Energibesparing i USA

USA är den näst största enskilda konsumenten av energi i världen . US Department of Energy kategoriserar nationell energianvändning i fyra breda sektorer: transport, bostäder, kommersiell och industri.

USA:s energiförbrukning 2019

Energianvändningen inom transport- och bostadssektorerna (ungefär hälften av USA:s energiförbrukning) kontrolleras till stor del av enskilda inhemska konsumenter. Kommersiella och industriella energiutgifter bestäms av företagsenheter och andra anläggningschefer. Nationell energipolitik har en betydande effekt på energianvändningen inom alla fyra sektorer.

Transport

Transportsektorn omfattar alla fordon som används för person- eller godstransporter . Av den energi som används i denna sektor förbrukas cirka 65 % av bensindrivna fordon, främst personligt ägda. Dieseldrivna transporter (tåg, handelsfartyg, tunga lastbilar etc.) förbrukar cirka 20 % och flygtrafiken förbrukar det mesta av de återstående 15 %. De två oljeförsörjningskriserna på 1970-talet sporrade skapandet, 1975, av det federala programmet Corporate Average Fuel Economy (CAFE), vilket krävde biltillverkarna att uppfylla gradvis högre bränsleekonomismål. Det följande decenniet såg dramatiska förbättringar av bränsleekonomin, mestadels resultatet av minskningar av fordonsstorlek och vikt som uppstod i slutet av 1970-talet, tillsammans med övergången till framhjulsdrift . Dessa vinster urholkades något efter 1990 på grund av den växande populariteten för sportfordon , pickupbilar och minibussar , som faller under den mildare CAFE-standarden för "lätta lastbilar".

Utöver CAFE-programmet har den amerikanska regeringen försökt uppmuntra bättre fordonseffektivitet genom skattepolitik. Sedan 2002 har skattebetalare varit berättigade till inkomstskatteavdrag för gas-/elhybridfordon. En " gasslukare " skatt har tagits ut på tillverkare sedan 1978 för bilar med exceptionellt dålig bränsleekonomi. Även om denna skatt fortfarande gäller genererar den mycket små intäkter eftersom den totala bränsleekonomin har förbättrats.

Ett annat fokus inom bensinkonservering är att minska antalet körda mil. Uppskattningsvis 40 % av den amerikanska bilanvändningen är förknippad med daglig pendling . Många stadsområden erbjuder subventionerad kollektivtrafik för att minska pendlingstrafiken och uppmuntra samåkning genom att tillhandahålla utsedda körfält med hög beläggning och lägre vägtullar för bilar med flera åkare. Distansarbete är också ett lönsamt alternativ till att pendla för vissa jobb.

Bränsleekonomimaximerande beteenden hjälper också till att minska bränsleförbrukningen. Bland de mest effektiva är måttlig (i motsats till aggressiv) körning, körning i lägre hastigheter, användning av farthållare och avstängning av ett fordons motor vid stopp snarare än på tomgång. Ett fordons körsträcka minskar snabbt med ökande motorvägshastigheter, normalt över 55 miles per timme (även om det exakta antalet varierar beroende på fordon), eftersom aerodynamiska krafter är proportionellt relaterade till kvadraten på ett objekts hastighet (när hastigheten fördubblas, fyrdubblas dragkraften ) . Enligt US Department of Energy (DOE) är som en tumregel att varje 5 mph (8,0 km/h) man kör över 60 mph (97 km/h) liknar att betala ytterligare 0,30 $ per gallon för bensin. Den exakta hastigheten med vilken ett fordon uppnår sin högsta effektivitet varierar baserat på fordonets luftmotståndskoefficient , frontarea, omgivande lufthastighet och effektiviteten och utväxlingen av ett fordons drivlina och transmission.

Bostadssektorn

Bostadssektorn är alla privata bostäder, inklusive småhus , lägenheter, tillverkade bostäder och sovsalar. Energianvändningen inom denna sektor varierar kraftigt över landet, på grund av regionala klimatskillnader och olika regleringar. I genomsnitt går ungefär hälften av energin som används i amerikanska hem till rumskonditionering (dvs. uppvärmning och kylning).

Effektiviteten hos ugnar och luftkonditioneringsapparater har ökat stadigt sedan energikriserna på 1970-talet. [ citat behövs ] 1987 års lag om energisparande för nationella apparater auktoriserade energidepartementet att sätta minimieffektivitetsstandarder för utrustning för rymdkonditionering och andra apparater varje år, baserat på vad som är "teknologiskt genomförbart och ekonomiskt motiverat". Utöver dessa minimistandarder tilldelar Environmental Protection Agency (EPA) Energy Star- beteckningen till apparater som överstiger industrins effektivitetsmedelvärden med en EPA-specificerad procentandel.

Trots tekniska förbättringar har många amerikanska livsstilsförändringar ställt högre krav på värme- och kylresurser. Den genomsnittliga storleken på hus byggda i USA har ökat från 140 m 2 1970 till 210 m 2 2005. Enmanshushållet har blivit vanligare, liksom central luftkonditionering : 23 % av hushållen hade central luftkonditionering 1978, den siffran steg till 55 % 2001. [ citat behövs ]

När ugnens effektivitet blir högre blir lämplig matchning av utrustningsstorlek till distributionssystemkapacitet och byggnadsbelastning mer avgörande för att optimera utrustningens förmåga för att maximera effektiv drift. Att installera högeffektiv ersättningsutrustning med mycket lägre effekt ger möjlighet till komfort och besparingsvinster, men att förbättra byggnadens klimatskal genom lufttätning och lägga till mer isolering , avancerade fönster, etc., bör undersökas samtidigt eller innan konstruktionsstadiet för ersättningsutrustning. Passivhusmetoden ger superisolerade byggnader som närmar sig noll nettoenergiförbrukning . Att förbättra klimatskalet kan också vara billigare än att byta ut en ugn eller luftkonditionering. [ citat behövs ]

Ännu lägre kostnadsförbättringar inkluderar väderbeständighet , som ofta subventioneras av elbolag eller statliga och federala skattelättnader , liksom programmerbara termostater . Konsumenter har också uppmanats att anta ett bredare temperaturområde inomhus (t.ex. 65 °F (18 °C) på vintern, 80 °F (27 °C) på sommaren).

Ett underutnyttjat, men potentiellt mycket kraftfullt sätt att minska hushållens energiförbrukning är att ge realtidsfeedback till husägare så att de effektivt kan ändra sitt energianvändande beteende. Lågkostnadsskärmar för energiåterkoppling, som Energy Detective eller Wattvision, har blivit tillgängliga. En studie av en liknande anordning som användes i 500 hem i Ontario, Kanada, av Hydro One visade en genomsnittlig minskning av den totala elanvändningen på 6,5 % jämfört med en kontrollgrupp av samma storlek. En annan teknik är att be husägare att spara energi i realtid vid tider med hög efterfrågan, när relativt smutsiga kraftverk annars skulle behöva slås på.

Standby-ström som används av hemelektronik och hushållsapparater medan de är avstängda står för uppskattningsvis 5 till 10 % av hushållens elförbrukning, vilket lägger till uppskattningsvis 3 miljarder USD till de årliga energikostnaderna i USA. "I det genomsnittliga hemmet förbrukas 75 % av elen som används för att driva hemelektronik medan produkterna är avstängda."

Genomsnittlig energiförbrukning i hemmet

Genomsnittlig energiförbrukning i hemmet
Sektor Procentsats Anteckningar
Hemvärmesystem _ 28,9 %
Kylsystem för hemmet 14,0 %
Vatten värmning 12,9 %
Belysning 9,0 %
Hemelektronik 7,1 %
Kylskåp och frysar 5,9 %
Kläder och diskmaskiner 4,5 % inkluderar torktumlare, inkluderar inte varmvatten
Matlagning 3,7 %
Datorer 2,2 %
Övrig 4,4 % inkluderar små el, värmeelement, motorer, pool- och badtunnavärmare, utomhusgrillar och naturgas utomhusbelysning
Icke slutanvändares energiutgifter 5,4 %

Energianvändningen i vissa hem kan variera kraftigt från dessa genomsnitt. Till exempel behöver mildare regioner som USA:s södra USA och Stillahavskusten mycket mindre energi för rymdkonditionering än New York City eller Chicago. Å andra sidan kan energianvändningen för luftkonditionering vara ganska hög i varma och torra områden (sydväst) och varma-fuktiga zoner (sydöst). I mildare klimat som San Diego kan belysningsenergi lätt förbruka upp till 40 % av den totala energin. Vissa apparater som en vattensäng, badtunna eller kylskåp före 1990 använder betydande mängder [ vaga ] el . Men nyligen [ när? ] trender inom hemunderhållningsutrustning kan göra stor skillnad i hushållens energianvändning. Till exempel kan en 50-tums LCD-TV (i genomsnitt sex timmar om dagen) dra 300 watt mindre än ett plasmasystem av liknande storlek. I de flesta bostäder dominerar ingen enskild apparat, och alla bevarandeinsatser måste riktas mot många områden för att uppnå betydande energibesparingar. Emellertid är mark-, luft- och vattenvärmepumpsystem , solvärmesystem och evaporativa kylare bland de mer energieffektiva , miljövänliga och kostnadseffektiva systemen för utrymmeskonditionering och tappvarmvatten som finns tillgängliga (Environmental Protection Agency) och kan uppnå minskningar i energiförbrukning på upp till 69 %. [ citat behövs ]

Bästa byggmetoder

Aktuell [ när? ] bästa praxis för byggnadsdesign, konstruktion och eftermontering resulterar i hem som är mycket mer energibesparande än genomsnittliga nya hem. Detta inkluderar isolering och energieffektiva fönster och belysning.

Smarta sätt att bygga bostäder så att minimala [ vaga ] resurser används för att kyla och värma huset på sommaren respektive vintern kan avsevärt [ vaga ] minska energikostnaderna.

Kommersiell sektor

Den kommersiella sektorn består av butiker, kontor (företag och myndigheter), restauranger, skolor och andra arbetsplatser. Energi i denna sektor har samma grundläggande slutanvändning som bostadssektorn, i något olika proportioner. Rymdkonditionering är återigen det enskilt största förbrukningsområdet, men det representerar bara cirka 30 % av energianvändningen i kommersiella byggnader. Belysning, med 25 %, spelar en mycket större roll än vad den gör i bostadssektorn. Belysning är också i allmänhet den mest slösaktiga delen av kommersiell användning. Flera fallstudier tyder på att effektivare belysning och eliminering av överbelysning kan minska belysningsenergin med cirka femtio procent i många kommersiella byggnader. [ citat behövs ]

Kommersiella byggnader kan kraftigt öka energieffektiviteten genom genomtänkt design, med dagens [ när? ] byggnadsbestånd är mycket dåliga exempel på potentialen för systematisk (inte dyr) energieffektiv design. Kommersiella byggnader har ofta professionell förvaltning, vilket möjliggör centraliserad kontroll och samordning av energibesparingsinsatser. Som ett resultat lysrörsbelysning (cirka fyra gånger så effektiv som glödlampa) standarden för de flesta kommersiella utrymmen, även om det kan ge vissa negativa hälsoeffekter. Potentiella hälsoproblem kan mildras genom att använda nyare armaturer med elektroniska förkopplingsdon snarare än äldre magnetiska förkopplingsdon. Eftersom de flesta byggnader har konsekventa drifttimmar är programmerade termostater och belysningskontroller vanliga. Men alltför många företag tror att enbart ett datorstyrt byggnadsautomationssystem garanterar energieffektivitet. Som ett exempel skröt ett stort företag i norra Kalifornien att det var övertygat om att dess toppmoderna system hade optimerat uppvärmning av rum. En mer noggrann analys av Lumina Technologies visade att systemet hade fått programmeringsinstruktioner för att upprätthålla konstanta 24-timmarstemperaturer i hela byggnadskomplexet. Denna instruktion orsakade insprutning av nattlig värme i tomma byggnader när dagtid sommartemperaturer ofta översteg 90 °F (32 °C). Denna felaktiga programmering kostade företaget över 130 000 USD per år i slöseri med energi (Lumina Technologies, 1997). Många företag och regeringar kräver också Energy Star-betyget för all ny utrustning som köps till deras byggnader.

Solvärmebelastning genom standardfönsterdesigner leder vanligtvis till hög efterfrågan på luftkonditionering under sommarmånaderna. Ett exempel på byggnadsdesign som övervinner denna överdrivna värmebelastning är Dakin-byggnaden i Brisbane, Kalifornien , där fenestrationen utformades för att uppnå en vinkel i förhållande till solens infall för att tillåta maximal reflektion av solvärme; Den här designen bidrog också till att minska överbelysningen av interiören för att förbättra arbetarnas effektivitet och komfort.

Framsteg inkluderar användning av närvarosensorer för att släcka ljus när utrymmen är obemannade, och fotosensorer för att dämpa eller stänga av elektrisk belysning när naturligt ljus är tillgängligt. I luftkonditioneringssystem har den totala utrustningens effektivitet ökat eftersom energikoder och konsumentinformation har börjat betona prestanda året runt snarare än bara effektivitetsklassificeringar vid maximal effekt. Styrenheter som automatiskt varierar hastigheterna för fläktar, pumpar och kompressorer har radikalt förbättrat dellastprestanda för dessa enheter. För uppvärmning av rum eller vatten förbrukar elektriska värmepumpar ungefär hälften av den energi som krävs av elektriska motståndsvärmare. Uppvärmningseffektiviteten för naturgas har förbättrats genom användning av kondensugnar och pannor, där vattenångan i rökgasen kyls till flytande form innan den släpps ut, vilket gör att kondensationsvärmen kan användas. I byggnader där höga halter av uteluft krävs kan värmeväxlare fånga upp värme från frånluften för att förvärma inkommande tilluft.

Ett företag i Florida tog sig an frågan om både energibesparing och att förbättra sin arbetsplatsmiljö genom att implementera ett transportörsystem som är 40–60 % tystare än traditionella system, och avger en ljudnivå på endast 55–50 decibel, motsvarande en mjuk sten radiostation. Belysningen åtgärdades genom att inte bara programmera belysningskonsolen så att isolerade ljus kunde tändas och släckas i anvisade områden i lagret, utan också genom att förbättra naturlig belysning genom användning av takfönster och ett högblankt golv.

Industrisektorn

Industrisektorn representerar all produktion och bearbetning av varor, inklusive tillverkning, konstruktion, jordbruk, vattenförvaltning och gruvdrift.

Ökande kostnader har tvingat energiintensiva industrier att göra betydande effektivitetsförbättringar under de senaste 30 åren. Till exempel har energin som används för att producera stål- och pappersprodukter minskat med 40 % under den tidsramen, medan petroleum/aluminiumraffinering och cementproduktion har minskat användningen med cirka 25 %. Dessa minskningar är till stor del ett resultat av återvinning av avfallsmaterial och användning av kraftvärmeutrustning för el och värme.

Ett annat exempel på effektivitetsförbättringar är användningen av produkter tillverkade av högtemperaturisoleringsull (HTIW) som gör det möjligt för främst industriella användare att driva termiska reningsverk vid temperaturer mellan 800 och 1400 °C. I dessa högtemperaturapplikationer kan förbrukningen av primärenergi och tillhörande CO 2 -utsläpp minskas med upp till 50 % jämfört med gammaldags industriinstallationer.

Det amerikanska jordbruket har fördubblat gårdens energieffektivitet under de senaste 25 åren. [ när? ]

Den energi som krävs för leverans och behandling av färskvatten utgör ofta en betydande andel av en regions el- och naturgasanvändning (uppskattningsvis 20 % av Kaliforniens totala energianvändning är vattenrelaterad). Mot bakgrund av detta har vissa lokala myndigheter arbetat mot en mer integrerad strategi för energi- och vattenbesparingsinsatser .

För att spara energi har vissa industrier börjat använda solpaneler för att värma sitt vatten . [ citat behövs ]

Till skillnad från de andra sektorerna har den totala energianvändningen inom industrisektorn minskat under det senaste decenniet. [ när? ] Även om detta delvis beror på bevarandeinsatser, är det också en återspegling av den växande trenden för amerikanska företag att flytta tillverkningsverksamhet utomlands. [ citat behövs ] . Detta kan också bero på antagandet av ny teknik, såsom förbättringar av verktygsgeometrin, som ökar tillverkningseffektiviteten. En ökad effektivitet sänker energianvändningen genom att minska ledig tid och resursslöseri.

Statliga incitament och initiativ

Krigspropaganda för bevarande i hemmet

Del B i avdelning III i lagen om energipolitik och bevarande inrättade energisparprogrammet för andra konsumentprodukter än bilar, vilket ger energidepartementet "befogenhet att utveckla, revidera och implementera minimistandarder för energibesparing för apparater och utrustning." Som för närvarande [ när? ] genomfört, upprätthåller Department of Energy testprocedurer och minimistandarder för mer än 50 produkter som täcker bostads-, kommersiella och industri-, belysnings- och VVS-applikationer.

Energy Policy Act från 2005 inkluderade incitament som gav en skattelättnad på 30 % av kostnaden för den nya artikeln med en sammanlagd gräns på 500 USD; Programmet var ursprungligen inställt på att löpa ut i slutet av 2007 men förlängdes till 2010 och den sammanlagda gränsen ökade till 1 500 USD genom Energy Improvement and Extension Act från 2008 och The American Recovery and Reinvestment Act från 2009, då den kommer att löpa ut.

Delstaterna och lokala områden (t.ex. städer eller län) har olika initiativ, och det amerikanska energidepartementet har finansierat en databas som kallas DSIRE som ger information om dessa initiativ. Delstaten Maryland satte upp ett mål att minska sin elanvändning med 15 % från 2008 till 2015.

Genom Executive Order 13514 beordrade USA:s president Barack Obama att senast 2015 skulle 15 % av befintliga federala byggnader uppfylla nya energieffektivitetsstandarder och 100 % av alla nya federala byggnader vara noll-netto-energi senast 2030.

I februari 2023 föreslog USA:s energidepartement en uppsättning nya energieffektivitetsstandarder som, om de implementeras, kommer att spara för användare av olika elektriska maskiner i USA cirka 3 500 000 000 $ per år och kommer att minska koldioxidutsläppen till år 2050 med samma belopp som släpps ut av 29 000 000 hus.

Se även

externa länkar

Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Energy_conservation_in_the_United_States&oldid=1139743202 "