ओक्लाहोमा विश्वविद्यालय के एक अध्ययन में जलवायु परिवर्तन के कारण शहरी भवन ऊर्जा खपत में महत्वपूर्ण बदलाव की भविष्यवाणी की गई है, जो मजबूत शमन रणनीतियों और ऊर्जा दक्षता में सुधार की आवश्यकता पर प्रकाश डालता है। शोधकर्ताओं ने पाया कि औसत जलवायु वार्मिंग की प्रत्येक डिग्री के लिए, अमेरिकी शहरों में इमारतों को ठंडा करने के लिए आवश्यक ऊर्जा में 13.8% की वृद्धि होने की संभावना है।
हाल ही में नेचर कम्युनिकेशंस जर्नल में प्रकाशित ओक्लाहोमा विश्वविद्यालय के सहायक प्रोफेसर चेंगहाओ वांग के नेतृत्व में एक अध्ययन, इस महत्वपूर्ण प्रश्न का पता लगाता है कि शहरी वातावरण में शहर-स्तरीय भवन ऊर्जा खपत जलवायु परिवर्तन के प्रभाव में कैसे विकसित होगी।
अमेरिकी शहरी केंद्रों में सभी भवन ऊर्जा उपयोग में जीवाश्म ईंधन का योगदान लगभग 40% है, और अमेरिकी ऊर्जा सूचना प्रशासन की रिपोर्ट है कि अमेरिकी शहरों में आवासीय और वाणिज्यिक इमारतें प्रमुख ऊर्जा उपभोक्ताओं (39%) और ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जकों (28%) में से हैं। जलवायु परिवर्तन शमन रणनीतियों को विकसित करने, ऊर्जा दक्षता में सुधार करने, ऊर्जा और पर्यावरण नियमों, नीतियों और प्रोत्साहन कार्यक्रमों को विकसित करने और लागू करने, और भविष्य की जलवायु और चरम मौसम की स्थिति के लिए हमारे समाज की लचीलापन और अनुकूलनशीलता बढ़ाने के लिए शहरों के भविष्य के ऊर्जा उपयोग को समझना महत्वपूर्ण है।
पिछला शोध और वर्तमान शोध उद्देश्य
उन्होंने कहा, "पिछले शोध ने यह अनुमान लगाने में काफी प्रगति की है कि राष्ट्रीय या राज्य स्तर पर ऊर्जा का उपयोग भविष्य के जलवायु परिवर्तन पर कैसे प्रतिक्रिया देगा।" "हालांकि, शहरी स्तर पर हमारी समझ में अभी भी बड़े अंतर हैं। चूंकि दुनिया भर के शहर महत्वाकांक्षी स्थिरता लक्ष्यों की दिशा में काम कर रहे हैं, इसलिए शहर के पैमाने पर ऊर्जा के उपयोग की अधिक विस्तृत समझ जरूरी है।"
अनुसंधान दल के सदस्यों में राष्ट्रीय नवीकरणीय ऊर्जा प्रयोगशाला से जेनेट रेयना और हेनरी हॉर्सी, हांगकांग विश्वविद्यालय से सोंग जियुन, शी दचुआन और झोउ यू, चिली में सैंटियागो विश्वविद्यालय से सारा फेरन, स्टैनफोर्ड विश्वविद्यालय से ओयांग ज़ुताओ और रॉबर्ट जैक्सन और चीन थ्री गोर्जेस विश्वविद्यालय से ली यिंग शामिल हैं।
उन्होंने मॉडल सिमुलेशन और युग्मित मॉडल इंटरकंपेरिसन प्रोजेक्ट (सीएमआईपी6) डेटासेट से नवीनतम भविष्य के जलवायु अनुमानों का उपयोग करके संयुक्त राज्य अमेरिका के 277 शहरों का अध्ययन किया। उन्होंने चार संभावित जलवायु वार्मिंग परिदृश्यों पर विचार किया, जिनमें विभिन्न संभावित जलवायु वार्मिंग परिदृश्य और दो बिजली क्षेत्र के परिदृश्य शामिल हैं।
"एक बिजली क्षेत्र के परिदृश्य में, हम मानते हैं कि भविष्य में कोई कार्बन नीतियां लागू नहीं की जाएंगी, लेकिन हम एक ऐसा परिदृश्य भी शामिल करते हैं जो मानता है कि बिजली क्षेत्र तेजी से डीकार्बोनाइज करेगा और 2050 तक शुद्ध-शून्य कार्बन उत्सर्जन हासिल करेगा, जो 2023 में अमेरिकी राष्ट्रपति बिडेन द्वारा घोषित कार्बन प्रदूषण-मुक्त लक्ष्य के समान है," वांग चेंगहाओ ने कहा।
शोध के निष्कर्ष और निहितार्थ
भविष्य के जलवायु परिवर्तन के तहत शहरी भवन ऊर्जा उपयोग के विकास का अध्ययन करने के लिए, वांग चेंगहाओ की टीम ने ऊर्जा उपयोग तीव्रता (ईयूआई) नामक एक मीट्रिक का उपयोग किया। ईयूआई प्रति वर्ष प्रति वर्ग फुट ऊर्जा खपत है और इसकी गणना इमारत द्वारा खपत की गई कुल ऊर्जा को कुल फर्श क्षेत्र से विभाजित करके की जाती है।
"जलवायु परिवर्तन के कारण, हमने पाया है कि 2010 के दशक की तुलना में 2050 के दशक तक शहर-स्तरीय भवन ईयूआई में असमान रूप से बदलाव होने की उम्मीद है, बिजली ईयूआई में सबसे बड़ी वृद्धि मुख्य रूप से दक्षिण, दक्षिण-पश्चिम, पश्चिम और दक्षिणपूर्व में होगी, जिसमें 7.2% तक की वृद्धि होगी।"
उन्होंने पाया कि गर्म मौसम और सबसे गर्म दिनों के दौरान, बिजली ईयूआई में वृद्धि साल भर होने वाले बदलाव से कहीं अधिक होगी, खासकर उत्तर पश्चिम में। इस अंतर का मुख्य कारण यह है कि गर्म भविष्य में अंतरिक्ष शीतलन के लिए एयर कंडीशनिंग को अपनाना और ऊर्जा का उपयोग अधिक होगा। वार्मिंग की प्रत्येक डिग्री के लिए, शहर स्तर पर औसत स्थान शीतलन ईयूआई में 13.8% की वृद्धि होगी।
"हमने पाया कि शहरी ग्रीष्मकालीन पीक बिल्डिंग बिजली खपत (ईयूआई) में औसतन 10.1% से 37.7% की वृद्धि हुई है। हालांकि, कुछ शहरों में वृद्धि 110% से अधिक होगी। इसके लिए उच्च ग्रिड क्षमता और अत्यधिक गर्मी की लहर ब्लैकआउट का सामना करने की मजबूत क्षमता की आवश्यकता होगी," वांग ने कहा।
टीम ने बिजली उत्पादन, पारेषण और वितरण के दौरान ऊर्जा के नुकसान को ध्यान में रखते हुए शहरी भवनों द्वारा उपयोग किए जाने वाले ऊर्जा के स्रोतों में संभावित परिवर्तनों का भी आकलन किया।
वांग ने कहा, "भविष्य की शहरी इमारतों में स्रोत ऊर्जा की खपत को रोकने के लिए बिजली क्षेत्र का डीकार्बोनाइजेशन बहुत प्रभावी है, लेकिन मुख्य बात इमारतों में जीवाश्म ईंधन के प्रत्यक्ष दहन को कम करना है।" "सीधे शब्दों में कहें तो, हमें भविष्य की शहरी इमारतों को शीघ्रता से विद्युतीकृत करने की आवश्यकता है।"