к которой вы хотите подключиться. Хотя стоимость газа постоянно растет, а котлы требуют особого ухода, спрос на него не падает.Высокая стоимость подключения — серьезная проблема.

Автономное газовое отопление частного дома следует выбирать с системой безопасности, включающей контроль пламени и пожарные извещатели, отключающие подачу в неприятных ситуациях. Самыми дешевыми считаются стальные котлы, которые служат до 20, а чугунные — до 50 лет. Главный критерий их выбора — мощность, которая должна быть несколько выше проектной. Маленькие модели производятся в настенном варианте, а более мощные — в напольном.Автономное отопление частного дома газом для многих функций требует установки двухконтурного котла, который также будет нагревать воду для ванной, кухни или бассейна. Некоторые модели содержат встроенные баки для горячей воды.

Твердотопливные котлы также остаются популярными. Для них подойдет любой вид топлива: дрова, уголь, поддоны. Конструкции продолжают улучшаться в направлении повышения эффективности. Длительное сжигание твердого топлива значительно снижает необходимость ручного труда при обслуживании котла.Этот источник тепла дает возможность отапливать дом независимо от подачи электроэнергии. Он должен быть доступен как альтернатива газу. Кроме того, интересным вариантом является комбинированный котел, в котором можно использовать как газовое, так и твердое топливо.

Автономное электрическое отопление частного дома очень удобно в обслуживании, но стоит гораздо дороже. При периодическом использовании в загородном доме этот вариант будет оптимальным. Есть много видов электрокотлов. Автономное отопление частного дома удобнее производить навесным электрокотлом.Стоит задуматься над вариантом отопления дома электрическими радиаторами без бойлера и разводки водопроводных труб. Их можно в выходные дни перевезти на дачу на машине и подключить к электросети.

Отопление дома электричеством

Для электрического отопления существует множество способов и устройств, на которые нужно правильно определиться. Наиболее распространены электрические конвекторы, система теплого пола и обогрева циркулирующего в помещении воздуха.

Электрические конвекторы

Если принято решение об установке автономного отопления частного дома электричеством, то желательно сразу использовать электрические конвекторы. Количество устройств зависит от объема обогрева. Для помещения без теплоизоляции потребление энергии составляет 40 Вт / м ³ . Для дома площадью 100 м ² и высотой потолка 2,5 м объем помещения составит 250 м ³ . Тогда для обогрева требуется мощность 10 кВт.Поскольку обогреватели устанавливаются под окнами, необходимо рассчитать их количество. Например, для 5 окон потребуется такое же количество конвекторов мощностью 2 кВт. Ежемесячный расход электроэнергии составит 7200 кВт. При цене электроэнергии 2,85 рубля за киловатт в сутки и 1,38 рубля за киловатт в сутки стоимость электрического отопления составит более 17 тысяч рублей. в месяц. Есть возможность экономить, оптимально распределяя тепло по помещению и вовремя.Автономную систему отопления частного дома можно дополнить другими источниками тепла, например твердотопливным котлом, что значительно снизит затраты. Уже становится реальностью использование альтернативных вариантов, например, солнечных батарей и ветряных генераторов. Их подключение к системе может дать заметную экономию.

Система теплых полов

Схема автономного отопления частного дома отопительными приборами также имеет недостатки, наиболее существенный из которых — передача тепла к потолку.Чтобы внизу в комнате не было холодно, используйте систему «теплый пол». Для этого используют кабельные, пленочные и стержневые нагревательные элементы.

В санузле устанавливается теплый пол, когда помимо центрального делают дополнительное автономное отопление квартиры. Отопление частного дома часто устраивают, комбинируя этот метод с другими системами.

Утеплители можно заливать бетоном, заделывать в стяжку пола или в слой плиточного клея. Системы используются в виде тонких пластин, которые кладутся сверху.В шведской системе электроотопление осуществляется под всем домом с возможностью регулирования температурного режима в отдельных помещениях. Выходные кабели к одной панели управления.

При автономном отоплении частного дома газом или твердым топливом можно использовать водяное отопление пола, что даст большую экономию.

Наружные системы обогрева кровли, пешеходных дорожек и лестниц используются для предотвращения их обледенения. Его можно включить в автономное отопление частного дома или использовать в общественных местах.

Воздушное отопление

Воздушное отопление основано на том же принципе, что и отопление в обычной духовке. Теплогенератор вырабатывает тепло за счет естественной конвекции. Воздух вентилятором подается в теплообменник, где нагревается до 45-60 ° С и через воздуховод попадает в помещения сверху. После охлаждения он всасывается по нижним патрубкам и возвращается в теплогенератор. Система позволяет контролировать температуру и влажность в помещении. Скорость прогрева помещений намного выше.В теплое время года система используется для вентиляции всего дома, что является ее весомым преимуществом. Обслуживая помещения прохладным воздухом, он выполняет функцию кондиционера. Но должна быть возможность общаться с окружающей средой.

Заключение

Уже на стадии проекта следует правильно определиться, какой должна быть схема автономного отопления частного дома. Правильный выбор зависит от следующего:

Разработку, монтаж и пуско-наладку котла должны проводить специалисты, имеющие лицензию.

Углеродный след от использования энергии в домашних хозяйствах в США

Значимость

В этом исследовании используются данные о 93 миллионах индивидуальных домов для проведения наиболее полного исследования выбросов парниковых газов от использования энергии в жилищах в Соединенных Штатах. Мы предоставляем общенациональные рейтинги углеродоемкости домов в штатах и ​​почтовых индексах и предлагаем корреляцию между достатком, площадью и выбросами. Сценарии демонстрируют, что этот сектор не может достичь цели Парижского соглашения до 2050 года только за счет декарбонизации производства электроэнергии.Достижение этой цели также потребует широкого портфеля энергетических решений с нулевым уровнем выбросов и изменения поведения, связанного с жилищными предпочтениями. Чтобы поддержать политику, мы оцениваем уменьшение площади пола и увеличение плотности, необходимое для создания низкоуглеродных сообществ.

Abstract

На использование энергии в жилых домах приходится примерно 20% выбросов парниковых газов (ПГ) в США. Используя данные о 93 миллионах индивидуальных домохозяйств, мы оцениваем эти парниковые газы по всей территории Соединенных Штатов и уточняем соответствующее влияние климата, достатка, энергетической инфраструктуры, городской формы и характеристик зданий (возраст, тип жилья, топливо для отопления) на формирование этих выбросов.Рейтинг по штатам показывает, что выбросы парниковых газов (на единицу площади) самые низкие в западных штатах США и самые высокие в центральных штатах. У более богатых американцев следы на душу населения на ~ 25% выше, чем у жителей с низкими доходами, в первую очередь из-за более крупных домов. В особенно богатых пригородах эти выбросы могут быть в 15 раз выше, чем в близлежащих районах. Если электрическая сеть будет декарбонизирована, то жилищный сектор сможет достичь целевого показателя сокращения выбросов на 28% к 2025 году в соответствии с Парижским соглашением.Однако декарбонизации сети будет недостаточно для достижения цели по сокращению выбросов на 80% к 2050 году из-за растущего жилищного фонда и продолжающегося использования ископаемых видов топлива (природного газа, пропана и мазута) в домах. Достижение этой цели также потребует глубокого переоснащения энергетики и перехода на распределенные низкоуглеродные источники энергии, а также сокращения жилой площади на душу населения и зонирования более плотных поселений.

Примерно 20% выбросов парниковых газов (ПГ), связанных с энергетикой, в США приходится на отопление, охлаждение и электроэнергию в домохозяйствах (1).Если рассматривать страну, эти выбросы будут считаться шестыми по величине источниками выбросов парниковых газов в мире, сравнимыми с Бразилией и больше, чем с Германией (2). К 2050 году Соединенные Штаты добавят примерно 70–129 миллионов жителей (3) и 62–105 миллионов новых домов (4). Хотя дома становятся более энергоэффективными, потребление энергии домохозяйствами в США и связанные с ними выбросы парниковых газов не сокращаются из-за демографических тенденций, расширения использования информационных технологий, цен на электроэнергию и других факторов спроса (5, 6).

Отсутствие прогресса подрывает существенное сокращение выбросов, необходимое для смягчения последствий изменения климата (7). Средняя продолжительность жизни американского дома составляет около 40 лет (8), что создает проблемы, учитывая необходимость быстрой декарбонизации. Это делает важные решения во время проектирования и строительства, такие как размер, системы отопления, строительные материалы и тип жилья. В Соединенных Штатах слияние политик после Второй мировой войны помогло переселить большинство населения в разросшиеся пригородные домохозяйства (9, 10) с потреблением энергии и сопутствующими парниковыми газами намного выше среднемирового уровня (11).Без решительных действий эти дома будут оставаться в «углеродной блокировке» на десятилетия вперед (12, 13).

Несмотря на срочность, принципиальные вопросы остаются без ответа. Исследователям не хватало общенациональных данных об уровне зданий, необходимых для определения штатов с наиболее энергоемким и углеродоемким жилищным фондом. Учитывая их автономию в разработке энергетической политики и строительных норм, власти штата и местные власти сочли бы это особенно полезным. То, как выбросы энергии в домохозяйствах различаются по группам доходов, не совсем понятно, но это важно, учитывая быстро меняющуюся демографию городов и пригородов США (14).Исследования традиционно были сосредоточены на географически ограниченных случаях (15⇓ – 17) или сосредоточенных выбросах энергии зданиями с другими конечными видами использования в учете углерода (18, 19). Наконец, влияние построенной формы — пространственные отношения между зданиями — и выбросы исследовано только для нескольких городов США (20, 21).

Неполная диагностика факторов, влияющих на выбросы, мешает нашему пониманию необходимых преобразований для решения проблемы углеродного захвата. Могут ли населенные пункты с низкой плотностью населения в Соединенных Штатах достичь долгосрочных целей по смягчению последствий изменения климата для использования энергии в зданиях, если электрическая сеть декарбонизируется? Если нет, то какие дополнительные меры (напр.g., будет необходима модернизация энергетики и замена ископаемого топлива в домашних условиях? Должны ли будущие низкоуглеродные сообщества состоять из домов меньшего размера, построенных в населенных пунктах с высокой плотностью населения?

Чтобы ответить на эти вопросы, мы использовали данные на уровне зданий для оценки выбросов парниковых газов в ~ 93 миллионах домов в прилегающих к нему Соединенных Штатах (78% от общего количества по стране). Используя информацию на уровне домохозяйств о возрасте здания, закрытой площади, типе жилья и топливе для отопления, мы оценили влияние климата, дохода, формы здания и электросети во многих масштабах с использованием регрессионных моделей, полученных из национальной энергетической статистики.Затем мы смоделировали четыре сценария, чтобы проверить, могут ли различные технологические переходы достичь целей Парижского соглашения на 2025 и 2050 годы.

Мы обнаружили, что как потребление энергии в домашних хозяйствах, так и выбросы на квадратный метр сильно различаются по стране, главным образом, из-за спроса на тепловую энергию и топлива, используемого для производства электроэнергии («структура энергосистемы»). Анализ на уровне почтовых индексов показывает, что доход положительно коррелирует как с потреблением энергии на душу населения, так и с выбросами, наряду с тенденцией к увеличению благосостояния и жилой площади.Анализ городов и микрорайонов подчеркивает экологические преимущества более плотных поселений и степень, в которой углеродоемкие электрические сети противодействуют этим преимуществам.

Выбросы энергии в жилых домах возникают в результате сочетания факторов экономики, городского дизайна и инфраструктуры. Наши исследовательские модели, основанные на сценариях, показывают, что для значительного сокращения выбросов в жилых домах потребуется одновременная декарбонизация энергосистемы, модернизация энергоснабжения и сокращение использования топлива в домашних условиях. Сценарии также предполагают, что для создания нового строительства с низким уровнем выбросов углерода потребуются дома меньшего размера, чему можно способствовать за счет более плотных поселений.Эти результаты имеют значение как для США, так и для других стран.

Результаты

Энергия и интенсивность парниковых газов в состояниях.

В существующей литературе исследуется использование энергии в жилищах на душу населения и на домохозяйство в Соединенных Штатах (22, 23). Однако неясно, зависит ли эффективность от количества людей в семье, площади пола, характеристик здания или других факторов. Мы используем большие выборки жилищного фонда каждого штата (от n ∼ 10 ⁵ до 10 ⁷ ) для оценки энергопотребления и соответствующих выбросов парниковых газов на квадратный метр жилого фонда в прилегающих к нему Соединенных Штатах (далее «энергоемкость») и «интенсивность парниковых газов»).В нашем анализе «дом» может быть зданием, состоящим только из одного домохозяйства (отдельные односемейные домохозяйства и мобильные дома) или отдельной единицей в здании, содержащем несколько домохозяйств (многоквартирные дома, двухквартирные дома / дуплексы, таунхаусы). Показатели интенсивности дают четкое представление о состоянии жилищного фонда каждого штата, независимо от демографических различий и предпочтений по размеру жилья. Мы обнаружили, что климат и, в меньшей степени, возраст здания зависят от энергоемкости, тогда как энергетическая инфраструктура сильно влияет на интенсивность парниковых газов (рис.1 A и B ).

Рис. 1.

Энергетическая и парниковая нагрузка домов в 2015 г. по штатам США. ( A ) Энергоемкость домохозяйства, выраженная в киловатт-часах на квадратный метр (кВтч / м ² ) по штатам ( Верхний ). ( Нижний ) Диаграммы рассеяния показывают корреляции энергоемкости с годовой суммой среднесуточных отклонений от ∼18 ° C (65 ° F), градусо-дней ( Левый ) ( n = 49, P значение = 4,4 e -16, r = 0.87) и средний год постройки ( справа ) ( n = 49, P <5,6 e -10, r = -0,75). ( B ) Интенсивность выбросов парниковых газов в домохозяйстве, выраженная в килограммах CO ₂ -эквивалентов на квадратный метр (кг CO ₂ -э / м ² ) по штатам ( Верхний ). Диаграммы рассеяния, показывающие его корреляцию с энергоемкостью домохозяйства ( слева, ) ( n = 49, P = 0,002, r = 0,43) и углеродоемкостью электрической сети ( справа ) ( n = 49 , P = 5.2 e -12, r = 0,80).

Согласно нашим моделям, средний дом в США потреблял 147 киловатт-часов на квадратный метр (кВтч / м ² ) в 2015 году, что соответствует 143–175 кВтч / м ² из национальной жилищной статистики энергоснабжения (24). Оценки отдельных штатов согласуются с энергетическими обследованиями зданий и инженерными моделями ( SI Приложение , Таблица SI-25). Климат, измеряемый годовой суммой среднесуточных отклонений от ∼18 ° C (65 ° F) («градус-дни»), тесно коррелирует с энергоемкостью домохозяйства ( r = 0.87) (Рис.1 A , нижний левый ). Это согласуется с данными о тепловом кондиционировании, на которые приходится наибольшая доля потребления энергии домохозяйствами в США (25), и с другими общенациональными анализами (22, 23). Состояния в теплых или мягких регионах имеют низкую энергоемкость, тогда как энергоемкость в холодных северо-центральных и северо-восточных штатах заметно выше (Рис. 1 A , Верхний и SI Приложение , Таблица SI-30). В трех самых энергоемких штатах в 2015 году было одно из самых высоких показателей количества дней обучения: Мэн, Вермонт и Висконсин.У трех наименьших — Флориды, Аризоны и Калифорнии — одни из самых низких учебных дней.

Учитывая продолжающееся принятие жилищных энергетических кодексов (26, 27), которые устанавливают базовые требования к энергоэффективности домов, мы прогнозируем, что штаты с более новым жилищным фондом будут использовать меньше энергии. Действительно, средний год постройки здания отрицательно коррелирует с энергоемкостью ( r = -0,80) (Рис. 1 A , справа внизу ), что согласуется с данными национальной статистики ( SI Приложение , Таблица SI- 29).Взаимосвязь между возрастом здания и энергоемкостью ослабляется из-за дизайнерских предпочтений, которые увеличивают потребление энергии в новых домах, таких как более высокие потолки (28).

Мы оцениваем средние выбросы парниковых газов в США как 45 кг CO ₂ -эквивалентов на квадратный метр (CO ₂ -э / м ² ), что почти идентично национальным энергетическим счетам (47 кг CO ₂ -э / м ² ) ( SI Приложение , Таблица SI-26). Хотя интенсивность парниковых газов и энергоемкость положительно коррелируют ( r = 0.43), между ними есть существенные различия между некоторыми штатами (рис. 1 B , нижний левый ). Сравнение рисунка 1 A и B показывает, что энергия и интенсивность парниковых газов совпадают в некоторых западных и северо-центральных штатах, таких как Калифорния (низкий кВтч / м ² , низкий кг CO ₂ -э / м ² ) и Иллинойс (высокая кВтч / м ² , высокая кг CO ₂ -э / м ² ), но эти меры не согласованы в других штатах, таких как Миссури (средняя кВтч / м ² , очень высокий кг CO ₂ -э / м ² ) и Вермонт (очень высокий кВтч / м ² , средний кг CO ₂ -э / м ² ) ( SI Приложение , таблица СИ-30).

Сильная корреляция между углеродоемкостью электросети, питающей штат, и интенсивностью парниковых газов в домохозяйстве ( r = 0,80) может объяснить эти аномалии (рис. 1 B , внизу справа) . Производство электроэнергии с интенсивным выбросом парниковых газов может свести на нет преимущества низкой энергоемкости домашних хозяйств. Например, Флорида имеет низкую энергоемкость (97 кВтч / м ² ), но среднюю интенсивность парниковых газов (45 кг CO ₂ -э / м ² ). В Миссури средняя энергоемкость домохозяйства (165 кВтч / м ² ) сочетается с высокой углеродоемкостью центральной сети независимого системного оператора Мидконтинента (0.74 кг CO ₂ -э / кВтч по сравнению с 0,48 кг CO ₂ -э / кВтч на национальном уровне) для производства домохозяйств с наиболее интенсивным выбросом парниковых газов (69 кг CO ₂ -э / м ² ) в страна. Государства с широким использованием углеродоемких видов топлива для отопления, такие как Мэн, где ∼2/3 домашних хозяйств отапливается мазутом (29), уменьшают преимущества низкоуглеродных сетей.

Выбросы на душу населения в США.

Выборки жилищного фонда на уровне штата подходят для оценки энергоемкости и углеродоемкости, но большие совокупные данные скрывают неоднородность в достатке, жилищном фонде и формах поселений.Чтобы понять взаимосвязь между доходом, характеристиками здания, плотностью населения (человек / км ² ) и индивидуальным бременем парниковых газов, мы оценили выбросы энергии домохозяйствами на душу населения для 8 858 почтовых индексов на всей территории Соединенных Штатов.

Использование энергии в жилых домах в Соединенных Штатах производит 2,83 ± 1,0 т CO ₂ -эквивалента на душу населения (т CO ₂ -э / чел.), Что соответствует 3,19 т CO. статистика энергетики (1) ( SI Приложение , Таблица SI-27).По почтовым индексам выбросы парниковых газов на душу населения варьируются от 0,4 т CO ₂ -e / cap до 10,8 т CO ₂ -e / cap с межквартильным диапазоном 1,2 т CO ₂ -e / cap ( SI Приложение , рис. СИ-5).

Мы сравниваем выбросы парниковых газов для почтовых индексов с высоким и низким доходом, используя федеральные пороги бедности (30). Жители с высокими доходами выбрасывают в среднем на ~ 25% больше парниковых газов, чем жители с низкими доходами (рис. 2 A ). В энергетических моделях учет на стороне потребления обнаружил аналогичные связи с использованием данных о расходах энергии (19) и с использованием дохода в качестве объясняющей переменной (18).Данные на уровне зданий позволили зафиксировать характеристики жилья, обеспечиваемые достатком — большую площадь пола, доступ к более старым, устоявшимся районам — при сохранении эндогенного дохода для нашей модели. Мы обнаружили сильную положительную корреляцию (0,57) между доходом на душу населения и площадью на душу населения (FAC) (m ² / cap) (Рис. 2 B ). Тенденция к совместному увеличению благосостояния и FAC является ключевым фактором выбросов для более состоятельных домохозяйств. Несмотря на различия в климате, структуре сетей и характеристиках зданий в нашей выборке, доход положительно коррелирует как с потреблением энергии в жилищах на душу населения ( r = 0.33) и связанных с ними ПГ ( r = 0,16) ( SI Приложение , рис. SI-6). Анализ по штатам, который частично контролирует изменения климата, сети и строительного фонда, усиливает эту корреляцию, как показано на примере всех 48 состояний ( SI, приложение , таблица SI-31) и четырех репрезентативных (рис. 2 C ) .

Рис. 2.

Влияние дохода на жилую площадь и выбросы энергии домохозяйствами. ( A ) Коробчатые диаграммы выбросов на душу населения в домохозяйствах, классифицируемых как высокодоходные ( n = 7 141) или низкие ( n = 1717) в соответствии с пороговыми значениями бедности 2015 г., установленными Министерством жилищного строительства и городского развития США.Выбросы не показаны, но включены в расчет средних значений (красные линии). (95% ДИ: 0,52–0,62, P <2,2 e -16, t test) ( B ) График разброса дохода на душу населения по отношению к жилой площади на душу населения. Доход отложен на натуральной логарифмической оси ( n = 8,858, P <2,2 e -16, r = 0,57). ( C ) Диаграммы рассеяния дохода на душу населения по отношению к выбросам на душу населения для Иллинойса ( Верхний левый угол ) ( n = 101, P = 3.05 e -10, r = 0,58), Огайо ( верхний правый ) ( n = 364, P <2,2 e -16, r = 0,58), Аризона ( Нижний Слева ) ( n = 178, P <2,2 e -16, r = 0,72) и Texas ( n = 574, P <2,2 e -16, r = 0,55).

Существует множество литературы, демонстрирующей энергетические преимущества зданий и связанные с ними углеродные преимущества высокой плотности населения (18, 31, 32).Наши результаты также подчеркивают влияние плотности на жилую площадь и выбросы парниковых газов в жилищном секторе. Для всех почтовых индексов ( SI, приложение , рис. SI-7) и в большинстве штатов увеличение плотности населения ассоциируется с уменьшением FAC и интенсивности парниковых газов ( SI, приложение , таблица SI-31). Плотность населения (человек / км ² ) отрицательно коррелирует как с FAC ( r = -0,19), так и с выбросами парниковых газов на душу населения ( r = -0,29) по всем почтовым индексам. Наш анализ подтверждает связь ПТ-плотность и ее влияние на энергию, отмеченное с использованием региональных данных (33).Различия в интенсивности ПГ между почтовыми индексами, вероятно, отражают различия в климате, характеристиках зданий и углеродоемкости электрической сети, так что общая взаимосвязь между плотностью и выбросами ослабляется. Анализ отдельных штатов показывает силу взаимосвязи между плотностью и парниковыми газами, представленной Иллинойсом ( r = -0,76), Калифорнией ( r = -0,52) и Джорджией ( r = -0,44). Заметным исключением является Нью-Йорк ( r = 0.50), который имеет положительную корреляцию между плотностью и интенсивностью парниковых газов, вероятно, потому, что в Большом Нью-Йорке есть углеродоемкая электрическая сеть (34).

Доходы, форма постройки и выбросы в городах.

Хотя результаты на уровне почтовых индексов показывают, что плотность и FAC влияют на выбросы парниковых газов на душу населения, они не показывают, как они пространственно различаются в городах США, где проживает примерно 80% американцев (35). Более того, плотность не является городской формой (33), что затрудняет определение того, как выглядят районы с низким уровнем выбросов углерода (например,г., многоэтажки, таунхаусы) только с этой мерой. Мы пространственно распределяем наши результаты для двух городов, чтобы увидеть, как взаимодействие доходов, строительной формы и энергетической инфраструктуры распределяет выбросы по городским ландшафтам. Мы сосредотачиваемся на двух крупных столичных статистических областях (MSA), которые во многих отношениях противоречат архетипам многих городов США. Бостон-Кембридж-Куинси (население в 2015 году: 4 694 565 человек) имеет холодный климат, имеет моноцентрическую городскую форму и состоит в основном из старых зданий. Лос-Анджелес-Лонг-Бич-Анахайм (население в 2015 году: 13 154 457 человек) (8) находится в мягком климате с полицентричной планировкой и новым жилым фондом (после 1950 года).

Наша модель оценивает выбросы на душу населения как 1,67 т CO ₂ -e / cap / a в Лос-Анджелесе и 2,69 т CO ₂ -e / cap / a в Бостоне. Анализ «квартальных групп» переписи (∼1 500 жителей), являющихся косвенным представителем кварталов, выявляет существенные различия внутри города. Для начала мы сосредоточимся на группах блоков с очень высокими и очень низкими выбросами на душу населения, чтобы изолировать факторы, вызывающие выбросы ( SI Приложение , Таблица SI-32).

Районы с высоким уровнем выбросов — это в первую очередь люди с высоким или очень высоким уровнем дохода.Напротив, для обоих городов 14 из 20 кварталов с самыми низкими выбросами находятся ниже порога бедности. Разница в выбросах между соседними районами с высоким и низким доходом иногда приближается к коэффициенту 15. Для обоих городов мы обнаруживаем гораздо более высокие ППВ и более низкую плотность населения в районах с самыми высокими выбросами. Сравнение парниковых газов в богатых Беверли-Хиллз, Лос-Анджелес, и Садбери, Массачусетс, с низкими доходами Южно-Центральная, Лос-Анджелес и Дорчестер, Бостон, подчеркивает влияние построенной формы ( SI Приложение , рис.СИ-8). И Беверли-Хиллз, и Садбери — это районы разрастания пригородов: очень большие отдельно стоящие дома, изолированные на больших участках. Беверли-Хиллз демонстрирует высокую площадь основания зданий, что часто связано с более высокой плотностью и более низким уровнем выбросов парниковых газов (32), но дома настолько велики, что выбросы на душу населения выше, чем в Садбери, несмотря на благоприятный климат и менее углеродоемкую сеть. Дорчестер и Южно-Центральный Лос-Анджелес являются определенно городскими: небольшие участки, однообразные здания и высокая площадь застройки.В застроенной форме преобладают отдельно стоящие и двухквартирные дома, некоторые квартиры разделены на квартиры с низким коэффициентом полезного действия. Таким образом, кварталы с низким уровнем выбросов углерода не обязательно должны быть непрерывными многоквартирными домами, как многие районы Бостона с низким уровнем выбросов.

Две СУО демонстрируют различное пространственное распределение выбросов на душу населения (рис. 3 A и B ). Несмотря на полицентричную городскую форму, выбросы на душу населения в Лос-Анджелесе моноцентричны в пространстве с самыми высокими выбросами на гористой западной стороне Лос-Анджелеса (рис.3 A , Правый ). В этот район входят все 10 кварталов с самыми высокими выбросами парниковых газов на душу населения. Другие выявили общую тенденцию к увеличению выбросов в пригородах по сравнению с центральными городами США (18). Отрицательная корреляция между выбросами на душу населения и расстоянием до центра города (рис. 3 A , нижний левый угол ) показывает, что это может не иметь места для постмодернистских городов, таких как Лос-Анджелес. Относительно равномерное распределение населения играет роль (Рис. 3 A , Средний левый ), но более важным является высокий процент угля в электрической сети, снабжающей город, по сравнению с использованием угля для электричества в отдаленных районах MSA. (37% vs.6%) (36). В Бостонском MSA выбросы на душу населения выше в пригородах, чем в самом городе (рис. 3 B , справа ). Эти выбросы увеличиваются более последовательно с удалением от центра города, чем в Лос-Анджелесе (рис. 3 B , нижний левый угол ). Такое распределение выбросов на душу населения согласуется с классической моноцентрической городской формой плотного ядра, окруженного обширными пригородами.

Рис. 3.

Углеродный след от бытового использования энергии в Лос-Анджелесе и Бостоне.( A ) Карта выбросов на душу населения в Лос-Анджелесе. Диаграммы рассеяния показывают взаимосвязь между выбросами на душу населения и доходом ( Верхний ) ( n = 6800, P <2,2 e -16, r = 0,55), плотность ( Средний ) ( n = 6800, P <2,2 e -16, r = -0,15) и расстояние от центра города ( Нижний ) ( n = 6,800, P <2,2 e -16, r = -0.16). ( B ) Карта выбросов на душу населения в Бостоне. Диаграммы рассеяния показывают взаимосвязь между выбросами на душу населения и доходом ( Верхний ) ( n = 3079, P <2,2 e -16, r = 0,54), плотность ( Средний ) ( n = 3079, P <2,2 e -16, r = -0,49) и расстояние от центра города ( Нижний ) ( n = 3,079, P <2,2 e -16, r = 0.20). Доход и плотность отложены на натуральных логарифмических осях. Диаметр круговой диаграммы пропорционален общему количеству выбросов.

Отрицательная корреляция между плотностью населения и выбросами на душу населения сильнее в Бостонском MSA ( r = -0,49), чем в MSA Лос-Анджелеса ( r = -0,16). Высокая углеродоемкость энергосистемы, питающей центральную часть Лос-Анджелеса, противодействует энергетическим преимуществам компактной городской формы (18, 37). Например, выбросы на душу населения в Южно-Центральном Лос-Анджелесе вдвое превышают выбросы в низкоуглеродных кварталах MSA, несмотря на аналогичный FAC и застроенную форму ( SI Приложение , Таблица SI-32).Экономия энергии и более низкие выбросы на душу населения в густонаселенном Бостоне более очевидны, потому что различия в углеродоемкости энергосистемы между городом и пригородом менее выражены, чем в Лос-Анджелесе.

В MSA Лос-Анджелеса доход положительно коррелирует с выбросами на душу населения ( r = 0,55) (рис.3 A , верхний левый ) и FAC ( r = 0,59) ( SI Приложение , Рис. СИ-9). Мы находим аналогичную зависимость между доходом и выбросами на душу населения ( r = 0.54) (Рис.3 B , Верхний левый ), но несколько более слабая связь с FAC ( r = 0,41) ( SI Приложение , Рис. SI-9) в Бостонском MSA. На эту корреляцию влияют богатые анклавы плотных жилых домов, такие как Бикон-Хилл и Бэк-Бэй, прилегающие к центру Бостона. Электроэнергетические предприятия с низким уровнем выбросов углерода, принадлежащие некоторым богатым пригородам, ухудшают соотношение доходов и выбросов (38).

Обсуждение

Результаты предполагают два практических вмешательства для снижения выбросов парниковых газов от бытовой энергетики: 1) сокращение использования ископаемого топлива в домах и при производстве электроэнергии (декарбонизация) и 2) использование модернизации домов для сокращения спроса на энергию и использования топлива в домашних условиях.Мы моделируем четыре сценария (базовый уровень; агрессивная модернизация энергии; декарбонизация сети с помощью агрессивной модернизации энергии; и распределенная низкоуглеродная энергия), чтобы увидеть, позволят ли эти меры существующим домам в Бостоне и Лос-Анджелесе и Соединенных Штатах в целом достичь максимальной эффективности. Цели Парижского соглашения, которые предусматривают сокращение выбросов по сравнению с уровнями 2005 года на 28% в 2025 году и на 80% в 2050 году (39).

Сценарий 1, базовый уровень, следует тенденциям, изложенным в Ежегодном прогнозе развития энергетики США (EIA) на 2020 год (5, 40, 41).Сценарий 2 «Агрессивная энергетическая модернизация» предполагает более глубокую энергетическую модернизацию дома, происходящую ускоренными темпами. Сценарий 3, декарбонизация сети с помощью агрессивной модернизации энергии, дополняет модернизацию декарбонизацией электрической сети на 80%. Сценарий 4 «Распределенная низкоуглеродная энергия» предполагает усиление распространения низкоуглеродных источников энергии. В таблице 1 приведены подробные сведения об этих четырех сценариях, а в приложении SI 1 приведены полные описания.

Таблица 1.

Четыре сценария декарбонизации: Сценарии моделируют пути сокращения выбросов парниковых газов для существующих домохозяйств в США к 2050 году

Сценарий 1 показывает, что Соединенные Штаты (уровень почтового индекса) могут достичь цели Парижа до 2025 года с учетом текущих тенденций (рис.4 А ). Этот сценарий кажется правдоподобным, учитывая, что углеродоемкость электроэнергетических предприятий упала на ~ 17% в национальном масштабе в период с 2005 по 2015 год ( SI Приложение , Таблица SI-22). Соединенным Штатам вряд ли удастся достичь цели к 2050 году, даже при активной модернизации домов и декарбонизации энергосистемы, из-за продолжающегося использования ископаемого топлива в домашних условиях. Сценарий 4 показывает, как это преодолевается многоаспектной стратегией. Печи на природном газе и системы электрического сопротивления по-прежнему отапливают половину домов в США, но тепловые насосы используются в три раза быстрее, чем в сценарии 1, что сокращает потребление электроэнергии и вытесняет топливо.Распределенное низкоуглеродное производство энергии в форме комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) с использованием ископаемого и углеродно-нейтрального топлива, фотоэлектрических и солнечных водонагревателей является заметным явлением, причем около 40% домов используют по крайней мере один из них. технологии ( СИ приложение , таблица СИ-24).

Рис. 4.

Пути к достижению целей Парижского соглашения в 2025 и 2050 годах в области использования энергии в жилищном секторе. Сценарии 1–4 для декарбонизации электросети, модернизации бытовой энергетики и решения проблемы использования топлива в домашних условиях.Сценарий 1: эталонный сценарий прогнозируемых темпов декарбонизации сети и модернизации домов согласно данным Управления энергетической информации США. Сценарий 2: агрессивная энергетическая модернизация домохозяйств. Сценарий 3: агрессивная модернизация энергоснабжения дома и декарбонизация энергосистемы. Сценарий 4: декарбонизация энергосистемы, агрессивная модернизация энергоснабжения дома и распределенная низкоуглеродная энергия. Результаты получены для 8 588 почтовых индексов в США ( A ), 3079 групп блоков в Бостоне ( B ) и 6 800 групп блоков в Лос-Анджелесе ( C ).

Выбросы на душу населения в Лос-Анджелесе уже ниже целевого показателя в Париже до 2025 года (рис. 4 B ). Город выполняет цель Парижа к 2050 году в сценарии 1 из-за низкого базового спроса на энергию и значительной декарбонизации энергосистемы. Более глубокая декарбонизация и более агрессивная модернизация сокращают выбросы почти вдвое по сравнению с целью Парижа в сценарии 4. Хотя Бостон достигает цели 2025 года в сценарии 1, высокий базовый спрос на энергию и продолжающееся домашнее использование топлива не позволяют городу достичь цели 2050 года, несмотря на наличие значительной сети. декарбонизация (рис.4 С ). Дополнительная декарбонизация сети и агрессивная модернизация не преодолеют этот недостаток в сценариях 2 и 3. В сценарии 4 Бостон достигает цели 2050 года, установив тепловые насосы в 30% домов и используя распределенные низкоуглеродные источники энергии в 40% домов.

Результаты нашего сценария показывают, что значительного сокращения выбросов в жилищном секторе можно достичь в Соединенных Штатах путем сочетания стратегий производства и потребления. Что касается производства, наиболее важным является обезуглероживание электрических сетей.Текущие прогнозы предусматривают продолжение замены угля природным газом (26). Для достижения целей Парижа в жилом секторе требуется более полная декарбонизация. Например, в сценарии 4 и относительно базового сценария 2050 года энергосистема включает сокращение использования угля на 86% и увеличение использования возобновляемых источников энергии на 60%. Системы, обеспечивающие ТЭЦ, могут дополнить некоторые из этих сдвигов в сочетании генерации в больших объемах. В сценарии 4 использование когенерации удваивается (42). Стратегии со стороны потребления включают «глубокую» модернизацию энергоснабжения для снижения нагрузки на отопление, охлаждение и освещение.Отдельные дома также могут быть источником низкоуглеродной энергии. Мы включили местные солнечные батареи или водонагреватели в одну треть домов в сценарии 4. Эти системы требуют накопления энергии на месте и подключения к сети, чтобы максимизировать их эффективность.

Обновление окон и установка тепловых насосов и солнечных систем требует вложений со стороны домовладельцев. Положительная взаимосвязь между доходом и выбросами предполагает, что американцы с самыми высокими выбросами также находятся в лучшем экономическом положении, чтобы нести эти расходы.Уменьшение углеродного следа домов в США открывает возможности для борьбы с энергетической бедностью (43). По оценкам, для 25 миллионов домохозяйств в США ежегодно счета за электроэнергию заменяют покупку продуктов питания и медикаментов (24). Переоборудование домов в районах с низким доходом при финансовой поддержке правительства, возможно, финансируемой за счет углеродных сборов в отдельных отраслях промышленности, может сократить выбросы и счета за электроэнергию. В то время как высокие арендные ставки в районах с низким доходом и связанное с этим несоответствие интересов арендатора и арендодателя препятствуют энергетическому ремонту (44), технический потенциал велик.Например, фотоэлектрические установки на крышах домов являются подходящей технологией для более чем половины жилых домов в районах с низким доходом в Соединенных Штатах (45).

Новые дома нуждаются в энергосбережении (например, окна с низким коэффициентом излучения, изолированные бетонные формы) и энергосберегающих технологиях отопления и охлаждения, а также, по возможности, в местных источниках с низким содержанием углерода. Достижение цели 2050 года в Париже также требует фундаментальных изменений в построенной форме сообществ. Новые дома должны быть меньше по размеру, при этом FAC в почтовых индексах соответствует целевому показателю 2050 года в сценарии 4, который будет на 10% ниже текущего среднего значения (рис.5 A и SI Приложение , Таблица SI-33). Сокращение FAC еще больше в некоторых штатах, где ожидается значительный рост населения, таких как Колорадо (сокращение на 26%), Флорида (сокращение на 24%), Джорджия (сокращение на 13%) и Техас (сокращение на 14%). Хотя в некоторых штатах сокращение кажется резким, FAC в этих небольших домах аналогичен аналогичному показателю в других богатых странах (22).

Рис. 5.

Встроенная форма и цель Парижского соглашения до 2050 года. Атрибуты районов, соответствующих цели Парижского соглашения в сценарии 4, относительно среднего показателя 2015 г. в каждом штате и двух рассматриваемых городов для FAC ( A ), плотности населения (человек / км ² ) ( B ) и процента односемейные дома ( C ).Отсутствие значений указывает на отсутствие разницы между сообществами, достигающими Парижской цели к 2050 году в сценарии 4 и в среднем за 2015 год. Северная Дакота не показана, так как в ней не хватало сообществ, которые соответствовали цели 2050 года в Париже. Результаты для всех сценариев в SI Приложение , Таблицы SI-30–32.

Увеличение плотности населения оказывает понижающее давление на FAC из-за нехватки места, цен на землю и других факторов. Зонирование для более плотных поселений лучше стимулирует небольшие дома с меньшим потреблением энергии, чем дома на одну семью на больших участках.Районы, отвечающие цели Париж-2050, были на 53% плотнее в Бостоне, MSA, чем в среднем за 2015 год (рис. 5 B и SI, приложение , таблица SI-34). Это соответствует ∼5000 жителей / км ² , что является критическим порогом для энергоэффективности дома в сообществах США (31). Если построены с использованием небольших участков и высокой площади застройки, эта плотность достижима за счет сочетания небольших многоквартирных домов и скромных домов на одну семью (например, SI Приложение , Рис. SI-8, Bottom ).На национальном уровне плотность должна увеличиться в среднем на 19% со значительными различиями между штатами. Несмотря на скромность, он требует строительства меньшего количества домов на одну семью (Рис. 5 C и SI Приложение , Таблица SI-35). В сценариях 1–3 предусмотрены более существенные изменения КВС и строительной формы.

Следует отметить, что даже самые высокие оценочные плотности попадают в нижнюю часть диапазона того, что считается жизнеспособным для поддержки общественного транспорта (4). Таким образом, низкоуглеродные дома не обязательно подходят для низкоуглеродных сообществ.Более высокая плотность (и смешанная застройка), вероятно, потребуются, чтобы вызвать заметные побочные эффекты, такие как увеличение переноса низкоуглеродных газов (18, 32, 46) и связанные с этим экономические, медицинские и социальные выгоды (32, 33).

Реализация этих стратегий должна происходить во всех секторах и масштабах. Обезуглероживание электроэнергетики требует региональной координации. Глубокая модернизация домашних систем энергоснабжения, вероятно, потребует налоговых льгот и механизмов льготного кредитования. Северо-восток Соединенных Штатов представляет собой пример координации политики, где региональные ограничения по выбросам парниковых газов и торговая система приводят к декарбонизации энергосистемы (47), а налоговые льготы стимулируют домовладельцев к постепенному отказу от мазута (48).Обновление практики федерального кредитования и муниципального зонирования, которые долгое время способствовали расширению пригородов (9), и использование региональных зеленых поясов для ограничения разрастания городов (49) могут способствовать созданию сообществ с низким уровнем выбросов углерода. Планировщики должны использовать естественную синергию между плотностью населения, общественным транспортом и энергетической инфраструктурой (например, централизованным теплоснабжением) при строительстве этих сообществ.

Все эти меры должны осуществляться согласованно. Несмотря на амбициозность, нынешняя форма жилищного фонда США является результатом не только предпочтений потребителей, но и политики, принятой с 1950-х годов, которая привела к скоординированным действиям во всех секторах (например,г., финансовые, строительные, транспортные) и масштабы (индивидуальные, муниципальные, государственные, национальные) (9). Точно так же всплеск крупномасштабных проектов Ассоциации общественных работ (например, плотины Гувера) в рамках Нового курса в 1930-х и 1940-х годах фундаментально сформировал структуру энергетического сектора США. Учитывая эту историю, вполне вероятно, что концентрированные усилия могут позволить жилому сектору США достичь целей Парижского соглашения.

Материалы и методы

Подготовка данных.

Данные на уровне зданий были взяты из CoreLogic (50), базы данных стандартизированных записей налоговых инспекторов по ~ 150 миллионам земельных участков в США.Мы использовали версию данных начала 2016 года, охватывающую жилищный фонд США в 2015 году. Эти данные содержат ключевую информацию для оценки энергопотребления каждого домохозяйства: широта и долгота здания, год постройки, землепользование, тип жилья (отдельно стоящее, двухквартирное, квартира, мобильный дом), термически кондиционируемая площадь пола (далее «площадь»), количество квартир и топливо для отопления. Топливо для отопления описывает 35 распространенных систем отопления и топливных комбинаций (см. SI Приложение , Таблица SI-5).Мы использовали данные по 92 620 556 домохозяйствам в США на прилегающих территориях Соединенных Штатов (за исключением Аляски, Гавайев и территорий США), что эквивалентно 78,4% от общего количества предполагаемых единиц жилья в США в 2015 году (24).

Данные CoreLogic включают жилые, коммерческие, производственные и другие типы зданий. Мы изолировали жилые дома, используя землепользование и тип здания в качестве фильтров (см. SI Приложение , Таблица SI-1). Мы исключили институциональные жилища (например, общежития, тюрьмы), поскольку они не отражают место проживания большинства американцев и представляют собой переходные жизненные ситуации.Мы удалили записи, в которых не указаны год постройки, местоположение или площадь. Мы также удалили записи с необоснованно большими или маленькими площадями с учетом характеристик жилья в США (см. SI, приложение , рис. SI-1 и таблицу SI-2). Мы проверили данные по многоквартирным домам, чтобы убедиться, что количество квартир, площадь на квартиру и общая площадь здания согласованы и находятся в разумных пределах. Время от времени мы оценивали количество квартир в здании, что увеличивало первоначальные 83 317 764 полезные записи до 92 620 556.Мы восполнили недостающие виды топлива для отопления помещений, используя данные Американского жилищного исследования (AHS) (51). Мы назначили топливо для водяного отопления вероятностно на основе топлива для обогрева помещения и местоположения домохозяйства. SI Приложение 1 описывает все этапы предварительной обработки данных.

Модель использования энергии и парниковых газов.

Мы оценили общий спрос на топливо и электроэнергию для каждого домохозяйства в 2015 году с использованием регрессионных моделей, взятых из обследования потребления энергии в жилищном секторе (RECS), проведенного Управлением по энергетической информации США за 2015 год (24).Исходными данными были атрибуты на уровне зданий, климатические данные на уровне округов (52), цены на топливо на уровне штата (53⇓ – 55) и электричество (56), а также статус между городом и деревней (8). Мы провели 10 симуляций Монте-Карло, чтобы проверить влияние неопределенности параметров и вероятностного распределения топлива. SI Приложение, Приложение 1: Методологические подробности подробно описывает все источники данных для оценки и модели энергии и парниковых газов.

Для расчета отопления помещений и нагрева воды мы разработали 10 моделей, охватывающих потребление электроэнергии, природного газа, мазута, жидкого пропана и других видов топлива (например,г., дрова, уголь). Мы разработали две дополнительные модели электричества для охлаждения помещений и нетеплового использования (например, бытовые приборы и бытовая электроника). По форме модели были логлинейными. SI Приложение , Таблицы SI-6–17 детализируют коэффициенты модели и статистику. Соответствующие модели были назначены на основе площади каждого дома и топлива для нагрева воды. Мы сделали приоритетными данные из CoreLogic, при необходимости заменив их данными из AHS. AHS считает дома, использующие уголь, пропан, дрова, солнечную энергию, природный газ, электричество или другие виды топлива в каждой группе блоков.Каждая модель использует вероятностно назначенные виды топлива для отопления помещений и воды для домохозяйств по мере необходимости. Это минимально повлияло на результаты агрегированной модели ( SI, приложение , таблица SI-28).

Мы преобразовали топливо в выбросы, используя коэффициенты EIA (57), а электричество в выбросы (включая потери в линиях), используя данные eGrid Агентства по охране окружающей среды США (34). Мы провели субдискретизацию инженерных сетей в Бостонском MSA и Лос-Анджелесе, чтобы зафиксировать пространственные изменения в покрытии электрической сети (58). Интенсивность парниковых газов для электрических сетей Лос-Анджелеса была взята из энергетического атласа Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (20) и указана на этикетках с раскрытием информации о мощности, в то время как для сетей Бостона была указана информация на этикетках с указанием сведений об электроснабжении. SI Приложение , Таблица SI-20 показывает сетки и интенсивности углерода. Мы исключили выбросы от добычи и переработки топлива, которые примерно одинаковы (8–11%) на всей территории Соединенных Штатов (16).

Анализ результатов.

Модель оценки энергии и парниковых газов для индивидуальных домов. Мы оценили энергоемкость и интенсивность выбросов парниковых газов для каждого штата, разделив расчетную используемую энергию и выбросы парниковых газов на общую площадь в выборке каждого штата. Мы оценили тонны эквивалента CO ₂ на душу населения в год путем деления общего количества парниковых газов для каждого почтового индекса или группы кварталов на население 2015 года (8).Чтобы уменьшить недооценку, мы исключили почтовые индексы и группы блоков с отсутствием более 10%. Мы исключили небольшие выборки (<100 жителей или <200 домов) для контроля выбросов, и мы удалили области с m ² на человека в нижнем и верхнем процентилях, поскольку высокие и низкие значения указывают на ненадежные оценки населения или площади. В нашу последнюю подвыборку вошли 8 858 почтовых индексов США (охватывающих около 60 000 000 семей и половину населения США), 3 079 блочных групп в Бостоне MSA и 6 800 блочных групп в Лос-Анджелесе.В двух MSA точечные данные по CO ₂ т / шапка пространственно интерполируются с использованием многоуровневых b-сплайнов с пространственным разрешением 30 м (пороговая ошибка = 0,001) (59).

Министерство жилищного строительства и городского развития США устанавливает критерии для домохозяйств с «низким доходом», «очень низким доходом» и «чрезвычайно низким доходом» в каждом округе США в 2015 году в соответствии со средним доходом домохозяйства и количеством членов домохозяйства (30 ). Мы обозначили почтовый индекс как низкий доход, если его средний доход падает ниже порога «низкого дохода», установленного для среднего числа людей в семье в этом почтовом индексе.

Сценарии.

Четыре сценария были протестированы, смогут ли декарбонизация сети, модернизация энергоснабжения и распределенные низкоуглеродные энергетические системы соответствовать целям Парижского соглашения для существующих домов в США. Соединенные Штаты обязались сократить выбросы парниковых газов на 28% к 2025 году и на 80% к 2050 году по сравнению с уровнями 2005 года (39). Для бытовой энергетики это соответствует 2,64 т CO ₂ -э / кап в 2025 году и 0,65 т CO ₂ -у.Хотя к 2050 году он может стать значительным, мы также исключили электроэнергию, используемую для зарядки электромобилей, которая относится к транспортному сектору.

Все сценарии учитывают прогнозируемое уменьшение количества дней в градусах тепла и увеличение дней в градусах похолодания из-за изменения климата. Прогнозы изменения климата основаны на «Репрезентативной траектории концентраций 4.5», согласно которой к 2100 году средняя глобальная температура повысится на 1,8 ° C (60). Различия в темпах внедрения технологий, эффективности и сроках службы, интенсивности электрических сетей и улучшениях изоляции зданий в сценариях 1–3 взяты из Ежегодного прогноза развития энергетики на 2020 год (40).Сценарий 4 предусматривает повышение уровня проникновения высокоэффективного бытового оборудования для отопления и охлаждения, более агрессивную модернизацию для улучшения теплоизоляции зданий и более широкое развертывание распределенной низкоуглеродной генерации энергии в соответствии с Парижским соглашением 2050 года. SI Приложение 1 содержит дополнительные сведения о сценариях.

Сценарий 1: Исходный уровень.

Электрические сети декарбонизируются с той же скоростью, что и прогнозируемый в базовом сценарии Годового прогноза развития энергетики на 2020 год.Оборудование для обогрева и охлаждения помещений и водонагреватели в каждом доме списываются по ставкам, соответствующим среднему сроку службы, оцененному EIA, таким образом, чтобы окончательная рыночная доля различных технологий в модели соответствовала прогнозам Annual Energy Outlook 2050. Установленное оборудование имеет прогнозируемую среднюю рыночную эффективность для данной технологии на момент установки (61). Энергопотребление, рассчитанное с использованием 12 регрессионных моделей, было скорректировано с использованием соответствующего коэффициента эффективности из литературы.Мы предполагаем, что потребление электроэнергии в бытовой электронике будет умеренным (1,1% в год), но это в значительной степени компенсируется более эффективным освещением и бытовой техникой. Более широкое внедрение оборудования для кондиционирования воздуха в жилищный фонд США из-за изменения климата было оценено с использованием эмпирических соотношений между прогнозируемыми днями охлаждения и проникновением систем кондиционирования воздуха в городах США (62). Обшивки зданий модернизируются в соответствии с Международным кодексом энергосбережения (40) со скоростью 1,1% в год по всему жилому фонду, что обеспечивает снижение потребности в отоплении на 30% и снижение нагрузки охлаждения на 10% для домов до 2015 г. Базовый показатель на 2015 год.

Сценарий 2: Модернизация агрессивной энергетики.

Этот сценарий подчеркивает декарбонизацию за счет более эффективных бытовых приборов и электроники. Он идентичен сценарию 1, за исключением того, что когда бытовое отопительное или охлаждающее оборудование выводится из эксплуатации, оно заменяется лучшим в своем классе КПД для данной конкретной технологии на год установки. Мы также предположили, что бытовая электроника и бытовая техника достигают более высокого КПД, как прогнозируется в Ежегодном энергетическом прогнозе, что в конечном итоге снижает спрос на электроэнергию.

Принята агрессивная программа модернизации энергоснабжения, в соответствии с которой в период с 2015 по 2050 год модернизируется 60% фонда зданий (годовая скорость модернизации 1,7% по сравнению с 1,1% в годовом энергетическом прогнозе), в соответствии с аналогичными сценариями глубокой модернизации в других странах. проекции энергопотребления зданий (например, BLUE Map, 3CSEP) (63, 64). Модернизированные дома снижают базовую тепловую нагрузку на 49% и охлаждающую нагрузку на 25%, что составляет половину оптимально достижимой экономии за счет устранения инфильтрации, улучшенной изоляции и новых окон согласно оценкам Министерства энергетики США (65), аналогично наблюдаемой экономии в «глубоких» ”Энергетическая модернизация в Соединенных Штатах (66).Улучшение теплоизоляции и окон не обязательно происходит одновременно с модернизацией оборудования для обогрева и / или охлаждения. Подобная поэтапная глубокая модернизация энергоснабжения с меньшей вероятностью встретит сопротивление владельцев из-за длительных сбоев, высоких первоначальных капитальных затрат и других проблем (66).

Сценарий 3: декарбонизация энергосистемы с помощью агрессивной модернизации энергетики.

В этом сценарии проверялось, может ли декарбонизация электросети способствовать достижению цели Париж-2050. Электрическая сеть соответствует сценарию «надбавка за двуокись углерода в размере 15 долларов США» в Ежегодном энергетическом прогнозе на 2020 год, который прогнозирует снижение интенсивности выбросов CO ₂ от производства электроэнергии на ~ 80% по сравнению с 2005 годом, усредненным по сетям США.Снижение связано в первую очередь с преобразованием угля в газовые паровые электростанции и заметным увеличением мощности традиционных гидроэлектростанций, геотермальных источников, биомассы, солнца, ветра и других низкоуглеродистых источников (5). Все остальные аспекты модели идентичны сценарию 2.

Сценарий 4: Распределенная низкоуглеродная энергия.

Фоновые электрические сети и скорость модернизации корпуса остаются неизменными по сравнению со сценарием 3, но существенные изменения вносятся в сочетание технологий нагрева и охлаждения, и повышенное внимание уделяется распределенным источникам энергии с низким содержанием углерода.Сценарии включают сбалансированный портфель технологий и сохраняют некоторые традиционные технологии на основе ископаемого топлива, что, как правило, считается наиболее реалистичным будущим для энергетики и жилого сектора США (67).

Этот сценарий предполагал более высокие темпы внедрения низкоэнергетического домашнего оборудования для отопления и охлаждения, чем Годовой энергетический прогноз. Обычные печи были выведены из эксплуатации с более высокими темпами, особенно с использованием газовых и масляных технологий, и заменены наземными, электрическими и газовыми тепловыми насосами с наивысшей доступной эффективностью.Модельное размещение новых технологий ограничено условиями окружающей среды и характеристиками жилья. Например, геотермальные тепловые насосы были ограничены односемейными и полуквартирными домами, в которых с большей вероятностью будет достаточно места для контуров заземления. Электрические тепловые насосы предпочтительнее тепловых насосов, работающих на природном газе, в регионах США с более высокими охлаждающими нагрузками, поскольку первые значительно более эффективны при охлаждении помещений (61).

Сценарий включает умеренное развертывание распределенных энергетических систем.Например, доля ТЭЦ, снабжающих дома, к 2050 году увеличилась вдвое до ~ 15%. В первые годы прогнозирования когенерационные установки полагались на системы с турбинным приводом и поршневые двигатели, но затем переключились на топливные элементы, которые обеспечивают более сбалансированную мощность. -тепловой коэффициент по мере развития технологии после 2030 г. (64). Доля безуглеродного сырья была увеличена с 10% в 2015 году до 75% в 2050 году. Эти системы были ограничены районами со средней и высокой плотностью населения, где капитальные затраты и потери при распределении были бы реалистичными.Две пятых домов были оборудованы фотоэлектрическими или солнечными водонагревателями, что является умеренной оценкой для потенциального солнечного покрытия в США (45), причем последние сконцентрированы на юго-западе США, где солнечная инсоляция наиболее высока. Мы не моделируем явным образом распространение ветровой энергии, хотя это подразумевается в прогнозах ОВОС для декарбонизирующей электросети.

Доступность данных.

Данные и код, подтверждающие выводы этого исследования, доступны на платформе Open Science Framework (DOI: 10.17605 / OSF.IO / Vh5YJ), за исключением данных CoreLogic, которые можно приобрести в CoreLogic Inc. (https://www.corelogic.com/).

Благодарности

Мы с благодарностью признаем финансовую поддержку этой работы Национальным научным фондом в рамках Программы экологической устойчивости (Премия 1805085). Авторы благодарны К. Артуру Эндсли за помощь в понимании данных CoreLogic. Спасибо Нэнси Р. Гоф за помощь в редактировании. Мы также хотели бы поблагодарить Erb Institute for Global Sustainable Enterprise при Мичиганском университете за их щедрую поддержку этой работы.

Сноски

• Вклад авторов: B.G., D.G., and J.P.N. спланированное исследование; Б.Г. проведенное исследование; B.G., D.G. и J.P.N. проанализированные данные; Б.Г. и J.P.N. написал статью; и Б. и Д. произведенная графика.

• Авторы заявляют об отсутствии конкурирующей заинтересованности.

  No related posts.