İqlimi istiləşdirən karbon emissiyalarını azaltmaq yarışında binalar sektoru geri qalır. ABŞ-ın elektrik enerjisi sektorunda karbon qazı (CO ₂ ) emissiyaları 2005-2021-ci illər arasında 34% azaldığı halda, tikinti sektorunda emissiyalar həmin dövrdə cəmi 18% azalıb. Bundan əlavə, həddindən artıq soyuq yerlərdə evləri qızdırmaq üçün təbii qazın yandırılması emissiya portfelinin əhəmiyyətli hissəsini təşkil edə bilər. Buna görə də, ABŞ-ın enerji sisteminin karbonsizləşdirilməsi üçün ümumilikdə binaların, xüsusən də yaşayış evlərinin isidilməsinin elektrikləşdirilməsi istiqamətində addımlar vacibdir.

Lakin bu dəyişiklik elektrik enerjisinə tələbatı artıracaq və təbii qaza tələbatı azaldacaq . Bu iki dəyişikliyin karbon emissiyalarına və dekarbonizasiya xərclərinə xalis təsiri nə olacaq? Elektrik enerjisi və təbii qaz sektorları gələcək əməliyyatlar və infrastruktur investisiyaları üçün uzunmüddətli planlaşdırma ilə bağlı yeni problemləri necə həll edəcəklər ?

MIT tədqiqatçıları tərəfindən aparılan yeni bir araşdırma, yaşayış sahəsinin isitilməsinin müxtəlif səviyyələrdə elektrikləşdirilməsinin birgə enerji və təbii qaz sistemlərinə təsirlərini aydınlaşdırır. Xüsusi hazırlanmış modelləşdirmə çərçivəsi onlara yeni tələbi ödəmək üçün təkcə enerji sektoru üçün əlavə məsrəfləri və emissiyaları deyil, həm də təbii qaz sektoru üçün nəticələnən xərclər və emissiyalardakı hər hansı dəyişiklikləri hesablamağa imkan verdi.

Tədqiqat Cell Reports Sustainability jurnalında dərc olunub .

Təhlillər bəzi təəccüblü nəticələr verdi. Məsələn, onlar göstərirlər ki, müəyyən şərtlər daxilində evlərin 80%-nin elektrik enerjisi ilə isitmə rejiminə keçirilməsi karbon emissiyalarını azalda bilər və eyni zamanda, yalnız təvazökar keçidin olduğu vəziyyətə nisbətən birləşmiş təbii qaz və elektrik enerjisi sektorları üzrə xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər.

Bu nəticə iki dəyişiklikdən asılıdır: İstehlakçılar yüksək səmərəli istilik nasosları quraşdırmalı, həmçinin evlərindən istilik itkilərinin qarşısını almaq üçün tədbirlər görməlidirlər və enerji və təbii qaz sektorlarında planlaşdırıcılar uzunmüddətli infrastruktur və əməliyyat qərarları qəbul edərkən birlikdə işləməlidirlər.

Tədqiqatçılar əldə etdikləri nəticələrə əsaslanaraq, bugünkü tikinti sektorunun karbondan təmizlənməsinə kömək etmək üçün ev sahiblərinin və sənaye planlaşdırıcılarının ata biləcəyi addımları təşviq edən və dəstəkləyən güclü dövlət, regional və milli siyasətlərə ehtiyac olduğunu vurğulayırlar.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=746485419&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740027251&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-02-carbon-emissions-residential-pathway.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My45OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QoQTpCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMzLjAuNjk0My45OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzMuMC42OTQzLjk5Il1dLDBd&dt=1740027249970&bpp=1&bdt=117&idt=108&shv=r20250213&mjsv=m202502130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=2618118871572&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=1726&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95347433%2C95350016&oid=2&pvsid=3603522650525920&tmod=1110872139&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=2&uci=a!2&btvi=1&fsb=1&dtd=1858

İki hissəli modelləşdirmə yanaşması

Yaşayış isitmə sisteminin elektrikləşdirilməsinin birləşmiş enerji və qaz sektorlarında xərclərə və emissiyalara təsirlərini təhlil etmək üçün MIT ekspertlərindən ibarət komanda tikinti texnologiyası, enerji sistemlərinin modelləşdirilməsi, optimallaşdırma üsulları və daha çox iki hissədən ibarət modelləşdirmə çərçivəsi hazırlayıb.

Komanda üzvlərinə MITEI və İnformasiya və Qərar Sistemləri Laboratoriyası (LIDS) üzrə baş postdok Rəhman Khorramfar daxildir; Morgan Santoni-Colvin, keçmiş MITEI məzunu tədqiqat köməkçisi, indi Energy and Environmental Economics, Inc.-də əməkdaşlıq edir; Saurabh Amin, İnşaat və Ətraf Mühit Mühəndisliyi Departamentinin professoru və LIDS-in əsas tədqiqatçısı; Audun Botterud, LIDS üzrə əsas tədqiqatçı alim; Leslie Norford, Memarlıq Departamentinin professoru; və layihəyə rəhbərlik edən keçmiş MITEI əsas tədqiqat alimi, hazırda Nyu York Universitetində dosent olan Dharik Mallapragada.

Çərçivədəki birinci model müxtəlif səviyyələrdə elektrikləşdirmənin elektrik enerjisi və təbii qaza son istifadə tələbini necə dəyişəcəyini və ev sahiblərinin kömək etmək üçün görə biləcəyi mümkün enerjiyə qənaət tədbirlərinin təsirlərini ölçür.

“Bu təhlili yerinə yetirmək üçün biz “aşağıdan yuxarı” model qurduq, yəni o, ayrı-ayrı binaların elektrik enerjisi və qaz istehlakına baxır və sonra elektrik və qaza olan ümumi tələbi əldə etmək üçün onların istehlakını birləşdirir”, – Khorramfar izah edir.

Geniş spektrli tikinti “arxetipləri”ni, yəni oxşar fiziki xüsusiyyətlərə və xassələrə malik binaların qruplaşmasını əhalinin artım tendensiyaları ilə birləşdirdiyini fərz etməklə, komanda elektrik enerjisinə və təbii qaza tələbatın beş elektrikləşdirmə yolunun hər birində necə dəyişəcəyini araşdıra bilər: sadə elektrikləşdirmə ilə “hər zamankı iş”, orta elektriklə evlərin elektrikləşdirilməsi (evlərin yüksək elektrikləşdirilməsi), (evlərin təxminən 80%-i dəyişiklik edir) və istilik sızmalarını möhürləmək və izolyasiya əlavə etmək kimi “zərflərin təkmilləşdirilməsi” ilə orta və yüksək elektrikləşdirmə.

Çərçivənin ikinci hissəsi ilk modeldən tələb nəticələrini giriş kimi qəbul edən və emissiyalara məhdudiyyətlər və ya resursların mövcudluğu kimi hər hansı məhdudiyyətlərə riayət etməklə illik investisiya və əməliyyat xərclərini minimuma endirmək üçün ümumi elektrik enerjisi və təbii qaz sistemini “birgə optimallaşdıran” modeldən ibarətdir. Beləliklə, modelləşdirmə çərçivəsi tədqiqatçılara hər bir elektrikləşdirmə yolunun qarşılıqlı təsir göstərən iki sektorun infrastrukturuna və əməliyyat xərclərinə təsirini araşdırmaq imkanı verir.

New England Case Study: Elektrikləşdirmə üçün bir problem

Tədqiqat nümunəsi olaraq, tədqiqatçılar havanın bəzən həddindən artıq soyuq olduğu və evləri qızdırmaq üçün təbii qazın yandırılmasının ümumi emissiyalara əhəmiyyətli töhfə verdiyi Yeni İngiltərəni seçdilər.

“Tənqidçilər deyəcəklər ki, elektrikləşdirmə [Yeni İngiltərədə] heç vaxt baş verməyəcək. Bu, çox bahadır”, – Santoni-Kolvin şərh edir. Lakin o qeyd edir ki, tədqiqatların əksəriyyəti ayrı-ayrılıqda elektrik sektoruna diqqət yetirir. Yeni çərçivə iki sektorun birgə fəaliyyətini nəzərdən keçirir və sonra onların müvafiq xərcləri və emissiyalarının kəmiyyətini müəyyənləşdirir.

“Biz bilirik ki, elektrikləşdirmə elektrik infrastrukturuna böyük investisiyalar tələb edəcək”, – Santoni-Kolvin deyir. “Ancaq ədəbiyyatda yaxşı ölçülməyən şey təbii qaz tərəfində bunu etməklə əldə etdiyimiz qənaətdir, yəni sistem səviyyəsində qənaətdir.”

MİT komandası öz çərçivələrindən istifadə edərək, 1990-cı il səviyyələri ilə müqayisədə bina sektoru emissiyalarının 80% azaldılmasına yönəlmiş model işləri həyata keçirmişdir – bu hədəf 2050-ci il üçün regional siyasət məqsədlərinə uyğundur. Tədqiqatçılar tikinti arxetipləri, regional elektrik enerjisi sistemi, mövcud və potensial bərpa olunan elektrik enerjisi sistemi, mövcud və potensial bərpa olunan elektrik enerjisi sistemləri, təbii qazın saxlanma qabiliyyətinin əsas amilləri və digər əsas faktorlar daxil olmaqla parametrləri müəyyən etmişlər. İngiltərə.

Daha sonra onlar ev təkmilləşdirmələrinin müxtəlif qarışıqları ilə müxtəlif ssenariləri qəbul edərək təhlillər apardılar. Əksər tədqiqatlar tipik hava şəraitini nəzərdə tutsa da, onlar bunun əvəzinə tarixi hava nümunələri əsasında illik hava məlumatlarının 20 proqnozunu işləyib hazırlayıblar və 2050-ci ilə qədər iqlim dəyişikliyinin təsirlərinə uyğunlaşdırılıblar. Daha sonra onlar elektrikləşmənin beş səviyyəsini təhlil ediblər.

Adi iş proqnozlarına nisbətən, çərçivənin nəticələri göstərdi ki, yaşayış evlərinin istiliyinin yüksək elektrikləşdirilməsi pik dövrlərdə elektrik enerjisinə tələbatı iki dəfədən çox artıra və ümumi elektrik enerjisinə tələbatı 60%-ə yaxın artıra bilər. Bina zərfinin təkmilləşdirilməsinin elektrikləşdirmə ilə paralel olaraq həyata keçirildiyini fərz etsək, pik yüklərin miqyasını və hava həssaslığını azaldır və elektrik enerjisinə və evin istiləşməsi üçün təbii qaza birgə tələbatı müasir dövrlə müqayisədə 30%-ə qədər azaldan ümumi səmərəlilik artımı yaradır.

Qeyd edək ki, yüksək elektrikləşdirmə və zərf təkmilləşdirmələrinin birləşməsi 2050-ci ildə ümumi elektrik enerjisi-təbii qaz sistemi üçün ən aşağı orta qiymətlə nəticələndi.

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=188&slotname=2793866484&adk=1121470953&adf=3042148327&pi=t.ma~as.2793866484&w=750&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1740027252&rafmt=11&format=750×188&url=https%3A%2F%2Ftechxplore.com%2Fnews%2F2025-02-carbon-emissions-residential-pathway.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTkuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTMzLjAuNjk0My45OSIsbnVsbCwwLG51bGwsIjY0IixbWyJOb3QoQTpCcmFuZCIsIjk5LjAuMC4wIl0sWyJHb29nbGUgQ2hyb21lIiwiMTMzLjAuNjk0My45OSJdLFsiQ2hyb21pdW0iLCIxMzMuMC42OTQzLjk5Il1dLDBd&dt=1740027249971&bpp=1&bdt=118&idt=189&shv=r20250213&mjsv=m202502130101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3Dfdc40d724f2dca57%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DALNI_MYStQ6fUQQQLyo5Z7z1h-XhXcWBtA&gpic=UID%3D00000f80eacffadc%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DALNI_MYaOugky0UawScoidzfbXof3-N-iw&eo_id_str=ID%3De43bb863646b60b8%3AT%3D1735367325%3ART%3D1740027249%3AS%3DAA-AfjbQoPwZqH28q9IwcCLRSzzg&prev_fmts=0x0%2C750x188%2C1005x124&nras=2&correlator=2618118871572&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=1080&u_w=1920&u_ah=1032&u_aw=1920&u_cd=24&u_sd=1&dmc=8&adx=447&ady=3746&biw=1903&bih=945&scr_x=0&scr_y=0&eid=95347433%2C95350016&oid=2&psts=AOrYGsmBWMYkb9etgZHJ28S6S6k9dmnT5hfkzdlWA9BlluPiDoD493OWxwbSDlEnJnkd1A4mL-FEuoEV7lTwgxbCJBGGzhWoluG_aKM66JRuC3hgUPeTYA&pvsid=3603522650525920&tmod=1110872139&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2F&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1920%2C0%2C1920%2C1032%2C1920%2C945&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=1&td=1&tdf=2&psd=W251bGwsbnVsbCxudWxsLDNd&nt=1&ifi=3&uci=a!3&btvi=3&fsb=1&dtd=2299

Öyrənilən dərslər

Mövcud təbii qazla yanan sobaların və qazanların istilik nasosları ilə əvəz edilməsi ümumi enerji sərfiyyatını azaldır. Santoni-Colvin bunu gözlənilə bilən “intuitiv nəticə” adlandırır, çünki istilik nasosları “köhnə, qalıq yanacaq yandıran sistemlərdən daha səmərəlidir. Lakin buna baxmayaraq, biz qazanclardan təəccübləndik”.

Digər gözlənilməz nəticələrə ev sahiblərinin daha ənənəvi enerji səmərəliliyi təkmilləşdirmələrinin vacibliyi daxildir, məsələn, izolyasiya əlavə etmək və hava sızıntılarını möhürləmək – son endirim siyasətləri ilə dəstəklənən addımlar. Bu dəyişikliklər artan tələbatı ödəmək üçün elektrik şəbəkəsinin təkmilləşdirilməsi üçün çəkiləcək xərclərin azaldılması üçün çox vacibdir.

“Əgər pik yükləri azaltmağın başqa yollarını da düşünmürsənsə, sadəcə olaraq hamının evinə istilik nasosları buraxa bilməzsən. Beləliklə, ən sərfəli nəticəyə nail olmaq üçün həqiqətən “yuxarıda göstərilənlərin hamısına” yanaşma tələb olunur,” Santoni-Colvin deyir.

Bir sıra hava nəticələrinin sınaqdan keçirilməsi də mühüm məlumatlar verdi. Yanacağın qızdırılmasına tələbat hava şəraitindən çox asılıdır, lakin tədqiqatların əksəriyyəti məhdud hava məlumatlarına əsaslanır – çox vaxt “tipik bir il”. Tədqiqatçılar tapdılar ki, elektrikləşdirmə soyuq qışlarda bir neçə gün davam edə biləcək uzadılmış pik elektrik yükü hadisələrinə səbəb ola bilər. Müvafiq olaraq, tədqiqatçılar belə qənaətə gəlirlər ki, “möhkəm, göndərilə bilən” elektrik enerjisi mənbəyinə davamlı ehtiyac olacaq; yəni günəş və külək sistemlərindən fərqli olaraq, ehtiyac duyulduğu zaman enerji istehsal etmək üçün etibar edilə bilən enerji istehsal edən sistem.

Nümunələr olaraq, onlar bəzi mümkün texnologiyaları, o cümlədən aşağı karbonlu yanacaq və ya karbon tutma avadanlığı ilə təchiz olunmuş təbii qazla işləyən elektrik stansiyalarını modelləşdirdilər. Lakin onlar qeyd edirlər ki, 2050-ci ildə hansı növ firma generatorlarının mövcud olacağını bilmək üçün heç bir yol yoxdur. Bu, hələ yetişməmiş və ya bəlkə də bu gün mövcud olmayan bir sistem ola bilər.

Tədqiqatçılar öz tapıntılarını təqdim edərkən bir sıra xəbərdarlıqları qeyd edirlər. Birincisi, onların təhlillərinə istilik nasoslarının quraşdırılmasının ev sahibləri üçün təxmini dəyəri daxil deyil. Bu xərc geniş müzakirə olunsa da, bu məsələ onların hazırkı layihəsinin əhatə dairəsindən kənarda qalır.

Bundan əlavə, tədqiqat mövcud təbii qaz kəmərləri ilə nə baş verdiyini dəqiqləşdirmir.

Khorramfar deyir: “Bəzi evlər elektrikləşdiriləcək və qaz sistemindən çıxacaq və bunun üçün pul ödəməli olmayacaq, digər evləri artan tariflərlə tərk edəcək, çünki qaz sisteminin qiyməti indi daha az müştərilər arasında bölüşdürülməlidir”. “Bu, istər-istəməz siyasətçilər tərəfindən həll edilməli olan bərabərlik suallarını qaldıracaq.”

Nəhayət, tədqiqatçılar qeyd edirlər ki, yaşayış evlərinin elektrikləşdirilməsini idarə etmək üçün siyasət lazımdır . İstilik nasoslarının quraşdırılması üçün cari maliyyə dəstəyi və evləri istilik baxımından daha səmərəli etmək üçün addımlar yaxşı başlanğıcdır. Lakin bu cür təşviqlər enerji infrastrukturuna investisiyaların planlaşdırılmasına yeni yanaşma ilə birləşdirilməlidir.

Ənənəvi olaraq, elektrik enerjisinin planlaşdırılması və təbii qazın planlaşdırılması ayrı-ayrılıqda həyata keçirilir. Bununla belə, yaşayış evlərinin istiləşməsini karbonsuzlaşdırmaq üçün gələcək əməliyyatları və infrastruktur ehtiyaclarını planlaşdırarkən iki sektor koordinasiya etməlidir. MİT-in təhlilinin nəticələri göstərir ki, bu cür əməkdaşlıq həm emissiyaları, həm də yaşayış evlərinin istiləşməsi üçün xərcləri əhəmiyyətli dərəcədə azalda bilər – bu, bütövlükdə binalar sektorunun karbonsizləşdirilməsi istiqamətində çox zəruri addımı verəcək bir dəyişiklikdir.

Ətraflı məlumat: Rəhman Khorramfar və digərləri, İstiliyin elektrikləşdirilməsi problemlərinə cavab vermək üçün karbonsuzlaşdırılmış enerji-qaz infrastrukturunun səmərəli planlaşdırılması, Cell Reports Sustainability (2025). DOI: 10.1016/j.crsus.2025.100307Massaçusets Texnologiya İnstitutu tərəfindən təmin edilmişdir