俄克拉荷馬大學（University of Oklahoma）的一項研究預計，由於氣候變化，城市建築能源消耗將發生重大變化，凸顯了採取強有力的減緩策略和提高能源效率的必要性。研究人員發現，氣候平均每暖化一度，美國城市建築冷凍所需的能耗就可能增加13.8%。

俄克拉荷馬大學助理教授王成浩領導的一項研究最近發表在《自然-通訊》雜誌上，該研究探討了在氣候變遷影響下，城市環境中城市規模的建築能耗將如何演變這一關鍵問題。

化石燃料約占美國城市中心所有建築能源使用量的40%，美國能源資訊署報告稱，美國城市中的住宅和商業建築是主要的能源消耗者（39%）和溫室氣體排放者（28%）之一。了解城市未來的能源使用情況，對於制定氣候變遷減緩策略、提高能源效率、制定和實施能源和環境法規、政策和激勵計劃，以及增強我們社會在未來氣候和極端天氣條件下的抗災能力和適應能力都非常重要。

先前的研究和目前的研究目標

他說：”先前的研究在估算國家或州一級的能源使用如何應對未來氣候變遷方面取得了長足進步。然而，我們對城市尺度的理解還有很大差距。隨著全球城市致力於實現雄心壯志勃勃的永續發展目標，對城市規模的能源使用情況進行更細緻的了解勢在必行。”

研究團隊成員包括美國國家再生能源實驗室的珍妮特-雷納（Janet Reyna）和亨利-霍西（Henry Horsey），香港大學的宋紀雲、石大川和周鈺，智利聖地亞哥大學的莎拉-費倫（Sarah Feron），史丹佛大學的歐陽祖濤和羅伯特-傑克遜（Robert Jackson），以及中國三峽大學的李穎。

在零碳電力產業的四種氣候暖化情境下，2050 年代年能源消耗相對於2010 年代的視覺化資料。資料來源：王成浩博士

他們利用模型模擬和”耦合模型相互比較項目”（CMIP6）資料集的最新未來氣候預測，對美國毗連地區的277 座城市進行了研究。他們考慮了四種可能的氣候暖化情景，包括各種可能的氣候暖化情景和兩種電力部門情景。

“在一種電力行業情景中，我們假設未來不會實施任何碳政策，但我們也包含了一種情景，即假設到2050年電力行業將快速去碳化並實現淨零碳排放，這與美國總統拜登在2023年宣布的無碳污染目標類似，”王成浩說。

研究結果和影響

為了研究未來氣候變遷下城市建築能源使用的演變情況，王成浩的團隊使用了一種稱為能源使用強度（EUI）的指標。EUI 是指每年每平方英尺的能耗，計算方法是將建築物消耗的總能耗除以總建築面積。

“由於氣候變化，我們發現與2010 年代相比，預計到2050 年代，城市規模的建築EUI 將發生不均衡的變化，電力EUI 的最大增幅將主要出現在南部、西南部、西部和東南部，增幅將高達7.2%。”

俄克拉荷馬大學助理教授王成浩領導的一項研究解決了城市環境中城市規模的建築能耗在氣候變遷影響下將如何演變這一關鍵問題。資料來源：俄克拉荷馬大學

他們發現，在溫暖的季節和最熱的日子裡，電力EUI 的成長將遠大於全年的變化，尤其是在西北地區。造成這種差異的主要原因是，在未來氣候變暖的情況下，空調的採用率和空間冷卻的能源使用量會更高。每升溫一度，城市層級的平均空間冷卻EUI 將增加13.8%。

“我們發現，城市夏季高峰建築用電EUI 平均增加10.1% 至37.7%。然而，一些城市的增幅將超過110%。這將需要更高的電網容量和更強的抗極端熱浪停電的能力，”王說。

考慮到發電、輸電和配電過程中的能源損耗，研究小組也評估了城市建築所使用的能源來源的潛在變化。

「電力部門的去碳化在抑制未來城市建築的源能耗方面非常有效，但關鍵是要進一步減少建築中化石燃料的直接燃燒，」王說。”簡而言之，我們需要快速實現未來城市建築的電氣化。”