Ev, yeşil ev: karbonu azaltmak ve (belki) paradan tasarruf etmek için bilimsel çözümler PlatoBlockchain Veri Zekası. Dikey Arama. Ai.

Ev, yeşil ev: karbonu azaltmak ve (belki) tasarruf etmek için bilimsel çözümler

Enerji faturaları artarken pek çok insan, Birleşik Krallık'taki evlerin çoğunu ısıtmak için halihazırda kullanılan fosil yakıtlardan vazgeçmekle ilgileniyor. Soru bunun nasıl gerçekleşeceğidir, çünkü margaret harris açıklıyor

(Nezaket: Shutterstock/Douglas Baldan)

Orta Çağ'dan kalma Bath Abbey kilisesinin döşeme taşlarının derinliklerinde, antik bir dokunuşa sahip modern bir mucize sessizce varlığını hissettiriyor. Mart 2021'de tamamlanan manastırın Isıtma sistemi zemin altı borularını yüzeyin yedi metre altına yerleştirilmiş ısı eşanjörleriyle birleştiriyor. Orada, yaklaşık 2000 yıl önce inşa edilen bir kanalizasyon, her gün 1.1 milyon litre 40 °C suyu doğal bir kaplıcadan antik Roma hamamlarından oluşan bir komplekse taşıyor.

Bu sıcak su akışından yararlanan sistem, yalnızca manastırı değil, aynı zamanda ofisler için kullanılan bitişikteki George dönemi kulübelerini de ısıtmak için yeterli enerjiyi sağlıyor. Manastır rektörünün bunu "güzel tarihi kilisemizi ısıtmak için sürdürülebilir bir çözüm" olarak övmesine şaşmamalı.

Ama hepsi bu değildi. Manastırın ısınmasını karbondan arındırma çabaları başladıktan sonra, yetkililer 19.4 milyon £ değerindeki Bath Abbey Ayak İzi projesi dikkatlerini binanın elektriğine çevirdi. Çoğu kilise gibi manastır da doğudan batıya uzanıyor ve çatısına güneye bakan geniş bir görünüm kazandırıyor. Birleşik Krallık'ın kuzey enlemlerinde bu tür çatılar günün büyük bölümünde güneş ışığı altında kalıyor ve bu da onları güneş fotovoltaik (PV) panelleri için ideal kılıyor. Bath'ın kuzeyinde bir saatlik sürüş mesafesinde bulunan Gloucester Katedrali, bu elverişli yönelimin avantajını çoktan kullanmış ve 2016'da İngiltere'nin ilk büyük antik katedrali haline gelmiştir. çatısına güneş panelleri yerleştirildi.

Gloucester Katedrali'nin güneş panelleri

Benzer bir kurulumun Bath Abbey'de uygun olup olmayacağını öğrenmek için Footprint projesi, Bath-led Üniversitesi'ndeki doktora öğrencileriyle çalıştı. Yeni ve Sürdürülebilir Fotovoltaik Alanında Doktora Eğitim Merkezi (CDT). Yayınlanan bir fizibilite çalışmasında Enerji Bilimi ve Mühendisliği (2022 10 892), öğrenciler iyi tasarlanmış bir PV panel dizisinin manastırın elektriğinin %35.7'sini sağlayabileceğini, artı fazlanın üretildiği günlerde şebekeye geri satılabilecek %4.6'yı hesapladılar. Dizi yaklaşık 13 yıl içinde kendi masrafını çıkaracak ve 139,000 yıllık ömrü boyunca toplam 12,000 £ ± 25 £ kar elde edecektir.

Ev gerçekleri

Bath Abbey'in çatısına güneş panelleri kurmak şimdilik sadece bir fikir olarak kalıyor. Footprint proje direktörü Nathan Ward'ın ifadesiyle, "Zamanlama doğru olduğunda bu, gelecek için geçerli bir seçenektir." Ancak Birleşik Krallık'taki birçok insan için (sıradan ev sahipleri ve ünlü binaların koruyucuları) zamanlama gerçekten çok acil görünmeye başlıyor. Rusya'nın Ukrayna'yı işgal etmesi, güçlü küresel gaz talebi ve çeşitli yerel faktörlerin etkisiyle enerji fiyatları benzeri görülmemiş seviyelere yükseliyor.

Ağustos ayında yayınlanan tahminlerde danışmanlık şirketi Cornwall Insight hesaplanan Durum değişmediği takdirde Birleşik Krallık'ta ortalama bir hanenin Ocak 355'te enerjiye ayda 2023 £ harcayabileceği belirtiliyor. Birleşik Krallık hükümetinin Enerji Fiyat Garantisi, Eylül ayında açıklanacak, enerji faturalarını sübvanse ederek bir miktar rahatlama sağladı. Öyle olsa bile, Ekim 2021 ile Ekim 2022 arasında enerji tedarikçilerinin Birleşik Krallık'taki ev sahiplerinden alabileceği maksimum birim fiyat önemli ölçüde arttıgaz için kilovatsaat (kWh) başına 7 peniden 10.3 peniye, elektrik için ise kilovatsaat başına 21 peniden 34 peniye yükseldi.

Bath Abbey'in yeni toprak kaynaklı ısı pompası sisteminin bir parçası

Banyo fizikçisi Alison WalkerCDT'nin direktörü olan , ekibinin makalesinin o zamanlar şöyle olduğunu söylüyor: manastırın karbon ayak izini azaltma konusunda ciddi olduğunu gösteren varsayımsal bir öneri. Ancak artık "enerjinin maliyeti o kadar keskin bir şekilde arttı ki, kendi elektriğinizi üretirseniz, bu yıl yaşadığımız gibi çok daha ucuz hale gelebilir ve enerji fiyatlarındaki dalgalanmalardan daha az etkilenir" diyor.

Enerji faturalarını, karbon ayak izlerini veya her ikisini birden azaltmak isteyen ev sahipleri için güneş panelleri bunu yapmanın en kolay ve ucuz yollarından biridir. Silikon bazlı PV paneller olgun bir teknolojidir, fiyatları son 10 yılda hızla düşmüştür ve bir çatı panelinin kurulumu yalnızca birkaç gün sürmektedir. Ancak güneş enerjisi kurulumlarına yönelik devlet desteği artık ev sahiplerinin kullanımına sunulmadığından, ön maliyetler çoğu kişi için engel teşkil ediyor ve kurulumcuların uzun bekleme listeleri var.

Daha da kötüsü, güneş panelleri teknik nedenlerden veya görünümlerinden dolayı her konut için uygun değildir. "Birleşik Krallık'ta binaların estetiği konusunda oldukça bilinçliyiz" diyor Mike DuvarlarıLoughborough Üniversitesi'nde fizikçi olan Yenilenebilir Enerji Sistemleri Teknolojisi Merkezi. "Bazı binalar var, özellikle de eski olanlar, güzel görünmedikleri veya genel görünüme uymadıkları için insanların güneş panelleri takmadıkları." Gloucester Katedrali'nin proje başkanı Anne Cranston, planlama yetkililerinin bunları kabul etmesinden önce ekibinin panellerin "mümkün olduğunca 'gizli'" olacağını kanıtlaması gerektiğini belirtiyor.

Her halükarda, çatıya birkaç PV paneli yerleştirmek, ev sahiplerini fosil yakıtlara olan bağımlılıktan kurtarmak için nadiren tek başına yeterli olur. Açıkçası, Güneş geceleri parlamazken, Kuzey Avrupa için ortalama doğrudan normal güneş ışığı (Güneş'in birim alan başına enerjisinin bir ölçüsü) birkaç kWsaat/m2'den fazla değildir.2. Bu nedenle, en güneşli kış günlerinde bile Birleşik Krallık'taki tipik bir çatı üstü PV dizisi, altındaki evi ısıtmak için yeterli enerji üretmeyecektir - bunu Şubat ayında kendi evime güneş panelleri kurduğumda keşfettim (bkz. "Her seferinde bir ev" kutucuğu). ”).

Güneş panelleri tam bir çözüm değilse, fosil yakıtlara olan bağımlılıklarını sona erdirmek (veya en azından azaltmak) isteyen ve Bath Abbey'in uygun Roma sıcak su kaynağından yoksun olan ev sahiplerinin başka çözümler bulması gerekiyor. Bir seçenek, geleneksel gazla çalışan kazanlardan kurtulmak ve bunları alternatif ısıtma sistemleriyle değiştirmektir. Aslında, Birleşik Krallık hükümetinin 2050 yılına kadar net sıfır karbon emisyonu elde etme taahhüdünün bir parçası olarak, 2025'ten itibaren Birleşik Krallık'ta yeni inşa edilen evlere gaz kazanları kurmak artık yasal olmayacak. Ancak mevcut tesisleri yenileme çabaları yavaş ilerliyor. Peki Birleşik Krallık'ın konut stokunu nasıl “yeşil” hale getireceğiz?

Isıyı içeride tutmak

Birleşik Krallık evleri diğer Avrupa ülkelerindeki evlere göre ortalama üç kat daha hızlı ısı kaybediyor

Bu makale için konuştuğum uzmanlar bir noktada birleşiyordu: Konutlar daha iyi yalıtılmış olsaydı her şey çok daha kolay olurdu. Walker, "Aslında cevap izolasyon, izolasyon, izolasyon, çünkü bu enerji maliyetlerinizi azaltmanın açık ara en iyi yoludur" diyor. "Verimliliğe aslında olması gerektiği kadar önem verilmiyor" diye katılıyor Zoe RobinsonKeele Üniversitesi'nde sürdürülebilirlik profesörü.

Rakamlar düşündürücü. 2020 ders çalışma akıllı ısıtma teknolojileri firması Tado° tarafından yapılan araştırma, Birleşik Krallık'taki evlerin diğer Avrupa ülkelerindeki evlere göre ortalama üç kat daha hızlı ısı kaybettiğini buldu. Tado°'daki analistler, Avrupa genelinde 80,000 müşteriden toplanan verileri kullanarak, Birleşik Krallık'ta 20°C'lik bir günde 0°C'ye ısıtılan bir evin, ısıtma kapatıldığında beş saat sonra ortalama üç derece kaybettiği sonucuna vardı. Almanya'da bir ev için.

Bu zayıf performans kısmen Birleşik Krallık'taki konut stokunun eski olmasından kaynaklanmaktadır. Ancak Laurie PeterBath'tan yakıt üretmek için güneş enerjisi kullanma konusunda uzman olan Dr., sorunun yeni evlere de yayıldığını söylüyor. "Birbirini takip eden hükümetler, ev inşa etmeye ilişkin düzenlemeler konusunda çekingen davrandılar" diyerek, bunun bir evin genel karbon ayak izi ve enerji kullanımı için de geçerli olduğunu ekliyor. "Ev inşaatı ve izolasyon açısından hâlâ aşağı yukarı Viktorya döneminde olduğumuz yerdeyiz ki bu açıkçası utanç verici."

Eski binaların ve gevşek düzenlemelerin birleşimi nedeniyle, İngiltere'deki 28.5 milyon evin yarısı Bath Abbey ile aynı duvar yalıtımına sahip; yani hiçbiri yok. Çift cam daha yaygındır ancak 2020–2021'e göre İngilizce Konut Araştırmasıİngiliz evlerinin %14'ünde hâlâ bu donanım bulunmuyor. Daha da kötüsü, yenileme oranları uçurumdan düştü. 2012 yılında yaklaşık 2.3 milyon eve yeni çatı katı, boşluklu duvar veya masif duvar yalıtımı uygulandı, ancak hükümetin başarılı bir yenileme programını daha az etkili olduğu kanıtlanan teşviklerle değiştirmesinin ardından bu sayı yılda 200,000'in altına düştü.

Her seferinde bir ev

İki fizikçinin olduğu bir evde yaşıyorum, bu nedenle gaz kazanımızı bir ısı pompasıyla değiştirdiğimizde ve çatımıza güneş panelleri taktığımızda, kurulumu doğal olarak sonuçları zamanla izleyebileceğimiz bilimsel bir deney olarak ele aldık. Daha az enerji mi kullanırdık? Peki faturalarımızda bir değişiklik olur mu?

Margaret Harris ve ısı pompası

Edward döneminden kalma tuğla teraslı evimiz, çift camlı pencereler, çatı katı ve boşluklu duvar yalıtımıyla yaşına göre nispeten verimlidir. Yine de ısı pompasına geçiş hazırlık gerektiriyordu. Odalarımızı ve pencerelerimizi ölçtükten sonra montajcılar (ek olarak ısı pompaları yapan yerel bir tesisat firması), 8 kW'lık bir ısı pompasına, yeni bir yüksek verimli sıcak su deposuna ve daha uzun, çift genişlikte radyatörlere ihtiyacımız olacağını hesapladılar. her oda.

Güçlü talep, tesisatçıları sıkışık bir programa soktu; bu nedenle Ocak ortasında bize bir yer teklif ettiklerinde, iki haftaya kadar ısıtma yapılmaması anlamına gelmesine rağmen kabul ettik (küçük çocukların veya engelli kişilerin bulunduğu haneler için bu daha zor olurdu) ). Yüksek talep ve tedarik zinciri sorunları da aynı şekilde güneş paneli kurulumunu Şubat ayına erteledi. Ancak yenileme tamamlandıktan sonra, evin Ocak 2021'den Ağustos 2022'ye kadar olan enerji kullanımını gösteren bu grafiğin gösterdiği gibi, harika çalıştı.

Enerji kullanımını gösteren grafik

Isı pompası 19 Ocak'ta çalışmaya başladı. Kışın geri kalanında ve ilkbaharın başlarında, evimizin ortalama günlük enerji kullanımı (mavi çizgi) 2021'in aynı dönemine göre yaklaşık yarısı kadardı (2021 veri kümesinin üç aylık veya iki aylık okumalara dayandığını, kullanımın Şubat 2022'den itibaren olduğunu unutmayın) itibaren haftalık olarak kaydedildi). 3 Şubat'ta kurulan güneş panellerinin etkisi daha küçük oldu, bunun nedeni kısmen piller için yer ve bütçe eksikliğinin, elektriğin bir kısmının evde kullanılmak yerine (pembe çizgi) şebekeye (yeşil çizgi) ihraç edilmesi anlamına gelmesiydi. Ev ayrıca akşamları, bulutlu günlerde ve talebin yoğun olduğu dönemlerde elektrik ithalatına (turuncu hat) devam etti. Yine de bahar sonu ve yaz başında panellerin ortalama günlük üretimi rutin olarak evin ortalama günlük kullanımını aşıyordu; bu cesaret verici bir sonuçtu.

Mali faydalar daha az belirgindir. Birleşik Krallık'ın elektriği yenilenebilir kaynaklar, gaz, nükleer ve (nadiren) kömür gibi çeşitli kaynaklardan geliyor, ancak elektrik fiyatları en pahalı kaynağa (şu anda gaz) bağlı. Birleşik Krallık elektrik fiyatlarına, gazın daha yüksek çevresel maliyetine rağmen gaz için geçerli olmayan çevre vergileri de dahildir. Yani evimiz daha az enerji kullanırken, ithal etmeye devam ettiği enerji birim bazında gaza göre çok daha pahalı. Güneş panellerinden elektrik satmak, Birleşik Krallık hükümetinin (şu anda kapalı olan) Yerli Yenilenebilir Isı Teşvik programından ısı pompası hibesi almak gibi yardımcı oluyor, ancak sorunun bu kısmı sonuçta fizikle değil politikayla ilgili.

Isı pompalama

Ev sahiplerine daha yüksek enerji faturaları ve artan karbon emisyonları yüklemenin yanı sıra, zayıf yalıtım, evlerin ısıtılma şeklini değiştirme seçeneklerini de sınırlıyor. Birleşik Krallık hükümetinin net sıfır karbon emisyonuna ulaşma planları büyük ölçüde şunlara dayanıyor: Doğalgaz kazanlarının ısı pompalarıyla değiştirilmesi, Bugünkü 19 civarındaki ısı pompası sayısına kıyasla 2050 yılına kadar 250,000 milyon ısı pompası hedefi var. Bu, bazı açılardan mantıklı olan bir strateji.

Isı pompaları, buzdolaplarıyla aynı prensiplerle çalışır; tek fark, içeriyi daha sıcak hale getirmek için dışarıdaki havadan veya yerden ısı çekerler. Ve termodinamik yasaları sayesinde son derece verimlidirler: aldıkları her birim elektrik için 3-4 birim ısı dışarı atarlar (“Isı pompaları nasıl çalışır” kutusuna bakın). Teknoloji aynı zamanda ticari açıdan da olgunlaşmış durumda; Mitsubishi Electric ve Daikin gibi büyük üreticiler çeşitli modeller üretiyor.

Ne yazık ki, Birleşik Krallık'ın mevcut enerji yapısının bazı yönleri, işleri zorlaştırıyor. Zhibin YuGlasgow Üniversitesi'nden bir mühendis durumu özetliyor. "Birleşik Krallık'ta evlerimizin çoğu bir gaz şebekesine bağlı, dolayısıyla merkezi ısıtma sistemlerimiz kazanlar için tasarlandı" diye açıklıyor. Geleneksel bir doğal gaz kazanı, suyu 60, 70 ve hatta 80 °C'de sirküle ederek, radyatörler küçük olsa ve duvarlar ve çatı katı kötü yalıtılmış olsa bile bir evi sıcak tutabilir (yüksek maliyetle de olsa).

Bir ısı pompasının performansı ise aksine, ısı pompasının kaynağı (dış hava gibi) ile onun beslemesi (ısıtma sistemi çevresinde dolaşan su veya hava) arasındaki sıcaklık farkına bağlıdır. Yu'nun açıkladığı gibi, eğer fark büyükse performans düşüktür. En yüksek enerji verimliliğine ulaşmak için ideal olarak besleme sıcaklığının 35 ila 45 °C arasında olmasını istersiniz.

Bath Abbey'de kullanılanlar gibi yerden ısıtma sistemleri için bu iyi olabilir. Ancak standart boyutlu radyatörlerin ısı transfer alanı, eğer su radyatörlerin etrafında nispeten ılık 45 °C sıcaklıkta dolaşıyorsa, bir odayı sıcak tutacak kadar nadiren yeterince büyüktür. Sonuç olarak, bina sakinleri rahatsız edici derecede üşüyebilirler; gaz kazanını söküp bir ısı pompası takmak için zaman ve enerji harcayan biri için bu pek de iyi bir haber değil.

Daha büyük radyatörler ve daha iyi yalıtım, bu sorunu bir ücret karşılığında çözebilir. Yu'ya göre, tipik bir yarı müstakil evi ısıtmaya yetecek kadar güçlü bir hava kaynaklı ısı pompasının maliyeti genellikle 3000 £ ile 5000 £ arasındadır. Ancak radyatörlerin yenilenmesi de dahil olmak üzere komple bir kurulum, bunun iki katından daha pahalıya mal olabilir; bu da tüm projeyi, yeni bir kazan kurulumundan dört ila beş kat daha pahalı hale getirir. "Bu zorlayıcı bir durum" diye bitiriyor sözlerini.

Isı pompaları nasıl çalışır?

Bir ısı pompasının şeması

Dirençli bir tel üzerinden akım geçirerek çalışan standart elektrikli ısıtıcıların aksine, ısı pompaları buzdolaplarıyla aynı termodinamik prensiplerle çalışır. Kalbinde diflorometan gibi nispeten düşük sıcaklık ve basınçta buharlaşan bir çalışma sıvısı bulunur. Bu, sıvının düşük sıcaklıktaki kaynaklardan bile ısıyı emmesine olanak tanır (Qkaynak) toprak, su veya kışın dışarıdaki hava gibi.

Çalışma akışkanı, ısıyı emdikten sonra buhara dönüşür ve sıcaklığını daha da artıran bir kompresörden ve sıcak, yüksek basınçlı buharı sıvıya dönüştüren bir yoğunlaştırıcıdan geçer. Bu faz değişiminde açığa çıkan ısı (Qarz) daha sonra merkezi ısıtma sistemine ve daha sonra kanallar aracılığıyla üflenen hava veya radyatörler veya döşeme altı borular aracılığıyla sirküle edilen su yoluyla binaya aktarılır. Çalışma akışkanı, ısısının büyük bir kısmını serbest bıraktıktan sonra, bir genleşme valfi aracılığıyla gönderilir ve basıncı (ve dolayısıyla sıcaklığı) düşürülerek döngünün yeniden başlayabilmesi sağlanır.

Hidrojenin dağıtılması

Kazanları ısı pompalarıyla değiştirmenin bir alternatifi, kazanların yakıtını hidrojene dönüştürmek olabilir. Doğal gazın aksine hidrojen yandığında karbondioksit salmaz ve prensip olarak çevre dostu bir şekilde üretilebilir. Yakın zamanda tamamlanan projenin arkasındaki mantık budur. HyDeploy Birleşik Krallık'taki birkaç yüz evin doğal gaz ve hacimce %20'ye kadar hidrojen karışımını yaktığı proje.

Pilot çalışma, geçişi ev sahipleri için mümkün olduğunca acısız hale getirmek için tasarlandı. Neyse ki, modern gaz kazanları %25'e kadar hidrojenle başa çıkabilecek şekilde tasarlandı, bu nedenle çok az evde tadilat yapılması gerekti. Pilot çalışmanın her iki aşaması da sınırlı coğrafi bölgelerde (Staffordshire'daki Keele Üniversitesi ve kuzeydoğu İngiltere'deki Winlaton yakınında) gerçekleştirildi ve bu da bölge sakinlerinin güvenlik ve maliyetle ilgili başlangıçtaki endişelerinin bireysel olarak ele alınmasını mümkün kıldı.

Keele'de sosyal bilimci olarak HyDeploy'da yer alan Robinson, şu ana kadar anket verilerinin kamuoyunun yüksek düzeyde kabulüne işaret ettiğini söylüyor. "İnsanların çoğunluğu o kadar da rahatsız değil, özellikle de harmanlanmış hidrojenle hiçbir şey yapmaları gerekmediği için" diyor. "Öyle olur bazen."

Bunlar iyi noktalar. İşte bazı olumsuzluklar. Birleşik Krallık düzenlemeleri genellikle gaz şebekesindeki hidrojen miktarını %0.1'in altında sınırlandırıyor; bu nedenle daha yüksek oranların uygulamaya konulması politikada bir değişiklik gerektirecektir. Diğer bir sorun ise hidrojenin metandan çok daha az yoğun olmasıdır; bu da hacimce (kütlece değil) %20 oranında hidrojenin karıştırılmasının karbon emisyonlarını yalnızca %7 oranında azalttığı anlamına gelir. Dahası, hidrojen oranının daha da arttırılması, yalnızca yeni kazanlar değil, aynı zamanda boruların değiştirilmesini de gerektirecektir, çünkü yüksek konsantrasyonlardaki hidrojen, çeliğin kırılgan hale gelmesine neden olur.

Bir başka sorun da, dünyanın her yıl ürettiği 87 milyon ton hidrojenin çoğunun metanın buharla yeniden formüle edilmesinden geliyor olması, teknolojiyi "yeşil" yerine "gri" kılıyor. Hidrojen üretmenin ana yeşil yolu, suyu oksijen ve hidrojene ayırmak için yenilenebilir kaynaklardan elde edilen elektriği kullanmaktır. Ancak Bath'taki güneş enerjisi uzmanı Peter, bunu geniş ölçekte yapmaya yetecek kadar yenilenebilir elektrik bulmanın zor olduğunu söylüyor. "Bunun tamamını güneş enerjisiyle üretilen elektrolizle üretmeye çalışırsanız, bu imkansız bir iştir" diyor. "Bu yapılamaz."

Peter, şu anda dünyadaki hidrojenin yaklaşık %40'ının gübre üretmek için kullanıldığına, geri kalanının çoğunun da petrol rafinasyonuna gittiğine dikkat çekiyor. Her iki endüstrinin de karbondan arınması evsel enerji tüketimine göre daha zordur ve Peter evde hidrojen yakmanın da lojistik açıdan mantıklı olmadığını savunuyor. "Elektroliz yoluyla 'yeşil' hidrojen üretmek, onu borudan aşağıya göndermek ve sizin onu yakmanız, evinize 'yeşil' elektrik göndermekle karşılaştırıldığında enerji açısından verimsizdir" diye açıklıyor. "Ben hidrojenin evinizde olup bitenler açısından önemli bir oyuncu olacağını düşünmüyorum."

Uzun vadede Robinson, yerli hidrojenin verimlilik açısından "anlamlı olmadığını" kabul ediyor. Ancak alternatif ısıtma sistemlerinin kurulumunun zaman alacağına dikkat çekiyor. "Şu anki sorunlardan biri, birinin kazanı bozulduğunda tepkinin onu başka bir kazanla değiştirmek olacağıdır" diyor. "Isıtma mühendisleri ve insanların aldıkları tavsiyeler açısından bir beceri açığı var."

Robinson'un görüşüne göre hidrojen, ısı pompaları daha ucuz ve yaygın hale gelene kadar fosil yakıtlara olan bağımlılığı azaltan bir "atlama taşı" görevi görebilir. "Harmanlanmış hidrojen, yeşil hidrojen üretimi için bir pazar oluşturduğunda, daha sonra enerji sisteminin başka bir yerinde yeşil hidrojeni kullanmaya başlayabilirsiniz." Bu bağlamda yeşil hidrojen ile ülkeler ve üreticiler yatırım yapmaya başlayıncaya kadar pahalı olan ve fiyatları aşağı çekecek kadar talep yaratan açık deniz rüzgar enerjisi arasında paralellikler görüyor.

Isıtma sistemlerinden enerji sistemlerine

Isı pompaları ve hidrojen dışında birkaç teknoloji daha düşük karbonlu evlere giden yolu kolaylaştırabilir. Tandem yapıda kristalin silikon ve perovskit olarak bilinen malzemeleri kullanan yüksek verimli PV paneller ticari üretime geçilecek Walker gelecek yıl ise güneş enerjisinin maliyeti üzerinde “ciddi bir etki” yaratacaklarını düşünüyor. Walls, güneş enerjisine yönelik estetik itirazları azaltmak için elektrikli arabalar için entegre güneş panelleri ve standart çatı kiremitlerine benzeyen paneller geliştirme olasılığı konusunda da benzer şekilde heyecan duyuyor. "Tüm yenilenebilir enerji kaynakları arasında konut düzeyinde cazip olma şansı en yüksek olanı PV'dir" diyor.

Yeniliklerin yoğunlaştığı bir diğer alan ise enerji depolamadır. Birçok evsel güneş enerjisi kurulumu, havanın bulutlu veya karanlık olduğu zamanlar için halihazırda lityum piller içermektedir. Daha büyük ölçekli depolama da gerçeğe dönüşmekve ısı pompası teknolojisi de yerinde durmuyor. Yu, Glasgow'da bir yeni, esnek pompa kondenser ile genleşme valfi arasında bir ısı depolama cihazı içeren.

Prototip ısı pompasıyla Zhibin Yu

Bu cihaz, normalde kaybedilecek olan ısının bir kısmını alır ve bunu ısı pompasının işlemleri için kullanılabilir hale getirir. Örneğin, ortam sıcaklıkları yaklaşık 6 °C'nin altına düştüğünde düzenli olarak gerekli olduğu gibi, yardımcı ısı, ısı pompasının dış ünitesinin buzunu çözmek için kullanılabilir. Genel olarak Yu, tasarımıyla verimlilikte %10'luk bir artışın mümkün olduğunu düşünüyor ve bunun, ısı pompalarının kurulumu için "geri ödeme süresine baktığınızda büyük bir fark yaratacağına" inanıyor.

Döngü içi yardımcı ısı depolaması sayesinde esnek ısı pompası, her gün attığımız ısıdan yararlanmak gibi başka olasılıkların da önünü açacaktır. Yu şunu gözlemliyor: "Örneğin, duş aldığımızda suyu 70 veya 80 dereceye ısıtıyoruz, soğuk suyla karıştırıp 35-40'a düşürüyoruz ve sonra duştan 20-30 derecede çıkıyoruz. içerdiği ısı kanalizasyona atılıyor.”

Evlerimizi entegre enerji sistemleri olarak düşünmek daha doğru bir yaklaşım olabilir. Yu, "Temel olarak evinizdeki enerji akışını, ısıtma ve soğutmayı yönetmeye çalışıyorsunuz" diyor. “Buzdolabına ihtiyacınız var, dondurucuya ihtiyacınız var, kazana ihtiyacınız var, klimaya ihtiyacınız var; çok fazla ısıyı dışarı atıyorsunuz, sonra da havadan çok fazla ısı çekiyorsunuz. Neden bu süreçleri entegre etmiyoruz?”

emsal belirlemek

2016 yılında planlama yetkilileri Gloucester Katedrali'nin çatısına güneş panelleri yerleştirilebileceğine karar verdiğinde, proje direktörü Cranston'ı bu kararın diğer tarihi binalar için emsal oluşturmadığı konusunda uyarmıştı. Altı yıl sonra Cranston, hem planlama otoritesinde hem de İngiltere Kilisesi'nde "işlerin önemli ölçüde değiştiğini" söylüyor. "NetZero hepimizin önündeki zorlu mücadeleyi açıkça ortaya koyuyor" diyor. “Miras binaları üzerlerine düşeni yapmalı.”

Bath'ta Ward, manastırın da aynı yolu izlemesinin yolunun hâlâ açık olduğunu vurguluyor. Kendisi, kilisenin Roma esintili jeotermal ısıtma sisteminin "Bath'i sıfır karbona doğru taşımanın ilk adımı olarak görüldüğünü" söylüyor; belediye meclisi ve koruma organları ek seçenekler peşinde koşmaya istekli. Şehrin Roma Hamamı kompleksi, manastırın ısıtma sisteminin kendi versiyonunu kurmaya başladı bile ve Ward ve ekibi, ofislerinin çatısına güneş panelleri yerleştirme konusunda istekli.

"Bildiğimiz kadarıyla şu anda şehirde sürdürülebilir enerji çözümleri bulunmuyor, bu nedenle bir sistemi ne kadar hızlı kurabileceğimizi araştırmak için konsey ve diğer paydaşlarla erken görüşmelerde bulunuyoruz" diyor. "Umut, ilerlemeyi hızlandırmak için işbirliğine devam edebilmemizdir."

Zaman Damgası:

Den fazla Fizik dünyası