Effektiv energibruk - Efficient energy use

Energiintensitet i økonomier (1990 til 2015): Energiintensitet er en indikasjon på hvor mye energi som brukes til å produsere en enhet med økonomisk produksjon. Lavere forhold indikerer at mindre energi brukes til å produsere én enhet.

Effektiv energibruk , noen ganger bare kalt energieffektivitet , er målet å redusere energimengden som kreves for å levere produkter og tjenester, og kan også redusere effekten av luftforurensning. For eksempel lar isolering av en bygning bruke mindre varme- og kjøleenergi for å oppnå og opprettholde en termisk komfort . Installering av lysdioder , lysrør eller naturlige takvinduer reduserer energimengden som kreves for å oppnå samme belysningsnivå sammenlignet med tradisjonelle glødelamper . Forbedringer i energieffektivitet oppnås vanligvis ved å ta i bruk en mer effektiv teknologi eller produksjonsprosess eller ved bruk av allment aksepterte metoder for å redusere energitap.

Det er mange motiver for å forbedre energieffektiviteten. Redusert energibruk reduserer energikostnadene og kan resultere i en økonomisk kostnadsbesparelse for forbrukerne hvis energibesparelsen oppveier eventuelle ekstra kostnader ved implementering av en energieffektiv teknologi. Å redusere energibruken blir også sett på som en løsning på problemet med å minimere klimagassutslipp . Ifølge International Energy Agency kan forbedret energieffektivitet i bygninger , industrielle prosesser og transport redusere verdens energibehov i 2050 med en tredjedel, og bidra til å kontrollere globale utslipp av klimagasser. En annen viktig løsning er å fjerne statlige energisubsidier som fremmer høyt energiforbruk og ineffektiv energibruk i mer enn halvparten av landene i verden.

Energieffektivisering og fornybar energi er sagt å være de to pilarene av bærekraftig energipolitikk og har høy prioritet i bærekraftig energi hierarkiet . I mange land er energieffektivitet også sett på å ha en nasjonal sikkerhetsfordel fordi den kan brukes til å redusere energiimporten fra utlandet og kan bremse hastigheten for innenlandske energiressurser.

Oversikt

Forenklet elektrisk nett med energilagring

Energieffektivitet har vist seg å være en kostnadseffektiv strategi for bygningsøkonomier uten nødvendigvis å øke energiforbruket . For eksempel begynte staten California å implementere energieffektivitetstiltak på midten av 1970-tallet, inkludert bygningsregler og apparatstandarder med strenge effektivitetskrav. I løpet av de påfølgende årene har Californias energiforbruk holdt seg omtrent flatt per innbygger, mens nasjonalt amerikansk forbruk doblet seg. Som en del av strategien implementerte California en "lastebestilling" for nye energiressurser som setter energieffektivitet først, fornybar elektrisitet for det andre, og nye fossildrevne kraftverk sist. Stater som Connecticut og New York har opprettet kvasi-offentlige grønne banker for å hjelpe boligeiere og kommersielle bygningseiere med å finansiere energieffektiviseringer som reduserer utslipp og reduserer forbrukernes energikostnader.

Lovins Rocky Mountain Institute påpeker at det i industrielle omgivelser er "store muligheter for å spare 70% til 90% av energien og kostnadene for belysning, vifte og pumpesystemer, 50% for elektriske motorer og 60% i områder som f.eks. oppvarming, kjøling, kontorutstyr og hvitevarer. " Generelt kan opptil 75% av strømmen som brukes i USA i dag spares med effektiviseringstiltak som koster mindre enn selve strømmen, det samme gjelder for hjemmeinnstillinger. Det amerikanske energidepartementet har uttalt at det er potensial for energibesparelser i størrelsesorden 90 milliarder kWh ved å øke energieffektiviteten i hjemmet.

Andre studier har understreket dette. En rapport publisert i 2006 av McKinsey Global Institute , bekreftet at "det er tilstrekkelig økonomisk levedyktige muligheter for energiproduktivitetsforbedringer som kan holde den globale energibehovsveksten på mindre enn 1 prosent per år"-mindre enn halvparten av gjennomsnittet på 2,2 prosent forventet vekst gjennom 2020 i et business-as-usual scenario. Energiproduktivitet, som måler produksjonen og kvaliteten på varer og tjenester per enhet energiinngang, kan komme fra enten å redusere mengden energi som kreves for å produsere noe, eller fra å øke mengden eller kvaliteten på varer og tjenester fra samme mengde energi .

Rapporten fra Wien Climate Change Talks 2007 , i regi av FNs rammekonvensjon om klimaendringer , viser tydelig "at energieffektivitet kan oppnå reelle utslippsreduksjoner til lave kostnader."

Internasjonale standarder ISO  17743 og ISO  17742 gir en dokumentert metode for beregning og rapportering av energibesparelser og energieffektivitet for land og byer.

Den energiintensiteten i et land eller en region, forholdet mellom energibruk til bruttonasjonalprodukt eller annen grad av økonomisk output", skiller seg fra sin energieffektivitet. Energiintensitet er påvirket av klima, økonomisk struktur (f.eks tjenester kontra produksjon), handel , samt energieffektiviteten til bygninger, kjøretøyer og industri.

fordeler

Fra et energiforbruks synspunkt er hovedmotivasjonen for energieffektivitet ofte bare å spare penger ved å senke kostnadene for å kjøpe energi. I tillegg har det fra et energipolitisk synspunkt vært en lang trend i en bredere anerkjennelse av energieffektivitet som det "første drivstoffet", noe som betyr evnen til å erstatte eller unngå forbruk av faktisk drivstoff. Faktisk har International Energy Agency beregnet at anvendelsen av energieffektiviseringstiltak i årene 1974-2010 har lyktes i å unngå mer energiforbruk i medlemslandene enn forbruket av et bestemt drivstoff, inkludert olje, kull og naturgass.

Videre har det lenge vært anerkjent at energieffektivitet gir andre fordeler i tillegg til reduksjon av energiforbruk. Noen estimater av verdien av disse andre fordelene, ofte kalt flere fordeler, medfordeler, tilleggsfordeler eller ikke-energifordeler, har satt sin oppsummerte verdi enda høyere enn verdien for de direkte energifordelene. Disse mange fordelene med energieffektivitet inkluderer ting som redusert innvirkning på klimaendringene, redusert luftforurensning og forbedret helse, forbedrede innendørsforhold, forbedret energisikkerhet og reduksjon av prisrisikoen for energiforbrukere. Metoder for å beregne pengeverdien av disse flere fordelene er utviklet, inkludert f.eks. Valgforsøksmetoden for forbedringer som har en subjektiv komponent (for eksempel estetikk eller komfort) og Tuominen-Seppänen-metode for prisrisikoreduksjon. Når den er inkludert i analysen, kan den økonomiske fordelen med investeringer i energieffektivitet vise seg å være betydelig høyere enn verdien av den lagrede energien.

Hvitevarer

Moderne apparater, som frysere , ovner , ovner , oppvaskmaskiner , vaskemaskiner og tørketrommel, bruker betydelig mindre energi enn eldre apparater. Installasjon av en klessnor vil redusere ens energiforbruk vesentlig ettersom tørketrommelen blir mindre brukt. Dagens energieffektive kjøleskap bruker for eksempel 40 prosent mindre energi enn konvensjonelle modeller gjorde i 2001. Etter dette ville alle husholdninger i Europa byttet sine mer enn ti år gamle apparater til nye, 20 milliarder kWh strøm spare årlig, og dermed redusere CO 2 -utslippene med nesten 18 milliarder kg. I USA vil de tilsvarende tallene være 17 milliarder kWh elektrisitet og 27 000 000 000 lb (1,2 × 10 10  kg) CO 2 . Ifølge en studie fra McKinsey & Company fra 2009 er utskifting av gamle apparater et av de mest effektive globale tiltakene for å redusere utslipp av klimagasser. Moderne strømstyringssystemer reduserer også energiforbruket ved inaktive apparater ved å slå dem av eller sette dem i en lavenergimodus etter en viss tid. Mange land identifiserer energieffektive apparater ved hjelp av energimerking .

Effekten av energieffektivitet på toppbehovet avhenger av når apparatet brukes. For eksempel bruker et klimaanlegg mer energi om ettermiddagen når det er varmt. Derfor vil et energieffektivt klimaanlegg ha større innvirkning på toppbehovet enn etterspørselen utenfor toppen. En energieffektiv oppvaskmaskin bruker derimot mer energi sent på kvelden når folk vasker opp. Dette apparatet kan ha liten eller ingen innvirkning på toppbehovet.

Bygningsdesign

Empire State Building, som mottok en gullvurdering for energi og miljødesign i september 2011, er den høyeste og største LEED -sertifiserte bygningen i USA og den vestlige halvkule, selv om den sannsynligvis vil bli innhentet av New Yorks eget One World Trade Center .

Bygninger er et viktig felt for energieffektiviseringer rundt om i verden på grunn av deres rolle som en stor energiforbruker. Spørsmålet om energibruk i bygninger er imidlertid ikke enkelt, ettersom de innendørs forholdene som kan oppnås med energibruk varierer mye. Tiltakene som holder bygninger komfortable, belysning, oppvarming, kjøling og ventilasjon, bruker alle energi. Vanligvis måles energieffektivitetsnivået i en bygning ved å dele energiforbruket med bygningens gulvareal som omtales som spesifikt energiforbruk eller energibrukintensitet:

Problemet er imidlertid mer komplekst ettersom byggematerialer har legemliggjort energi i dem. På den annen side kan energi utvinnes fra materialene når bygningen demonteres ved å gjenbruke materialer eller brenne dem for energi. Når bygningen brukes kan innendørsforholdene dessuten variere, noe som resulterer i innendørs miljøer av høyere og lavere kvalitet. Til slutt påvirkes den generelle effektiviteten av bruken av bygningen: er bygningen opptatt mesteparten av tiden og brukes mellomrom effektivt - eller er bygningen stort sett tom? Det har til og med blitt foreslått at for en mer fullstendig redegjørelse for energieffektivitet, bør spesifikt energiforbruk endres for å inkludere disse faktorene:

Derfor bør en balansert tilnærming til energieffektivitet i bygninger være mer omfattende enn å bare prøve å minimere energiforbruket. Spørsmål som kvaliteten på innemiljøet og effektiviteten ved bruk av plass bør tas med. Dermed kan tiltakene som brukes for å forbedre energieffektiviteten ha mange forskjellige former. Ofte inkluderer de passive tiltak som iboende reduserer behovet for å bruke energi, for eksempel bedre isolasjon. Mange tjener forskjellige funksjoner som forbedrer innendørsforholdene og reduserer energibruken, for eksempel økt bruk av naturlig lys.

En bygnings beliggenhet og omgivelser spiller en nøkkelrolle for å regulere temperaturen og belysningen. For eksempel kan trær, landskapsarbeid og åser gi skygge og blokkere vind. I kjøligere klima øker utformingen av bygninger på den nordlige halvkule med vinduer i sør og bygninger på den sørlige halvkule med nordvendte vinduer mengden sol (til slutt varmeenergi) som kommer inn i bygningen, og minimerer energibruken ved å maksimere passiv solvarme . Tett bygningsdesign, inkludert energieffektive vinduer, godt forseglede dører og ekstra varmeisolering av vegger, kjellerheller og fundamenter kan redusere varmetapet med 25 til 50 prosent.

Mørke tak kan bli opptil 39 ° C (70 ° F) varmere enn de mest reflekterende hvite overflatene . De overfører noe av denne tilleggsvarmen inne i bygningen. Undersøkelser i USA har vist at lettfargede tak bruker 40 prosent mindre energi til kjøling enn bygninger med mørkere tak. Hvite taksystemer sparer mer energi i solfylte klimaer. Avanserte elektroniske varme- og kjølesystemer kan moderere energiforbruket og forbedre komforten for mennesker i bygningen.

Riktig plassering av vinduer og takvinduer samt bruk av arkitektoniske funksjoner som reflekterer lys inn i en bygning kan redusere behovet for kunstig belysning. Økt bruk av naturlig belysning og oppgavebelysning har vist seg ved en studie å øke produktiviteten på skoler og kontorer. Kompakte lysrør bruker to tredjedeler mindre energi og kan vare 6 til 10 ganger lenger enn glødepærer . Nyere lysstoffrør gir naturlig lys, og i de fleste applikasjoner er de kostnadseffektive, til tross for deres høyere startkostnad, med tilbakebetalingsperioder så lave som noen få måneder. LED -lamper bruker bare omtrent 10% av energien en glødelampe krever.

Effektiv energieffektiv bygningsdesign kan omfatte bruk av lavpris-passive infrarøde lys for å slå av belysning når områder er ledige, for eksempel toaletter, korridorer eller til og med kontorområder utenfor timer. I tillegg kan lux-nivåer overvåkes ved hjelp av dagslyssensorer knyttet til bygningens lysopplegg for å slå på/av eller dempe belysningen til forhåndsdefinerte nivåer for å ta hensyn til det naturlige lyset og dermed redusere forbruket. Bygningsledelsessystemer kobler alt dette sammen i en sentralisert datamaskin for å kontrollere hele bygningens lys- og strømbehov.

I en analyse som integrerer en bolig-ned-opp-simulering med en økonomisk flersektor-modell, har det blitt vist at variable varmegevinster forårsaket av isolasjon og klimaanleggseffektivitet kan ha lastskiftende effekter som ikke er ensartet på strømbelastningen. Studien belyste også virkningen av høyere husholdningseffektivitet på kraftproduksjonskapasitetsvalgene som tas av kraftsektoren.

Valget av hvilken oppvarmings- eller kjøleteknologi som skal brukes i bygninger kan ha en betydelig innvirkning på energibruk og effektivitet. For eksempel vil erstatning av en eldre 50% effektiv naturgassovn med en ny 95% effektiv dramatisk redusere energibruk, karbonutslipp og vinterregninger for naturgass. Jordvarmepumper kan være enda mer energieffektive og kostnadseffektive. Disse systemene bruker pumper og kompressorer til å flytte kjølemiddelvæske rundt en termodynamisk syklus for å "pumpe" varme mot den naturlige strømmen fra varm til kald, med det formål å overføre varme til en bygning fra det store termiske reservoaret i bakken i nærheten. Sluttresultatet er at varmepumper vanligvis bruker fire ganger mindre elektrisk energi for å levere en tilsvarende mengde varme enn en direkte elektrisk varmeapparat gjør. En annen fordel med en grunnvarmepumpe er at den kan reverseres om sommeren og operere for å avkjøle luften ved å overføre varme fra bygningen til bakken. Ulempen med grunnvarmepumper er de høye startkapitalkostnadene, men dette blir vanligvis gjenvunnet innen fem til ti år som et resultat av lavere energibruk.

Smarte målere blir sakte vedtatt av den kommersielle sektoren for å fremheve personalet og for intern overvåking formål bygningens energibruk i et dynamisk presentabelt format. Bruken av strømkvalitetsanalysatorer kan innføres i en eksisterende bygning for å vurdere bruk, harmonisk forvrengning, topper, svelninger og avbrudd blant annet for å gjøre bygningen mer energieffektiv. Ofte kommuniserer slike målere ved hjelp av trådløse sensornettverk .

Green Building XML er en voksende ordning, en delmengde av bygningsinformasjonsmodelleringsarbeidet , med fokus på design og drift av grønne bygninger. Den brukes som input i flere energisimuleringsmotorer. Men med utviklingen av moderne datateknologi er et stort antall simuleringsverktøy for bygningsytelse tilgjengelig på markedet. Når du velger hvilket simuleringsverktøy som skal brukes i et prosjekt, må brukeren vurdere verktøyets nøyaktighet og pålitelighet, med tanke på bygningsinformasjonen de har tilgjengelig, som vil fungere som input for verktøyet. Yezioro, Dong og Leite utviklet en kunstig intelligens -tilnærming for å vurdere simuleringsresultater for bygningsytelse og fant at mer detaljerte simuleringsverktøy har den beste simuleringsytelsen når det gjelder oppvarming og kjøling av strømforbruk innen 3% av gjennomsnittlig absolutt feil.

Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) er et vurderingssystem organisert av US Green Building Council (USGBC) for å fremme miljøansvar ved byggdesign. De tilbyr for tiden fire nivåer av sertifisering for eksisterende bygninger (LEED-EBOM) og nybygg (LEED-NC) basert på en bygnings overholdelse av følgende kriterier: Bærekraftige steder , vanneffektivitet , energi og atmosfære, materialer og ressurser, innendørs miljøkvalitet og innovasjon innen design. I 2013 utviklet USGBC LEED Dynamic Plaque, et verktøy for å spore bygningsytelse mot LEED -beregninger og en potensiell vei til resertifisering. Året etter samarbeidet rådet med Honeywell for å hente data om energi- og vannbruk, samt innendørs luftkvalitet fra en BAS for automatisk å oppdatere plaketten, og gi et nærtidsbilde av ytelsen. USGBC-kontoret i Washington, DC er en av de første bygningene som inneholder den liveoppdaterende LEED Dynamic Plaque.

En dyp energi ettermontering er en helbyggingsanalyse og byggeprosess som bruker for å oppnå mye større energibesparelser enn konvensjonelle energirenoveringer . Ettermontering av dyp energi kan brukes på både boliger og bygninger ("kommersielle"). En dyp energioppgradering resulterer vanligvis i energibesparelser på 30 prosent eller mer, kanskje spredt over flere år, og kan forbedre bygningsverdien betydelig. The Empire State Building har gjennomgått en dyp energi ettermontering prosess som ble gjennomført i 2013. Prosjektgruppen består av representanter fra Johnson Controls , Rocky Mountain Institute , Clinton Climate Initiative , og Jones Lang LaSalle vil ha oppnådd en årlig energibruk reduksjon på 38 % og 4,4 millioner dollar. For eksempel ble de 6500 vinduene på nytt omprodusert til supervinduer som blokkerer varme, men passerer lys. Driftskostnadene for klimaanlegg på varme dager ble redusert, og dette sparte $ 17 millioner av prosjektets kapitalkostnad umiddelbart, delvis finansiering av annen ettermontering. Empire State Building, som fikk en Gold Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) -vurdering i september 2011, er den høyeste LEED -sertifiserte bygningen i USA. Den Indianapolis City County Building nylig gjennomgikk en dyp energi ettermontering prosess, som har oppnådd en årlig energireduksjon på 46% og $ 750.000 årlig energibesparelse.

Energioppgraderinger, inkludert dype og andre typer som utføres på boliger, kommersielle eller industrielle steder, støttes vanligvis gjennom ulike former for finansiering eller insentiver. Insentiver inkluderer forhåndspakkede rabatter der kjøperen/brukeren ikke engang er klar over at varen som brukes, er blitt rabatt eller "kjøpt ned". "Nedstrøms" eller "Midstream" nedturer er vanlige for effektive belysningsprodukter. Andre rabatter er mer eksplisitte og transparente for sluttbrukeren gjennom bruk av formelle applikasjoner. I tillegg til rabatter, som kan tilbys gjennom offentlige eller nytteprogrammer, tilbyr regjeringer noen ganger skatteinsentiver for energieffektiviseringsprosjekter. Noen enheter tilbyr rabatt- og betalingsveiledning og tilretteleggingstjenester som gjør det mulig for sluttbrukere av energikunder å benytte rabatt- og insentivprogrammer.

For å evaluere den økonomiske soliditeten til investeringer i energieffektivitet i bygninger, kan kostnadseffektivitetsanalyse eller CEA brukes. En CEA -beregning vil produsere verdien av energibesparelse, noen ganger kalt negawatt , i $/kWh. Energien i en slik beregning er virtuell i den forstand at den aldri ble konsumert, men snarere spart på grunn av at det ble gjort noen investeringer i energieffektivitet. Dermed tillater CEA å sammenligne prisen på negawatt med prisen på energi som elektrisitet fra nettet eller det billigste fornybare alternativet. Fordelen med CEA -tilnærmingen i energisystemer er at den unngår behovet for å gjette fremtidige energipriser for beregningens formål, og dermed fjerne den største usikkerhetskilden i vurderingen av energieffektivitetsinvesteringer.

Industri

Industrier bruker en stor mengde energi til å drive et mangfoldig utvalg av produksjons- og ressursutvinningsprosesser. Mange industrielle prosesser krever store mengder varme og mekanisk kraft, hvorav de fleste leveres som naturgass , petroleumsbrensel og elektrisitet . I tillegg genererer noen næringer drivstoff fra avfallsprodukter som kan brukes til å gi ekstra energi.

Fordi industrielle prosesser er så mangfoldige, er det umulig å beskrive mangfoldet av mulige muligheter for energieffektivitet i industrien. Mange er avhengige av de spesifikke teknologiene og prosessene som brukes på hvert industrianlegg. Det er imidlertid en rekke prosesser og energitjenester som er mye brukt i mange bransjer.

Ulike bransjer genererer damp og elektrisitet for senere bruk i anleggene. Når det genereres elektrisitet, kan varmen som produseres som et biprodukt fanges opp og brukes til prosessdamp, oppvarming eller andre industrielle formål. Konvensjonell elektrisitetsproduksjon er omtrent 30% effektiv, mens kombinert varme og kraft (også kalt samproduksjon ) konverterer opptil 90 prosent av drivstoffet til brukbar energi.

Avanserte kjeler og ovner kan fungere ved høyere temperaturer mens de brenner mindre drivstoff. Disse teknologiene er mer effektive og gir færre forurensninger.

Over 45 prosent av drivstoffet som brukes av amerikanske produsenter er brent for å lage damp. Det typiske industrielle anlegget kan redusere dette energiforbruket 20 prosent (ifølge US Department of Energy ) ved å isolere damp- og kondensatreturledninger, stoppe damplekkasje og opprettholde dampfeller.

Elektriske motorer kjører vanligvis med konstant hastighet, men en variabel hastighetsdrift gjør at motorens energiproduksjon kan matche den nødvendige belastningen. Dette oppnår energibesparelser fra 3 til 60 prosent, avhengig av hvordan motoren brukes. Motorspoler laget av superledende materialer kan også redusere energitap. Motorer kan også dra fordel av spenningsoptimalisering .

Industrien bruker et stort antall pumper og kompressorer i alle fasonger og størrelser og i en lang rekke bruksområder. Effektiviteten til pumper og kompressorer avhenger av mange faktorer, men ofte kan forbedringer gjøres ved å implementere bedre prosesskontroll og bedre vedlikeholdspraksis. Kompressorer brukes ofte til å gi trykkluft som brukes til sandblåsing, maling og andre elektroverktøy. Ifølge det amerikanske energidepartementet kan optimalisering av trykkluftsystemer ved å installere frekvensomformere, sammen med forebyggende vedlikehold for å oppdage og fikse luftlekkasjer, forbedre energieffektiviteten med 20 til 50 prosent.

Transport

Energieffektivitet for forskjellige transportmåter

Biler

Den estimerte energieffektiviteten for en bil er 280 Passenger-Mile/10 6 Btu. Det er flere måter å forbedre bilens energieffektivitet. Bruk av forbedret aerodynamikk for å minimere motstand kan øke drivstoffeffektiviteten til kjøretøyet . Reduksjon av bilens vekt kan også forbedre drivstofføkonomien, og derfor er komposittmaterialer mye brukt i karosserier.

Mer avanserte dekk, med redusert friksjon mellom dekk og vei og rullemotstand, kan spare bensin. Drivstofføkonomien kan forbedres med opptil 3,3% ved å holde dekkene oppblåst til riktig trykk. Bytte av et tett luftfilter kan forbedre bilens drivstofforbruk med opptil 10 prosent på eldre biler. På nyere biler (1980-årene og oppover) med drivstoffinnsprøytede, datastyrte motorer har et tett luftfilter ingen effekt på mpg, men erstatning kan forbedre akselerasjonen med 6-11 prosent. Aerodynamikk hjelper også på effektiviteten av et kjøretøy. Utformingen av en bil påvirker mengden gass som trengs for å bevege den gjennom luften. Aerodynamikk involverer luften rundt bilen, noe som kan påvirke effektiviteten til energiforbruket.

Turboladere kan øke drivstoffeffektiviteten ved å tillate en mindre slagvolum. 'Årets motor 2011' er Fiat TwinAir -motoren utstyrt med en MHI -turbolader. "Sammenlignet med en 1,2-liters 8v-motor har den nye 85 HK-turboen 23% mer effekt og 30% bedre ytelsesindeks. To-sylindret ytelse tilsvarer ikke bare en 1,4-liters 16v-motor, men drivstofforbruk er 30% lavere. "

Energieffektive biler kan nå dobbelt så mye drivstoffeffektivitet som en gjennomsnittlig bil. Banebrytende design, for eksempel diesel- Mercedes-Benz Bionic- konseptkjøretøyet, har oppnådd en drivstoffeffektivitet på opptil 2,8 l/100 km , fire ganger det nåværende konvensjonelle bilgjennomsnittet .

Den vanlige trenden innen bileffektivitet er økningen av elektriske kjøretøyer (helelektrisk eller hybridelektrisk). Elektriske motorer har mer enn det dobbelte av effektiviteten til forbrenningsmotorer. Hybrider, som Toyota Prius , bruker regenerativ bremsing for å gjenvinne energi som ville forsvinne i vanlige biler; effekten er spesielt uttalt ved bykjøring. Plug-in hybrider har også økt batterikapasitet, noe som gjør det mulig å kjøre på begrensede avstander uten å brenne bensin; i dette tilfellet er energieffektivitet diktert av hvilken prosess (som kullforbrenning, vannkraft eller fornybar kilde) som skapte kraften. Plug-ins kan vanligvis kjøre 64 km rent på strøm uten å lade opp; Hvis batteriet er lavt, starter en gassmotor for større rekkevidde. Til slutt vokser også helelektriske biler i popularitet; den Tesla Model S sedan er den eneste høy ytelse all-elektrisk bil som er på markedet.

gatebelysning

Byer rundt om i verden lyser opp millioner av gater med 300 millioner lys. Noen byer søker å redusere gatelykt strømforbruket ved å dimme lysene under off-peak timer eller bytte til LED-lamper. LED -lamper er kjent for å redusere energiforbruket med 50% til 80%.

Fly

Det er flere måter å redusere energiforbruket i lufttransport, fra modifikasjoner til selve flyene, til hvordan flytrafikken styres. Som i biler er turboladere en effektiv måte å redusere energiforbruket på; i stedet for å tillate bruk av en motor med mindre slagvolum, opererer turboladere i jetturbiner ved å komprimere den tynnere luften i større høyder. Dette gjør at motoren kan fungere som om den var ved havnivåstrykk mens den utnytter den reduserte motstanden på flyet i større høyder.

Lufttrafikkstyringssystemer er en annen måte å øke effektiviteten på ikke bare flyet, men flyindustrien som helhet. Ny teknologi gir overlegen automatisering av start, landing og kollisjonsforebygging, så vel som på flyplasser, fra enkle ting som HVAC og belysning til mer komplekse oppgaver som sikkerhet og skanning.

Alternative drivstoff

Typisk brasiliansk tankstasjon med fire alternative drivstoff til salgs: biodiesel (B3), bensin (E25), pen etanol ( E100 ) og komprimert naturgass (CNG). Piracicaba , Brasil .

Alternativt drivstoff, kjent som ikke-konvensjonelt eller avansert drivstoff , er alle materialer eller stoffer som kan brukes som drivstoff , annet enn konvensjonelt drivstoff. Noen velkjente alternative drivstoff inkluderer biodiesel , bioalkohol ( metanol , etanol , butanol ), kjemisk lagret elektrisitet (batterier og brenselceller ), hydrogen , ikke-fossilt metan , ikke-fossil naturgass , vegetabilsk olje og andre biomassakilder . Produksjonseffektiviteten til disse drivstoffene er veldig forskjellig.

Energi konservering

Elementer av passiv design av solenergi , vist i en direkte gevinstapplikasjon

Energibesparelse er bredere enn energieffektivitet ved å inkludere aktiv innsats for å redusere energiforbruket, for eksempel gjennom atferdsendring , i tillegg til å bruke energi mer effektivt. Eksempler på bevaring uten effektivitetsforbedringer er å varme et rom mindre om vinteren, bruke bilen mindre, lufttørke klærne i stedet for å bruke tørketrommelen, eller aktivere energisparemoduser på en datamaskin. Som med andre definisjoner kan grensen mellom effektivt energibruk og energibesparelse være uklar, men begge er viktige miljømessig og økonomisk. Dette er spesielt tilfelle når tiltakene er rettet mot å spare fossilt brensel . Energibesparelse er en utfordring som krever at politiske programmer, teknologisk utvikling og atferdsendring går hånd i hånd. Mange energi mellomledd organisasjoner, for eksempel statlige eller ikke-statlige organisasjoner på lokalt, regionalt eller nasjonalt nivå, jobber ofte offentlig finansierte programmer eller prosjekter for å møte denne utfordringen. Psykologer har også engasjert seg i energibesparelse og har gitt retningslinjer for å realisere atferdsendringer for å redusere energiforbruket samtidig som de tar hensyn til teknologiske og politiske hensyn.

The National Renewable Energy Laboratory (NREL) opprettholder en omfattende liste over programmer som er nyttige for energieffektivitet.

Kommersielle eiendomsforvaltere som planlegger og administrerer energieffektiviseringsprosjekter bruker vanligvis en programvareplattform for å utføre energisyn og for å samarbeide med entreprenører for å forstå hele spekteret av alternativer. Den Department of Energy (DOE) Programvare Directory beskriver EnergyActio programvare, en sky basert plattform utviklet for dette formålet.

Bærekraftig energi

Energieffektivitet og fornybar energi regnes som hovedelementer i bærekraftig energipolitikk . Begge strategiene må utvikles samtidig for å stabilisere og redusere karbondioksidutslipp . Effektiv energibruk er avgjørende for å bremse veksten i energibehovet, slik at økende ren energiforsyning kan gjøre store kutt i bruk av fossilt brensel. Hvis energibruken vokser for raskt, vil utviklingen av fornybar energi jage et avtagende mål. På samme måte, med mindre ren energiforsyning kommer på nett raskt, vil en redusert etterspørselsvekst bare begynne å redusere de totale karbonutslippene; en reduksjon i karboninnholdet i energikilder er også nødvendig. En bærekraftig energiøkonomi krever dermed store forpliktelser til både effektivitet og fornybar energi.

Rebound effekt

Hvis etterspørselen etter energitjenester forblir konstant, vil forbedring av energieffektiviteten redusere energiforbruket og karbonutslippene. Mange effektivitetsforbedringer reduserer imidlertid ikke energiforbruket med den mengden som er forutsagt av enkle tekniske modeller. Dette er fordi de gjør energitjenester billigere, og derfor øker forbruket av disse tjenestene. For eksempel, siden drivstoffeffektive kjøretøyer gjør reiser billigere, kan forbrukere velge å kjøre lenger, og dermed oppveie noen av de potensielle energibesparelsene. På samme måte har en omfattende historisk analyse av teknologiske effektivitetsforbedringer klart vist at forbedringer av energieffektivitet nesten alltid var raskere enn økonomisk vekst, noe som resulterte i en netto økning i ressursbruk og tilhørende forurensning. Dette er eksempler på direkte rebound -effekten .

Estimater av størrelsen på rebound -effekten varierer fra omtrent 5% til 40%. Rebound -effekten er sannsynligvis mindre enn 30% på husholdningsnivå og kan være nærmere 10% for transport. En rebound -effekt på 30% innebærer at forbedringer i energieffektivitet bør oppnå 70% av reduksjonen i energiforbruk som anslås ved bruk av ingeniørmodeller. Saunders et al. viste i 2010 at belysning har stått for omtrent 0,7% av BNP i mange samfunn og hundrevis av år, noe som innebærer en rebound -effekt på 100%. Imidlertid argumenterer noen av forfatterne i et oppfølgingspapir for at økt belysning generelt øker økonomisk velferd og har betydelige fordeler. En studie fra 2014 har vist at rebound -effekten er ganske lav for husholdningsbelysning, spesielt for pærer med høy bruk.

Energieffektivitet etter land eller region

Europa

European Investment Bank Investment Survey funn for 2019 og 2020.

Energieffektivitetsmål for 2020 og 2030.

Det første energieffektivitetsmålet for EU ble satt i 1998. Medlemsstatene ble enige om å forbedre energieffektiviteten med 1 prosent i året over tolv år. I tillegg har lovverk om produkter, industri, transport og bygninger bidratt til et generelt rammeverk for energieffektivitet. Det trengs mer innsats for å håndtere oppvarming og kjøling: det går mer bortkastet varme under strømproduksjon i Europa enn det som kreves for å varme opp alle bygninger på kontinentet. Alt i alt anslås det at EUs lovgivning om energieffektivitet gir besparelser til en verdi av opptil 326 millioner tonn olje per år innen 2020.

EU satte seg et energisparemål på 20% innen 2020 sammenlignet med 1990 -nivået, men medlemslandene bestemmer individuelt hvordan energibesparelser skal oppnås. På et EU -toppmøte i oktober 2014 ble EU -land enige om et nytt energieffektivitetsmål på 27% eller høyere innen 2030. En mekanisme som brukes for å nå målet på 27%, er 'Leverandørforpliktelser og hvite sertifikater'. Den pågående debatten rundt 2016 Ren energi -pakken legger også vekt på energieffektivitet, men målet vil trolig forbli rundt 30% større effektivitet sammenlignet med 1990 -nivået. Noen har hevdet at dette ikke vil være nok for EU for å nå Parisavtalens mål om å redusere klimagassutslipp med 40% sammenlignet med 1990 -nivået.

Viktige organisasjoner og programmer:

Tyskland

Energieffektivitet er sentralt i energipolitikken i Tyskland . Fra slutten av 2015 inkluderer nasjonal politikk følgende effektivitets- og forbruksmål (med faktiske verdier for 2014):

Mål for effektivitet og forbruk 2014 2020 2050
Primær energiforbruk (basisår 2008) −8,7% −20% −50%
Endelig energiproduktivitet (2008–2050) 1,6%/år
(2008–2014)
2,1%/år
(2008–2050)
Brutto strømforbruk (basisår 2008) -4,6% −10% −25%
Primær energiforbruk i bygninger (basisår 2008) −14,8% −80%
Varmeforbruk i bygninger (basisår 2008) −12,4% −20%
Endelig energiforbruk i transport (basisår 2005) 1,7% −10% −40%

De siste fremskrittene mot forbedret effektivitet har vært jevn bortsett fra finanskrisen 2007–08 . Noen mener imidlertid at energieffektivitet fremdeles er undergjenkjent når det gjelder bidraget til Tysklands energitransformasjon (eller Energiewende ).

Arbeidet med å redusere det endelige energiforbruket i transportsektoren har ikke vært vellykket, med en vekst på 1,7% mellom 2005–2014. Denne veksten skyldes både person- og godstransport på vei. Begge sektorene økte den totale tilbakelagte distansen for å registrere de høyeste tallene noensinne for Tyskland. Rebound -effekter spilte en betydelig rolle, både mellom forbedret kjøretøyeffektivitet og tilbakelagt distanse, og mellom forbedret kjøretøyeffektivitet og økning i kjøretøyvekter og motorkraft.

3. desember 2014 ga den tyske føderale regjeringen ut sin nasjonale handlingsplan for energieffektivitet (NAPE). Områdene som dekkes er energieffektivitet i bygninger, energibesparelse for selskaper, energieffektivitet for forbrukere og energieffektivitet i transport. Politikken inneholder både umiddelbare og fremtidsrettede tiltak. De sentrale kortsiktige tiltakene i NAPE inkluderer innføring av konkurransedyktige anbud for energieffektivitet, innsamling av midler til bygningsrenovering, innføring av skatteinsentiver for effektiviseringstiltak i byggesektoren og etablering av energieffektiviseringsnettverk sammen med næringsliv og industri. Tysk industri forventes å gi et betydelig bidrag.

August 2016 ga den tyske regjeringen ut en grønnbok om energieffektivitet for offentlig høring (på tysk). Den skisserer de potensielle utfordringene og tiltakene som er nødvendig for å redusere energiforbruket i Tyskland de neste tiårene. Ved lanseringen av dokumentet sa økonomi- og energiminister Sigmar Gabriel "vi trenger ikke å produsere, lagre, overføre og betale for energien vi sparer". Grønnboken prioriterer effektiv bruk av energi som det "første" svaret og skisserer også muligheter for sektorkobling , inkludert bruk av fornybar kraft til oppvarming og transport. Andre forslag inkluderer en fleksibel energiavgift som stiger når bensinprisene faller, og derved stimulere drivstoffbesparelsen til tross for lave oljepriser.

Polen

I mai 2016 vedtok Polen en ny lov om energieffektivitet, som trer i kraft 1.  oktober 2016.

Australia

Den australske nasjonale regjeringen leder aktivt landet i arbeidet med å øke energieffektiviteten, hovedsakelig gjennom regjeringens avdeling for industri og vitenskap . I juli 2009 ble Council of Australian Governments , som representerer de enkelte statene og territoriene i Australia, enige om en nasjonal strategi for energieffektivitet (NSEE).

Dette er en tiårsplan som fremskynder implementeringen av en landsomfattende vedtakelse av energieffektive metoder og en forberedelse til landets transformasjon til en karbonfattig fremtid. Det er flere forskjellige områder av energibruk som tas opp i NSEE. Men kapitlet om tilnærming til energieffektivitet som skal vedtas på nasjonalt nivå, understreker fire punkter for å oppnå oppgitte energieffektivitetsnivåer:

  • For å hjelpe husholdninger og bedrifter med å gå over til en fremtid med lav karbonutslipp
  • For å effektivisere adopsjonen av effektiv energi
  • For å gjøre bygninger mer energieffektive
  • For at regjeringer skal jobbe i partnerskap og lede veien til energieffektivitet

Den overordnede avtalen som styrer denne strategien er den nasjonale partnerskapsavtalen om energieffektivitet.

Dette dokumentet forklarer også rollen til både samveldet og de enkelte statene og territoriene i NSEE, og sørger også for opprettelse av benchmarks og måleinstrumenter som på en åpen måte vil vise landets fremgang i forhold til de oppgitte målene, og imøtekomme behovet for finansiering av strategien for å gjøre den i stand til å gå videre.

Avdelinger og arrangementer:

Canada

I august 2017 ga Canadas regjering ut Build Smart - Canadas bygningsstrategi , som en sentral driver for det pan -kanadiske rammeverket for ren vekst og klimaendringer , Canadas nasjonale klimastrategi.

Build Smart-strategien søker å dramatisk øke energieffektiviteten til eksisterende og nye kanadiske bygninger, og setter fem mål for dette formål:

  • Føderale, provinsielle og territorielle myndigheter vil arbeide med å utvikle og vedta stadig strengere modellbyggingskoder, fra og med 2020, med det mål at provinser og territorier skal ta i bruk en " nett-null energiklar " modellbyggekode innen 2030.
  • Føderale, provinsielle og territorielle myndigheter vil jobbe med å utvikle en modellkode for eksisterende bygninger innen 2022, med det mål at provinser og territorier vedtar koden.
  • Føderale, provinsielle og territorielle myndigheter vil jobbe sammen for å kreve merking av energibruk i bygningen allerede i 2019.
  • Den føderale regjeringen vil sette nye standarder for varmeutstyr og andre viktige teknologier til det høyeste effektivitetsnivået som er økonomisk og teknisk oppnåelig.
  • Provinsielle og territorielle myndigheter vil arbeide for å opprettholde og utvide arbeidet med å ettermontere eksisterende bygninger ved å støtte energieffektivitetsforbedringer og ved å akselerere adopsjon av høyeffektivt utstyr samtidig som de skreddersyr programmene til regionale forhold.

Strategien beskriver en rekke aktiviteter som Canadas regjering vil gjennomføre, og investeringer den vil gjøre, for å støtte målene. Fra begynnelsen av 2018 har bare en av Canadas 10 provinser og tre territorier, British Columbia, utviklet en politikk til støtte for den føderale regjeringens mål om å nå netto null energiklare ambisjoner: BC Energy Step Code .

Lokale regjeringer i British Columbia kan bruke BC Energy Step Code, hvis de ønsker det, for å stimulere eller kreve et energieffektivitetsnivå i nybygg som går utover kravene i grunnbyggingsloven. Forordningen og standarden er utformet som et teknisk veikart for å hjelpe provinsen med å nå målet om at alle nye bygninger skal oppnå et netto null energiklart ytelsesnivå innen 2032.

forente stater

En 2011 Energy Modeling Forum -studie som dekker USA, undersøker hvordan energieffektivitetsmuligheter vil forme fremtidig drivstoff- og strømbehov i løpet av de neste tiårene. Den amerikanske økonomien er allerede klar til å senke energi- og karbonintensiteten, men eksplisitte retningslinjer vil være nødvendige for å nå klimamålene. Disse retningslinjene inkluderer: en karbonavgift, obligatoriske standarder for mer effektive apparater, bygninger og kjøretøyer, og subsidier eller reduksjon i forhåndskostnadene for nytt mer energieffektivt utstyr.

Programmer og organisasjoner:

Se også

Referanser