Un edificio de energía cero, también conocido como construcción de energía neta cero (ZNE), construcción de energía neta cero (NZEB), edificio de cero neto o construcción de cero carbono es un edificio con consumo neto de energía cero, es decir, la cantidad total de energía utilizado por el edificio anualmente es aproximadamente igual a la cantidad de energía renovable creada en el sitio, o en otras definiciones por fuentes de energía renovable en otros lugares. Por lo tanto, estos edificios contribuyen con menos gases de efecto invernadero en general a la atmósfera que los edificios similares que no son ZNE. A veces consumen energía no renovable y producen gases de efecto invernadero, pero otras veces reducen el consumo de energía y la producción de gases de efecto invernadero en otros lugares en la misma cantidad. Un concepto similar aprobado e implementado por la Unión Europea y otros países acreedores es la construcción de energía casi cero (nZEB), con el objetivo de tener todos los edificios en la región bajo los estándares nZEB para 2020. Los edificios de cero energía se están generalizando para nuevas construcciones pero todavía son bastante raros como las actualizaciones a las casas existentes.

Visión de conjunto
La mayoría de los edificios de energía neta cero reciben la mitad o más de su energía de la red, y devuelven la misma cantidad en otros momentos. Los edificios que producen un excedente de energía durante el año pueden denominarse «edificios de energía más» y los edificios que consumen un poco más de energía que la que producen se denominan «edificios de energía casi nula» o «casas de energía ultrabaja».

Para llegar a un edificio de energía cero, el uso de energía del edificio debe reducirse al punto donde toda esa energía se puede generar en el sitio utilizando fuentes de cero carbono, como paneles solares o turbinas eólicas. El uso de energía se reduce de la siguiente manera:

Instalación de aislamiento grueso (hasta 12 «) en las paredes, techo y techo del sótano,
Draft-proofing, para evitar fugas de aire frío en la casa en invierno y aire caliente en la casa en verano,
Instalar electrodomésticos eficientes como un refrigerador nuevo y nuevos ventiladores circulantes para el sistema de calefacción / CA.
Instalación de ventanas de doble acristalamiento o triple acristalamiento (que son hasta ocho veces más aislantes que un solo cristal),
Calentar la casa con bombas de calor altamente eficientes (las bombas de calor son aproximadamente cuatro veces más eficientes que la quema de combustibles fósiles como el gas natural o el carbón para calefacción)
El uso de bombillas eficientes tales como LEDs (LEDs) que son aproximadamente cinco veces más eficientes para producir luz a partir de electricidad que incandescente, es decir, bombillas tradicionales.

El desarrollo de edificios modernos de energía cero se hizo posible en gran medida a través del progreso realizado en las nuevas tecnologías y técnicas de energía y construcción. Estos incluyen aislamiento de espuma en aerosol altamente aislante, paneles solares de alta eficiencia, bombas de calor de alta eficiencia y ventanas con triple acristalamiento de baja emisividad altamente aislantes. Estas innovaciones también se han mejorado significativamente gracias a la investigación académica, que recopila datos precisos sobre el rendimiento energético en edificios tradicionales y experimentales y proporciona parámetros de rendimiento para modelos informáticos avanzados para predecir la eficacia de los diseños de ingeniería.

Los edificios con cero energía pueden ser parte de una red inteligente. Algunas de las ventajas de estos edificios son las siguientes:

Integración de recursos de energía renovable
Integración de vehículos eléctricos enchufables – llamada vehículo a la red
Implementación de conceptos de energía cero

Aunque el concepto de cero neto es aplicable a una amplia gama de recursos como energía, agua y desechos. La energía suele ser el primer recurso que se debe enfocar porque:

La energía, particularmente la electricidad y el combustible de calefacción como el gas natural o el combustible para calefacción, es costosa. Por lo tanto, reducir el uso de energía puede ahorrar dinero al propietario del edificio. Por el contrario, el agua y los desechos son baratos.
La energía, particularmente la electricidad y el combustible para calefacción, tiene una gran huella de carbono. Por lo tanto, reducir el uso de energía es una forma importante de reducir la huella de carbono del edificio
Existen medios bien establecidos para reducir significativamente el consumo de energía y la huella de carbono de los edificios. Estos incluyen: agregar aislamiento, usar bombas de calor en lugar de hornos, usar ventanas de doble o triple acristalamiento de baja emisividad y agregar paneles solares al techo.
Existen subsidios patrocinados por el gobierno y desgravaciones fiscales para la instalación de bombas de calor, paneles solares, ventanas de triple acristalamiento y aislamiento que reducen en gran medida el costo de llegar a un edificio con energía neta cero para el propietario del edificio. Por ejemplo, en los EE. UU. Hay créditos impositivos federales para paneles solares, incentivos estatales (que varían según el estado pero se enumeran aquí) para paneles solares, bombas de calor y ventanas de triple acristalamiento altamente aislantes. Algunos estados, como Massachusetts, también ofrecen préstamos a bajo interés o bajo interés para permitir a los propietarios de edificios comprar bombas de calor, paneles solares y ventanas de triple acristalamiento que de otra manera no podrían pagar. Se informó que el costo de obtener una casa existente con energía neta cero es del 5 al 10% del valor de la casa. Se informó un retorno de la inversión del 15%. Mira aquí para más detalles.

Definiciones
A pesar de compartir el nombre de «energía neta cero», hay varias definiciones de lo que el término significa en la práctica, con una diferencia particular en el uso entre América del Norte y Europa.

Cero uso de energía neta del sitio
En este tipo de ZNE, la cantidad de energía proporcionada por las fuentes de energía renovables en el sitio es igual a la cantidad de energía utilizada por el edificio. En los Estados Unidos, «construcción de energía neta cero» generalmente se refiere a este tipo de construcción.

Uso de energía de fuente neta cero
Este ZNE genera la misma cantidad de energía que se usa, incluida la energía utilizada para transportar la energía al edificio. Este tipo representa las pérdidas de energía durante la generación y transmisión de electricidad. Estas ZNE deben generar más electricidad que cero edificios de energía neta del sitio.

Emisiones de energía neta cero
Fuera de los Estados Unidos y Canadá, un ZEB generalmente se define como uno con cero emisiones netas de energía, también conocido como construcción de cero emisiones o cero emisiones. Bajo esta definición, las emisiones de carbono generadas por el uso de combustibles fósiles en el sitio o fuera del sitio se equilibran con la cantidad de producción de energía renovable en el sitio. Otras definiciones incluyen no solo las emisiones de carbono generadas por el edificio en uso, sino también las generadas en la construcción del edificio y la energía incorporada de la estructura. Otros debaten si las emisiones de carbono de los desplazamientos hacia y desde el edificio también deberían incluirse en el cálculo. El trabajo reciente en Nueva Zelanda ha iniciado un enfoque para incluir la construcción de energía de transporte de usuarios dentro de marcos de construcción de energía cero.

Costo cero neto
En este tipo de edificio, el costo de la compra de energía se equilibra con los ingresos de las ventas de electricidad a la red de electricidad generada en el sitio. Tal estado depende de cómo una utilidad acredita la generación neta de electricidad y la estructura de tarifas de servicios que usa el edificio.
Uso de energía cero neto fuera del sitio
Un edificio puede considerarse un ZEB si el 100% de la energía que compra proviene de fuentes de energía renovables, incluso si la energía se genera fuera del sitio.

Fuera de la red
Los edificios fuera de la red son ZEB independientes que no están conectados a una instalación de energía externa. Requieren la generación de energía renovable distribuida y la capacidad de almacenamiento de energía (para cuando el sol no está brillando, el viento no sopla, etc.). Una casa autárquica de la energía es un concepto de construcción en el que el equilibrio entre el consumo de energía y la producción propia se puede realizar por hora o incluso en menor medida. Las casas autárquicas de energía se pueden sacar de la red.

Generación de energía
En el caso de casas individuales, varias tecnologías de microgeneración se pueden utilizar para proporcionar calor y electricidad al edificio.

Electricidad: mediante células solares (fotovoltaicas), turbinas eólicas (energía eólica) y pilas de combustible (hidrógeno).
Calor: a través de biocombustibles, biomasa, colectores solares térmicos (agua caliente, aire caliente, vapor a baja presión), acumulación en la masa térmica del edificio, paredes de agua y paredes Trombe-Michel, entre otras estrategias térmicas del arsenal bioclimático, sintetizadas en la casa pasiva Con estas técnicas se puede proporcionar calefacción, refrigeración e incluso enfriamiento a los ambientes de la casa o edificio. Entre los desarrollos más recientes está el calentamiento geotérmico o la acumulación de calor freático a través del cual se hacen pozos a profundidades de entre 40 y 70 m de diámetro de aproximadamente 30 cm por los cuales se recircula agua desde sistemas de aire acondicionado radiante. Por lo tanto, el calor del verano se acumula para ser utilizado en invierno y viceversa. El ejemplo más notorio es la construcción del Parlamento alemán en Berlín por el arquitecto Norman Foster.
Fluctuaciones en la demanda: para hacer frente a las fluctuaciones en la demanda de calor o energía eléctrica, los edificios de energía cero normalmente están conectados a la red y tienen medidores de dos vías. De esta manera, exportan electricidad durante el día y la importan durante la noche. La gran ventaja es evitar los altos costos de las baterías estacionarias y su mantenimiento para acumular electricidad. Se requiere legislación específica y una política de subsidios para implementarla. Es muy difícil en países donde los servicios son privados y el poder del estado débil. Otra posibilidad es que los edificios sean completamente autónomos (no conectados a la red), pero los costos iniciales son mucho más altos y difícilmente pueden amortizarse sin subsidios.
Los vecindarios o desarrollos de vivienda de energía cero son factibles, como BedZED construido en Inglaterra, aunque hay varios ejemplos en Alemania. En estos casos, el concepto de generación distribuida se utiliza junto con la calefacción urbana. Hay ejemplos recientes de construcción de ciudades enteras de energía cero, como el caso de Dongtan cerca de Shanghai en China. En Japón, los sectores urbanos con calefacción y refrigeración urbana se han equipado distribuyendo agua caliente y agua fría como servicio público.

Construcción neta de energía cero
Con base en el análisis científico dentro del programa de investigación conjunto «Towards Net Zero Energy Solar Buildings» se estableció un marco metodológico que permite diferentes definiciones, de acuerdo con los objetivos políticos del país, las condiciones específicas (clima) y los requisitos formulados respectivamente para las condiciones interiores: la comprensión conceptual de Net ZEB es un edificio energéticamente eficiente, conectado a la red, habilitado para generar energía a partir de fuentes renovables para compensar su propia demanda de energía.

La frase «Net» enfatiza el intercambio de energía entre el edificio y la infraestructura energética. Mediante la interacción entre la construcción y la red, los Net ZEBs se convierten en una parte activa de la infraestructura de energía renovable. Esta conexión a las redes de energía evita el almacenamiento estacional de energía y los sistemas in situ de gran tamaño para la generación de energía a partir de fuentes renovables, como en los edificios autónomos de energía. La similitud de ambos conceptos es una vía de dos acciones para reducir la demanda de energía mediante medidas de eficiencia energética y uso de energía pasiva) generar energía a partir de fuentes renovables. Sin embargo, la interacción de la red Net ZEBs y los planes para aumentar ampliamente su número evocan consideraciones sobre una mayor flexibilidad en el cambio de las cargas de energía y la reducción de las demandas máximas.

Dentro de este procedimiento de equilibrio, se deben determinar varios aspectos y opciones explícitas:

El límite del sistema de construcción se divide en un límite físico que determina qué recursos renovables se consideran (por ejemplo, en la huella de los edificios, en el sitio o incluso fuera del sitio, véase) cuántos edificios se incluyen en la balanza (edificio único, conjunto de edificios) ) y un límite de equilibrio que determina los usos de energía incluidos (por ejemplo, calefacción, refrigeración, ventilación, agua caliente, iluminación, electrodomésticos, informática, servicios centrales, vehículos eléctricos y energía incorporada, etc.). Cabe señalar que las opciones de suministro de energía renovable pueden priorizarse (por ejemplo, mediante el esfuerzo de transporte o conversión, la disponibilidad durante la vida útil del edificio o el potencial de replicación para el futuro, etc.) y, por lo tanto, crear una jerarquía. Se puede argumentar que los recursos dentro de la huella del edificio o en el sitio deben tener prioridad sobre las opciones de suministro fuera del sitio.

El sistema de ponderación convierte las unidades físicas de diferentes portadores de energía en una métrica uniforme (sitio / energía final, fuente / energía primaria, partes renovables incluidas o no, costo de energía, emisiones de carbono equivalentes e incluso créditos de energía o ambientales) y permite su comparación y compensación entre sí en un solo saldo (por ejemplo, la energía fotovoltaica exportada puede compensar la biomasa importada). Los factores de conversión / ponderación influidos políticamente y, por lo tanto, posiblemente asimétricos o dependientes del tiempo pueden afectar el valor relativo de los portadores de energía y pueden influir en la capacidad de generación de energía requerida.

El período de equilibrio a menudo se supone que es de un año (adecuado para cubrir todos los usos de energía de operación). También se podría considerar un período más corto (mensual o estacional) y un equilibrio durante todo el ciclo de vida (incluida la energía incorporada, que también podría ser anualizada y contabilizada además de los usos energéticos operacionales).

El balance de energía se puede hacer en dos tipos de saldos: 1) Balance de la energía entregada / importada y exportada (fase de monitoreo ya que se puede incluir el autoconsumo de energía generada en el sitio); 2) Equilibrio entre la demanda de energía (ponderada) y la generación de energía (ponderada) (para la fase de diseño dado que normalmente los patrones de consumo temporal de los usuarios finales -por ejemplo, iluminación, electrodomésticos, etc.- no existen). Alternativamente, es imaginable un saldo basado en los valores netos mensuales en los que solo se pueden resumir los residuales por mes hasta un saldo anual. Esto puede verse como un equilibrio de carga / generación o como un caso especial de balanza de importación / exportación donde se supone un «autoconsumo mensual virtual».

Además del equilibrio energético, los ZEB netos se pueden caracterizar por su capacidad de hacer coincidir la carga del edificio con su generación de energía (emparejamiento de carga) o trabajar de forma beneficiosa con respecto a las necesidades de la infraestructura de red local (interacción de molienda). Ambos pueden expresarse mediante indicadores adecuados que solo están destinados a ser herramientas de evaluación.

La información se basa en las publicaciones y en la que se puede encontrar información más detallada.

Diseño y construcción
Los pasos más rentables para reducir el consumo de energía de un edificio generalmente ocurren durante el proceso de diseño. Para lograr un uso eficiente de la energía, el diseño de energía cero se aleja significativamente de la práctica de la construcción convencional. Los diseñadores exitosos de construcción de energía cero normalmente combinan los principios de la energía pasiva solar probada o el acondicionamiento artificial / falso, que funcionan con los activos en el sitio. La luz del sol y el calor solar, las brisas predominantes y la frescura de la tierra debajo de un edificio pueden proporcionar una iluminación diurna y temperaturas interiores estables con un mínimo de medios mecánicos. Los ZEB normalmente se optimizan para usar la ganancia de calor solar pasiva y el sombreado, combinados con la masa térmica para estabilizar las variaciones diurnas de temperatura a lo largo del día, y en la mayoría de los climas son superinsulados. Todas las tecnologías necesarias para crear edificios de energía cero están disponibles hoy en día.

Las sofisticadas herramientas de simulación de energía de edificios 3D están disponibles para modelar cómo un edificio funcionará con una variedad de variables de diseño, como orientación del edificio (relativa a la posición diaria y estacional del sol), tipo y ubicación de ventana y puerta, profundidad de saliente, tipo de aislamiento y valores de los elementos de construcción, hermeticidad (climatización), la eficiencia de la calefacción, refrigeración, iluminación y otros equipos, así como el clima local. Estas simulaciones ayudan a los diseñadores a predecir cómo funcionará el edificio antes de que se construya, y les permiten modelar las implicaciones económicas y financieras en la creación de análisis de costo-beneficio, o incluso más apropiado: evaluación del ciclo de vida.

Los edificios de energía cero se construyen con importantes funciones de ahorro de energía. Las cargas de calefacción y refrigeración se reducen mediante el uso de equipos de alta eficiencia (como bombas de calor en lugar de hornos. Las bombas de calor son aproximadamente cuatro veces más eficientes que los hornos), aislamiento agregado (especialmente en el ático y en el sótano de las casas), ventanas de eficiencia (como ventanas de triple acristalamiento baja E), aislamiento a prueba de corrientes de aire, electrodomésticos de alta eficiencia (particularmente refrigeradores modernos de alta eficiencia), iluminación LED de alta eficiencia, ganancia solar pasiva en invierno y protección pasiva en verano, ventilación natural y otras técnicas Estas características varían según las zonas climáticas en las que se produce la construcción. Las cargas de calentamiento de agua pueden reducirse mediante el uso de accesorios de conservación de agua, unidades de recuperación de calor en aguas residuales, y mediante el uso de calentamiento solar de agua y equipos de calentamiento de agua de alta eficiencia. Además, la luz natural con tragaluces o solartubos puede proporcionar el 100% de la iluminación diurna en el hogar. La iluminación nocturna normalmente se realiza con luces fluorescentes y LED que utilizan 1/3 o menos de energía que las luces incandescentes, sin agregar calor no deseado. Y las cargas eléctricas varias pueden reducirse eligiendo electrodomésticos eficientes y minimizando las cargas fantasmas o la energía de reserva. Otras técnicas para alcanzar el cero neto (dependiente del clima) son principios de construcción protegidos en la Tierra, muros de superinsulación que utilizan construcción con balas de paja, paneles de construcción prefabricados creados por Vitruvian y elementos de techo, más paisajismo exterior para sombreado estacional.

Una vez que se haya minimizado el uso de energía del edificio, es posible generar toda esa energía en el sitio utilizando paneles solares montados en el techo. Vea ejemplos de casas de energía neta cero aquí.

Los edificios de energía cero a menudo están diseñados para hacer un doble uso de la energía, incluida la de los electrodomésticos. Por ejemplo, usar el escape del refrigerador para calentar el agua doméstica, el aire de ventilación y los intercambiadores de calor del desagüe de la ducha, las máquinas de oficina y los servidores de la computadora, y el calor corporal para calentar el edificio. Estos edificios hacen uso de la energía térmica que los edificios convencionales pueden agotar en el exterior. Pueden usar ventilación de recuperación de calor, reciclaje de calor de agua caliente, calor y energía combinados, y unidades de refrigeración de absorción.

Cosecha de energía
Los ZEB recogen la energía disponible para satisfacer sus necesidades de electricidad y calefacción o refrigeración. Con mucho, la forma más común de cosechar energía es utilizar paneles solares fotovoltaicos montados en el techo que convierten la luz del sol en electricidad. La energía también se puede cosechar con colectores solares térmicos (que usan el calor del sol para calentar agua para el edificio). Las bombas de calor, ya sea de origen terrestre (también conocidas como geotérmicas) o de origen aéreo, también pueden recoger calor y frío del aire o del suelo cerca del edificio. Técnicamente, las bombas de calor mueven el calor en lugar de cosecharlo, pero el efecto general en términos de uso de energía reducido y huella de carbono reducida es similar. En el caso de viviendas individuales, varias tecnologías de microgeneración pueden utilizarse para proporcionar calor y electricidad al edificio, utilizando células solares o turbinas eólicas para electricidad, y biocombustibles o colectores solares térmicos vinculados a un almacenamiento estacional de energía térmica (STES) para calefacción de espacios . Un STES también se puede utilizar para la refrigeración de verano almacenando el frío del invierno subterráneo. Para hacer frente a las fluctuaciones de la demanda, los edificios con energía cero se conectan con frecuencia a la red eléctrica, exportan electricidad a la red cuando hay un excedente y extraen electricidad cuando no se produce suficiente electricidad. Otros edificios pueden ser completamente autónomos.

La recolección de energía suele ser más efectiva (en términos de costo y utilización de los recursos) cuando se realiza en una escala local pero combinada, por ejemplo, un grupo de casas, covivienda, distrito local, aldea, etc. en lugar de individualmente. Un beneficio energético de dicha recolección de energía localizada es la virtual eliminación de la transmisión eléctrica y las pérdidas de distribución de electricidad. La recolección de energía en el sitio, como los paneles solares montados en la azotea, elimina por completo estas pérdidas de transmisión. Estas pérdidas representan aproximadamente el 7.2% -7.4% de la energía transferida. La recolección de energía en aplicaciones comerciales e industriales debería beneficiarse de la topografía de cada ubicación. Sin embargo, un sitio sin sombra puede generar grandes cantidades de energía solar desde el techo del edificio y casi cualquier sitio puede usar bombas de calor geotérmicas o de fuente aérea. La producción de bienes bajo el consumo neto de energía fósil cero requiere ubicaciones de recursos geotérmicos, microhidroeléctricos, solares y eólicos para mantener el concepto.

Los barrios con cero energía, como el desarrollo BedZED en el Reino Unido, y aquellos que se están extendiendo rápidamente en California y China, pueden usar esquemas de generación distribuida. En algunos casos, esto puede incluir calefacción urbana, agua fría de la comunidad, turbinas eólicas compartidas, etc. Actualmente, existen planes para utilizar las tecnologías ZEB para construir ciudades enteras sin conexión a la red o con uso de energía neta cero.

El debate «cosecha de energía» versus «conservación de energía»
Una de las áreas clave de debate en el diseño de construcción de energía cero es el equilibrio entre la conservación de la energía y la cosecha distribuida en el punto de uso de la energía renovable (energía solar, eólica y térmica). La mayoría de hogares de energía cero usan una combinación de estas estrategias.

Como resultado de importantes subsidios gubernamentales para sistemas eléctricos solares fotovoltaicos, turbinas eólicas, etc., hay quienes sugieren que una ZEB es una casa convencional con tecnologías distribuidas de recolección de energía renovable. Se han producido adiciones completas de dichos hogares en lugares donde los subsidios fotovoltaicos (VP) son importantes, pero muchos de los llamados «hogares de energía cero» todavía tienen facturas de servicios públicos. Este tipo de aprovechamiento de energía sin una mayor conservación de energía puede no ser rentable con el precio actual de la electricidad generada con equipos fotovoltaicos (dependiendo del precio local de la electricidad de la compañía eléctrica). El costo, la energía y el ahorro de huella de carbono de la conservación (por ejemplo, aislamiento adicional, ventanas de triple acristalamiento y bombas de calor) en comparación con los de la generación de energía in situ (por ejemplo, paneles solares) se han publicado para una actualización de una casa existente aquí.

Desde la década de 1980, el diseño de edificios solares pasivos y la casa pasiva han demostrado reducciones en el consumo de energía de calefacción del 70% al 90% en muchos lugares, sin la recolección de energía activa. Para construcciones nuevas, y con diseño experto, esto se puede lograr con un costo de construcción adicional para los materiales en lugar de un edificio convencional. Muy pocos expertos de la industria tienen las habilidades o la experiencia para capturar completamente los beneficios del diseño pasivo. Dichos diseños solares pasivos son mucho más rentables que la adición de costosos paneles fotovoltaicos en el techo de un edificio ineficiente convencional. Unos pocos kilovatios-hora de paneles fotovoltaicos (que cuestan entre 2 y 3 dólares por producción anual de kWh, equivalente en dólares estadounidenses) solo pueden reducir los requisitos de energía externa entre un 15% y un 30%. Una relación de eficiencia energética estacional alta de 100,000 BTU (110 MJ) 14 El aire acondicionado convencional requiere más de 7 kW de electricidad fotovoltaica mientras está en funcionamiento, y eso no incluye suficiente para la operación nocturna fuera de la red. El enfriamiento pasivo y las técnicas de ingeniería de sistemas superiores pueden reducir el requisito de aire acondicionado en un 70% a 90%. La electricidad generada por energía fotovoltaica se vuelve más rentable cuando la demanda general de electricidad es menor.

Comportamiento del ocupante
La energía utilizada en un edificio puede variar mucho según el comportamiento de sus ocupantes. La aceptación de lo que se considera cómodo varía ampliamente. Los estudios de hogares idénticos en los Estados Unidos han demostrado diferencias dramáticas en el uso de energía, con algunos hogares idénticos que usan más del doble de la energía de otros. El comportamiento del ocupante puede variar de las diferencias en el ajuste y la programación de termostatos, niveles variables de iluminación y agua caliente, y la cantidad de dispositivos eléctricos diversos o cargas de enchufe utilizadas.

Preocupaciones de utilidad
Las compañías de servicios públicos generalmente son legalmente responsables de mantener la infraestructura eléctrica que brinda energía a nuestras ciudades, vecindarios y edificios individuales. Las empresas de servicios públicos generalmente poseen esta infraestructura hasta la línea de propiedad de una parcela individual y, en algunos casos, también poseen infraestructura eléctrica en terrenos privados. Las empresas de servicios públicos han expresado su preocupación de que el uso de la medición neta para los proyectos de ZNE amenace los ingresos básicos de los servicios públicos, lo que a su vez afecta su capacidad de mantener y dar servicio a la parte de la red eléctrica de la que son responsables. Las empresas han expresado su preocupación de que los estados que mantienen las leyes de medición neta puedan cargar a hogares que no son ZNE con mayores costos de servicios públicos, ya que esos propietarios serían responsables de pagar por el mantenimiento de la red mientras que los propietarios de viviendas ZNE no pagarían nada si lograran el estado ZNE. Esto crea posibles problemas de equidad, ya que actualmente, la carga parece recaer en los hogares de menores ingresos. Una posible solución a este problema es crear un cargo básico mínimo para todas las viviendas conectadas a la red pública, lo que obligaría a los propietarios de ZNE a pagar por los servicios de red independientemente de su uso eléctrico.

Existen preocupaciones adicionales de que la distribución local y las redes de transmisión más grandes no se hayan diseñado para transportar electricidad en dos direcciones, lo que puede ser necesario a medida que se incorporan niveles más altos de generación de energía distribuida. La superación de esta barrera podría requerir actualizaciones extensas a la red eléctrica, sin embargo, no se cree que sea un problema importante hasta que la generación de energía renovable alcance niveles de penetración mucho más altos de lo que se cree actualmente.

Esfuerzos de desarrollo
La amplia aceptación de la tecnología de construcción de energía cero puede requerir más incentivos del gobierno o normas de construcción de códigos, el desarrollo de estándares reconocidos o aumentos significativos en el costo de la energía convencional.

El campus de la fotovoltaica de Google y el campus fotovoltaico de 480 kilovatios de Microsoft se basaron en los subsidios e incentivos financieros de los EE. UU., Y especialmente de California. California ahora está proporcionando US $ 3,2 mil millones en subsidios para edificios residenciales y comerciales de energía casi nula. Los detalles de los subsidios de energía renovable de otros estados americanos (hasta US $ 5,00 por vatio) se pueden encontrar en la Base de Datos de Incentivos Estatales para Energías Renovables y Eficiencia. El Centro de Energía Solar de Florida tiene una presentación de diapositivas sobre el progreso reciente en esta área.

El Consejo Empresarial Mundial para el Desarrollo Sostenible ha lanzado una importante iniciativa para apoyar el desarrollo de ZEB. Liderada por el CEO de United Technologies y el Presidente de Lafarge, la organización cuenta con el apoyo de grandes compañías globales y la experiencia para movilizar el mundo corporativo y el apoyo gubernamental para hacer de ZEB una realidad. Su primer informe, una encuesta de actores clave en el sector inmobiliario y la construcción, indica que los costos de construcción ecológica están sobreestimados en un 300 por ciento. Los encuestados estimaron que las emisiones de gases de efecto invernadero de los edificios representan el 19 por ciento del total mundial, en contraste con el valor real de aproximadamente el 40 por ciento.

Edificios influyentes de energía cero y de baja energía
Aquellos que comisionaron la construcción de casas pasivas y casas de energía cero (en las últimas tres décadas) fueron esenciales para innovaciones tecnológicas iterativas, progresivas e innovadoras. Se ha aprendido mucho de muchos éxitos significativos y algunas fallas costosas.

El concepto de construcción de energía cero ha sido una evolución progresiva de otros diseños de construcción de baja energía. Entre estos, el R-2000 canadiense y los estándares de la casa pasiva alemana han tenido influencia internacional. Los proyectos colaborativos de demostración del gobierno, como la Casa Saskatchewan superinsulada y la Tarea 13 de la Agencia Internacional de Energía, también han jugado su parte.

Ventajas y desventajas

Ventajas
aislamiento para los propietarios de edificios de futuros aumentos de precios de la energía
mayor comodidad debido a temperaturas interiores más uniformes (esto se puede demostrar con mapas comparativos de isotermas)
requisito reducido de austeridad energética
menor costo total de propiedad debido a la mejora de la eficiencia energética
costo de vida mensual neta reducido
menor riesgo de pérdida por apagones en la red
confiabilidad mejorada – los sistemas fotovoltaicos tienen garantías de 25 años y rara vez fallan durante los problemas climáticos – los sistemas fotovoltaicos de 1982 en el Pabellón de Energía EPCOT de Walt Disney World siguen funcionando bien hoy, después de pasar por tres huracanes recientes
el costo adicional se reduce al mínimo para la nueva construcción en comparación con una modificación de último momento
mayor valor de reventa dado que los propietarios potenciales exigen más ZEB que el suministro disponible
el valor de un edificio ZEB en relación con un edificio convencional similar debería aumentar cada vez que los costos de energía aumentan
las futuras restricciones legislativas y los impuestos / penalizaciones por emisiones de carbono pueden forzar modificaciones costosas en edificios ineficientes
contribuir a los mayores beneficios de la sociedad, por ejemplo, proporcionando energía renovable sostenible a la red, lo que reduce la necesidad de expansión de la red

Desventajas
los costos iniciales pueden ser mayores: se requiere esfuerzo para comprender, aplicar y calificar para los subsidios de ZEB, si existen.
muy pocos diseñadores o constructores tienen las habilidades o experiencia necesarias para construir ZEB
posibles disminuciones en los costos futuros de energía renovable de las empresas de servicios públicos pueden disminuir el valor del capital invertido en eficiencia energética
el precio de la tecnología de equipos de células solares fotovoltaicas ha estado cayendo aproximadamente un 17% por año – Reducirá el valor del capital invertido en un sistema de generación eléctrica solar – Las subvenciones actuales se eliminarán a medida que la producción en masa fotovoltaica disminuya el precio futuro
Desafío para recuperar los costos iniciales más altos en la reventa de la construcción, pero los nuevos sistemas de calificación energética se están introduciendo gradualmente.
Si bien la casa individual puede usar un promedio de energía neta cero durante un año, puede demandar energía en el momento en que se produce la demanda máxima de la red. En tal caso, la capacidad de la red aún debe proporcionar electricidad a todas las cargas. Por lo tanto, un ZEB puede no reducir la capacidad de la planta de energía requerida.
sin una envolvente térmica optimizada, la energía incorporada, la energía de calefacción y refrigeración y el uso de recursos es mayor de lo necesario. Por definición, ZEB no exige un nivel mínimo de rendimiento de calefacción y refrigeración, lo que permite que los sistemas de energía renovable de gran tamaño llenen la brecha energética.
La captura de energía solar usando el sobre de la casa solo funciona en lugares sin obstrucciones del sol. La captura de energía solar no se puede optimizar en el norte (para el hemisferio norte, o en el sur para el hemisferio sur) de cara a la sombra, o en un entorno boscoso.

Cero desarrollo de energía versus construcción verde
El objetivo de la construcción sostenible y la arquitectura sostenible es utilizar los recursos de manera más eficiente y reducir el impacto negativo de un edificio en el medio ambiente. Los edificios de cero energía logran un objetivo clave de construcción ecológica de reducir completa o muy significativamente el uso de energía y las emisiones de gases de efecto invernadero durante la vida útil del edificio.Los edificios de energía cero pueden o no ser considerados «verdes» en todas las áreas, como la reducción de desechos, el uso de materiales de construcción reciclados, etc. Sin embargo, los edificios de energía cero o netos tienden a tener un impacto ecológico mucho menor en la vida del edificio en comparación con otros edificios «verdes» que requieren energía importada y / o combustible fósil para ser habitables y satisfacer las necesidades de los ocupantes.

Debido a los desafíos de diseño y la sensibilidad a un sitio que se requiere para satisfacer de manera eficiente las necesidades de energía de un edificio y los ocupantes con energía renovable (solar, eólica, geotérmica, etc.), los diseñadores deben aplicar los principios de diseño holístico y aprovechar las ventajas de activos naturales disponibles de forma gratuita, como la orientación solar pasiva, la ventilación natural, la iluminación natural, la masa térmica y el enfriamiento nocturno.