Oszczędzanie energii — definicja, korzyści, metody i efektywność

Stany Zjednoczone są największym konsumentem energii, chociaż przy obecnym poziomie wzrostu Chiny mogą stać się wiodącym konsumentem energii. Departament Energii Stanów Zjednoczonych kategoryzuje krajowe zużycie energii w czterech szerokich sektorach: transportowym, mieszkaniowym, komercyjnym i przemysłowym.

Zużycie energii w sektorze transportu i mieszkalnictwa (około połowa zużycia energii w USA) jest w dużej mierze kontrolowane przez indywidualnych konsumentów domowych. Komercyjne i przemysłowe zużycie energii jest kontrolowane przez przedsiębiorstwa. Krajowa polityka energetyczna ma znaczący wpływ na zużycie energii we wszystkich czterech sektorach.

Sektor transportu

Sektor transportu obejmuje wszystkie pojazdy używane do transportu osobistego lub towarowego. Z energii wykorzystywanej w tym sektorze, około 65% jest zużywane przez pojazdy napędzane benzyną, w większości będące własnością prywatną. Transport napędzany silnikami Diesla (pociągi, statki handlowe, ciężkie ciężarówki, itp.) zużywa około 20%, a ruch lotniczy pochłania większość z pozostałych 15%.

Kryzys dostaw ropy naftowej w latach 70. spowodował powstanie w 1975 roku federalnego programu Corporate Average Fuel Economy (CAFE), który zobowiązywał producentów samochodów do spełniania coraz wyższych wymagań w zakresie zużycia paliwa przez floty pojazdów. W następnej dekadzie nastąpiła radykalna poprawa w zakresie zużycia paliwa, głównie dzięki zmniejszeniu rozmiarów i masy pojazdów. Po roku 1990 zyski te uległy pewnej erozji ze względu na rosnącą popularność pojazdów sportowo-użytkowych, pickupów i minivanów, które podlegają łagodniejszej normie CAFE dla "lekkich ciężarówek".

Oprócz programu CAFE, rząd USA próbował zachęcać do zwiększania wydajności pojazdów poprzez politykę podatkową. Od 2002 r. podatnicy mogą korzystać z ulg podatkowych na zakup gazowych/elektrycznych pojazdów hybrydowych. Od 1978 r. producenci nakładają na samochody o wyjątkowo niskiej oszczędności paliwa podatek od "gas-guzzlerów". Chociaż podatek ten nadal obowiązuje, generuje on obecnie bardzo niewielkie dochody, ponieważ ogólna oszczędność paliwa uległa poprawie.

Innym aspektem oszczędzania benzyny jest zmniejszenie liczby przejechanych kilometrów. Szacuje się, że 40% amerykańskiego zużycia samochodów jest związane z codziennymi dojazdami do pracy. Wiele obszarów miejskich oferuje subsydiowany transport publiczny, aby zmniejszyć ruch na drogach i zachęcić do wspólnych przejazdów poprzez wyznaczenie pasów dla pojazdów o dużym natężeniu ruchu i niższe opłaty za przejazd dla samochodów z wieloma pasażerami. W ostatnich latach telepraca stała się również realną alternatywą dla dojazdów do pracy w niektórych zawodach.

Przebieg pojazdu na gazie zazwyczaj gwałtownie spada przy prędkościach powyżej 55 mil na godzinę. Samochód osobowy lub ciężarowy poruszający się z prędkością 55 mil na godzinę może uzyskać o około 15 procent lepsze zużycie paliwa niż ten sam samochód jadący 65 mil na godzinę. Według amerykańskiego Departamentu Energii (DOE), z reguły każde 5 mil/h powyżej 60 mil/h jest równoważne z zapłaceniem dodatkowego 1,20 dolara za galon gazu (przy cenie 3,10 dolara za galon).

Sektor mieszkaniowy

Sektor mieszkaniowy odnosi się do wszystkich prywatnych rezydencji, w tym domów jednorodzinnych, mieszkań, domów produkcyjnych i akademików. Zużycie energii w tym sektorze różni się znacznie w poszczególnych krajach, ze względu na regionalne różnice klimatyczne i różne regulacje prawne. Średnio, około połowa energii zużywanej w domach w USA jest wydatkowana na klimatyzację pomieszczeń (tj. ogrzewanie i chłodzenie).

Sprawność pieców i klimatyzatorów stale wzrasta od czasu kryzysu energetycznego w latach 70-tych. National Appliance Energy Conservation Act z 1987 r. upoważnił Departament Energii do ustanowienia minimalnych standardów wydajności dla urządzeń klimatyzacyjnych i innych urządzeń każdego roku, w oparciu o to, co jest "technologicznie wykonalne i ekonomicznie uzasadnione".

Pomimo postępu technologicznego, wiele zmian w stylu życia Amerykanów spowodowało wzrost zapotrzebowania na ogrzewanie i chłodzenie. Średnia wielkość domów budowanych w Stanach Zjednoczonych znacznie wzrosła, z 1500 ft² w 1970 roku do 2300 ft² w 2005 roku. Jednoosobowe gospodarstwa domowe stały się bardziej powszechne, podobnie jak centralna klimatyzacja: 23% gospodarstw domowych posiadało centralną klimatyzację w 1978 roku, liczba ta wzrosła do 55% w 2001 roku.

Jako tańsza alternatywa dla zakupu nowego pieca lub klimatyzatora, większość przedsiębiorstw użyteczności publicznej zachęca do wprowadzania mniejszych zmian, które może wprowadzić konsument. Konsumenci są również proszeni o przyjęcie szerszego zakresu temperatur wewnętrznych (np. 65°F w zimie, 80°F w lecie).

Średnie zużycie energii w domu:

• klimatyzacja (obejmuje zarówno ogrzewanie, jak i klimatyzację) 44%
• ogrzewanie wodne, 13%
• oświetlenie, 12%
• chłodzenie, 8%
• elektronika domowa, 6%
• urządzenia pralnicze, 5%
• urządzenia kuchenne, 4%
• inne zastosowania, 8%

Zużycie energii w niektórych domach może się znacznie różnić od tych średnich. W większości rezydencji nie dominuje jedno urządzenie, a wszelkie wysiłki w zakresie oszczędzania energii muszą być skierowane na wiele obszarów w celu osiągnięcia znacznych oszczędności energii. Jednakże, systemy gruntowych pomp ciepła są bardziej energooszczędnymi, czystymi ekologicznie i opłacalnymi systemami klimatyzacji dostępnymi na rynku (Agencja Ochrony Środowiska). Mogą one osiągnąć redukcję zużycia energii aż do 70%.

Najlepsze praktyki budowlane

Obecne najlepsze praktyki w projektowaniu i budowie budynków skutkują domami, które są znacznie bardziej energooszczędne niż przeciętne nowe domy. Patrz: Dom pasywny, Superizolacja, Domy samowystarczalne, Budynek zeroenergetyczny, Earthship, Konstrukcja z bali słomianych, MIT Design Advisor, Energy Conservation Code for Indian Commercial Buildings.

Inteligentne sposoby konstruowania domów w taki sposób, że minimalne zasoby są wykorzystywane do chłodzenia i ogrzewania domu w lecie i zimie, odpowiednio, może znacznie zmniejszyć koszty energii!

Sektor handlowy

Sektor komercyjny składa się ze sklepów detalicznych, biur (biznesowych i rządowych), restauracji, szkół i innych miejsc pracy. Energia w tym sektorze ma takie same podstawowe zastosowania końcowe jak w sektorze mieszkalnym, w nieco innych proporcjach. Klimatyzacja przestrzeni jest ponownie największym obszarem zużycia, ale stanowi tylko około 30% zużycia energii w budynkach komercyjnych. Oświetlenie, na poziomie 25%, odgrywa znacznie większą rolę niż w sektorze mieszkalnym. Oświetlenie jest również generalnie najbardziej marnotrawnym komponentem w użyciu komercyjnym. Wiele studiów przypadku wskazuje, że bardziej wydajne oświetlenie i eliminacja nadmiernego oświetlenia może zmniejszyć zużycie energii o około pięćdziesiąt procent w wielu budynkach komercyjnych.

Budynki komercyjne mogą znacznie zwiększyć wydajność energetyczną poprzez przemyślany projekt, przy czym dzisiejsze budynki są bardzo słabymi przykładami potencjału systematycznego (nie drogiego) projektowania wydajnego energetycznie (Steffy, 1997). Budynki komercyjne często są profesjonalnie zarządzane, co pozwala na scentralizowaną kontrolę i koordynację wysiłków związanych z oszczędzaniem energii.

Obciążenie ciepłem słonecznym przez standardowe konstrukcje okien zazwyczaj prowadzi do dużego zapotrzebowania na klimatyzację w miesiącach letnich. Przykładem projektu budynku, który przezwyciężył to nadmierne obciążenie cieplne jest budynek Dakin w Brisbane w Kalifornii, gdzie okna zostały zaprojektowane tak, aby uzyskać kąt w stosunku do padania promieni słonecznych, co pozwala na maksymalne odbicie ciepła słonecznego; projekt ten pomógł również w zmniejszeniu nadmiernego oświetlenia wnętrza, aby zwiększyć wydajność i komfort pracowników.

Sektor przemysłowy

Sektor przemysłowy obejmuje całą produkcję i przetwarzanie towarów, w tym produkcję, budownictwo, rolnictwo, gospodarkę wodną i górnictwo. Rosnące koszty zmusiły energochłonne gałęzie przemysłu do znacznej poprawy wydajności w ciągu ostatnich 30 lat. Na przykład, energia wykorzystywana do produkcji stali i wyrobów papierniczych została w tym czasie zredukowana o 40%, podczas gdy rafinacja ropy naftowej/aluminium i produkcja cementu zmniejszyły swoje zużycie o około 25%. Redukcje te są w dużej mierze wynikiem recyklingu odpadów oraz stosowania urządzeń kogeneracyjnych do produkcji energii elektrycznej i cieplnej.

Energia wymagana do dostarczania i uzdatniania słodkiej wody często stanowi znaczny procent zużycia energii elektrycznej i gazu ziemnego w danym regionie (szacuje się, że 20% całkowitego zużycia energii w Kalifornii jest związane z wodą). W związku z tym niektóre samorządy lokalne pracują nad bardziej zintegrowanym podejściem do wysiłków na rzecz oszczędzania energii i wody.

W przeciwieństwie do innych sektorów, całkowite zużycie energii w sektorze przemysłowym spadło w ciągu ostatniej dekady. Częściowo wynika to z wysiłków na rzecz ochrony środowiska, ale jest również odzwierciedleniem rosnącej tendencji amerykańskich firm do przenoszenia produkcji poza granice kraju.

Wykorzystanie telepracy przez duże korporacje jest znaczącą szansą na oszczędzanie energii, ponieważ wielu Amerykanów pracuje obecnie w zawodach usługowych, które umożliwiają im pracę w domu zamiast dojeżdżać do pracy każdego dnia.

• Efektywność energetyczna
• Zanieczyszczenie światłem
• Lista tematów związanych z energią odnawialną