Сверхнормативное потребление электроэнергии \ Акты, образцы, формы, договоры \ Консультант Плюс

]]>

Подборка наиболее важных документов по запросу Сверхнормативное потребление электроэнергии (нормативно–правовые акты, формы, статьи, консультации экспертов и многое другое).

Судебная практика: Сверхнормативное потребление электроэнергии Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Подборка судебных решений за 2019 год: Статья 37 “Основы организации розничных рынков” Федерального закона “Об электроэнергетике”
(Р.Б. Касенов)Руководствуясь положениями ч. 1 ст. 330 Гражданского кодекса РФ, п. 2 ст. 37 ФЗ “Об электроэнергетике”, суд частично удовлетворил исковые требования о взыскании задолженности за электроэнергию, пеней за просрочку оплаты. Как разъяснил суд, управляющая организация является лицом, ответственным за оплату электроэнергии, поставленной на общедомовые нужды, в том числе и сверхнормативного объема потребления электроэнергии на общедомовые нужды, при этом спорная сумма определена исходя из нормативов потребления, действовавших в спорный период.

Статьи, комментарии, ответы на вопросы: Сверхнормативное потребление электроэнергии Открыть документ в вашей системе КонсультантПлюс:
Статья: Участие муниципальных образований в регулировании отношений по снабжению электрической энергией потребителей коммунальных услуг
(Новрузова О.Б.)
(“Муниципальная служба: правовые вопросы”, 2019, N 3)Особенностями договоров, содержащих сведения о предоставлении коммунальных услуг, является наличие в них условий о порядке определения объема (количества) потребленной электрической энергии, исходя из нормативов потребления коммунальных услуг, показаний приборов учета или иных указанных в правилах способов; наличии и типе индивидуальных, общих, квартирных, комнатных приборов учета, дате и месте их установки, дате опломбирования прибора учета заводом-изготовителем или организацией, осуществлявшей последнюю поверку прибора учета, порядке и условиях приема показаний приборов учета; порядке определения объема предоставленной коммунальной услуги по электроснабжению и размера платы за указанную коммунальную услугу с применением цен (тарифов) на электроэнергию (мощность), установленных для населения в муниципальном образовании и приравненных к нему категорий потребителей в пределах и сверх социальной нормы потребления электроэнергии, когда субъектом Российской Федерации решено установить такую социальную норму, порядок, срок и форму внесения платы.

Нормативные акты: Сверхнормативное потребление электроэнергии Федеральный закон от 26.03.2003 N 35-ФЗ
(ред. от 11.06.2021)
“Об электроэнергетике”
(с изм. и доп., вступ. в силу с 01.07.2021)Государственное регулирование цен (тарифов) может осуществляться отдельно в отношении электрической энергии, поставляемой населению и приравненным к нему категориям потребителей, в пределах социальной нормы потребления и сверх социальной нормы потребления в порядке, установленном Правительством Российской Федерации. Социальная норма потребления электрической энергии (мощности) устанавливается уполномоченным органом государственной власти субъекта Российской Федерации.

Постановление АС Центрального округа от 11.11.2019 по делу № А08-1027/2019 (сверхнормативный ОДН)

Управляющая организация обратилась в суд с заявлением к Управлению Государственного жилищного надзора о признании недействительным предписания с требованием выполнить перерасчет по услуге электроэнергия ОДН в пределах нормативных начислений в установленном объеме, в связи с отсутствием решения собственников помещений многоквартирного жилого дома о распределении сверхнормативного потребления электроэнергия ОДН пропорционально площади жилых и нежилых помещений.

Отказывая в удовлетворении требований общества, суды первой и апелляционной инстранций пришли к выводу о том, что отнесение на жильцов домов сверхнормативного потребления коммунальной услуги по электроснабжению на общедомовые нужды и предъявление им платы в размере превышения объема коммунальной услуги в спорные месяцы, предоставленной на общедомовые нужды, определенного исходя из показаний коллективного (общедомового) прибора учета, над объемом, рассчитанным исходя из нормативов потребления коммунальной услуги, не было основано на положениях действующего законодательства, т.к. в протоколе общего собрания отсутствует условие о сверхнормативном распределении энергопотребления на ОДН.

Подавая кассационную жалобу УО указала,что суды неправомерно посчитали, что судом искажено волеизъявление собственников помещений, выраженное в соответствующем протоколе общего собрания, поскольку формулировка принятого решения позволяет сделать однозначный вывод о том, что фактическое потребление электроэнергии по показаниям общедомового прибора учета включает в себя возможное сверхнормативное потребление.

Также указывает, что никаких исключений в данном случае (в том числе в части сверхнормативного потребления) в решении общего собрания не содержится.

Из материалов дела усматривается, что спор возник не в результате отсутствия решения общего собрания собственников помещений спорного многоквартирного жилого дома как такового, а в связи с различным толкованием действующего протокола общего собрания собственников помещений этого дома органом жилищного контроля и управляющей компанией.

Суд округа, отменяя решения нижестоящих инстанций и направляя дело на новое рассмотрение, указал, что выводы судов об отсутствии волеизъявления собственников помещений МКД на оплату энергопотребления на ОДН сверх норматива сделан преждевременно при неполно исследованных обстоятельствах, поскольку при наличии протокола данный вывод основан лишь на буквальном прочтении формулировки указанного документа без оценки применительно к норме закона (части 9.2 статьи 156 ЖК РФ).

Новости Центр

ОП «ТверьАтомЭнергоСбыт» помогает управляющим компаниям снижать сверхнормативное потребление электроэнергии на ОДН

Как повысить платежную дисциплину исполнителей коммунальных услуг и снизить потребление электроэнергии на общедомовые нужды? Эти вопросы стали одной из тем обсуждения в рамках круглого стола в городском департаменте ЖКХ, участниками которого стали управляющие компании Твери. В его рамках обособленное подразделение «ТверьАтомЭнергоСбыт» презентовало результаты проекта по сокращению издержек на общедомовые нужды в многоквартирных домах. Спикерами на мероприятии выступили руководитель Тверского отделения компании Александр Гордеев и руководитель технического управления  ОП «ТверьАтомЭнергоСбыт

Дмитрий Гусев.

Открывая работу дискуссионной площадки, руководитель Тверского отделения ОП «ТверьАтомЭнергоСбыт» Александр Гордеев отметил, что уровень оплаты управляющих компаний Твери в 2017 году составил всего лишь 60% от имеющихся начислений.

«Только планомерная совместная работа исполнителей коммунальных услуг с ресурсоснабжающими и сетевыми организациями поможет снизить существующую задолженность и даст тот самый положительный итоговый результат, к которому мы все стремимся», – отметил Александр Гордеев.

Механизмы взаимодействия  ресурсоснабжающих и управляющих организаций стали ключевой темой доклада руководителя технического управления ОП «ТверьАтомЭнергоСбыт» Дмитрия Гусева. Он обозначил причины высокого потребления электроэнергии на ОДН, а также доложил об итогах реализации проекта по снижению указанных объемов.

«Работа по реализации комплекса мероприятий в многоквартирных домах Верхневолжья началась менее года назад и за столь короткий срок доказала свою эффективность, – отметил Дмитрий Гусев. – Были предприняты такие меры работы как выявление несанкционированных подключений и пресечение  безучетного потребления электроэнергии. Мы инициировали замену устаревших приборов учета. Важно было наладить систему единовременного съема показаний индивидуальных и общедомовых счетчиков. Все это нам позволило снизить сверхнормативное потребление в «пилотных» домах более чем в 2 раза!

Он также добавил, что снизить сверхнормативное потребление может и применение энергосберегающего оборудования, а также внедрение автоматизированных систем контроля и учета электроэнергии (АСКУЭ). Мнение Дмитрия Гусева поддержала присутствовавшая на совещании руководитель УК «Застава» Елена Болгова, поблагодарившая ОП «ТверьАтомЭнергоСбыт» за проведенные мероприятия.

В завершении обсуждения участники обменялись мнениями и согласились с необходимостью дальнейшего масштабирования предложенного комплекса мер с целью снижения потребления электроэнергии на содержание общего имущества многоквартирных домов.

                                

Пресс-служба ОП «ТверьАтомЭнергоСбыт»

Татьяна Богданова

Другие новости

Павловский район

№ П/П	Причина роста	Доля в общем объеме (%)	Следствие
1	Передача недостоверных данных индивидуальных приборов учета	20%	Фактический объём потребления коммунального ресурса по прибору учёта выше, чем переданный в управляющую организацию для начисления платы за коммунальную услугу (занизили показания, «прикинули на глазок», вообще не снимали, не передавали)
2	Искажение данных индивидуального прибора учета	18%	Применение устройств, способствующих снижению фактически потребленного объёма коммунального ресурса, а так же несанкционированное вмешательство в работу индивидуального прибора учета (магнит и тд. )
3	Отсутствие синхронности в фиксации ресурсоснабжающей организации или исполнителем коммунальной услуги показаний общедомовых приборов учёта коммунального ресурса и фиксации жителями показаний индивидуальных приборов учета коммунального ресурса	13%	-фиксация ресурсоснабжающей организации или исполнителем коммунальной услуги показаний общедомового прибора учёта в период с18 по 23 число месяца – фиксация жителями показаний индивидуальных приборов учёта в период с 25 по 27 число месяца
4	Несанкционированное подключение к сетям электроснабжения	10%	Неучтенные потребители: магазин, платная стоянка, рекламные щиты с подсветкой и тд.
5	Сверхнормативное потребление жильцами, не имеющими индивидуальных приборов учета в жилом помещении, коммунальных ресурсов в том числе проживание незарегистрированных граждан	9%	Использование жильцами энергоёмких бытовых приборов, не предусмотренных проектными нагрузками. При этом расчёт платы за коммунальную услугу по электроэнергии ведется по нормативу потребления, который заведомо ниже фактически использованного ресурса. Проживание не зарегистрированных граждан в жилом помещении. При этом насичление платы за коммунальную услугу производится по нормативам потребления коммунальных услуг только на зарегистрированных граждан (если в жилом помещении никто не зарегистрирован начисление платы за коммунальную услугу вообще не производится
6	Отсутствие делегированного собственниками совета и председателя МКД	9%	Не осуществляется элементарный контроль со стороны собственников за платежной дисциплиной, переданных объёмов показаний и тд.
7	Использование приборов учета электрической энергии не отвечающим требований класса точности	7%	Отсутствие объективности показаний индивидуальных и  общедомовых приборов учёта
8	Ненадлежащее состояние внутри домовых  инженерных сетей и как следствие сверхнормативные потери при транспортировке коммунального ресурса по данным сетям	6%	Общее имущество должно содержаться в соответствии с требованиями законодательства  Российской Федерации   (в том числе о санитарно-эпидимиологическом благополучии населения, техническом регулировании, защите прав потребителей). Управляющие организации, в управлении которых находится жилищный фонд, для поддержания надлежащего состояния внутридомовых инженерных систем электро-, тепло -, газо- и водоснабжения, водоотведения обеспечивают проведение работ по осмотру, планово-предупредительному ремонту, текущему и капитальному ремонту сетей При этом собственники помещений обязаны нести бремя расходов на содержание общего имущества соразмерно своим долям в праве общей собственности на это имущество путем внесения платы за содержание и ремонт жилого помещения в многоквартирном доме, платы за капитальный ремонт.
9	Нерациональное использование коммунальных ресурсов. Не выполнение рекомендаций по снижению затрат и повышению энергоэффективности потребления коммунальных ресурсов	5%	Отсутствие элементарных правил экономного использования ресурсов (не отключается электроосвещение мест общего пользования в дневное время и т. д.), а так же реализации №261-ФЗ»Об энергосбережении и повышении энергетической эффективности и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации»
10	Влияние сезонности климата на объём потребления коммунальных услуг	3%	Происходит увеличение объёма потребления коммунальных услуг.Например: – электрической энергии в зимний период времени (увеличение продолжительности темного времени суток) – холодной воды в летний период (полив зеленых насаждений)

Районные УК Тульской области: «ТНС энерго Тула» трактует некоторые положения норм права с выгодной для себя стороны

Около 10 районных УК Тульской области столкнулись с высокими счетами по сверхнормативам, которые забирают все их деньги.

В первую очередь, управляющие организации возлагают ответственность за это на ресурсоснабжающую организацию, а именно на «ТНС энерго-Тула».

Дело в том, что на УК ложатся выплаты сверхномативов за электричество в МКД, а собственники квартир отказываются эти выплаты финансировать. Заплатив по этим счетам в полном объеме, жилищникам уже не хватает денег на другие важные ремонтные работы по дому.

В ответ на обращение районных управляющих компаний Тульской области в редакцию “Тульских новостей” пришло письмо от «ТНС энерго-Тула». Ресурсник приводит в своем ответе нормативные акты, которыми руководствуется при работе с управляющими компаниями, также по которым рассчитывает сверхнормативы. Об этом подробнее вы можете прочитать ЗДЕСЬ.

Однако АО «ТНС энерго Тула» отмечает, что обращения по проблеме сверхнормативного ОДН и отсутствия источников для его финансирования поступают ежемесячно от УК.

В свою очередь, жилищники прислали опровережение на пояснения ресурсоснабжающей компании. При этом они обозначили свою позицию:

Приводим вам полный текст опровержения от районных УК:

Управляющие компании не могут согласиться с доводами и выводами изложенными АО «ТНС энерго Тула» о проблеме существующей на сегодняшний день между УК и АО«ТНС энерго Тула» по оплате электрической энергии потребляемой управляющими компаниями в рамках содержания общего имущества многоквартирных домов, по следующим основаниям:

В письме АО «ТНС энерго Тула» от 03.11.2020г. усматриваются многочисленные противоречия по выводам и трактовкам нормативных актов, действующим на сегодняшний день в Российской Федерации и регулирующим взаимоотношения между УК и поставщиками коммунального ресурса – электроэнергии.

Учитывая то обстоятельство, что на сегодняшний день есть масса противоречий в самих нормативных актах регулирующих правоотношения указанных выше сторон, АО «ТНС энерго Тула» по мнению УК пытаясь ввести читателей Тульских новостей в заблуждение, трактует некоторые положения норм права с позиции выгодной, прежде всего АО «ТНС энерго Тула» а не так как в действительности прописано в законе. Так например:

1) В своем письме АО «ТНС энерго Тула» отвечает на вопрос: «По какому принципу «ТНС энерго-Тула» начисляет сверхнорматив УК?

Согласно действующему законодательству РФ (Постановления Правительства РФ № 354, №124), потребление на общедомовые нужды (ОДН) рассчитывается как разница между количеством электроэнергии, определённой по показаниям общедомового счетчика и суммарным потреблением электроэнергии в жилых и нежилых помещениях многоквартирного дома. В свою очередь объем коммунального ресурса, подлежащий оплате потребителями в многоквартирном доме определяется по нормативу. В том случае, если ОДН превышает нормативное потребление, то разница в виде сверхнормативного ОДН ложится на управляющую компанию.»

С такой формулировкой указанных выше нормативных актов УК не могут согласиться, так как в Постановлениях Правительства РФ № 354, №124 говорится, что разница в виде сверхнормативного ОДН ложится не конкретно на управляющую компанию, а на исполнителя коммунальной услуги, которым на сегодняшний день в связи с переходом собственниками помещений на прямые договорные отношения с ресурсоснабжающими организациями, является поставщик коммунального ресурса, т. е. АО «ТНС энерго Тула».

п.п. к) п. 1 Постановления Правительства РФ № 897 от 13.07.2019г. внесены изменения в п.21(1) Правил предоставления коммунальных услуг, которым утверждена Типовая форма договора согласно приложению N 1(1). в указанной форме договора, исполнителем коммунальных услуг является РСО. То есть, законодательно утверждено определение кто является исполнителем коммунальных услуг при переходе РСО на «прямые» договорные отношения с собственниками помещений в МКД. А также законодательно регламентированы права и обязанности исполнителя и потребителя коммунальных услуг, при реализации которых исполнитель коммунальной услуги (РСО) имеет законодательно установленные меры воздействия на недобросовестных потребителей коммунальной услуги в силу договорных отношений., чего в свою очередь лишается управляющая организация при переходе собственниками помещений на прямые договорные отношения с РСО.

В п. 14 Правил предоставления коммунальных услуг утвержденных Постановлением Правительства Российской Федерации №354 от 06.05.2011 N 354 (ред. от 13.07.2019) говорится: «Управляющая организация, выбранная в установленном жилищным законодательством Российской Федерации порядке для управления многоквартирным домом, приступает к предоставлению коммунальных услуг потребителям в многоквартирном доме, за исключением случаев, предусмотренных подпунктами “г” – “ж” пункта 17 настоящих Правил».

В п.п. г) и ж) п. 17 указанных Правил сказано, что: «Ресурсоснабжающая организация, для которой в соответствии с законодательством Российской Федерации о водоснабжении, водоотведении, электроснабжении, теплоснабжении, газоснабжении заключение договора с потребителем является обязательным, приступает к предоставлению коммунальной услуги соответствующего вида:

г) собственникам и пользователям помещений в многоквартирном доме в случае наличия заключенных с ними договоров, предусмотренных частью 3 статьи 3 Федерального закона от 3 апреля 2018 г. N 59-ФЗ “О внесении изменений в Жилищный кодекс Российской Федерации”, – со дня их заключения;

ж) при принятии общим собранием собственников помещений в многоквартирном доме решения, предусмотренного пунктом 4.4 части 2 статьи 44 Жилищного кодекса Российской Федерации, – с даты, определенной в таком решении и в соответствии с положениями пункта 1 части 7 статьи 157.2 Жилищного кодекса Российской Федерации, – с даты, определенной указанным решением ресурсоснабжающей организации.» (т.е с момента принятия собственниками помещений на общих собраниях решения о переходе на прямые договорные отношения с ресурсоснабжающей организацией.)

Министерство строительства и жилищно-коммунального хозяйства РФ в своем письме от 04.05.2018г. № 20073-АЧ/04 «Об отдельных вопросах, возникающих в связи с принятием Федерального закона от 03.04.2018г. №59-ФЗ «О внесении изменений в Жилищный кодекс Российской Федерации»” разъяснило, «принятие собственниками помещений в многоквартирном доме решения, предусмотренного пунктом 4. 4 части 2 статьи 44 ЖК РФ, влечет изменение договора управления многоквартирным домом в силу закона и автоматически исключает из договора управления заключенного с собственниками помещений МКД, обязанность управляющей компании по предоставлению собственникам коммунальных услуг».

Также в указанном письме разъяснено, ««учитывая, что при заключении прямых договоров исполнителем коммунальных услуг становится ресурсоснабжающая организация и на нее возлагается обязанность по предоставлению платежных документов потребителям, выставление соответствующих платежных документов лицом, осуществляющим управление многоквартирным домом, в указанном случае является нарушением лицензионного требования, предусмотренного подпунктом «а» пункта 3 Положения о лицензировании предпринимательской деятельности по управлению многоквартирными домами, утвержденного постановлением Правительства Российской Федерации от 28 октября 2014 г. N 1110.».

Согласно толкованию приведенных выше норм права, Управляющая организация не может являться исполнителем коммунальной услуги электроснабжения перед собственниками помещений в МКД.

Кроме того, управляющие организации регулярно следят и надлежащим образом обслуживают внутридомовые сети электроснабжения, которые находятся в удовлетворительном работоспособном состоянии (что подтверждается ежегодными актами осмотра МКД в весенний и осенний период), в связи с чем исключается возможность несанкционированного подключения и потерь электрической энергии в сетях относящихся к общедомовому имуществу и исключается возможность сверхнормативного потребления электроэнергии Управляющими организациями в рамках содержания такого имущества.

Согласно п.2 раздела 1 Основных положений функционирования розничных рынков электрической энергии, утвержденных Постановлением Правительства РФ № 442 от 04. 05.2012г., «Понятия, используемые в настоящем документе, означают следующее:

– “потребитель” – потребитель электрической энергии, приобретающий электрическую энергию (мощность) для собственных бытовых и (или) производственных нужд;

– “покупатель” – покупатель электрической энергии, приобретающий электрическую энергию (мощность) в целях ее продажи, а также исполнитель коммунальных услуг, приобретающий электрическую энергию (мощность) в целях ее использования при предоставлении коммунальной услуги по электроснабжению, а также в случае отсутствия централизованных теплоснабжения и (или) горячего водоснабжения – в целях ее использования при предоставлении коммунальной услуги по отоплению и (или) горячему водоснабжению (далее – исполнитель коммунальной услуги).»

Постановление Правительства РФ от 14 февраля 2012 года N 124 «О правилах, обязательных при заключении договоров снабжения коммунальными ресурсами» регулирует правоотношения между РСО и управляющей организацией, если последняя является исполнителем коммунальных услуг. (т.е. в тех многоквартирных домах, где собственники помещений не приняли решение о переходе на прямые договорные отношения с РСО минуя управляющую организацию). На сегодняшний день таких МКД в районах практически не существует.  

Следовательно, РСО по совокупности указанных оснований является исполнителем коммунальной услуги по электроснабжению, имеющим прямые договорные отношения с потребителями.

Соответственно, обязательства управляющей компании перед РСО в данном случае ограничены нормативом потребления на ОДН, а применяемая РСО методика расчета является неправильной.

2) Также следует отметить, что в своем письме АО «ТНС энерго Тула» отвечая на вопрос: «Почему УК не предоставляют право прямого доступа к счетчикам «ТНС энерго Тула» для самостоятельного снятия показаний и расчета фактического потребления домом электроэнергии?» поясняет читателям, что: «В соответствии с Федеральным Законом «Об энергосбережении», до 1 июля 2020 г. обязанность по оснащению МКД общедомовыми приборами учета возлагалась на собственников помещений. При этом, в случае если собственники проигнорировали данную обязанность, то сетевым организациям давалось право самостоятельной установки общедомовых приборов учета в МКД, что и было сделано в большинстве домов региона.

Как правило, местом установки общедомовых счетчиков является шкаф вводно-распределительного устройства (ВРУ), расположенный в техническом помещении внутри многоквартирного дома, к которому управляющая компания имеет прямой доступ. Ни гарантирующий поставщик, ни сетевая организация не могут ограничить доступ к помещению и оборудованию, которое является общедомовым имуществом и обслуживается самой управляющей компанией.»

Поясняем:

На сегодняшний день в Тульской области фактически применяло средства измерений ПАО «МРСК Центра и Приволжья».

Договоры на установку ОДПУ ни с собственниками помещений в МКД, ни с управляющими компаниями сетевой организацией не заключались. Установка ОДПУ в отношении таких домов производилась сетевой организацией до истечения срока для их добровольной установки, предусмотренной в ст.13 Закона №261 (т.е. до 01.07.2012 г.).

Решения собственников помещений в МКД о включении общедомовых комплексов учета электроэнергии в состав общедомового имущества в соответствии с п.1 Правил содержания общего имущества в многоквартирном доме, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 13.08.2006 №491 не принимались.

Паспорта на установленные ОДПУ и ТТ от сетевой организации не передавались.

Что фактически лишало провести очередную поверку измерительных трансформаторов тока управляющими компаниями, поскольку согласно п. 2.11.11. Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей сведения о поверках средств измерений должны вноситься в паспорта на них, выданные производителем средств измерений.

Используемые АО «ТНС энерго Тула» в расчете потребленной МКД электрической энергии, сведения о показаниях ОДПУ и индивидуальных приборов учета документально не подтверждены, отсутствуют соответствующие акты снятия показаний ОДПУ и ИПУ.

Согласно типовому договору на предоставление коммунальной услуги, утвержденному ПП РФ №354 «о предоставлении коммунальных услуг», собственники помещений обязаны передавать показания своих индивидуальных приборов учета электроэнергии (ИПУ) напрямую поставщику услуги (АО «ТНС энерго Тула»), в том числе дистанционно по средствам телефонной связи, минуя управляющую компанию. Поставщик услуги электроснабжения (АО «ТНС энерго Тула») согласно договору и указанным правилам обязан проверять показания индивидуальных приборов учета не реже одного раза в три месяца.

АО «ТНС энерго Тула» не представляет управляющим компаниям соответствующие акты снятия показаний с ОДПУ и ИПУ в соответствующем расчетном периоде.

В связи, с чем объёмы потребления электроэнергии нельзя признать обоснованными и достоверными, РСО количество поставленной в расчетный период электроэнергии должным образом не обосновывает.

В расчетах РСО имеются МКД в которых истекли сроки очередной поверки ОДПУ и измерительных трансформаторов тока (далее – ТТ), в связи с чем показания измерительных комплексов средств учета электроэнергии в силу требований законодательства об обеспечении единства измерений использоваться не могут.

Установленные приборы учета электроэнергии должны быть допущены в эксплуатацию. Под допуском понимается процедура, в ходе которой определяется готовность прибора учета, в том числе входящего в состав измерительного комплекса или системы учета, к его использованию при осуществлении расчетов за электрическую энергию (мощность). В ходе процедуры допуска проверке подлежат место установки и схема подключения, состояние прибора учета и измерительных трансформаторов (при их наличии), а также соответствие метрологических характеристик.

Установка ОДПУ и ТТ электроэнергии производилась ПАО «МРСК Центра и Приволжья» до передачи МКД в управление действующим управляющим организациям.

У управляющих организаций отсутствуют копии паспортов и свидетельств о поверке на ОДПУ электроэнергии и на ТТ, установленных на МКД, документы, подтверждающие проведение поверок ТТ, в том числе очередных (которые отражаются в паспортах ТТ и в свидетельствах о поверке).

Пунктом 1 ст. 13 Федерального закона от 26.06.2008 №102-ФЗ «Об обеспечении единства измерений» установлено, что средства измерений, предназначенные для применения в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, в процессе эксплуатации подлежат периодической поверке. Юридические лица, применяющие средства измерений в сфере государственного регулирования обеспечения единства измерений, обязаны своевременно представлять эти средства измерений на поверку.

В соответствии с п.2.11.7 Правил технической эксплуатации электроустановок до ввода в промышленную эксплуатацию основного оборудования Потребителя информацонно-измерительные системы должны быть метрологически аттестованы, а в процессе эксплуатации они должны подвергаться периодической поверке. Использование в качестве расчетных инфомационно-измерительных систем, не прошедших метрологическую аттестацию, не допускается.

П. 2.11.9. Правил технической эксплуатации электроустановок потребителей предусмотрено, что поверка расчетных средств учета электрической энергии и образцовых средств измерений проводится в сроки, устанавливаемые государственными стандартами, а также после ремонта указанных средств.

Следует отметить, что мероприятия по замене неисправных и неповеренных приборов учета проводились сетевой организацией в одностороннем порядке без участия представителей управляющих организаций, что недопустимо согласно действующему законодательству. Паспорта на замененные приборы учет и ТТ также управляющим организациям не передавались, без чего не возможно установить поверочный интервал прибора учета и сам факт произведенной замены, поскольку управляющие компании не имеют прямого доступа к ОДПУ и измерительным комплексам установленным в многоквартирных домах.

Многие управляющие компании запрашивали в сетевой организации соответствующие документы. Однако документы так и не представлены. Указанные документы даже не представлены в суд по запросу суда. Из чего можно сделать вывод, что данные документы отсутствуют в сетевой организации.

На основании п. 152 Основных положений, утвержденных Постановлением Правительства РФ от 04.05.2012 №442 (далее – Основные положения №442), установленный прибор учета должен быть допущен в эксплуатацию в порядке, установленном настоящим разделом.

Под допуском прибора учета в эксплуатацию в целях применения настоящего документа понимается процедура, в ходе которой проверяется и определяется готовность прибора учета, в том числе входящего в состав измерительного комплекса или системы учета, к его использованию при осуществлении расчетов за электрическую энергию (мощность) и которая завершается документальным оформлением результатов допуска.

Допуск установленного прибора учета в эксплуатацию должен быть осуществлен не позднее месяца, следующего за датой его установки.

При допуске в эксплуатацию ОДПУ, установленного на границе раздела централизованных электрических сетей и внутридомовых инженерных систем многоквартирного дома в состав комиссии должен входить уполномоченный представитель управляющей организации.

Требования к оформлению результатов допуска указаны в п.154 Основных положений №442.

Вышеуказанные обстоятельства являются существенными, имеющими значение для правильного начисления и распределения объемов фактически потребленной электрической энергии, поскольку по сложившейся судебной практике при нарушении установленного порядка ввода в эксплуатацию ОДПУ приборы учета не могут быть расчетными (например, постановление АС Поволжского округа от 26.02.2016 по делу №А55-14308/2015, постановление АС Центрального округа от 26. 12.2016 по делу №А68-9028/2015).

Учитывая изложенный выше анализ нормативных документов и обстоятельства сложившиеся на сегодняшний день в Тульской области между управляющими организациями и поставщиками электроэнергии, Управляющие компании обоснованно полагают, что последние не могут являться исполнителем коммунальной услугу перед собственниками помещений по электроснабжению и не должны оплачивать сверхнормативное потребление электрической энергии, которое складывается по мнению управляющих компаний из за несвоевременной оплаты собственниками помещений энергоресурса поставленного РСО напрямую собственникам помещений для личных нужд, из за недостоверных и не переданных вовремя сведений представляемых недобросовестными собственниками показаний ИПУ напрямую в ресурсоснабжающую организацию (РСО).

Выявлением указанных фактов должен и имеет право заниматься исполнитель коммунальной услуги (РСО), а не управляющая организация, которая на сегодняшний день в связи с переходом собственниками помещений на прямые договорные отношения с РСО, является таким же потребителем коммунального ресурса в рамках содержания общего имущества МКД. И в силу изменившегося законодательства в этой области утратило право взыскивать с собственников помещений долги за поставленный и неоплаченный коммунальный ресурс для личного пользования собственникам помещений.

На сегодняшний день Управляющая организация может взыскать по закону с недобросовестного собственника помещения неоплаченную им коммунальную услугу на содержание общедомового имущества входящего в ставку по содержанию жилья в пределах норматива, как того требует действующее законодательство РФ.

Подводя итог всему выше изложенному, управляющие компании обоснованно полагают, что на сегодняшний день АО «ТНС энерго Тула» играя определением, кто же на сегодняшний день является исполнителем коммунальной услуги электроснабжения перед собственниками помещений, пытается переложить свои обязанности как прямого поставщика и исполнителя коммунальной услуги по электроснабжению, на плечи управляющих компаний.

А также не выполняет надлежащим образом свои обязанности по проверке представленных сведений от собственников помещений по их ИПУ и проверке сведений представленных сетевой организацией по ОДПУ, включая в свои расчеты, в том числе и показания не расчетных ОДПУ и ИПУ.

Учитывая, что на сегодняшний день АО «ТНС энерго Тула» применяет методику расчета : ОДПУ-ИПУ=ОДН

Где ОДПУ- показания общедомового прибора учета электрической энергии;

ИПУ- сумма показаний индивидуальных приборов учета электрической энергии;

ОДН – потребление электроэнергии на общедомовые нужды, то управляющие компании обоснованно полагают, что АО «ТНС энерго Тула» не ведет надлежащим образом работу с должниками за поставленный коммунальный ресурс собственникам помещений, а просто включает эту недостающую разницу на счет управляющей организации, в связи, с чем задолженность управляющих компаний за поставленную электрическую энергию на содержание общедомового имущества, в разы превышает норматив потребления, который заложен в ставку по содержанию жилья и оплачивается большинством управляющих компаний Тульской области своевременно и в полном объеме.

Учитывая все выше изложенные обстоятельства и анализ нормативных документов регулирующих на сегодняшний день правоотношения между УК и поставщиком электроэнергии, управляющие компании считают, что необходимо менять методику расчета и руководствоваться формулой №10 Приложения 2 «Правил предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов» утвержденных Постановлением Правительства РФ от 06. 05.2011 N 354

Размер платы за коммунальную услугу, предоставленную на общедомовые нужды в многоквартирном доме, для i-го жилого помещения (квартиры) или нежилого помещения согласно пунктам 44 – 48 Правил определяется по формуле 10:

 Родн = Vодн Х Ткр , где:

Vодн – объем (количество) коммунального ресурса, предоставленный за расчетный период на общедомовые нужды в многоквартирном доме и приходящийся на i-е жилое помещение (квартиру) или нежилое помещение;

Tкр – тариф на соответствующий коммунальный ресурс, установленный в соответствии с законодательством Российской Федерации.

Если собственники не приняли решение о распределении сверхнормативного потребления электроэнергии на общедомовые нужды между всеми помещениями пропорционально размеру площади, то УК обязана заплатить РСО за весь объем сверхнормативного потребления за счет собственных средств

РСО обратилось с иском к УК с требованием оплатить задолженность за сверхнормативное потребление электроэнергии на общедомовые нужды и пени за нарушение срока ее оплаты. УК отказалась от оплаты указанной задолженности, поскольку посчитала, что в отсутствие заключенного между нею и РСО договора энергоснабжения и при заключении таких договоров с потребителями, исполнителем коммунальных услуг является РСО. Однако РСО представила доказательство о направлении управляющей организации предложения о заключении договора энергоснабжения. Кроме того, поскольку собственники помещений приняли решение о заключении договоров энергоснабжения с РСО и об оплате ресурса непосредственно РСО, последняя не расторгала с управляющей организацией договор энергоснабжения, то управляющая организация является исполнителем коммунальной услуги в целях содержания общего имущества в МКД и обязана содержать общее имущество в МКД, выполнять мероприятия по эффективному управлению МКД, обеспечивать благоприятные и безопасные условия проживания граждан, надлежащее содержание общего имущества.
Как разъяснено в ответе на вопр. 3 Обзора судебной практики N 2(2016), утвержденного Президиумом ВС РФ 06. 07.2016, по общему правилу объем коммунальной услуги в размере превышения над объемом, рассчитанным исходя из нормативов потребления коммунальной услуги, предоставленной на общедомовые нужды, УК оплачивает за счет собственных средств. Данное регулирование направлено на УК к выполнению мероприятий по эффективному управлению МКД (выявлению несанкционированного подключения, внедоговорного потребления коммунальных услуг и др.) и достижение целей этого управления, обеспечивающих благоприятные и безопасные условия проживания граждан.
Установив, что собственники не приняли решение о распределении сверхнормативного потребления электроэнергии на общедомовые нужды между всеми помещениями пропорционально размеру площади, суды всех инстанций пришли к выводу об обязанности управляющей организации оплатить за счет собственных средств РСО объем сверхнормативного потребления электроэнергии на общедомовые нужды.

Полный текст документа смотрите в СПС КонсультантПлюс Ссылки на документы доступны только пользователям КонсультантПлюс – клиентам компании «ЭЛКОД». Дополнительную информацию по приобретению СПС КонсультантПлюс Вы можете получить ЗДЕСЬ.

Диалог 6. Общедомовое электричество. Особенности потребления и расчета

Уважаемые потребители и посетители сайта!

В последнее время множество вопросов вызывает новая практика выставления счетов за общедомовое электричество. Кроме новой формулы расчета закон ввел обязанность указывать плату за общее электричество отдельно. В платежных квитанциях появилась новая строка «ОДН».

ОДН расшифровывается как общедомовые нужды. Каждый многоквартирный дом, подсоединенный к электросетям, получает определенное количество энергии, которую учитывает на вводе в здание общедомовой счетчик. Эта энергия питает не только квартиры каждого жильца, но и места общего пользования. Сумма ОДН в квитанции включает плату за освещение подъезда, чердачных и подвальных помещений, за работу противопожарной автоматики, приподъездного светильного оборудования, лифтов, насосов для подкачки воды на верхние этажи дома, – то есть всего электрооборудования, необходимого для комфортных условий проживания в доме и являющегося общей собственностью всех жильцов. Кроме того, технологические потери во внутридомовых сетях по закону тоже оплачиваются как общедомовые нужды и входят в общую сумму затрат на ОДН.

Методика расчета ОДН утверждена действующими «Правилами предоставления коммунальных услуг собственникам и пользователям помещений в многоквартирных домах и жилых домов» от 06.05.2011 № 354.

Энергия, израсходованная жильцами в квартирах, измеряется индивидуальными счетчиками. Если такого счетчика нет, собственник жилья оплачивает электроэнергию в соответствии с установленными нормативами. Разница между показаниями общедомового счетчика и суммарным объемом электроэнергии, потребленной в жилых и нежилых помещениях, оборудованных  и необорудованных счетчиками – это и есть электроэнергия, израсходованная на общедомовые нужды дома. Правила содержат схему распределения платы за ОДН между жильцами и юридическими лицами вне зависимости от наличия счетчиков пропорционально площади занимаемых помещений.

Следует отметить, что объем электроэнергии на общедомовые нужды и раньше распределялся между всеми жильцами многоквартирного дома, а общедомовое потребление оплачивалось гражданами – в прямой зависимости от площади проживания – в составе ставки за содержание и ремонт жилья. Претензии тех жильцов, которые возмущаются по поводу строчки «ОДН», следует признать необоснованными, поскольку электроустановки ОДН физически потребляют электроэнергию, которая должна быть оплачена.

Однако существенные проблемы связаны с другим обстоятельством, а именно с непомерной величиной счетов за общедомовое электричество, нередко достигающей 100 – 120% от расходов на индивидуальное электропотребление.

Почему счета за общедомовую электроэнергию могут быть такими большими? Потому что на количество потребляемого общедомового электричества влияет множество факторов (см. рис), которые мы бегло рассмотрим.

Уровень изношенности электропроводки в жилом помещении. Данные показатели могут сильно различаться и зависят от ряда характеристик электропроводки – качества ее изоляции, типа обмотки и т.д. Например, в 9-тиэтажных домах панельного типа жильцам на общедомовое электричество приходится тратить не больше трети от общей оплаты за свет, в то время как в старых «хрущевках» эта цифра достигает 50%.

Состояние приборов учета, их класс точности. Известно, что почти половина используемых сегодня приборов технически устарела, – их показания превышают расходуемое электричество.

Уровень обслуживания внутридомовых инженерных систем. Во многих домах целые участки неисправной электропроводки из устаревших токопроводящих материалов годами ждут своей замены. Между тем к такой замене обязывает собственников жилого помещения ст. 21 Постановления № 354 (самостоятельно либо с привлечением других лиц по договорам обслуживания и ремонта).

Мощность бытовой техники, используемой жильцами. Из логики ст. 115 (абзац г) Постановления № 354 следует, что мощность подключения бытовой техники не должна превышать допустимые нагрузки, рассчитанные исполнителем исходя из технических характеристик внутридомовых инженерных систем. К сожалению, мощность подключаемой техники нередко превышает допустимый максимум.

Количество нечестных жильцов (жильцов с незаконным подключением). Несанкционированные подключения – наиболее распро­страненный способ решения своих проблем за счет других. К сожалению, честным гражданам приходится оплачивать индивидуальные потребности непорядочных жильцов.

Временной порядок фиксирования показаний общедомового и индивидуальных приборов учета. Только одновременное (и даже одномоментное) снятие данных всех приборов учета позволяет избежать неточно­сти в расчетах и правильно распре­делить плату за электроэнергию в доме. На практике, если показания общедомовых приборов учета фиксируются ежемесячно в одинаковые периоды, показания внутриквартирных счетчиков жильцами снимаются нестабильно, нередко один раз в несколько месяцев.

Алгоритм расчета тарифа за общедомовое электричество, степень его совершенства. Можно согласиться с мнением, что современная формула расчета тяжеловесна, так как включает в себя много различных величин. Однако, возможно, это объясняется желанием законодателей максимально адекватнее отразить в ней все составляющие процесса поставки электричества.

Степень оснащенности общедомовыми и индивидуальными счетчиками. До сих пор существенная часть квартир и домов не оснащена общедомовыми приборами учета. Между тем сверхнормативное потребление электроэнергии распределяется между всеми жильцами в виде увеличения платы за ОДН.

Итак, теперь Вы знаете не только факторы, влияющие на величину общедомового потребления электроэнергии, но и сложившиеся проблемы. В данном диалоге мы их эскизно наметили, не освобождая себя от обязанности в дальнейшем обрисовать каждую проблему подробнее…

You have no rights to post comments

Среднее потребление электроэнергии в домах во всем мире – shrinkthatfootprint.com

Знаете ли вы, сколько электроэнергии потребляет ваш дом каждый год?

Если вы это сделаете, этот пост позволит вам увидеть, как вы сравниваетесь с остальным миром.

Снижение выбросов углекислого газа в результате использования энергии в вашем доме – это тема, о которой мы будем много сообщать в будущем. В качестве основы для этих постов мы рассмотрим, сколько электроэнергии используют домохозяйства по всему миру, и сколько на одного человека используется в разных странах.

Среднее потребление электроэнергии в домах

Около 80% людей в мире имеют доступ к электричеству. Эта цифра увеличилась за последнее десятилетие, в основном из-за растущей урбанизации. Но, несмотря на то, что все больше и больше людей получают доступ к электричеству, мы используем очень разные ее количества.

Используя данные Всемирного энергетического совета, мы можем сравнить, сколько электроэнергии потребляет среднее электрифицированное домохозяйство в разных странах.

В странах, которые мы выбрали для сравнения, потребление электроэнергии в домашних хозяйствах сильно различается.Среднее американское или канадское домохозяйство в 2010 году использовало примерно в двадцать раз больше, чем типичное нигерийское домохозяйство, и в два-три раза больше, чем типичный европейский дом.

В США типичное потребление электроэнергии домашним хозяйством составляет около 11,700 кВтч ежегодно, во Франции – 6,400 кВтч, в Великобритании – 4,600 кВтч, а в Китае – около 1300 кВтч. Среднее мировое потребление электроэнергии домашними хозяйствами, имеющими электроэнергию, составило примерно 3500 кВтч в 2010 году.

Эти различия обусловлены множеством факторов, включая богатство, физический размер дома, стандарты бытовой техники, цены на электроэнергию и доступ к альтернативным видам топлива для приготовления пищи, отопления и охлаждения.

Возможно, самое удивительное в этой диаграмме – это то, что среднемировой показатель достигает 3500 кВтч / год, учитывая, что показатели для Индии и Китая настолько низки. Это объясняется двумя вещами: размером домохозяйства и уровнем электрификации.

В Китае около 99% людей имеют электричество, и средний размер домохозяйства составляет около 3. В Индии это 66% и 5 человек соответственно, а в Нигерии – 50% и 5. Средний размер домохозяйства в большинстве богатых стран приближается к 2,5 человекам. В результате распределение электрифицированных домохозяйств более смещено в сторону богатых стран, чем населения в целом.

Потребление электроэнергии в доме на человека

Взяв потребление электроэнергии в жилых домах и разделив его по численности населения, мы можем посмотреть, сколько электроэнергии в среднем использует дома человек в каждой стране. В отличие от нашего предыдущего графика, этот график учитывает всех людей в каждой стране, поэтому для мест, где доступ к электричеству не универсален, цифры ниже.

Несмотря на то, что графики выглядят очень похожими, есть несколько разительных отличий.

Каждый американец потребляет дома около 4500 кВтч в год. Это примерно в шесть раз больше, чем в среднем в мире на душу населения, или более чем в пять раз выше среднего показателя для тех, кто имеет доступ к электричеству.

Различия между развитыми странами также весьма значительны. В то время как в США и Канаде рост составляет около 4500 кВтч на человека, в Великобритании и Германии – менее 2000 кВтч. В Бразилии, Мексике и Китае потребление на человека составляет всего 500 кВтч, но рост сильно отличается. В Бразилии жилищное использование на человека было стабильным в течение последних 20 лет, тогда как в Мексике оно выросло на 50%, а в Китае – на 600%.

Где твой?

Наше домашнее потребление электроэнергии составляло 2 000 кВтч каждый из последних нескольких лет, что означает около 700 кВтч на человека. Нам выгодно не использовать электричество для обогрева или охлаждения, хотя наша электрическая духовка является большим источником спроса.

Это делает нас бразильской семьей, но глобальными людьми 😉

Как складываются?

Сообщение по теме: Как мы используем электричество?

«Электрификация всего» увеличит потребление электроэнергии в США, но снизит конечное потребление энергии

Широкое распространение электромобилей, тепловых насосов и других электрических технологий может увеличить U.Согласно новому правительственному отчету, потребление электроэнергии к середине века увеличится почти на 40 процентов.

В этом отчете, втором в серии исследований перспектив электрификации Национальной лаборатории возобновляемых источников энергии, анализируется влияние перехода на электричество на транспорте, в жилых и коммерческих зданиях и промышленности до 2050 года со стороны спроса.

Авторы отчета разработали три сценария для оценки изменений в росте спроса на электроэнергию при различных уровнях электрификации экономики в целом.Сценарии основаны на прогнозах затрат и производительности в первом отчете EFS, а также на обзоре авторов текущих тенденций, академической литературе и использовании обновленной версии инструмента восходящего моделирования EnergyPATHWAYS.

«Эталонный» сценарий предполагает только постепенные изменения в электрификации к середине века. «Средний» сценарий предполагает, что собраны «низко висящие плоды», но не хватает трансформационных изменений в электрификации. «Высокий» сценарий предусматривает будущее, в котором сочетание технологических достижений, политической поддержки и энтузиазма потребителей «сделает возможными трансформационные изменения в электрификации.”

Анализ секторальной электрификации

По словам Триу Май, старшего исследователя NREL и ведущего автора исследования, сектор с наибольшим потенциалом трансформационных изменений к 2050 году – это транспорт. Среди трех секторов, отслеживаемых в исследовании, транспорт начинается с наименьшей доли электрификации. На транспорт приходится почти 30 процентов потребления первичной энергии в США, но менее 1 процента спроса на электроэнергию.

В интервью Май сказал, что существуют широкие возможности для электрификации транспорта, особенно для легковых автомобилей.В среднем сценарии были обнаружены возможности для электрификации грузовых перевозок на короткие расстояния. Сценарий высокого уровня показал, что «возможности дальних перевозок действительно существуют, но могут зависеть от некоторого прогресса в аккумуляторных технологиях», по словам Май.

Проникновение на рынок подключаемых к электросети электромобилей малой грузоподъемности достигает почти 84 процентов в высоком сценарии – по сравнению с всего лишь 11 процентами в базовом случае. По оценкам, к 2050 году по тому же сценарию к 2050 году на дорогах будут находиться более 240 миллионов легких электромобилей и грузовиков, 7 миллионов средних и тяжелых электрических грузовиков и 80 000 электрических автобусов.В целом, при высоком сценарии на электромобили приходится до 76 процентов пробега транспортных средств к середине века.

Здания и промышленность начинают с более высокой доли электрификации и, согласно исследованию, «видят меньший потенциал трансформационных изменений в масштабах страны». Усиление электрификации коммерческих и жилых зданий может повлиять на время пикового спроса на электроэнергию, смещая некоторые региональные энергосистемы с летнего пика на зимний.

При высоком сценарии к 2050 году электрические устройства будут обеспечивать до 61% отопления помещений, 52% нагрева воды и 94% услуг по приготовлению пищи в коммерческих и жилых зданиях.

«Мы действительно считаем, что технологии тепловых насосов являются ключевыми технологиями в электрификации», – сказал Май. Высокий сценарий предусматривает более 170 миллионов тепловых насосов, обеспечивающих нагрев воды, а также обогрев и охлаждение помещений в домах к середине века.

Масштабы использования тепловых насосов для отопления помещений в сценарии с высокой степенью электрификации «могут привести к большему увеличению потребления электроэнергии зимой, особенно в некоторых регионах, таких как Северо-Восток и Верхний Средний Запад», – сказал Май.При таком сценарии коммунальные предприятия и сетевые операторы должны будут планировать как зимние, так и летние пики.

В отчете говорится, что в существующих домах установить тепловые насосы будет сложнее, чем в новых.

«Высокая эффективность и многофункциональность тепловых насосов могут поддерживать их экономическую привлекательность», – пишут авторы. «Однако препятствия на пути внедрения тепловых насосов, такие как модернизация зданий и осведомленность потребителей, могут ограничить рост продаж.”

В промышленности отчет видит наибольший потенциал для электрификации приложений, которые либо повышают производительность (т. Е. Приводят к улучшению качества продукции, увеличению производительности, сокращению брака или снижению затрат на рабочую силу), либо требуют более низких температур технологического нагрева.

При высоком сценарии отверждение, сушка и другие низкотемпературные процессы «в некотором смысле являются лучшими кандидатами для промышленной электрификации», – сказал Май.

Конечные модели потребления энергии и будущие исследования

Электрификация в масштабах всей экономики может обеспечить коммунальным предприятиям резкий скачок устойчивого роста спроса на электроэнергию после десятилетия стабильного роста.В отчете указано, что потребление электроэнергии в США может увеличиться на 20 процентов при среднем сценарии и на 38 процентов при высоком сценарии по сравнению с исходным сценарием.

При высоком сценарии совокупный годовой темп роста спроса на электроэнергию составляет 1,6 процента. Это приводит к увеличению потребления электроэнергии примерно на 80 тераватт-часов ежегодно до 2050 года, что, по словам Май, «беспрецедентно для длительного периода времени».

Доля электроэнергии в общем объеме конечной энергии в 2050 году достигнет 41 процента по высокому сценарию, по сравнению с 19 процентами в 2016 году и 23 процентами в базовом сценарии.Переход на электроэнергию в сценарии с высоким уровнем потребления также показал сокращение использования топлива на 74 процента для бензина, 35 процентов для дизельного топлива и 37 процентов для природного газа в 2050 году.

Но «поскольку технологии конечного использования электроэнергии, как правило, более энергоэффективны, чтобы предоставлять те же услуги на единицу конечной энергии, чем другие технологии, – отмечает Май, – это приводит к общему сокращению конечного потребления энергии примерно на 21 процент к 2050 году в годовом исчислении. . »

Авторы приходят к выводу: «Более высокая общая эффективность электрических технологий является одной из причин того, что спрос на электроэнергию не растет еще быстрее.”

Триу Май предупредил, что повышение эффективности электрификации не обязательно приведет к общему снижению использования топлива. По его словам, чтобы ответить на этот вопрос, серия EFS расследует вторую часть бухгалтерской книги, касающуюся выработки электроэнергии.

В предстоящих исследованиях будут также рассмотрены последствия электрификации в масштабах всей экономики для экономики производства электроэнергии, использования природного газа, экспорта топлива и выбросов парниковых газов.

–

Присоединяйтесь к GTM на предстоящем саммите Power & Renewables! Мы рассмотрим электрификацию сектора и повсеместное внедрение электромобилей, а также то, как эти тенденции повлияют на рынки электроэнергии в следующие 10-20 лет.Мы уже подтвердили выступления ключевых докладчиков отрасли, таких как главный операционный директор ERCOT, директор по политике Cypress Creek или старший менеджер Exelon по корпоративным инновациям, стратегии и устойчивому развитию. Узнайте больше здесь.

Оптимизация использования энергии | WBDG

Обзор

Здания используют почти 40% общего годового потребления энергии в Америке и 75% потребности в электроэнергии. Кроме того, на здания приходится 30% от общего количества углекислого газа (CO2, который является основным парниковым газом, связанным с потеплением атмосферы), 49% диоксида серы и 25% оксидов азота, выбрасываемых в США.С. (Источник: EPA)

Большая часть энергии, используемой в зданиях, по-прежнему производится из невозобновляемых источников ископаемого топлива. Тем не менее, строительный сектор также имеет самый высокий потенциал для повышения энергоэффективности. С ростом спроса на ископаемое топливо в сочетании с неуверенностью в доступности ископаемого топлива в будущем растет озабоченность по поводу энергетической безопасности (как для общих поставок, так и для конкретных нужд объектов), а также возможность того, что накопление парниковых газов может оказывать нежелательное воздействие на В условиях глобального климата важно найти способы снижения нагрузки, повышения эффективности и использования возобновляемых источников энергии на всех типах объектов.

При проектировании и строительстве здания следует применять комплексный, комплексный подход к процессу:

• Уменьшите потребность в отоплении, охлаждении и освещении с помощью пассивных стратегий, таких как адаптирующийся к климату дизайн, дневное освещение и методы сохранения окружающей среды;
• Укажите эффективные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и освещения, учитывающие условия частичной нагрузки и требования к интерфейсу электросети;
• использовать возобновляемые источники энергии, такие как солнечное отопление для горячего водоснабжения, фотоэлектрические, геотермальное отопление помещений и охлаждение грунтовых вод, рассчитанные на снижение нагрузки на здание;
• Оптимизация характеристик здания за счет использования программ моделирования энергопотребления во время проектирования;
• Оптимизируйте стратегии управления системой, используя датчики присутствия, датчики CO ₂ и другие устройства сигнализации качества воздуха во время работы;
• Контролировать выполнение проекта с помощью политики ввода в эксплуатацию, измерения, годовой отчетности и периодического повторного ввода в эксплуатацию;
• Рассмотреть возможность ввода в эксплуатацию зданий, которые изначально не вводились в эксплуатацию; и
• Интегрируйте водосберегающие технологии для снижения энергетической нагрузки при обеспечении питьевой водой.

Примените этот процесс также к повторному использованию, реконструкции или ремонту существующих зданий.

Учебный центр береговой охраны США (USCG) в Петалуме, Калифорния. Получатель награды ASLA.
Фото: Нэнси Роттл

Снижение нагрузки на отопление, охлаждение и освещение с помощью методов проектирования и охраны окружающей среды с учетом климатических требований

• Используйте пассивную солнечную конструкцию; сориентируйте, размер и укажите окна, чтобы сбалансировать дневное освещение и теплопотери; и размещайте элементы ландшафта с учетом солнечной геометрии и требований к нагрузке на здания.
• Используйте ограждающие конструкции с высокими эксплуатационными характеристиками; выбирать стены, крыши и другие конструкции на основе требований к долговременной изоляции, характеристикам воздушного барьера и долговечности.
• Рассмотрите интегрированный ландшафтный дизайн, предусматривающий лиственные деревья для летнего затенения, подходящую посадку для ветрозащитных полос и привлекательные открытые пространства, чтобы жители хотели находиться на открытом воздухе, тем самым снижая дополнительные тепловые нагрузки на здание, вызываемые жителями.

Укажите эффективные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и освещения

• Используйте энергоэффективное оборудование и системы HVAC, которые соответствуют требованиям 10 CFR 434 или превышают их.Для зданий Министерства обороны см. Стандарты UFC 1-200-02 «Требования к высокопроизводительным и экологичным зданиям» .
• Включите стратегии по сокращению чрезмерного воздухообмена и используйте системы рекуперации энергии для подпиточного воздуха.
• Стратегически подайте воздух для горения в ограждение здания для механического оборудования, используя герметичные системы сгорания или системы воздуховодов, а не простые отверстия в стенах с жалюзи.
• Используйте системы освещения, которые потребляют менее 1 ватт / квадратный фут для окружающего освещения.
• Используйте энергоэффективные продукты, одобренные Energy Star® и / или одобренные FEMP, или продукты, которые соответствуют или превосходят стандарты Министерства энергетики.
• Оцените системы рекуперации энергии, которые предварительно нагревают или предварительно охлаждают входящий вентиляционный воздух в коммерческих и институциональных зданиях.
• Изучить использование интегрированных систем генерации и доставки, таких как когенерация, топливные элементы и внепиковые накопления тепла. См. Также WBDG Распределенные энергетические ресурсы (DER) и микротурбины.

Использование возобновляемых или высокоэффективных источников энергии

• Возобновляемые источники энергии включают солнечное водонагревание, фотоэлектрические (фотоэлектрические), ветровые, биомассовые и геотермальные. Использование возобновляемых источников энергии может повысить энергетическую безопасность и снизить зависимость от импортируемого топлива, одновременно сокращая или устраняя выбросы парниковых газов, связанные с использованием энергии. Рассмотрите возможность использования солнечной энергии для горячего водоснабжения и отопления.
• Оцените использование масштабов здания, чтобы воспользоваться преимуществами местных технологий использования возобновляемых источников энергии, таких как солнечное нагревание воды и геотермальные тепловые насосы.
• Рассмотрите возможность использования более крупных технологий использования возобновляемых источников энергии на местах, таких как фотоэлектрические, солнечные тепловые и ветряные турбины.
• Оцените покупку электроэнергии, произведенной из возобновляемых источников или источников с низким уровнем загрязнения, таких как природный газ.

Оптимизация производительности здания и стратегии управления системой

• Используйте программы моделирования энергопотребления на ранних этапах процесса проектирования.
• Оцените использование модульных компонентов, таких как котлы или чиллеры, для оптимизации эффективности при частичной нагрузке и требований к техническому обслуживанию.
• Используйте датчики для управления нагрузками в зависимости от занятости, графика и / или наличия природных ресурсов, таких как дневной свет или естественная вентиляция, во время строительных работ.
• Обеспечьте отключение систем отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха в ночное время и в выходные дни, где это применимо, для снижения нагрузок на отопление и охлаждение, когда в здании нет людей.
• Оцените использование Smart Controls, объединяющих системы автоматизации зданий с инфраструктурой информационных технологий (ИТ).
• Используйте централизованное удаленное считывание показаний счетчиков и управление ими для обеспечения точного анализа энергопотребления и контроля качества электроэнергии.
• Используйте измерения для подтверждения энергетических и экологических показателей здания на протяжении всего срока реализации проекта.
• Используйте комплексный план ввода здания в эксплуатацию на протяжении всего срока реализации проекта.
• Используйте интерактивный инструмент управления энергопотреблением, который позволяет отслеживать и оценивать потребление энергии и воды, например Energy Star® Portfolio Manager.
• Размещайте электронные интерактивные графические информационные панели на видных местах, чтобы информировать жителей об энергопотреблении и водопотреблении в зданиях и выделять экологичные особенности здания.
• См. Также WBDG Facility Performance Evaluation.

Модернизация Deep Energy

Глубокая энергетическая модернизация – это процесс анализа и строительства всего здания, который обеспечивает гораздо большую экономию затрат на электроэнергию, чем при более простых модификациях энергии, таких как модернизация освещения и оборудования HVAC. При использовании подхода, охватывающего все здание, глубокая энергетическая модернизация затрагивает сразу несколько систем, сочетая энергоэффективные меры, такие как энергоэффективное оборудование, герметизация воздуха, управление влажностью, контролируемая вентиляция, изоляция и контроль солнечной энергии.Ресурсы, доступные для определения возможностей проектирования модернизации для глубокого энергоснабжения, доступны в Институте Роки-Маунтин®, а руководства по усовершенствованной энергетической модернизации можно получить в Управлении энергоэффективности и возобновляемых источников энергии Министерства энергетики.

Устойчивое развитие и энергетическая безопасность

Энергетическая независимость и безопасность – важные компоненты национальной безопасности и энергетической стратегии. Сегодня электроэнергия в основном вырабатывается крупными централизованными электростанциями, а электричество перемещается по линиям электропередачи.Энергетическая независимость может быть частично достигнута за счет минимизации потребления энергии за счет энергосбережения, повышения энергоэффективности и выработки энергии из местных возобновляемых источников, таких как ветер, солнце, геотермальная энергия и т. Д. (См. Распределенные энергетические ресурсы WBDG, Технология топливных элементов , Микротурбины, комплексная фотоэлектрическая энергия в зданиях (BIPV), дневное освещение, пассивное солнечное отопление). Кроме того, использование распределенных энергетических систем повышает устойчивость зданий, поскольку угрозы стихийных бедствий становятся все более частыми.

Кибербезопасность

Системы автоматизации зданий (BAS), промышленные системы управления (ICS) и системы диспетчерского управления и сбора данных (SCADA) уязвимы для атак через Интернет. Киберпреступники могут получить доступ к этим системам, чтобы отключить элементы управления, нарушить работу систем энергоснабжения и водоснабжения и даже уничтожить оборудование. Обеспечьте защиту этих систем от этих вторжений с помощью мер кибербезопасности.

Здания, кампусы и населенные пункты с нулевым потреблением энергии .Министерство энергетики США в сотрудничестве с Национальным институтом строительных наук недавно выпустило общее определение здания с «нулевым потреблением энергии», которое также называют зданием с «нулевым чистым энергопотреблением» или «нулевым чистым энергопотреблением». Это общее определение здания с нулевым потреблением энергии гласит, что здание с нулевым потреблением энергии – это «энергоэффективное здание, в котором на основе источника энергии фактическая годовая доставляемая энергия меньше или равна экспортируемой возобновляемой энергии на месте». Это определение также применимо к кампусам, портфелям и сообществам.Эта новая публикация Министерства энергетики не только вносит ясность в отрасль, но и содержит важные рекомендации по измерению и внедрению, в частности, объясняя, как использовать это определение для строительных проектов.

Существуют также программы коммерческого строительства и жилищного строительства, продвигающие нулевую энергию. Примеры коммерческих, жилых и государственных зданий с нулевым потреблением энергии могут служить руководством для развития будущих зданий с нулевым потреблением энергии.

Крупнейшее в Канаде здание с нулевым потреблением энергии, Центр партнерства и инноваций Джойса в колледже Мохок, спроектированный B + H и McCallum Sather Architects, воплощает экологические технологии, направленные на сокращение углеродного следа здания.Центр Джойса – один из 16 пилотных проектов, отобранных Канадским стандартом строительства с нулевым выбросом углерода Канадским советом по экологическому строительству, чтобы продемонстрировать видение могавка как центра экологического лидерства.
Автор фотографии: Эма Петерс, B + H Architects

Комбинированное производство тепла и электроэнергии (ТЭЦ). ТЭЦ или когенерация – это одновременное производство полезной механической и тепловой энергии в единой интегрированной системе. Рассмотрите возможность использования ТЭЦ в начале проекта, чтобы повысить эффективность производства и снизить ненужный расход топлива.ТЭЦ имеет возможность направлять возобновляемую энергию в критически важную инфраструктуру.

Фотоэлектрическая установка на крыше на навесе, военно-морская база Северного острова, Сан-Диего, Калифорния

Микросетки . Согласно Национальной ассоциации производителей электрооборудования (NEMA) микросеть представляет собой взаимосвязанный набор источников электроэнергии и нагрузок, которые подпадают под общий метод управления. Микросети обычно объединяют малые возобновляемые источники энергии, такие как фотоэлектрические (PV), с газовыми турбинами и даже топливными элементами.С потенциальным нарушением подачи электроэнергии из-за техногенных и связанных с погодой событий на критически важные объекты, такие как больницы, центры обработки данных и лаборатории, микросети могут обеспечить изоляцию для защиты объектов от сбоев. Университетские городки и военные базы также могут получить выгоду от микросетей.

Новые проблемы

Пассивная живучесть, которая описывается как способность объекта обеспечивать укрытие и основные потребности жителей во время и после стихийных бедствий без электроэнергии, становится стратегией проектирования, которую следует учитывать, особенно в районах страны, где ежегодно повторяются ураганы и наводнения. или чаще.Включите концепции обеспечения живучести объектов при проектировании критически важных объектов, в том числе местных возобновляемых источников энергии, которые будут доступны для питания здания вскоре после того, как пройдет сильный шторм.

Вертикальная зеленая стена на тросах, установленная на фасаде здания в Швейцарии.
Фото: LivingRoofs.org

Зеленые стены и вертикальные сады, или живые стены, используются в качестве элемента устойчивого дизайна во многих зданиях. Растения естественным образом поглощают углекислый газ и другие загрязнители, а затем выделяют свежий чистый кислород.Эти стены также помогают гасить шум и обеспечивают преимущества, связанные с биофильным дизайном. Убедитесь, что они не противоречат требованиям безопасности сайта, включая «Предотвращение преступности с помощью экологического дизайна» (CPTED).

Кодексы и законы

Стандарты

Дополнительные ресурсы

Минимизация энергопотребления

Использование возобновляемых или высокоэффективных источников энергии

Укажите эффективные системы отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха и освещения

Оптимизация производительности здания и стратегии управления системой

Модернизация Deep Energy

прочие

Инструменты

Учебные курсы

Примеры из практики

Дискуссия о криптовалюте и энергопотреблении – TechCrunch

Энергопотребление стало последней точкой возгорания криптовалюты.Критики осуждают его как энергетическую свинью, в то время как сторонники приветствуют его за то, что он менее интенсивен, чем нынешняя мировая экономика.

Один из таких критиков, основатель DigiEconomist Алекс де Врис, сказал, что он «никогда не видел ничего более неэффективного, чем биткойн».

С другой стороны, исследование ARK Investment Management показало, что экосистема Биткойн потребляет менее 10% энергии, необходимой для традиционной банковской системы. Хотя это правда, что банковская система обслуживает гораздо больше людей, криптовалюта все еще созревает, и, как и в любой другой отрасли, ранняя стадия развития инфраструктуры особенно интенсивна.

Индустрия добычи криптовалюты, которая только в феврале 2021 года собрала почти 1,4 миллиарда долларов, еще не является необычно ужасной для окружающей среды по сравнению с другими аспектами современной жизни в индустриальном обществе. Даже де Врис сказал TechCrunch, что если экологические регулирующие органы «предпримут все возможные действия против Биткойна, маловероятно, что вы заставите все правительства согласиться с этим» регулированием добычи полезных ископаемых.

«В идеале изменения происходят изнутри», – сказал де Фрис, добавив, что он надеется, что разработчики Bitcoin Core изменят программное обеспечение, чтобы потреблять меньше вычислительной энергии.«Я думаю, что Биткойн на данный момент потребляет вдвое меньше энергии, чем все мировые центры обработки данных».

Согласно индексу потребления электроэнергии биткойнами Кембриджского университета, майнеры биткойнов, как ожидается, будут потреблять примерно 130 тераватт-часов энергии (ТВт-ч), что составляет примерно 0,6% мирового потребления электроэнергии. Это ставит экономику биткойнов в один ряд с выбросами углекислого газа в небольшой развивающейся стране, такой как Шри-Ланка или Иордания. В частности, в Иордании проживает 10 миллионов человек.Невозможно сказать, сколько людей используют биткойны каждый месяц, и, безусловно, они используют его реже, чем жители Аммана используют иорданские динары. Но данные CoinMetrics показывают, что ежедневно активными являются более 1 миллиона адресов биткойнов из до 106 миллионов учетных записей, активных за последнее десятилетие, по данным биржи Crypto.com.

«Мы получаем общую популяцию уникальных пользователей биткойнов (BTC) и эфира (ETH), подсчитывая общее количество адресов из перечисленных бирж, вычитая адреса, принадлежащие одним и тем же пользователям на нескольких биржах», – сказал Crypto.com официальный представитель. «Затем мы еще больше уменьшаем это число, учитывая пользователей, владеющих как ETH, так и BTC».

Многие люди пользуются этими финансовыми сетями. Кроме того, многие предприятия по добыче биткойнов полагаются на экологически чистые источники энергии, такие как гидроэнергетика и улавливание утечек природного газа с нефтяных месторождений. Ветеран горнодобывающей промышленности, главный операционный директор Compass Mining Томас Хеллер, сказал, что китайские гидроэлектростанции в Сычуани и Юньнани получают более дешевую электроэнергию в сезон дождей. Он добавил, что они продолжают использовать гидроэнергию круглый год, хотя в ежегодный сухой сезон это менее прибыльно.

«Цена на электроэнергию с мая по октябрь [сезон дождей] намного дороже», – сказал Хеллер. «Однако у некоторых хозяйств есть водоснабжение в другое время года».

Лучший способ сделать майнинг криптовалюты более экологичным – поддержать законодателей, которые хотят поощрять майнинг в регионах, которые уже недостаточно используют источники энергии.

По сути, майнинг криптовалюты не вызывает дополнительных выбросов углерода, потому что компьютеры могут использовать энергию из любого источника.В 2019 году компания CoinShares, инвестирующая в цифровые активы, опубликовала исследование, согласно которому до 73% майнеров биткойнов используют хотя бы часть возобновляемой энергии как часть своего энергоснабжения, в том числе гидроэнергетику огромных плотин Китая. Все пять крупнейших пулов для майнинга биткойнов, консорциумы, в которых майнеры могут сотрудничать с целью повышения прибыльности, в значительной степени полагаются на гидроэнергетику. Эта статистика не впечатляет де Вриса, который указал, что исследователи из Кембриджа обнаружили, что возобновляемые источники энергии составляют 39% от общего энергопотребления майнеров.

«Я установил одну солнечную панель на своей электростанции, у меня также есть смесь возобновляемых источников энергии», – сказал де Фрис.

Что касается географического распределения, данные Кембриджа показывают, что операции по добыче биткойнов в Китае составляют около 65% мощности сети, называемой хешрейтом. В некоторых регионах, например в китайской провинции Синьцзян, майнеры биткойнов также сжигают уголь для производства электроэнергии. Помимо добычи криптовалюты, эта провинция известна нарушениями прав человека в отношении уйгуров, которые Китай жестоко подавляет в рамках более широкой борьбы за извлечение выгоды из природных ресурсов региона.Когда критики бьют тревогу по поводу майнинга криптовалюты и энергопотребления, их часто беспокоит именно эта динамика.

С другой стороны, североамериканские майнеры составляют примерно 8% мирового хешрейта, за ними следуют майнеры из России, Казахстана, Малайзии и Ирана. Президент Ирана Хасан Рухани призвал к созданию национальной стратегии добычи биткойнов в 2020 году, направленной на усиление влияния исламской нации в этой финансовой системе, несмотря на банковские санкции, введенные Соединенными Штатами.

Там, где страны и организации предлагают наиболее выгодные правила добычи, это те места, где добыча биткойнов будет распространяться. На сегодняшний день доминирование Китая можно хотя бы частично объяснить государственными субсидиями для горнодобывающей промышленности. Таким образом, такие страны, как Китай и Норвегия, предлагают субсидии, которые стимулируют майнеров биткойнов использовать местные источники гидроэнергии.

В исследовательском отчете Seetee, опубликованном Aker ASA, публичной компанией из Норвегии с оборотом 6 миллиардов долларов, говорится: «Финансисты горнодобывающей промышленности будут настаивать на использовании самой дешевой энергии, и поэтому по определению это будет электричество, которое не имеет лучшего экономического использования.”

Лучший способ сделать майнинг криптовалюты более экологичным – поддержать законодателей, которые хотят поощрять майнинг в регионах, которые уже недостаточно используют источники энергии.

Когда дело доходит до Северной Америки, генеральный директор Blockstream Адам Бэк говорит, что горнодобывающие предприятия его компании с мощностью добычи 300 мегаватт полагаются на сочетание промышленных источников энергии, таких как гидроэнергетика. Он добавил, что Blockstream изучает возможности майнинга биткойнов на солнечной энергии в качестве своего рода «дома престарелых» для устаревших машин.

«С солнечной энергией, если вы находитесь онлайн только 50% времени, это то, что нужно учитывать с точки зрения анализа затрат», – сказал Бэк. «Это лучший вариант для старых машин, после того как вы уже окупили затраты на оборудование».

Из-за роста цен на криптовалюту в настоящее время наблюдается глобальная нехватка оборудования для майнинга биткойнов, добавил Бэк, при этом спрос превышает предложение, а производство на одну машину занимает до шести месяцев. Эмма Тодд, основатель консалтинговой компании MMH Blockchain Group, сказала, что дефицит приводит к росту цен на майнинговые машины.

«Например, майнинговая машина Bitmain Antminer S9, которая в июле 2020 года стоила 35–55 долларов на вторичном рынке, теперь стоит около 275–300 долларов», – сказал Тодд. «Это означает, что большинство, если не все горнодобывающие компании, желающие приобрести новое или вторичное оборудование, сталкиваются с одинаковыми проблемами. В результате глобальной нехватки микросхем выпуск большей части нового оборудования для майнинга, выпуск которого запланирован на следующие несколько месяцев, почти наверняка будет отложен ».

Критики, такие как де Фрис, отмечают, что из-за рыночных сил промышленные майнеры вряд ли сократят потребление энергии за счет новых, более эффективных машин.

«Если у вас есть более эффективные машины, но вы зарабатываете те же деньги, тогда люди просто запускают две машины вместо одной», – сказал де Фрис.

И все же, поскольку цены на криптовалюту растут быстрее, чем могут быть построены новые майнеры, Бэк сказал, что «списание» старых машин с возобновляемыми источниками энергии становится более прибыльным, чем просто отказ от них в пользу нового оборудования. Кроме того, по словам Бэка, надежная инфраструктура майнинга биткойнов может поддерживать сообщества, а не истощать ресурсы.Это связано с тем, что майнеры биткойнов могут помочь хранить и распределять потоки энергии.

«Вы можете включать и выключать майнеров в случае резкого скачка цен, вы можете использовать электроэнергию для обогрева домов, если это более срочно или более прибыльно», – сказал Бэк. «Биткойн действительно может поддерживать электросети».

Между тем, к северу от канадской границы, президент Upstream Data Стив Барбур сказал, что растущее число традиционных нефтегазовых компаний постепенно наращивает свои собственные операции по добыче биткойнов.

Это ставит экономику биткойнов в один ряд с выбросами углекислого газа в небольшой развивающейся стране, такой как Шри-Ланка или Иордания.

«Сейчас это гидроэнергетика и уголь. Это большая часть крупного промышленного майнинга. Но в глобальном масштабе это будет больше сдвигаться в сторону любой дешевой энергии, включая природный газ », – сказал Барбур. «На нефтяных месторождениях уже есть дешевая энергия с выпускными факелами, отработанным газом, есть потенциал примерно 160 гигаватт [мощности для добычи полезных ископаемых] в этом году.”

Upstream Data помогает нефтяным компаниям создавать и эксплуатировать майнеры биткойнов таким образом, чтобы улавливать отходы и низкокачественный газ, которые они не могли продавать раньше, в общей сложности 100 внедрений в Северной Америке. По словам Барбура, эти компании редко публично раскрывают свои операции по добыче биткойнов, потому что они обеспокоены привлечением негативной прессы со стороны критиков биткойнов.

«Они определенно обеспокоены репутационным риском, но я думаю, что это скоро изменится, потому что у вас есть большие, заслуживающие доверия компании, такие как Tesla, которые участвуют в биткойнах», – сказал Барбур.

Даже в индустрии криптовалют есть много людей, которым не нравится энергоемкость добычи биткойнов, и они экспериментируют с различными методами добычи. Например, сообщество Ethereum пытается переключиться на модель майнинга «Proof-of-Stake» (PoS), снабжая сеть заблокированными монетами вместо интенсивной модели «Proof-of-Work» (PoW) Биткойна.

Как следует из названия, PoW требует большой вычислительной «работы». Именно так и поступают майнеры – множество математических задач, которые настолько сложны, что компьютерам требуется много электроэнергии.Что касается Ethereum, который в настоящее время работает на PoW, но теоретически будет работать на PoS через несколько лет, существуют сотни тысяч ежедневных активных адресов, иногда вдвое меньше, чем Биткойн. Подобно Биткойну, несколько промышленных майнинговых проектов с предприятиями в Китае генерируют более половины мощности сети Ethereum. Каждая транзакция Ethereum требует почти столько же энергии, сколько два американских домохозяйства используют в день.

«Что мне нравится в сообществе Ethereum, так это то, что они, по крайней мере, думают о том, как решить проблему», – сказал де Врис.«Что мне не нравится, так это то, что они говорили об этом несколько лет и не могли этого сделать».

Экосистема Ethereum ежегодно потребляет достаточно энергии, чтобы обеспечить энергией нацию Панама. Как и в случае с биткойном, каждая транзакция с Ethereum стоит достаточно, чтобы покрыть расходы на электроэнергию, чтобы на эти деньги также можно было купить хороший обед. Обе эти сети требуют достаточного количества энергии для подпитки небольших стран, хотя Ethereum обычно имеет менее половины миллиона ежедневных пользователей, которые есть у Биткойна. Совершенно очевидно, что транзакции с криптовалютой требуют большей мощности, чем транзакции Visa.Однако криптовалюта – это не просто платежная компания. Это целая валютная система.

Если бы рыночная капитализация биткойнов оценивалась как страна по величине денежной массы, Биткойн занял бы пятое место после Японии. И это даже без учета соседних экосистем, таких как Ethereum. Короче говоря, энергопотребление в глобальной экономике Биткойн сопоставимо с потреблением энергии в некоторых других индустриальных финансовых системах. Как указывает де Фрис, это неэффективно, как и многие системы, используемые в странах с развивающейся экономикой.Из миллионов пользователей тысячи людей во всем мире полагаются на криптовалюту для получения дохода. В целом они оптимистично относятся к экосистеме криптовалюты, полагая, что она станет более эффективной по мере развития технологии.

«Я вижу, что майнинг биткойнов играет все большую роль в переходе к чистой, современной и более децентрализованной энергетической системе», – сказала один из канадских бизнес-консультантов Магдалена Гроновска. «Майнеры могут обеспечить балансировку энергосистемы и гибкие услуги по реагированию на спрос, а также улучшить интеграцию возобновляемых источников энергии.”

Сколько, кем и на каких условиях?

Несмотря на стремление к преобразованию электроснабжения, потребление электроэнергии на душу населения в Индии остается одним из самых низких в мире, с огромным скрытым спросом и большим потенциалом для повышения эффективности. Совсем недавно спрос на электроэнергию стал свидетелем беспрецедентного спада, который, скорее всего, носит циклический, а не долгосрочный характер. Это исследование направлено на глубокое погружение в то, что будет составлять будущий спрос на электроэнергию, выявление меняющегося характера структурных зависимостей и решение неотъемлемых неопределенностей, связанных с такими упражнениями.

Несмотря на стремление к преобразованию электроснабжения, потребление электроэнергии на душу населения в Индии остается одним из самых низких в мире, с огромным скрытым спросом и большим потенциалом для повышения эффективности.

Из-за своего капиталоемкого и общественного блага, электроснабжение в Индии строго регулируется, а политика и планы сосредоточены на создании адекватной производственной мощности и резервов для производства и продажи электроэнергии. С учетом высокой зависимости от угля и планируемого расширения мощностей в переменных возобновляемых источниках энергии, а также крупных «реформ» электроэнергетического сектора на грани, детальный анализ возможного будущего спроса на электроэнергию является потребностью часа, пробел, который это исследование направлено на восполнение.Помимо более неотложных вопросов планирования поставок, такое исследование напрямую способствует возникновению озабоченности по поводу доступа, энергетической безопасности и экологической устойчивости.

Спрос на электроэнергию зависит от ряда переменных, некоторые из которых имеют глубокую неопределенность в будущем. Это особенно верно для Индии, с множеством перспектив будущих темпов роста ВВП, демографии, роли производства, доступа на уровне домохозяйств и электрификации потребностей в услугах, таких как приготовление пищи и мобильность (железные дороги, электромобили и т. Д.). В этом исследовании рассматривается конечное использование с точки зрения приложений во всех потребляющих секторах, классифицированных Министерством энергетики, с особым акцентом на вышеупомянутые аспекты перехода. Он включает в себя как сетевой, так и производственный внутренний спрос в будущем, что повышает наглядность с точки зрения планирования поставок.

Спрос на электроэнергию зависит от ряда переменных, некоторые из которых имеют глубокую неопределенность в будущем. Это особенно верно для Индии, с учетом многих перспектив будущих темпов роста ВВП, демографии, роли производства, доступа на уровне домашних хозяйств и электрификации потребностей в услугах, таких как приготовление пищи и мобильность.

Базовым и конечным годами для анализа являются 2015 и 2030 годы. Это связано с тем, что 2015 год является самым последним годом для доступных данных по дезагрегированным официальным базовым показателям, а 2030 год соответствует ряду стратегических целей, включая обязательства Индии в отношении изменения климата. Отраслевой анализ отображает влияние будущего роста и экономической добавленной стоимости, его последствия для спроса на услуги (конечное использование), а также прикладные политики и доступные технологии для удовлетворения этих требований. В целом, девять «вариантов» спроса на электроэнергию генерируются для трех сценариев роста ВВП (6.5, 7,0 и 7,5 процента) и три уровня мер по энергоэффективности и энергосбережению в разных приложениях.

Совокупный спрос на электроэнергию может вырасти с 949 ТВтч в 2015 году до 2074 ТВтч (низкий ВВП, высокая эффективность) и 2785 ТВтч (высокий ВВП, низкая эффективность) со средним значением 2338 ТВтч (6,2 процента CAGR) к 2030 году. большие изменения в отраслевых долях (и, следовательно, темпах роста) происходят в коммерческом и сельскохозяйственном секторах – коммерческий спрос, вероятно, превысит спрос в сельском хозяйстве (ирригационные насосные) в 2030 году, когда он был менее половины первого в 2015 году.Промышленные и бытовые потребители остаются крупнейшими потребителями с большей неопределенностью (диапазон возможных результатов) в отношении последнего.

«Новые нагрузки», которые, как ожидается, станут заметными в будущем, такие как «неорганические» потребности домашних хозяйств в новых домах, построенных в рамках программы доступного жилья, электрическое приготовление пищи и электромобили, будут составлять менее 10 процентов совокупного спроса к 2030 году. • Доля кондиционеров в зданиях увеличится более чем вдвое, что станет самым потребляющим их приложением.Успех внутреннего производства через компанию Make в Индии может добавить 15-20 процентов промышленного спроса на электроэнергию, что будет управляемым, особенно с учетом ситуации с избытком электроэнергии, в которой Индия, вероятно, останется.

В целом, анализ указывает на высокую вероятность снижения эластичности потребления электроэнергии по отношению к ВВП до четырех пятых по сравнению с уровнем 0,95 (2001-15 гг.) Базового года, что указывает на продолжающийся процесс разделения энергии и роста ВВП. Это связано не только с повышением эффективности потребления, но и с продолжающимся доминирующим положением сектора услуг в росте ВВП.Потребление электроэнергии на душу населения, вероятно, вырастет вдвое или больше, но останется намного ниже по сравнению с текущим среднемировым показателем.

Политика должна быть направлена ​​на стимулирование «хороших» и сдерживание «плохих» требований. Добавление новых и более сложных нагрузок, особенно в городах, указывает на то, что основные препятствия на пути удовлетворения спроса будут лежать в сфере инфраструктуры распределения и нормативно-правовой базы для управления растущей волатильностью дневных и сезонных нагрузок, а не в расширении общего объема поставок электроэнергии.

СКАЧАТЬ ОТЧЕТ

Углеродный след от использования энергии в домашних хозяйствах в США

Значимость

В этом исследовании используются данные о 93 миллионах индивидуальных домов для проведения наиболее полного исследования выбросов парниковых газов в результате использования энергии в жилищах в Соединенных Штатах. Мы предоставляем общенациональные рейтинги углеродоемкости домов в штатах и ​​почтовых индексах и предлагаем корреляцию между достатком, площадью и выбросами. Сценарии демонстрируют, что этот сектор не может достичь цели Парижского соглашения до 2050 года только за счет декарбонизации производства электроэнергии.Достижение этой цели также потребует широкого портфеля энергетических решений с нулевым уровнем выбросов и изменения поведения, связанного с жилищными предпочтениями. Чтобы поддержать политику, мы оцениваем уменьшение площади пола и увеличение плотности, необходимое для создания низкоуглеродных сообществ.

Реферат

На использование энергии в жилых домах приходится примерно 20% выбросов парниковых газов (ПГ) в США. Используя данные о 93 миллионах индивидуальных домохозяйств, мы оцениваем эти парниковые газы по всей территории Соединенных Штатов и уточняем соответствующее влияние климата, достатка, энергетической инфраструктуры, городской формы и характеристик зданий (возраст, тип жилья, топливо для отопления) на формирование этих выбросов.Рейтинг по штатам показывает, что выбросы парниковых газов (на единицу площади) самые низкие в западных штатах США и самые высокие в центральных штатах. У более богатых американцев следы на душу населения на ~ 25% выше, чем у жителей с низкими доходами, в первую очередь из-за более крупных домов. В особенно богатых пригородах эти выбросы могут быть в 15 раз выше, чем в близлежащих районах. Если электрическая сеть будет декарбонизирована, то жилищный сектор сможет достичь цели по сокращению выбросов на 28% к 2025 году в соответствии с Парижским соглашением.Однако декарбонизации сети будет недостаточно для достижения цели по сокращению выбросов на 80% к 2050 году из-за растущего жилищного фонда и продолжающегося использования ископаемых видов топлива (природного газа, пропана и мазута) в домах. Достижение этой цели также потребует серьезной модернизации энергетики и перехода на распределенные низкоуглеродные источники энергии, а также сокращения жилой площади на душу населения и зонирования более плотных поселений.

Примерно 20% выбросов парниковых газов (ПГ), связанных с энергетикой, в США приходится на отопление, охлаждение и электроэнергию в домохозяйствах (1).Если рассматривать страну, эти выбросы будут считаться шестыми по величине источниками выбросов парниковых газов в мире, сравнимыми с Бразилией и больше, чем с Германией (2). К 2050 году Соединенные Штаты добавят примерно 70–129 миллионов жителей (3) и 62–105 миллионов новых домов (4). Хотя дома становятся более энергоэффективными, потребление энергии домохозяйствами в США и связанные с ними выбросы парниковых газов не сокращаются из-за демографических тенденций, расширения использования информационных технологий, цен на электроэнергию и других факторов спроса (5, 6).

Отсутствие прогресса подрывает существенное сокращение выбросов, необходимое для смягчения последствий изменения климата (7). Средняя продолжительность жизни американского дома составляет около 40 лет (8), что создает проблемы, учитывая необходимость быстрой декарбонизации. Это делает важные решения во время проектирования и строительства, такие как размер, системы отопления, строительные материалы и тип жилья. В Соединенных Штатах слияние политик после Второй мировой войны помогло переселить большинство населения в разросшиеся пригородные домохозяйства (9, 10) с потреблением энергии и сопутствующими парниковыми газами, значительно превышающими среднемировые (11).Без решительных действий эти дома будут оставаться в «углеродной блокировке» на десятилетия вперед (12, 13).

Несмотря на срочность, принципиальные вопросы остаются без ответа. Исследователям не хватало общенациональных данных об уровне зданий, необходимых для определения штатов с наиболее энергоемким и углеродоемким жилищным фондом. Учитывая их автономию в разработке энергетической политики и строительных норм, власти штата и местные власти сочли бы это особенно полезным. То, как выбросы энергии в домохозяйствах различаются по группам доходов, не совсем понятно, но это важно, учитывая быстро меняющуюся демографию городов и пригородов США (14).Исследования традиционно были сосредоточены на географически ограниченных случаях (15⇓ – 17) или сосредоточенных выбросах энергии зданиями с другими конечными видами использования в учете углерода (18, 19). Наконец, влияние построенной формы – пространственные отношения между зданиями – и выбросы исследовано только для нескольких городов США (20, 21).

Неполная диагностика факторов, влияющих на выбросы, мешает нашему пониманию необходимых преобразований для решения проблемы углеродного захвата. Могут ли населенные пункты с низкой плотностью населения в Соединенных Штатах достичь долгосрочных целей по смягчению последствий изменения климата для использования энергии в зданиях, если электрическая сеть декарбонизируется? Если нет, то какие дополнительные меры (напр.g., будет необходима модернизация энергетики и замена ископаемого топлива в домашних условиях? Должны ли будущие низкоуглеродные сообщества состоять из домов меньшего размера, построенных в населенных пунктах с высокой плотностью населения?

Чтобы ответить на эти вопросы, мы использовали данные на уровне зданий для оценки выбросов парниковых газов в ~ 93 миллионах домов в прилегающих к нему Соединенных Штатах (78% от общего количества по стране). Используя информацию на уровне домохозяйств о возрасте здания, закрытой площади, типе жилья и топливе для отопления, мы оценили влияние климата, дохода, формы здания и электросети во многих масштабах с использованием регрессионных моделей, полученных из национальной энергетической статистики.Затем мы смоделировали четыре сценария, чтобы проверить, могут ли различные технологические переходы достичь целей Парижского соглашения на 2025 и 2050 годы.

Мы обнаружили, что как потребление энергии в домашних хозяйствах, так и выбросы на квадратный метр сильно различаются по стране, главным образом, из-за спроса на тепловую энергию и топлива, используемого для производства электроэнергии («структура сети»). Анализ на уровне почтовых индексов показывает, что доход положительно коррелирует как с потреблением энергии на душу населения, так и с выбросами, наряду с тенденцией к увеличению благосостояния и жилой площади.Анализ городов и микрорайонов подчеркивает экологические преимущества более плотных поселений и степень, в которой углеродоемкие электрические сети противодействуют этим преимуществам.

Выбросы энергии в жилых домах возникают в результате сочетания факторов экономики, городского дизайна и инфраструктуры. Наши исследовательские модели, основанные на сценариях, показывают, что для значительного сокращения выбросов в жилых домах потребуется одновременная декарбонизация энергосистемы, модернизация энергоснабжения и сокращение использования топлива в домашних условиях. Сценарии также предполагают, что для создания нового строительства с низким уровнем выбросов углерода потребуются дома меньшего размера, чему можно способствовать за счет более плотных поселений.Эти результаты имеют значение как для США, так и для других стран.

Результаты

Энергия и интенсивность парниковых газов в состояниях.

В существующей литературе исследуется использование энергии в жилищах на душу населения и на домохозяйство в Соединенных Штатах (22, 23). Однако неясно, зависит ли эффективность от количества людей в семье, площади пола, характеристик здания или других факторов. Мы используем большие выборки жилищного фонда каждого штата (от n ∼ 10 ⁵ до 10 ⁷ ) для оценки энергопотребления и соответствующих выбросов парниковых газов на квадратный метр жилого фонда в прилегающих к нему Соединенных Штатах (далее «энергоемкость» и «интенсивность парниковых газов»).В нашем анализе «дом» может быть зданием, состоящим только из одного домохозяйства (отдельные односемейные домохозяйства и мобильные дома) или отдельной единицей в здании, содержащем несколько домохозяйств (многоквартирные дома, двухквартирные дома / дуплексы, таунхаусы). Показатели интенсивности дают четкое представление о состоянии жилищного фонда каждого штата, независимо от демографических различий и предпочтений по размеру жилья. Мы обнаружили, что климат и, в меньшей степени, возраст здания зависят от энергоемкости, тогда как энергетическая инфраструктура сильно влияет на интенсивность парниковых газов (рис.1 A и B ).

Рис. 1.

Энергетическая и парниковая нагрузка домов в 2015 г. по штатам США. ( A ) Энергоемкость домохозяйства, выраженная в киловатт-часах на квадратный метр (кВтч / м ² ) по штатам ( верхний ). ( Нижний ) Диаграммы рассеяния показывают корреляции энергоемкости с годовой суммой среднесуточного отклонения от ∼18 ° C (65 ° F), градусо-дней ( Левый ) ( n = 49, Значение P = 4,4 e -16, r = 0.87) и средний год постройки ( правый ) ( n = 49, P <5,6 e -10, r = -0,75). ( B ) Интенсивность выбросов парниковых газов в домохозяйстве, выраженная в килограммах CO ₂ -эквивалентов на квадратный метр (кг CO ₂ -э / м ² ) по штатам ( Верхний ). Диаграммы рассеяния, показывающие его корреляцию с энергоемкостью домохозяйства ( слева ) ( n = 49, P = 0,002, r = 0,43) и углеродной интенсивностью электрической сети ( справа ) ( n = 49 , П = 5.2 e -12, r = 0,80).

Согласно нашим моделям, средний дом в США потреблял 147 киловатт-часов на квадратный метр (кВтч / м ² ) в 2015 году, что соответствует 143–175 кВтч / м ² из национальной жилищной статистики энергетики (24). Оценки отдельных штатов согласуются с энергетическими обследованиями зданий и инженерными моделями ( SI Приложение , Таблица SI-25). Климат, измеряемый суммой среднесуточных отклонений от ∼18 ° C (65 ° F) («градус-дни»), тесно коррелирует с энергоемкостью домохозяйства ( r = 0.87) (Рис.1 A , нижний левый ). Это согласуется с данными о тепловом кондиционировании, на которые приходится наибольшая доля потребления энергии домохозяйствами в США (25), и с другими общенациональными анализами (22, 23). Состояния в теплых или мягких регионах имеют низкую энергоемкость, тогда как энергоемкость в холодных северо-центральных и северо-восточных штатах заметно выше (Рис. 1 A , Верхний и SI Приложение , Таблица SI-30). В трех самых энергоемких штатах в 2015 году было одно из самых высоких показателей количества учебных дней: Мэн, Вермонт и Висконсин.У трех наименьших – Флориды, Аризоны и Калифорнии – одни из самых низких учебных дней.

Учитывая продолжающееся принятие жилищных энергетических кодексов (26, 27), которые устанавливают базовые требования к энергоэффективности домов, мы прогнозируем, что штаты с более новым жилищным фондом будут использовать меньше энергии. Действительно, средний год постройки здания отрицательно коррелирует с энергоемкостью ( r = −0,80) (Рис.1 A , справа внизу ), что согласуется с данными национальной статистики ( SI Приложение , Таблица SI- 29).Взаимосвязь между возрастом здания и энергоемкостью ослабляется предпочтениями дизайна, которые увеличивают потребление энергии в новых домах, таких как более высокие потолки (28).

Мы оцениваем средние выбросы парниковых газов в США как 45 кг CO ₂ -эквивалентов на квадратный метр (CO ₂ -э / м ² ), что почти идентично национальным энергетическим счетам (47 кг CO ₂ -э / м ² ) ( SI Приложение , Таблица SI-26). Хотя интенсивность ПГ и энергоемкость положительно коррелируют ( r = 0.43), между ними существуют значительные различия между некоторыми штатами (Рис. 1 B , Нижний левый ). Сравнение рисунка 1 A и B показывает, что энергия и интенсивность парниковых газов совпадают в некоторых западных и северо-центральных штатах, таких как Калифорния (низкий кВтч / м ² , низкий кг CO ₂ -э / м ² ) и Иллинойс (высокий кВтч / м ² , высокий кг CO ₂ -э / м ² ), но эти меры не согласованы в других штатах, таких как Миссури (средний кВтч / м ² , очень высокий кг CO ₂ -э / м ² ) и Вермонт (очень высокий кВтч / м ² , средний кг CO ₂ -э / м ² ) ( SI Приложение , Таблица СИ-30).

Сильная корреляция между углеродоемкостью электросети, питающей штат, и интенсивностью парниковых газов в домохозяйстве ( r = 0,80) может объяснить эти аномалии (рис. 1 B , внизу справа) . Производство электроэнергии с интенсивным выбросом парниковых газов может свести на нет преимущества низкой энергоемкости домашних хозяйств. Например, Флорида имеет низкую энергоемкость (97 кВтч / м ² ), но среднюю интенсивность парниковых газов (45 кг CO ₂ -э / м ² ). В Миссури средняя энергоемкость домохозяйства (165 кВтч / м ² ) сочетается с высокой углеродоемкостью центральной сети независимого системного оператора Мидконтинента (0.74 кг CO ₂ -э / кВтч по сравнению с 0,48 кг CO ₂ -э / кВтч на национальном уровне) для производства домохозяйств с наиболее интенсивным выбросом парниковых газов (69 кг CO ₂ -э / м ² ) в страна. Государства с широким использованием углеродоемких видов топлива для отопления, такие как Мэн, где ∼2/3 домашних хозяйств отапливается мазутом (29), уменьшают преимущества низкоуглеродных сетей.

Выбросы на душу населения в США.

Выборки жилищного фонда на уровне штата подходят для оценки энергоемкости и углеродоемкости, но большие агрегированные данные скрывают неоднородность в достатке, жилищном фонде и формах поселений.Чтобы понять связь между доходом, характеристиками здания, плотностью населения (человек / км ² ) и индивидуальным бременем парниковых газов, мы оценили выбросы энергии домохозяйствами на душу населения для 8 858 почтовых индексов на всей территории Соединенных Штатов.

Использование энергии в жилых домах в США производит 2,83 ± 1,0 т CO ₂ -эквивалента на душу населения (т CO ₂ -э / чел.), Что соответствует 3,19 т CO. статистика энергетики (1) ( SI Приложение , Таблица SI-27).По почтовым индексам выбросы парниковых газов на душу населения варьируются от 0,4 т CO ₂ -e / cap до 10,8 т CO ₂ -e / cap с межквартильным диапазоном 1,2 т CO ₂ -e / cap ( SI Приложение , рис. СИ-5).

Мы сравниваем выбросы парниковых газов для почтовых индексов с высоким и низким доходом, используя федеральные пороги бедности (30). Жители с высокими доходами выбрасывают в среднем на ~ 25% больше парниковых газов, чем жители с низкими доходами (рис. 2 A ). В энергетических моделях учет на стороне потребления обнаружил аналогичные связи с использованием данных о расходах энергии (19) и с использованием дохода в качестве объясняющей переменной (18).Данные на уровне зданий позволили зафиксировать характеристики жилья, обеспечиваемые достатком – большую площадь пола, доступ к более старым, устоявшимся районам – при сохранении эндогенного дохода для нашей модели. Мы обнаружили сильную положительную корреляцию (0,57) между доходом на душу населения и площадью на душу населения (FAC) (m ² / cap) (Рис. 2 B ). Тенденция к совместному увеличению благосостояния и FAC является ключевым фактором выбросов для более состоятельных домохозяйств. Несмотря на различия в климате, структуре сетей и характеристиках зданий в нашей выборке, доход положительно коррелирует как с потреблением энергии в жилищах на душу населения ( r = 0.33) и связанных с ними парниковых газов ( r = 0,16) ( SI Приложение , рис. SI-6). Анализ по штатам, который частично контролирует изменения климата, сети и строительного фонда, усиливает эту корреляцию, как показано на примере всех 48 состояний ( SI Приложение , Таблица SI-31) и четырех репрезентативных (Рис. 2 C ) .

Рис. 2.

Влияние дохода на жилую площадь и выбросы энергии домохозяйствами. ( A ) Коробчатые диаграммы выбросов на душу населения для домохозяйств, классифицируемых как высокодоходные ( n = 7 141) или низкие ( n = 1717) в соответствии с пороговыми значениями бедности 2015 г., установленными Министерством жилищного строительства и городского развития США.Выбросы не показаны, но включены в расчет средних значений (красные линии). (95% ДИ: 0,52–0,62, P <2,2 e -16, t test) ( B ) График разброса дохода на душу населения по отношению к жилой площади на душу населения. Доход отложен на натуральной логарифмической оси ( n = 8,858, P <2,2 e -16, r = 0,57). ( C ) Диаграммы рассеяния дохода на душу населения по отношению к выбросам на душу населения для Иллинойса ( Верхний левый ) ( n = 101, P = 3.05 e -10, r = 0,58), Огайо ( справа вверху ) ( n = 364, P <2,2 e -16, r = 0,58), Arizona ( Lower Левый ) ( n = 178, P <2,2 e -16, r = 0,72) и Texas ( n = 574, P <2,2 e -16, r = 0,55).

Существует множество литературы, демонстрирующей энергетические преимущества зданий и связанные с ними углеродные преимущества высокой плотности населения (18, 31, 32).Наши результаты также подчеркивают влияние плотности на жилую площадь и выбросы парниковых газов. Для всех почтовых индексов ( SI, приложение , рис. SI-7) и в большинстве штатов увеличение плотности населения ассоциируется с уменьшением FAC и интенсивности парниковых газов ( SI, приложение , таблица SI-31). Плотность населения (человек / км ² ) отрицательно коррелирует как с FAC ( r = -0,19), так и с выбросами парниковых газов на душу населения ( r = -0,29) по всем почтовым индексам. Наш анализ подтверждает связь ПТ-плотность и ее влияние на энергию, отмеченное с использованием региональных данных (33).Различия в интенсивности ПГ между почтовыми индексами, вероятно, отражают различия в климате, характеристиках зданий и углеродоемкости электрической сети, так что общая взаимосвязь между плотностью и выбросами ослабляется. Анализ отдельных штатов показывает силу взаимосвязи между плотностью и парниковыми газами, представленную Иллинойсом ( r = -0,76), Калифорнией ( r = -0,52) и Джорджией ( r = -0,44). Заметным исключением является Нью-Йорк ( r = 0.50), который имеет положительную корреляцию между плотностью и интенсивностью парниковых газов, вероятно, потому, что в Большом Нью-Йорке есть углеродно-интенсивная электрическая сеть (34).

Доходы, форма постройки и выбросы в городах.

Хотя результаты на уровне почтовых индексов показывают, что плотность и FAC влияют на выбросы парниковых газов на душу населения, они не показывают, как они пространственно различаются в городах США, где проживает примерно 80% американцев (35). Более того, плотность не является городской формой (33), что затрудняет определение того, как выглядят районы с низким уровнем выбросов углерода (например,г., многоэтажки, таунхаусы) только с этой мерой. Мы пространственно распределяем наши результаты для двух городов, чтобы увидеть, как взаимодействие доходов, строительной формы и энергетической инфраструктуры распределяет выбросы по городским ландшафтам. Мы сосредотачиваемся на двух крупных столичных статистических областях (MSA), которые во многих отношениях противоречат архетипам многих городов США. Бостон-Кембридж-Куинси (население в 2015 году: 4 694 565 человек) имеет холодный климат, имеет моноцентрическую городскую форму и состоит в основном из старых зданий. Лос-Анджелес-Лонг-Бич-Анахайм (население в 2015 году: 13 154 457 человек) (8) находится в мягком климате с полицентричной планировкой и новым жилым фондом (после 1950 года).

Наша модель оценивает выбросы на душу населения в 1,67 т CO ₂ -э / чел / год в Лос-Анджелесе и 2,69 т CO ₂ -э / чел / год в Бостоне. Анализ «квартальных групп» переписи (∼1 500 жителей), являющихся косвенным показателем для кварталов, выявляет существенные различия внутри города. Для начала мы сосредоточимся на группах блоков с очень высокими и очень низкими выбросами на душу населения, чтобы изолировать факторы, вызывающие выбросы ( SI Приложение , Таблица SI-32).

Районы с высоким уровнем выбросов – это в первую очередь люди с высоким или очень высоким уровнем дохода.Напротив, для обоих городов 14 из 20 кварталов с самыми низкими выбросами находятся ниже порога бедности. Разница в выбросах между соседними районами с высоким и низким доходом иногда приближается к коэффициенту 15. Для обоих городов мы обнаруживаем гораздо более высокие ППВ и более низкую плотность населения в районах с самыми высокими выбросами. Сравнение выбросов парниковых газов в богатых Беверли-Хиллз, Лос-Анджелес и Садбери, Массачусетс, с низкими доходами Южно-Центральная, Лос-Анджелес и Дорчестер, Бостон, подчеркивает влияние построенной формы ( SI Приложение , рис.СИ-8). И Беверли-Хиллз, и Садбери – это районы разрастания пригородов: очень большие отдельно стоящие дома, изолированные на больших участках. Беверли-Хиллз демонстрирует высокую площадь застройки, что часто связано с более высокой плотностью и более низким уровнем выбросов парниковых газов (32), но дома настолько велики, что выбросы на душу населения выше, чем в Садбери, несмотря на благоприятный климат и менее углеродоемкую сеть. Дорчестер и Южно-Центральный Лос-Анджелес являются определенно городскими: небольшие участки, однообразные здания и высокая площадь застройки.В застроенной форме преобладают отдельно стоящие и двухквартирные дома, некоторые квартиры разделены на квартиры с низким коэффициентом полезного действия. Таким образом, кварталы с низким уровнем выбросов углерода не обязательно должны быть непрерывными многоквартирными домами, как многие районы Бостона с низким уровнем выбросов.

Две MSA демонстрируют различное пространственное распределение выбросов на душу населения (Рис. 3 A и B ). Несмотря на полицентричную городскую форму, выбросы на душу населения в Лос-Анджелесе моноцентричны в пространстве с самыми высокими выбросами на гористой западной стороне Лос-Анджелеса (рис.3 A , Правый ). В эту область входят все 10 кварталов с самыми высокими выбросами парниковых газов на душу населения. Другие выявили общую тенденцию к увеличению выбросов в пригородах по сравнению с центральными городами США (18). Отрицательная корреляция между выбросами на душу населения и расстоянием до центра города (рис. 3 A , нижний левый угол ) показывает, что это может не иметь места для постмодернистских городов, таких как Лос-Анджелес. Относительно равномерное распределение населения играет роль (Рис. 3 A , Средний левый ), но более важным является высокий процент угля в электросетях, снабжающих город, по сравнению с использованием угля для электричества в отдаленных районах MSA. (37% vs.6%) (36). В Бостонском MSA выбросы на душу населения выше в пригородах, чем в самом городе (рис. 3 B , справа ). Эти выбросы увеличиваются более последовательно с удалением от центра города, чем в Лос-Анджелесе (рис. 3 B , нижний левый угол ). Такое распределение выбросов на душу населения согласуется с классической моноцентрической городской формой плотного ядра, окруженного обширными пригородами.

Рис. 3.

Углеродный след от бытового использования энергии в Лос-Анджелесе и Бостоне.( A ) Карта выбросов на душу населения в Лос-Анджелесе. Диаграммы рассеяния показывают взаимосвязь между выбросами на душу населения и доходом ( Верхний ) ( n = 6800, P <2,2 e -16, r = 0,55), плотность ( Средний ) ( n = 6,800, P <2,2 e -16, r = −0,15) и расстояние от центра города ( Нижний ) ( n = 6,800, P <2,2 e -16, r = -0.16). ( B ) Карта выбросов на душу населения в Бостоне. Диаграммы рассеяния показывают взаимосвязь между выбросами на душу населения и доходом ( Верхний ) ( n = 3,079, P <2,2 e -16, r = 0,54), плотность ( Средний ) ( n = 3079, P <2,2 e -16, r = −0,49) и расстояние от центра города ( Нижний ) ( n = 3,079, P <2,2 e -16, r = 0.20). Доход и плотность отложены на натуральных логарифмических осях. Диаметр круговой диаграммы пропорционален общему количеству выбросов.

Отрицательная корреляция между плотностью населения и выбросами на душу населения сильнее в Бостонском MSA ( r = -0,49), чем в MSA Лос-Анджелеса ( r = -0,16). Высокая углеродоемкость энергосистемы, питающей центральную часть Лос-Анджелеса, противодействует энергетическим преимуществам компактной городской формы (18, 37). Например, выбросы на душу населения в Южно-Центральном Лос-Анджелесе вдвое превышают выбросы в низкоуглеродных кварталах MSA, несмотря на аналогичный FAC и застроенную форму ( SI Приложение , Таблица SI-32).Экономия энергии и более низкие выбросы на душу населения в густонаселенном Бостоне более очевидны, потому что различия в углеродоемкости энергосистемы между городом и пригородом менее выражены, чем в Лос-Анджелесе.

В MSA Лос-Анджелеса доход положительно коррелирует с выбросами на душу населения ( r = 0,55) (рис.3 A , верхний левый ) и FAC ( r = 0,59) ( SI Приложение , Рис. СИ-9). Мы находим аналогичную зависимость между доходом и выбросами на душу населения ( r = 0.54) (Рис.3 B , Верхний левый ), но несколько более слабая связь с FAC ( r = 0,41) ( SI Приложение , Рис. SI-9) в Boston MSA. На эту корреляцию влияют богатые анклавы из плотных жилых домов, такие как Бикон-Хилл и Бэк-Бэй, прилегающие к центру Бостона. Электроэнергетические предприятия с низким уровнем выбросов углерода, принадлежащие некоторым богатым пригородам, ухудшают соотношение доходов и выбросов (38).

Обсуждение

Результаты предлагают два практических вмешательства для снижения выбросов парниковых газов от бытовой энергетики: 1) сокращение использования ископаемого топлива в домах и при производстве электроэнергии (декарбонизация) и 2) использование модернизации домов для сокращения спроса на энергию и использования топлива в домашних условиях.Мы моделируем четыре сценария (базовый уровень; агрессивная модернизация энергии; декарбонизация сети с помощью агрессивной модернизации энергии; и распределенная низкоуглеродная энергия), чтобы увидеть, позволят ли эти меры существующим домам в Бостоне и Лос-Анджелесе и Соединенных Штатах в целом достичь максимальной эффективности. Цели Парижского соглашения, которые предусматривают сокращение выбросов по сравнению с уровнями 2005 года на 28% в 2025 году и на 80% в 2050 году (39).

Сценарий 1, базовый уровень, следует тенденциям, изложенным в Ежегодном прогнозе развития энергетики США (EIA) на 2020 год (5, 40, 41).Сценарий 2 «Агрессивная энергетическая модернизация» предполагает более глубокую энергетическую модернизацию дома, происходящую ускоренными темпами. Сценарий 3 «Обезуглероживание сети с помощью агрессивной энергетической модернизации» дополняет модернизацию 80% -ной декарбонизацией электросети. Сценарий 4 «Распределенная низкоуглеродная энергия» предполагает усиление распространения низкоуглеродных источников энергии. В таблице 1 подробно описаны эти четыре сценария, а в Приложении SI 1 приведены полные описания.

Таблица 1.

Четыре сценария декарбонизации: Сценарии моделируют пути сокращения выбросов парниковых газов для существующих домохозяйств в США к 2050 году

Сценарий 1 показывает, что Соединенные Штаты (уровень почтового индекса) могут достичь цели Парижа до 2025 года с учетом текущих тенденций (рис.4 А ). Этот сценарий кажется правдоподобным, учитывая, что углеродоемкость электроэнергетических предприятий упала на ~ 17% в национальном масштабе в период с 2005 по 2015 год ( SI Приложение , Таблица SI-22). Соединенным Штатам вряд ли удастся достичь цели 2050 года, даже при активной модернизации домов и декарбонизации энергосистемы, из-за продолжающегося использования ископаемого топлива в домашних условиях. Сценарий 4 показывает, как это преодолевается многоаспектной стратегией. Печи на природном газе и системы электрического сопротивления по-прежнему отапливают половину домов в США, но тепловые насосы используются в три раза быстрее, чем в сценарии 1, что сокращает потребление электроэнергии и вытесняет топливо.Распределенное низкоуглеродное производство энергии в форме комбинированного производства тепла и электроэнергии (ТЭЦ) с использованием ископаемого и углеродно-нейтрального топлива, фотоэлектрических и солнечных водонагревателей является заметным явлением, причем около 40% домов используют хотя бы один из них. технологии ( СИ приложение , таблица СИ-24).

Рис. 4.

Пути к достижению целей Парижского соглашения в 2025 и 2050 годах в области использования энергии в жилищном секторе. Сценарии 1–4 для декарбонизации электросети, модернизации бытовой энергетики и решения проблемы использования топлива в домашних условиях.Сценарий 1: эталонный сценарий прогнозируемых темпов декарбонизации сети и модернизации домов согласно данным Управления энергетической информации США. Сценарий 2: агрессивная энергетическая модернизация домохозяйств. Сценарий 3: агрессивная модернизация энергоснабжения дома и декарбонизация энергосистемы. Сценарий 4: декарбонизация энергосистемы, агрессивная модернизация энергоснабжения дома и распределенная низкоуглеродная энергия. Результаты получены для 8 588 почтовых индексов в США ( A ), 3079 групп блоков в Бостоне ( B ) и 6800 групп блоков в Лос-Анджелесе ( C ).

Выбросы на душу населения в Лос-Анджелесе уже падают ниже цели, поставленной в Париже до 2025 года (рис. 4 B ). Город выполняет цель Парижа на 2050 год в сценарии 1 из-за низкого базового спроса на энергию и значительной декарбонизации энергосистемы. Более глубокая декарбонизация и более агрессивная модернизация сокращают выбросы почти вдвое по сравнению с целью Парижа в сценарии 4. Хотя Бостон достигает цели 2025 года в сценарии 1, высокий базовый спрос на энергию и продолжающееся домашнее использование топлива не позволяют городу достичь цели 2050 года, несмотря на значительную сеть. декарбонизация (рис.4 С ). Дополнительная декарбонизация сети и агрессивная модернизация не преодолеют этот недостаток в сценариях 2 и 3. В сценарии 4 Бостон достигает цели 2050 года, установив тепловые насосы в 30% домов и используя распределенные низкоуглеродные источники энергии в 40% домов.

Результаты нашего сценария показывают, что значительного сокращения выбросов в жилищном секторе можно достичь в Соединенных Штатах путем сочетания стратегий производства и потребления. Что касается производства, наиболее важным является обезуглероживание электрических сетей.Текущие прогнозы предусматривают продолжение замены угля природным газом (26). Для достижения целей Парижа в жилом секторе требуется более полная декарбонизация. Например, в сценарии 4 и относительно базового сценария 2050 года энергосистема включает сокращение использования угля на 86% и увеличение использования возобновляемых источников энергии на 60%. Системы, обеспечивающие ТЭЦ, могут дополнить некоторые из этих сдвигов в сочетании генерации в больших объемах. В сценарии 4 использование когенерации удваивается (42). Стратегии со стороны потребления включают «глубокую» модернизацию энергоснабжения для снижения нагрузки на отопление, охлаждение и освещение.Отдельные дома также могут быть источником низкоуглеродной энергии. Мы включили местные солнечные батареи или водонагреватели в одну треть домов в сценарий 4. Эти системы требуют накопления энергии на месте и подключения к сети, чтобы максимизировать их эффективность.

Обновление окон и установка тепловых насосов и солнечных систем требует вложений со стороны домовладельцев. Положительная взаимосвязь между доходом и выбросами предполагает, что американцы с самыми высокими выбросами также находятся в лучшем экономическом положении, чтобы нести эти расходы.Уменьшение углеродного следа домов в США открывает возможности для борьбы с энергетической бедностью (43). По оценкам, для 25 миллионов домохозяйств в США ежегодно счета за электроэнергию заменяют покупку продуктов питания и медикаментов (24). Переоборудование домов в районах с низким доходом при финансовой поддержке правительства, возможно, финансируемой за счет углеродных сборов в отдельных отраслях промышленности, может сократить выбросы и счета за электроэнергию. В то время как высокие арендные ставки в районах с низким доходом и связанное с этим несоответствие интересов арендатора и арендодателя препятствуют энергетическому ремонту (44), технический потенциал велик.Например, фотоэлектрические установки на крышах домов являются подходящей технологией для более чем половины жилых домов в районах с низким доходом в Соединенных Штатах (45).

Новые дома нуждаются в энергосбережении (например, окна с низким коэффициентом излучения, изолированные бетонные формы) и в энергосберегающих технологиях отопления и охлаждения, а также в местных источниках с низким содержанием углерода, где это возможно. Достижение цели 2050 года в Париже также требует фундаментальных изменений в построенной форме сообществ. Новые дома должны быть меньше по размеру, при этом FAC в почтовых индексах соответствует целевому показателю 2050 года в сценарии 4, который будет на 10% ниже текущего среднего значения (рис.5 A и SI Приложение , Таблица SI-33). Сокращение FAC еще больше в некоторых штатах, где ожидается значительный рост населения, таких как Колорадо (сокращение на 26%), Флорида (сокращение на 24%), Джорджия (сокращение на 13%) и Техас (сокращение на 14%). Хотя в некоторых штатах сокращение кажется резким, FAC в этих небольших домах аналогичен аналогичному показателю в других богатых странах (22).

Рис. 5.

Встроенная форма и цель Парижского соглашения до 2050 года. Атрибуты районов, соответствующих цели Парижского соглашения в сценарии 4, относительно среднего показателя 2015 г. в каждом штате и двух рассматриваемых городов для FAC ( A ), плотности населения (человек / км ² ) ( B ) и процента одноквартирные дома ( C ).Отсутствие значений указывает на отсутствие разницы между сообществами, достигающими Парижской цели к 2050 году в сценарии 4 и в среднем за 2015 год. Северная Дакота не показана, так как в ней не хватало сообществ, которые соответствовали цели 2050 года в Париже. Результаты для всех сценариев в SI Приложение , Таблицы SI-30–32.

Увеличение плотности населения оказывает понижающее давление на FAC из-за нехватки места, цен на землю и других факторов. Зонирование для более плотных поселений лучше стимулирует небольшие дома с меньшим потреблением энергии, чем дома на одну семью на больших участках.Районы, отвечающие цели Париж-2050, были на 53% плотнее в Бостоне, чем в среднем за 2015 год (рис. 5 B и SI, приложение , таблица SI-34). Это соответствует ∼5000 жителей / км ² , что является критическим порогом энергоэффективности дома в сообществах США (31). Если построены с использованием небольших участков и высокой площади застройки, эта плотность достижима за счет сочетания небольших многоквартирных домов и скромных домов на одну семью (например, SI Приложение , Рис. SI-8, Bottom ).На национальном уровне плотность должна увеличиться в среднем на 19% со значительными различиями между штатами. Несмотря на скромность, он требует строительства меньшего количества домов на одну семью (Рис. 5 C и SI Приложение , Таблица SI-35). В сценариях 1–3 предусмотрены более существенные изменения КВС и строительной формы.

Следует отметить, что даже самые высокие оценочные плотности попадают в нижнюю часть диапазона того, что считается жизнеспособным для поддержки общественного транспорта (4). Таким образом, низкоуглеродные дома не обязательно подходят для низкоуглеродных сообществ.Более высокая плотность (и смешанная застройка), вероятно, потребуются, чтобы вызвать заметные побочные эффекты, такие как увеличение переноса низкоуглеродных газов (18, 32, 46) и связанные с этим экономические, медицинские и социальные выгоды (32, 33).

Реализация этих стратегий должна происходить во всех секторах и масштабах. Для обезуглероживания электроэнергетики требуется региональная координация. Глубокая модернизация домашних систем энергоснабжения, вероятно, потребует налоговых льгот и механизмов льготного кредитования. Северо-восток Соединенных Штатов представляет собой пример координации политики, где региональные ограничения по выбросам парниковых газов и торговая система приводят к декарбонизации энергосистемы (47), а налоговые льготы стимулируют домовладельцев к постепенному отказу от мазута (48).Обновление практики федерального кредитования и муниципального зонирования, которые долгое время способствовали расширению пригородов (9), и использование региональных зеленых поясов для ограничения разрастания городов (49) могут способствовать созданию сообществ с низким уровнем выбросов углерода. Планировщики должны использовать естественную синергию между плотностью населения, общественным транспортом и энергетической инфраструктурой (например, централизованным теплоснабжением) при строительстве этих сообществ.

Все эти меры должны осуществляться согласованно. Несмотря на амбициозность, нынешний жилищный фонд США является результатом не только предпочтений потребителей, но и политики, проводимой с 1950-х годов, которая привела к скоординированным действиям во всех секторах (например,г., финансовые, строительные, транспортные) и масштабы (индивидуальные, муниципальные, государственные, национальные) (9). Точно так же всплеск крупномасштабных проектов Ассоциации общественных работ (например, плотины Гувера) в рамках Нового курса в 1930-х и 1940-х годах фундаментально сформировал структуру энергетического сектора США. Учитывая эту историю, вполне вероятно, что концентрированные усилия могут позволить жилому сектору США достичь целей Парижского соглашения.

Материалы и методы

Подготовка данных.

Данные на уровне зданий были взяты из CoreLogic (50), базы данных стандартизированных записей налоговых инспекторов по ~ 150 миллионам земельных участков в США.Мы использовали версию данных начала 2016 года, охватывающую жилищный фонд США в 2015 году. Эти данные содержат ключевую информацию для оценки энергопотребления каждого домохозяйства: широта и долгота здания, год постройки, землепользование, тип жилья (отдельно стоящее, двухквартирное, квартира, мобильный дом), термически кондиционируемая площадь пола (далее «площадь»), количество квартир и топливо для отопления. Топливо для отопления описывает 35 распространенных систем отопления и топливных комбинаций (см. SI Приложение , Таблица SI-5).Мы использовали данные по 92 620 556 домохозяйствам в США на прилегающих территориях Соединенных Штатов (за исключением Аляски, Гавайев и территорий США), что эквивалентно 78,4% от общего количества предполагаемых единиц жилья в США в 2015 году (24).

Данные CoreLogic включают жилые, коммерческие, производственные и другие типы зданий. Мы изолировали жилые дома, используя землепользование и тип здания в качестве фильтров (см. SI Приложение , Таблица SI-1). Мы исключили институциональные жилища (например, общежития, тюрьмы), поскольку они не отражают место проживания большинства американцев и представляют собой переходные жизненные ситуации.Мы удалили записи, в которых не указаны год постройки, местоположение или площадь. Мы также удалили записи с необоснованно большими или маленькими площадями с учетом характеристик жилья в США (см. SI, приложение , рис. SI-1 и таблицу SI-2). Мы проверили данные по многоквартирным домам, чтобы убедиться, что количество квартир, площадь на квартиру и общая площадь здания согласованы и находятся в разумных пределах. Время от времени мы оценивали количество квартир в здании, что увеличивало начальные 83 317 764 полезные записи до 92 620 556.Мы восполнили недостающие виды топлива для отопления помещений, используя данные Американского жилищного исследования (AHS) (51). Мы назначили топливо для водяного отопления вероятностно на основе топлива для обогрева помещения и местоположения домохозяйства. Приложение SI 1 описывает все этапы предварительной обработки данных.

Модель использования энергии и парниковых газов.

Мы оценили общий спрос на топливо и электроэнергию для каждого домохозяйства в 2015 году с использованием регрессионных моделей, взятых из обследования потребления энергии в жилых домах (RECS), проведенного Управлением по энергетической информации США за 2015 год (24).Исходными данными были атрибуты на уровне зданий, климатические данные на уровне округов (52), цены на топливо на уровне штата (53⇓ – 55) и электричество (56), а также статус между городом и деревней (8). Мы провели 10 симуляций Монте-Карло, чтобы проверить влияние неопределенности параметров и вероятностного распределения топлива. SI Приложение, Приложение 1: Методологические подробности подробно описывает все источники данных для оценки и модели энергии и парниковых газов.

Для расчета отопления помещений и нагрева воды мы разработали 10 моделей, охватывающих потребление электроэнергии, природного газа, мазута, жидкого пропана и других видов топлива (например,г., дрова, уголь). Мы разработали две дополнительные модели электричества для охлаждения помещений и нетеплового использования (например, бытовые приборы и бытовая электроника). По форме модели были логлинейными. SI Приложение , Таблицы SI-6–17 детализируют коэффициенты модели и статистику. Соответствующие модели были назначены на основе площади каждого дома и топлива для нагрева воды. Мы сделали приоритетными данные из CoreLogic, при необходимости заменив их данными из AHS. AHS учитывает дома, использующие уголь, пропан, дрова, солнечную энергию, природный газ, электричество или другие виды топлива в каждой группе блоков.Каждая модель использует вероятностно назначенные виды топлива для отопления помещений и воды для домохозяйств по мере необходимости. Это минимально повлияло на результаты агрегированной модели (приложение SI, приложение , таблица SI-28).

Мы преобразовали топливо в выбросы, используя коэффициенты EIA (57), а электричество в выбросы (включая потери в линиях), используя данные eGrid Агентства по охране окружающей среды США (34). Мы провели субдискретизацию коммунальных сетей в Бостонском штате MSA и Лос-Анджелесе, чтобы зафиксировать пространственные изменения в покрытии электрической сети (58). Интенсивность парниковых газов для электрических сетей Лос-Анджелеса была взята из энергетического атласа Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе (20) и указана на этикетках с раскрытием информации о питании, а для сетей Бостона – с этикеток с указанием сведений о мощности. SI Приложение , Таблица SI-20 показывает сетки и интенсивности углерода. Мы исключили выбросы от добычи и переработки топлива, которые примерно одинаковы (8–11%) на всей территории Соединенных Штатов (16).

Анализ результатов.

Модель оценки энергии и парниковых газов для индивидуальных домов. Мы оценили энергоемкость и интенсивность выбросов парниковых газов для каждого штата, разделив расчетную используемую энергию и выбросы парниковых газов на общую площадь в выборке каждого штата. Мы оценили тонны эквивалента CO ₂ на душу населения в год путем деления общего количества парниковых газов для каждого почтового индекса или группы кварталов на население 2015 года (8).Чтобы уменьшить недооценку, мы исключили почтовые индексы и группы блоков с отсутствием более 10%. Мы исключили небольшие выборки (<100 жителей или <200 домов) для контроля выбросов, и мы удалили области с m ² на человека в нижнем и верхнем процентилях, поскольку высокие и низкие значения указывают на ненадежные оценки населения или площади. Наша последняя подвыборка включала 8 858 почтовых индексов США (охватывающих около 60 000 000 домашних хозяйств и половину населения США), 3 079 блочных групп в Бостоне MSA и 6 800 блочных групп в Лос-Анджелесе.В двух MSA точечные данные по CO ₂ тонны / шапка пространственно интерполируются с использованием многоуровневых b-сплайнов с пространственным разрешением 30 м (пороговая ошибка = 0,001) (59).

Министерство жилищного строительства и городского развития США устанавливает критерии для домохозяйств с «низким доходом», «очень низким доходом» и «чрезвычайно низким доходом» в каждом округе США в 2015 году в соответствии со средним доходом домохозяйства и количеством членов домохозяйства (30 ). Мы обозначили почтовый индекс как низкий доход, если его средний доход падает ниже порогового значения «низкого дохода», установленного для среднего числа людей в семье в этом почтовом индексе.

Сценарии.

Было протестировано четыре сценария, смогут ли декарбонизация сети, модернизация энергоснабжения и распределенные низкоуглеродные энергетические системы соответствовать целям Парижского соглашения для существующих домов в США. Соединенные Штаты обязались сократить выбросы парниковых газов на 28% к 2025 году и на 80% к 2050 году по сравнению с уровнями 2005 года (39). Для бытовой энергетики это соответствует 2,64 т CO ₂ -э / кап в 2025 году и 0,65 т CO ₂ -э / кап в 2050 году. Сценарии исключали выбросы, связанные с производством и внедрением технологий, необходимых для реализации этих переходов.Хотя к 2050 году он может стать значительным, мы также исключили электроэнергию, используемую для зарядки электромобилей, которая относится к транспортному сектору.

Во всех сценариях учитывается прогнозируемое уменьшение количества дней в градусах тепла и увеличение дней в градусах похолодания из-за изменения климата. Прогнозы изменения климата основаны на «Репрезентативной траектории концентраций 4.5», согласно которой к 2100 году средняя глобальная температура повысится на 1,8 ° C (60). Различия в темпах внедрения технологий, эффективности и сроках службы, интенсивности электрических сетей и улучшениях изоляции зданий в сценариях 1–3 взяты из Ежегодного прогноза развития энергетики на 2020 год (40).Сценарий 4 предусматривает повышение уровня проникновения высокоэффективного бытового оборудования для обогрева и охлаждения, более агрессивную модернизацию для улучшения теплоизоляции зданий и более широкое развертывание распределенной низкоуглеродной генерации энергии в соответствии с Парижским соглашением 2050 года. Приложение SI 1 содержит дополнительные сведения о сценариях.

Сценарий 1: Исходный уровень.

Электрические сети декарбонизируются с той же скоростью, что и прогнозируемый в базовом сценарии Годового прогноза развития энергетики на 2020 год.Оборудование для обогрева и охлаждения помещений и водонагреватели в каждом доме списываются по ставкам, соответствующим среднему сроку службы, оцененному EIA, таким образом, чтобы окончательная рыночная доля различных технологий в модели соответствовала прогнозам Annual Energy Outlook 2050. Установленное оборудование имеет прогнозируемую среднюю рыночную эффективность для данной технологии на момент установки (61). Энергопотребление, рассчитанное с использованием 12 регрессионных моделей, было скорректировано с использованием соответствующего коэффициента эффективности из литературы.Мы предполагаем, что потребление электроэнергии в бытовой электронике будет умеренным (1,1% в год), но это в значительной степени компенсируется более эффективным освещением и бытовой техникой. Более широкое внедрение оборудования для кондиционирования воздуха в жилищный фонд США из-за изменения климата было оценено с использованием эмпирических соотношений между прогнозируемыми днями охлаждения и проникновением систем кондиционирования воздуха в городах США (62). Обшивки зданий модернизируются в соответствии с Международным кодексом энергосбережения (40) со скоростью 1,1% в год по всему жилому фонду, что обеспечивает снижение потребности в отоплении на 30% и снижение нагрузки охлаждения на 10% для домов до 2015 г. Базовый показатель на 2015 год.

Сценарий 2: Модернизация агрессивной энергетики.

Этот сценарий подчеркивает декарбонизацию за счет более эффективных бытовых приборов и электроники. Он идентичен сценарию 1, за исключением того, что когда бытовое отопительное или охлаждающее оборудование выводится из эксплуатации, оно заменяется лучшим в своем классе КПД для данной конкретной технологии на год установки. Мы также предположили, что бытовая электроника и бытовая техника достигают более высокого КПД, как прогнозируется в Ежегодном энергетическом прогнозе, что в конечном итоге снижает спрос на электроэнергию.

Принята агрессивная программа модернизации энергоснабжения, в соответствии с которой в период с 2015 по 2050 год модернизируется 60% фонда зданий (годовая скорость модернизации 1,7% по сравнению с 1,1% в годовом энергетическом прогнозе), в соответствии с аналогичными сценариями глубокой модернизации в других странах. проекции энергопотребления зданий (например, BLUE Map, 3CSEP) (63, 64). Модернизированные дома снижают базовую тепловую нагрузку на 49% и охлаждающую нагрузку на 25%, что составляет половину оптимально достижимой экономии за счет устранения инфильтрации, улучшенной теплоизоляции и новых окон согласно оценкам Министерства энергетики США (65), аналогично наблюдаемой экономии в «глубокой» ”Энергетическая модернизация в Соединенных Штатах (66).Улучшение изоляции и окон не обязательно происходит одновременно с модернизацией оборудования для обогрева и / или охлаждения. Выполнение таких этапов глубокой модернизации энергоснабжения с меньшей вероятностью встретит сопротивление владельцев из-за длительных сбоев, высоких первоначальных капитальных затрат и других проблем (66).

Сценарий 3: декарбонизация энергосистемы с помощью агрессивной модернизации энергетики.

В этом сценарии проверялось, может ли декарбонизация электросети способствовать достижению цели Париж-2050. Электрическая сеть соответствует сценарию «надбавка за двуокись углерода в размере 15 долларов США» в Ежегодном энергетическом прогнозе на 2020 год, который прогнозирует снижение интенсивности выбросов CO ₂ от производства электроэнергии на ~ 80% по сравнению с 2005 годом, усредненным по сетям США.Снижение связано в первую очередь с преобразованием угля в газовые паровые электростанции и заметным увеличением мощности традиционных гидроэлектростанций, геотермальных источников, биомассы, солнца, ветра и других низкоуглеродистых источников (5). Все остальные аспекты модели идентичны сценарию 2.

Сценарий 4: Распределенная низкоуглеродная энергия.

Фоновые электрические сети и частота модернизации корпуса остаются неизменными по сравнению со сценарием 3, но существенные изменения вносятся в сочетание технологий нагрева и охлаждения, и повышенное внимание уделяется распределенным источникам энергии с низким содержанием углерода.Сценарии включают сбалансированный портфель технологий и сохраняют некоторые традиционные технологии на основе ископаемого топлива, что, как правило, считается наиболее реалистичным будущим для энергетики и жилого сектора США (67).

Этот сценарий предполагал более высокие темпы внедрения низкоэнергетического домашнего оборудования для отопления и охлаждения, чем Годовой энергетический прогноз. Обычные печи были выведены из эксплуатации с более высокими темпами, особенно с использованием газовых и масляных технологий, и заменены наземными, электрическими и газовыми тепловыми насосами с наивысшей доступной эффективностью.Модельное размещение новых технологий ограничено условиями окружающей среды и характеристиками жилья. Например, геотермальные тепловые насосы были ограничены односемейными и полуквартирными домами, в которых с большей вероятностью будет достаточно места для контуров заземления. Электрические тепловые насосы предпочтительнее тепловых насосов, работающих на природном газе, в регионах США с более высокими охлаждающими нагрузками, поскольку первые значительно более эффективны при охлаждении помещений (61).

Сценарий включает умеренное развертывание распределенных энергетических систем.Например, доля ТЭЦ, снабжающих дома, к 2050 году увеличилась вдвое до ~ 15%. В первые годы прогнозирования когенерационные установки полагались на системы с турбинным приводом и поршневые двигатели, но затем переключились на топливные элементы, которые обеспечивают более сбалансированную мощность. -тепловой коэффициент по мере развития технологии после 2030 г. (64). Доля безуглеродного сырья была увеличена с 10% в 2015 году до 75% в 2050 году. Эти системы были ограничены районами со средней и высокой плотностью населения, где капитальные затраты и потери при распределении были бы реалистичными.Две пятых домов были оборудованы фотоэлектрическими или солнечными водонагревателями, что является умеренной оценкой для потенциального солнечного покрытия в США (45), причем последние сконцентрированы на юго-западе США, где солнечная инсоляция наиболее высока. Мы не моделируем явным образом распространение ветровой энергии, хотя это подразумевается в прогнозах ОВОС для декарбонизирующей электросети.

Доступность данных.

Данные и код, подтверждающие выводы этого исследования, доступны на платформе Open Science Framework (DOI: 10.17605 / OSF.IO / Vh5YJ), за исключением данных CoreLogic, которые можно приобрести в CoreLogic Inc. (https://www.corelogic.com/).

Благодарности

Мы с благодарностью признаем финансовую поддержку этой работы Национальным научным фондом в рамках Программы экологической устойчивости (Премия 1805085). Авторы благодарны К. Артуру Эндсли за помощь в понимании данных CoreLogic. Спасибо Нэнси Р. Гоф за помощь в редактировании. Мы также хотели бы поблагодарить Erb Institute for Global Sustainable Enterprise при Мичиганском университете за их щедрую поддержку этой работы.

Сноски

• Авторы: B.G., D.G., and J.P.N. спланированное исследование; Б.Г. проведенное исследование; B.G., D.G. и J.P.N. проанализированные данные; Б.Г. и J.P.N. написал статью; и Б. и Д. произведенная графика.

• Авторы заявляют об отсутствии конкурирующей заинтересованности.

• Эта статья представляет собой прямое представление PNAS.

• Размещение данных: данные и код, подтверждающие выводы этого исследования, доступны на платформе Open Science Framework (DOI: 10.17605 / OSF.IO / Vh5YJ), за исключением данных CoreLogic, которые можно приобрести в CoreLogic Inc. (https://www.corelogic.com/).

• Эта статья содержит вспомогательную информацию в Интернете по адресу https://www.pnas.org/lookup/suppl/doi:10.1073/pnas.1922205117/-/DCSupplemental.

• Copyright © 2020 Автор (ы). Опубликовано PNAS.

Домашняя солнечная система: Решения по возобновляемым источникам энергии для бытовых потребителей

Солнечная энергия
Солнечная энергия – это возобновляемый источник энергии, который получает все большее распространение благодаря своим преимуществам.В Индии солнечный свет доступен в изобилии, и существуют технологии, позволяющие использовать эту энергию и преобразовывать ее в электрическую. Панели солнечной энергии служат для поглощения солнечной энергии и преобразования ее в электрическую за счет фотоэлектрического эффекта. В большинстве домов есть крыша или задний двор, который можно использовать для установки солнечных батарей и производства электроэнергии.

Особенности домашней солнечной системы
Домашняя солнечная система должна обеспечивать достаточно электроэнергии, чтобы удовлетворить все потребности дома в электроэнергии.Он также должен обеспечивать питание переменного тока, поскольку традиционно все дома используют питание переменного тока для управления системами освещения, гаджетами, приборами и оборудованием, таким как компьютеры, холодильники, миксеры, вентиляторы, кондиционеры, телевизоры и музыкальные системы.

Основные элементы домашней солнечной системы
Домашняя солнечная электростанция состоит из следующих элементов:

• Требуется достаточное количество солнечных панелей, чтобы поглощать как можно больше солнечной энергии.При воздействии прямых солнечных лучей типичная домашняя солнечная панель производит около 300 Вт за один час, что означает, что в обычный летний день, состоящий из 10 часов солнечного света, она может производить около 3000 Вт или 3 кВтч в день. Это может варьироваться в зависимости от количества солнечных часов в течение дня.
• Для системы требуется аккумулятор, который может заряжаться от генерируемой солнечной энергии, а также может накапливать электроэнергию для использования в ночное время. Батареи обычно используются в автономных системах.
• Системе необходим инвертор для преобразования генерируемой мощности постоянного тока в мощность переменного тока, чтобы ее можно было использовать в бытовых приборах или устройствах в доме.
• Вся домашняя солнечная энергетическая система соединена между собой соответствующими и соответствующими кабелями и проводкой, чтобы направить энергию в пригодную для использования форму.

Работа домашней солнечной системы
Когда солнечный свет падает на солнечные панели, он поглощается фотоэлементами, а кремниевые полупроводники в элементах преобразуют солнечную энергию в электрическую за счет фотоэлектрического эффекта.Эта электрическая энергия находится в форме постоянного тока, который может напрямую заряжать аккумулятор. Энергия постоянного тока в батарее передается на инвертор, который преобразует ее в мощность переменного тока. Эта мощность переменного тока теперь отправляется в домашнюю сеть, которая, в свою очередь, может питать все необходимые приложения.

Обратитесь к ведущим ближайшим к вам дилерам, занимающимся солнечными панелями, и получите бесплатные расценки

Факторы, которые необходимо учитывать
Факторы, которые следует учитывать перед установкой домашней солнечной электростанции, следующие:

• Требуемая мощность переменного тока в доме должна быть определена.Лучший способ убедиться в этом – использовать самый высокий ежемесячный счет за электроэнергию за последний год. В счете записывается количество единиц электроэнергии, потребленных в этом месяце. Разделив единицы на количество дней в месяце, мы получим дневное потребление. Скажем, если максимальное потребление составляет 450 единиц в ноябре 2018 года, то ежедневное потребление составляет 15 единиц, а потребность будет составлять 15 единиц в день. Один блок равен 1 кВтч, что фактически соответствует потреблению 1000 Вт за 1 час. Например, если лампа мощностью 100 Вт светится 10 часов, она потребляет 1000 Вт или мощность, эквивалентную 1 кВтч.
• Необходимо рассчитать количество солнечных панелей, необходимых для выработки необходимой мощности переменного тока. В приведенном выше примере дом требует 15 единиц в день, что эквивалентно 15 кВтч. Это означает, что за 1 час солнечная панель должна выработать 15000 Вт энергии. Таким образом, если панель может производить 3 кВтч в день в течение 10 часов, то для производства 15 кВтч потребуется 5 солнечных панелей.
• В зависимости от количества требуемых солнечных панелей необходимо определить наличие места для размещения солнечных панелей.Это может быть на крыше или на заднем дворе, где солнечные панели могут получать достаточное количество солнечного света. В приведенном выше примере, поскольку для домашней солнечной электростанции требуется 5 солнечных панелей, требуемая площадь составляет 17,6 x 5 = 88 квадратных футов (при условии, что солнечная панель имеет размер 65 x 39 дюймов = приблизительно 17,6 квадратных футов). В большинстве домов это место может быть на крыше или на заднем дворе.
• Солнечные панели в идеале следует размещать лицом на юг, чтобы на них максимально попадал солнечный свет.

Стоимость домашней солнечной системы
Стоимость домашней солнечной электростанции зависит от ее размера и типа.Есть два типа солнечных электростанций – автономные и подключенные к сети.

Автономная система – это автономная система, не подключенная к основной сети. В этой системе генерируемая солнечная энергия хранится в батареях (известных как батареи глубокого цикла, отличные от батарей, используемых в автомобилях). Энергия постоянного тока, хранящаяся в батареях, преобразуется в мощность переменного тока с помощью инвертора.

Подключенная к сети система – это система, в которой не используются батареи, а используется только инвертор. Как правило, система, подключенная к сети, регулируется установленной законом политикой, включающей «чистые измерения», при которой система регистрирует избыточную электроэнергию, генерируемую сверх потребляемой домом энергии, которая подается в сеть.В этой системе домашнему пользователю не нужно слишком беспокоиться о вычислении размера электростанции, так как любая избыточная генерируемая мощность приносит доход, а любой дефицит компенсируется электросетью.

Ориентировочная стоимость типичной автономной системы мощностью 1 кВт, вырабатывающей 4-5 единиц электроэнергии, может варьироваться от 1 лакха до 1,25 лакха. Аналогичным образом, контрольная стоимость аналогичной системы, подключенной к сети, обычно составляет от 75 000 до 90 000 рупий. Разница в основном связана со стоимостью батарей глубокого разряда в автономной системе.

Автономная домашняя солнечная система является отличным средством экономии при правильном планировании и способна окупить первоначальные инвестиции в течение первых 5 лет эксплуатации за счет экономии на счетах за электроэнергию. Домашняя солнечная система, подключенная к сети, является одновременно функцией экономии средств, а также системой получения дохода при планировании с целью получения дохода.