Tim berusaha menyediakan alat untuk memperkirakan emisi bangunan di seluruh Amerika Serikat
tim berusaha menyediakan alat untuk memperkirakan emisi bangunan di seluruh

Tim berusaha menyediakan alat untuk memperkirakan emisi bangunan di seluruh Amerika Serikat


Setiap wilayah di Amerika Serikat memiliki karakteristik unik yang menyebabkan emisi bangunan sangat bervariasi di seluruh negara. Tim MIT berusaha memahami dan menanggapi perbedaan regional ini. Kredit: Andrew Logan/MIT Concrete Sustainability Center

Amerika Serikat sedang memasuki ledakan konstruksi. Antara 2017 dan 2050, itu akan membangun setara dengan New York City 20 kali. Namun, untuk mencapai tujuan iklim, negara tersebut juga harus secara signifikan mengurangi emisi gas rumah kaca (GRK) dari bangunannya, yang merupakan 27 persen dari total emisi negara.

Sebuah tim peneliti saat ini dan sebelumnya di MIT Concrete Sustainability Hub (CSHub) menangani permintaan yang saling bertentangan ini dengan tujuan memberi pembuat kebijakan alat dan informasi yang diperlukan untuk bertindak. Mereka merinci hasil kolaborasi mereka dalam makalah penelitian terbaru di jurnal Energi terapan yang memproyeksikan emisi untuk semua bangunan di seluruh Amerika Serikat di bawah dua skenario pengurangan gas rumah kaca.

Makalah mereka menemukan bahwa emisi “terwujud” – yang berasal dari produksi material dan konstruksi – akan menyumbang sekitar seperempat emisi antara 2016 dan 2050 meskipun konstruksi intensif.

Selain itu, banyak daerah akan memiliki prioritas yang berbeda untuk mengurangi gas rumah kaca; Beberapa, seperti Barat, akan mendapatkan keuntungan paling besar dari pengurangan emisi yang diwujudkan, sementara yang lain, seperti bagian dari Midwest, akan melihat hasil terbesar dari intervensi emisi dari konsumsi energi. Jika prioritas regional ini ditangani secara agresif, emisi sektor konstruksi dapat dikurangi sekitar 30 persen antara tahun 2016 dan 2050.

Mengukur inkonsistensi

Bangunan modern jauh lebih kompleks – dan efisien – daripada pendahulunya. Karena teknologi baru dan kode bangunan yang lebih ketat, ini dapat memberikan konsumsi energi dan emisi operasional yang lebih rendah. Namun, bahan yang lebih efisien dan standar bangunan yang lebih baik juga dapat menghasilkan emisi yang lebih besar.

Beton, dalam banyak hal, melambangkan pertukaran ini. Meskipun daya tahannya dapat mengurangi perbaikan intensif energi selama masa operasi bangunan, skala produksinya berarti bahwa ia berkontribusi pada proporsi signifikan dari dampak yang ditimbulkan di sektor konstruksi.

Dengan demikian, tim berfokus pada pengurangan gas rumah kaca untuk beton dalam analisisnya.

“Kami telah mengambil pendekatan bottom-up, mengembangkan desain referensi berdasarkan berbagai model bangunan perumahan dan komersial,” jelas Ehsan Vahidi, profesor di University of Nevada di Reno dan mantan peneliti postdoctoral di CSHub. “Desain ini dibedakan oleh isolasi atap dan panel, efisiensi HVAC, dan bahan konstruksi—terutama beton dan kayu.”

Setelah mengukur operasional dan memasukkan emisi gas rumah kaca untuk setiap desain referensi, tim meningkatkan hasil mereka ke tingkat provinsi dan kemudian tingkat nasional berdasarkan proyeksi inventarisasi. Hal ini memungkinkan mereka untuk memperkirakan emisi dari seluruh sektor konstruksi antara tahun 2016 dan 2050.

Untuk memahami bagaimana intervensi yang berbeda dapat mengurangi emisi gas rumah kaca, para peneliti menjalankan dua skenario yang berbeda – skenario yang “diharapkan” dan “ambisius” – melalui kerangka kerja mereka.

Skenario yang diharapkan sesuai dengan tren saat ini. Saya berasumsi bahwa dekarbonisasi jaringan akan mengikuti proyeksi AMDAL; adopsi undang-undang energi baru secara luas; meningkatkan efisiensi pencahayaan dan perangkat; Untuk beton, 50% semen rendah karbon dan perekat diterapkan di semua konstruksi beton baru dan sistem penangkapan, penyimpanan, dan penggunaan karbon penuh (CCUS) diadopsi untuk semua emisi semen dan beton.

“Skenario ambisius dimaksudkan untuk mencerminkan masa depan di mana tindakan yang lebih ketat akan diambil untuk mengurangi emisi gas rumah kaca dan target akan terpenuhi,” kata Wahidi. “Oleh karena itu, skenario ambisius mengambil strategi yang sama [of the projected scenario] Tapi itu dibedakan dengan tujuan yang lebih ketat untuk implementasinya. ”

Misalnya, diasumsikan pengurangan 33 persen dalam emisi jaringan pada tahun 2050 dan memajukan tenggat waktu yang diproyeksikan untuk penerangan, peralatan, dan isolasi termal masing-masing lima dan 10 tahun. Dekarbonisasi beton juga terjadi lebih cepat.

Potongan dan Variasi

Ekspektasi pertumbuhan sektor konstruksi yang intens di Amerika Serikat pasti akan menghasilkan sejumlah besar emisi. Tapi berapa banyak yang bisa dikurangi?

Tanpa menerapkan strategi apa pun untuk mengurangi gas rumah kaca, tim menemukan bahwa sektor konstruksi akan mengeluarkan 62 gigaton karbon dioksida.2 setara antara 2016 dan 2050. Ini sebanding dengan emisi dari 156 triliun mil kendaraan penumpang.

Namun kedua skenario untuk mengurangi gas rumah kaca dapat mengurangi emisi dari skenario bisnis seperti biasa yang murni ini secara signifikan.

Di bawah skenario yang diproyeksikan, emisi akan turun menjadi 45 gigaton CO22 Setara – penurunan 27 persen selama periode analisis. Skenario ambisius akan memberikan pengurangan tambahan sebesar 6 persen dari skenario yang diproyeksikan, hingga mencapai 40 GtCO2.2 Setara – seperti menghapus sekitar 55 triliun mil kendaraan penumpang dari jalan selama periode ini.

Wahidi mencatat bahwa “dalam kedua skenario, kontributor terbesar untuk pemotongan adalah penghijauan jaringan listrik.” “Peluang penting lainnya untuk pengurangan berasal dari peningkatan efisiensi pencahayaan, HVAC, dan peralatan. Gabungan, keempat atribut ini berkontribusi pada 85 persen emisi selama periode analisis. Perbaikan pada atribut tersebut memberikan potensi pengurangan emisi terbesar.”

Atribut yang tersisa, seperti insulasi termal dan beton rendah karbon, memiliki dampak yang lebih kecil terhadap emisi dan, oleh karena itu, memberikan lebih sedikit peluang untuk pengurangan. Itu karena kedua fitur ini hanya diterapkan pada konstruksi baru dalam analisis, yang melebihi jumlah struktur yang ada selama periode tersebut.

Perbedaan dampak antara strategi yang menargetkan struktur baru dan yang ada menggarisbawahi hasil yang lebih luas: Meskipun konstruksi intensif selama periode tersebut, emisi yang terkandung hanya akan menyumbang 23 persen dari emisi kumulatif antara 2016 dan 2050, dengan sisanya terutama berasal dari operasi.

“Ini adalah hasil dari struktur yang ada jauh melebihi jumlah yang baru,” jelas Jasmina Borek, peneliti postdoctoral di CSHub dan profesor di University of Massachusetts Lowell. “Emisi operasional dari semua struktur baru dan yang ada antara 2016 dan 2050 akan selalu secara signifikan melebihi emisi yang terkandung dari struktur baru setiap saat, bahkan ketika bangunan menjadi lebih efisien dan jaringan menjadi lebih hijau.”

Namun, pengurangan emisi dari kedua skenario tidak merata di seluruh negeri. Tim mengidentifikasi beberapa perbedaan regional yang dapat berimplikasi pada bagaimana pembuat kebijakan bekerja untuk mengurangi emisi sektor konstruksi.

“Kami menemukan bahwa wilayah barat Amerika Serikat akan melihat peluang terbesar untuk pengurangan dari intervensi ke emisi perumahan, yang akan menyumbang 90 persen dari total emisi kawasan selama periode analisis,” kata Wahidi.

Dominasi emisi perumahan berasal dari peningkatan populasi yang berkelanjutan di kawasan itu dan pertumbuhan selanjutnya dalam stok perumahan. Solusi yang diusulkan akan mencakup CCUS dan pengikat rendah karbon untuk produksi beton, dan peningkatan kode energi yang menargetkan bangunan apartemen.

Seperti di Barat, solusi ideal untuk Tenggara termasuk CCUS, volume karbon rendah, dan token daya yang ditingkatkan.

“Dalam kasus wilayah tenggara, intervensi harus sama-sama menargetkan bangunan komersial dan perumahan, yang kami temukan dibagi rata antara kelompok bangunan,” jelas Borek. “Karena undang-undang energi yang ketat di kedua wilayah, intervensi dalam emisi operasional memiliki dampak yang lebih kecil dibandingkan dengan emisi yang terkandung.”

Sebagian besar Midwest melihat hasil sebaliknya. Campuran energinya tetap menjadi salah satu yang paling intensif karbon di negara ini dan peningkatan efisiensi energi dan jaringan akan membuahkan hasil yang besar — ​​terutama di Missouri, Kansas, dan Colorado.

New England dan California akan melihat pemotongan paling sedikit. Dengan undang-undang energi yang sudah ketat membatasi pemotongan operasional lebih lanjut, kemungkinan pengurangan emisi yang diwujudkan akan paling berdampak.

Disparitas regional yang besar yang diungkapkan oleh tim MIT dalam banyak hal merupakan cerminan dari keragaman demografis dan geografis yang besar dari bangsa secara keseluruhan. Masih ada variabel lain yang perlu dipertimbangkan.

Selain emisi gas rumah kaca, penelitian di masa depan dapat mempertimbangkan dampak lingkungan lainnya, seperti konsumsi air dan kualitas udara. Strategi mitigasi lain yang perlu dipertimbangkan termasuk umur bangunan yang lebih lama, perkuatan, solar atap, dan daur ulang dan penggunaan kembali.

Dalam pengertian ini, temuan mereka mewakili batas bawah dari apa yang mungkin terjadi di sektor konstruksi. Dan bahkan jika perbaikan bertahap pada akhirnya mungkin, mereka menunjukkan bahwa variasi regional akan selalu membantu mengurangi dampak lingkungan.


Peran beton dalam mengurangi emisi dari bangunan dan trotoar


informasi lebih lanjut:
Ehsan Vahidi et al., Variasi Regional Strategi Mitigasi Gas Rumah Kaca untuk Sektor Konstruksi AS, Energi terapan (2021). DOI: 10.1016 / j.apenergy.2021.117527

Disediakan oleh Institut Teknologi Massachusetts

kutipan: Tim Berusaha Menyediakan Alat untuk Memprediksi Emisi Bangunan di Seluruh Amerika Serikat (2021, 21 September) Diakses pada 21 September 2021 dari https://techxplore.com/news/2021-09-team-tools-emissions.html

Dokumen ini tunduk pada hak cipta. Sekalipun ada kesepakatan yang adil untuk tujuan studi atau penelitian pribadi, tidak ada bagian yang boleh direproduksi tanpa izin tertulis. Konten disediakan untuk tujuan informasi saja.





Source link

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *