Novas projeções mostram que a mudança climática pode induzir um aumento de 5 por cento para o consumo médio de energia do prédio comercial em Indiana até o ano 2100, enquanto reduz o uso de energia de uma casa residencial média em 3,5 por cento.

"Eles estão considerando a média de residências e edifícios comerciais 'estatisticamente representativos' em Indiana, portanto, os efeitos da mudança climática no consumo de energia residencial e comercial variarão acima e abaixo dessas projeções estimadas, "disse Roshanak Nateghi, professor assistente na Escola de Engenharia Industrial e Ambiental da Purdue University e Engenharia Ecológica .

Uma vez que a maior parte da demanda de energia residencial em Indiana é atribuída ao aquecimento, cenários de aquecimento futuro podem levar à redução da demanda residencial de uso final devido à menor necessidade de aquecimento ambiente e aquecimento de água. No setor comercial, espera-se que a demanda geral de energia aumente em cenários de aquecimento futuro. Isso ocorre porque o maior resfriamento do ambiente necessário durante os meses quentes de verão provavelmente superará as necessidades reduzidas de aquecimento durante os meses mais temperados do inverno.

“Uma surpresa para nós foi que a demanda diminui para famílias médias estatisticamente representativas no setor residencial, "Nateghi disse." A principal razão é que o uso de ar condicionado é apenas 2 por cento do consumo de energia para residências. Na verdade, a maior parte do uso de energia residencial é para aquecimento, em cerca de 74 por cento. "

A maioria dos modelos de economia de energia existentes não leva em consideração a variabilidade e as mudanças climáticas.

"Então, propomos uma estrutura multiparadigma para ajudar a estender os modelos de economia de energia, como um modelo conhecido chamado MARKAL, ser capaz de contabilizar as mudanças climáticas, "disse Sayanti Mukherjee, um associado de pesquisa de pós-doutorado na Divisão de Engenharia de Construção e Gestão e um pesquisador visitante na Escola de Engenharia Industrial. "Para ilustrar a aplicabilidade de nossa estrutura proposta, usamos o estado de Indiana como estudo de caso. "

Ela e Nateghi são co-autores de um artigo sobre a pesquisa publicado online em 20 de novembro no jornal PloS One . Eles se referem à sua abordagem como uma estrutura de "multiparadigma" porque integra diferentes tipos de técnicas de modelagem.

O estudo comparou as projeções futuras com o consumo histórico de energia para refrigeração, aquecimento e aquecimento de água para os setores comercial e residencial de 1981–2013.

Dois conjuntos de projeções foram calculados:um assume um mundo futuro com emissões de gases de efeito estufa mais baixas do que o outro porque medidas mais agressivas são tomadas para mitigar as emissões. A análise concluiu que, em ambos os cenários, até o ano 2100, os efeitos da mudança climática por si só farão com que o consumo de energia de um edifício comercial médio em Indiana aumente em 5,1 por cento e 5,4 por cento, respectivamente. Prevê-se que o consumo de energia para uma casa residencial média diminua 3,5 por cento em média em ambos os cenários, porque as temperaturas mais quentes reduzirão o uso de energia para aquecimento.

"Projetar tendências de longo prazo na demanda de energia é um esforço cada vez mais complexo devido às mudanças emergentes incertas no clima, política, o ambiente regulatório, a economia e a tecnologia, entre outros fatores, "Mukherjee disse.

As mudanças projetadas são adicionais às mudanças esperadas no consumo de energia causadas por uma variedade de fatores, como mudanças nas tarifas de eletricidade, população e política energética.

O trabalho foi conduzido como parte do projeto Indiana Climate Change Impacts Assessment (IN CCIA), liderado pelo Purdue Climate Change Research Center no Discovery Park da universidade. O IN CCIA é um esforço multidisciplinar para disponibilizar, ciência do clima confiável para os residentes de Indiana, permitindo uma melhor compreensão dos riscos relacionados às mudanças climáticas que apoiarão um planejamento mais eficaz. Outra equipe trabalhando na avaliação forneceu dados críticos sobre as mudanças climáticas, "redução" dos modelos climáticos gerais para se concentrar em Indiana. As descobertas farão parte da Avaliação de Impactos das Mudanças Climáticas de Indiana, coordenada pelo centro, a ser divulgada no próximo ano.

Sendo um importador de eletricidade dos estados vizinhos e do Canadá, Indiana é vulnerável à escassez de oferta em casos de mudanças na demanda de uso final devido a razões como variabilidade e mudanças climáticas. O estado ocupa o segundo lugar em termos de consumo de carvão no setor de energia.

"Mudando os padrões de consumo de energia, Portanto, terá implicações significativas para o meio ambiente, "Nateghi disse.

Os pesquisadores usaram um bayesiano, algoritmo baseado em "árvore de decisão de conjunto" para desenvolver modelos preditivos.

Para o setor residencial, os resultados revelam que a futura demanda média de energia sob o cenário de emissões mais baixas está projetada em 278,5 trilhões de unidades térmicas britânicas (Btu), uma diminuição de 3,5 por cento da mediana histórica, e pode variar de 243,7–323,2 trilhões de Btu. No cenário de emissões mais altas, a demanda residencial média é projetada em 278,7 trilhões de Btu, também uma diminuição de 3,5 por cento da mediana histórica, e pode variar entre 243,0-276,9 trilhões de Btu.

A demanda no setor comercial será, em média, substancialmente mais alta do que os valores médios históricos em ambos os cenários de emissão. Mais especificamente, no cenário de baixa emissão, a demanda média será em torno de 179,9 trilhões de BTU, um aumento de 5,1 por cento do que a mediana histórica, e pode variar entre 147,8-214,1 trilhões de Btu. De forma similar, sob o cenário de altas emissões, a demanda comercial média projetada será de cerca de 180,5 trilhões de Btu, um aumento de 5,4% da mediana histórica e pode variar entre 146,4–211,4 trilhões de Btu no cenário futuro incerto.

O aumento projetado se deve ao maior uso de energia de refrigeração pelo setor comercial, em relação ao setor residencial, e temperaturas diurnas projetadas mais altas.

"Deve-se notar que, embora nossa estrutura proposta leve em conta a variação da demanda devido às mudanças climáticas, não leva em consideração a intensidade e frequência potencialmente mais altas de extremos climáticos, como tempestades de gelo e tornados sob as mudanças climáticas, "Nateghi disse." Trabalhos futuros são necessários para estender nosso paradigma para também levar em conta esses extremos climáticos e climáticos que poderiam se tornar muito mais intensos e frequentes sob as mudanças climáticas, e ter impactos significativos em nosso setor de energia no futuro. "

As projeções podem estar subestimando a influência potencial das mudanças climáticas porque se baseiam apenas no aumento esperado da temperatura, não umidade relativa.

Em trabalho futuro, os pesquisadores usarão um modelo mais sofisticado de "redução dinâmica" do Centro de Pesquisa de Mudanças Climáticas para prever com mais precisão os impactos das mudanças climáticas no consumo de energia.

Os pesquisadores também estão expandindo seu trabalho para preparar projeções em outros estados de uso intensivo de energia nos Estados Unidos.