Efficienza energetica

L’uso efficiente dell’energia, a volte chiamato semplicemente efficienza energetica, è l’obiettivo di ridurre la quantità di energia necessaria per fornire prodotti e servizi. Ad esempio, l’isolamento di una casa consente a un edificio di utilizzare meno energia per il riscaldamento e il raffreddamento per raggiungere e mantenere una temperatura confortevole. L’installazione di illuminazione a LED, illuminazione fluorescente o lucernario naturale riduce la quantità di energia necessaria per raggiungere lo stesso livello di illuminazione rispetto all’utilizzo di lampadine a incandescenza tradizionali. I miglioramenti nell’efficienza energetica vengono generalmente raggiunti adottando una tecnologia o un processo di produzione più efficienti o applicando metodi comunemente accettati per ridurre le perdite di energia.

Ci sono molte motivazioni per migliorare l’efficienza energetica. Ridurre l’uso di energia riduce i costi energetici e può comportare un risparmio sui costi finanziari per i consumatori se i risparmi energetici compensino eventuali costi aggiuntivi per l’implementazione di una tecnologia a risparmio energetico. La riduzione del consumo di energia è vista anche come una soluzione al problema della riduzione delle emissioni di gas serra. Secondo l’Agenzia internazionale per l’energia, il miglioramento dell’efficienza energetica negli edifici, nei processi industriali e nei trasporti potrebbe ridurre il fabbisogno energetico mondiale nel 2050 di un terzo e aiutare a controllare le emissioni globali di gas a effetto serra. Un’altra soluzione importante è quella di rimuovere i sussidi energetici guidati dal governo che promuovono un elevato consumo energetico e un uso inefficiente dell’energia in più della metà dei paesi del mondo.

L’efficienza energetica e l’energia rinnovabile sono i due pilastri della politica energetica sostenibile e sono le priorità nella gerarchia energetica sostenibile. In molti paesi si ritiene che l’efficienza energetica abbia anche un vantaggio in termini di sicurezza nazionale, poiché può essere utilizzata per ridurre il livello delle importazioni di energia dai paesi stranieri e può rallentare il tasso di esaurimento delle risorse energetiche interne.

Panoramica
L’efficienza energetica si è dimostrata una strategia economicamente vantaggiosa per le economie degli edifici senza necessariamente aumentare il consumo di energia. Ad esempio, lo stato della California ha iniziato a implementare misure di efficienza energetica a metà degli anni ’70, tra cui la costruzione di codici e standard di elettrodomestici con rigidi requisiti di efficienza. Negli anni seguenti, il consumo di energia della California è rimasto approssimativamente su base pro capite mentre il consumo nazionale degli Stati Uniti è raddoppiato. Come parte della sua strategia, la California ha implementato un “ordine di caricamento” per nuove risorse energetiche che mettono al primo posto l’efficienza energetica, secondo le forniture di elettricità rinnovabile e le nuove centrali elettriche a combustibile fossile. Stati come Connecticut e New York hanno creato banche verdi quasi pubbliche per aiutare i proprietari di immobili residenziali e commerciali a finanziare gli aggiornamenti di efficienza energetica che riducono le emissioni e riducono i costi energetici dei consumatori.

Il Lovin’s Rocky Mountain Institute sottolinea che in ambito industriale “ci sono abbondanti opportunità per risparmiare dal 70% al 90% dell’energia e dei costi per sistemi di illuminazione, ventole e pompe, il 50% per i motori elettrici e il 60% in aree come riscaldamento, raffreddamento, apparecchiature per ufficio ed elettrodomestici. ” In generale, fino al 75% dell’energia elettrica utilizzata negli Stati Uniti oggi potrebbe essere salvata con misure di efficienza che costano meno della stessa elettricità, lo stesso vale per le impostazioni domestiche. Il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti ha dichiarato che esiste un potenziale di risparmio energetico nell’ordine di 90 miliardi di kWh aumentando l’efficienza energetica domestica.

Altri studi hanno sottolineato questo. Un rapporto pubblicato nel 2006 dal McKinsey Global Institute affermava che “ci sono sufficienti opportunità economicamente valide per miglioramenti della produttività energetica che potrebbero mantenere la crescita della domanda energetica globale a meno dell’1% l’anno” – meno della metà della media del 2,2% crescita prevista fino al 2020 in uno scenario business-as-usual. La produttività energetica, che misura la produzione e la qualità di beni e servizi per unità di energia, può derivare dalla riduzione della quantità di energia necessaria per produrre qualcosa o dall’aumento della quantità o della qualità di beni e servizi dalla stessa quantità di energia .

Il Rapporto di Vienna sui cambiamenti climatici del 2007, sotto gli auspici della Convenzione quadro delle Nazioni Unite sui cambiamenti climatici (UNFCCC), mostra chiaramente “che l’efficienza energetica può raggiungere riduzioni reali delle emissioni a basso costo”.

Gli standard internazionali ISO 17743 e ISO 17742 forniscono una metodologia documentata per il calcolo e la comunicazione dei risparmi energetici e dell’efficienza energetica per paesi e città.

Appliances
Gli elettrodomestici moderni, come congelatori, forni, stufe, lavastoviglie e lavatrici e asciugatrici, consumano molta meno energia rispetto agli elettrodomestici più vecchi. L’installazione di una corda per il bucato ridurrà in modo significativo il consumo di energia in quanto l’essiccatore verrà utilizzato meno. Gli attuali frigoriferi ad alta efficienza energetica, ad esempio, consumano il 40 percento in meno di energia rispetto ai modelli convenzionali nel 2001. In seguito, se tutte le famiglie in Europa avessero cambiato i loro apparecchi più vecchi di dieci anni, sarebbero 20 miliardi di kWh di elettricità risparmiato ogni anno, riducendo così le emissioni di CO2 di quasi 18 miliardi di kg. Negli Stati Uniti, le cifre corrispondenti sarebbero 17 miliardi di kWh di elettricità e 27.000.000.000 lb (1,2 × 1010 kg) di CO2. Secondo uno studio del 2009 di McKinsey & Company, la sostituzione di vecchi elettrodomestici è una delle misure globali più efficienti per ridurre le emissioni di gas serra. I moderni sistemi di gestione dell’alimentazione riducono anche l’utilizzo di energia degli elettrodomestici inutilizzati spegnendoli o mettendoli in modalità a basso consumo energetico dopo un certo periodo di tempo. Molti paesi identificano apparecchi efficienti dal punto di vista energetico utilizzando l’etichettatura degli input energetici.

L’impatto dell’efficienza energetica sul picco di domanda dipende dal momento in cui viene utilizzato l’apparecchio. Ad esempio, un climatizzatore consuma più energia durante il pomeriggio quando fa caldo. Pertanto, un condizionatore d’aria efficiente dal punto di vista energetico avrà un impatto maggiore sulla domanda di picco rispetto alla domanda fuori picco. Una lavastoviglie a basso consumo energetico, d’altro canto, consuma più energia durante la tarda serata quando le persone fanno i loro piatti. Questo elettrodomestico può avere un impatto minimo o nullo sul picco di domanda.

Progettazione di edifici
Gli edifici sono un settore importante per il miglioramento dell’efficienza energetica in tutto il mondo grazie al loro ruolo di grande consumatore di energia. Tuttavia, la questione dell’uso dell’energia negli edifici non è semplice in quanto le condizioni interne che possono essere raggiunte con l’uso di energia variano molto. Le misure che mantengono gli edifici confortevoli, l’illuminazione, il riscaldamento, il raffreddamento e la ventilazione, consumano tutti energia. In genere, il livello di efficienza energetica di un edificio è misurato dividendo l’energia consumata con l’area del pavimento dell’edificio che viene indicata come consumo energetico specifico (SEC) o intensità d’uso dell’energia (EUI):

{\ displaystyle {\ frac {\ text {Energia consumata}} {\ text {Area costruita}}}} {\ displaystyle {\ frac {\ text {Energia consumata}} {\ text {Area costruita}}}}
Tuttavia, il problema è più complesso in quanto i materiali da costruzione hanno incorporato energia in essi. D’altra parte, l’energia può essere recuperata dai materiali quando l’edificio viene smantellato riutilizzando materiali o bruciandoli per produrre energia. Inoltre, quando l’edificio viene utilizzato, le condizioni interne possono variare con conseguente ambienti interni di qualità superiore e inferiore. Infine, l’efficienza complessiva è influenzata dall’uso dell’edificio: l’edificio è occupato per la maggior parte del tempo e gli spazi sono utilizzati in modo efficiente – oppure l’edificio è in gran parte vuoto? È stato anche suggerito che per una contabilità più completa dell’efficienza energetica, la SEC dovrebbe essere modificata per includere questi fattori:

{\ displaystyle {\ frac {{\ text {Energia incorporata}} + {\ text {Energia consumata}} – {\ text {Energia recuperata}}} {{\ text {Area costruita}} \ times {\ text {Utilizzazione rate}} \ times {\ text {Fattore di qualità}}}}} {\ displaystyle {\ frac {{\ text {Energia incorporata}} + {\ text {Energia consumata}} – {\ text {Energia recuperata}}} {{\ text {Area creata}} \ volte {\ text {Frequenza di utilizzo}} \ volte {\ testo {Fattore di qualità}}}}}
Pertanto, un approccio equilibrato all’efficienza energetica negli edifici dovrebbe essere più completo del semplice tentativo di minimizzare l’energia consumata. È necessario tenere conto di questioni quali la qualità dell’ambiente interno e l’efficienza dell’uso dello spazio. Pertanto, le misure utilizzate per migliorare l’efficienza energetica possono assumere molte forme diverse. Spesso includono misure passive che riducono intrinsecamente la necessità di usare energia, come un migliore isolamento. Molti servono varie funzioni che migliorano le condizioni interne e riducono il consumo di energia, come un maggiore uso della luce naturale.

La posizione e l’ambiente di un edificio giocano un ruolo chiave nella regolazione della temperatura e dell’illuminazione. Ad esempio, alberi, paesaggi e colline possono fornire ombra e bloccare il vento. Nei climi più freddi, la progettazione di edifici nell’emisfero settentrionale con finestre rivolte a sud e gli edifici dell’emisfero meridionale con finestre rivolte a nord aumenta la quantità di sole (in ultima analisi l’energia termica) che entra nell’edificio, riducendo al minimo l’uso di energia, massimizzando il riscaldamento solare passivo. La stretta progettazione degli edifici, comprese le finestre a risparmio energetico, le porte ben sigillate e l’isolamento termico supplementare delle pareti, delle solette e delle fondamenta possono ridurre la perdita di calore del 25-50%.

I tetti scuri possono diventare fino a 39 ° C (70 ° F) più caldi rispetto alle superfici bianche più riflettenti. Trasmettono parte di questo calore aggiuntivo all’interno dell’edificio. Studi statunitensi hanno dimostrato che i tetti dai colori chiari consumano il 40% in meno di energia per il raffreddamento rispetto agli edifici con tetti più scuri. I sistemi di copertura bianca risparmiano più energia in climi più soleggiati. I sistemi avanzati di riscaldamento e raffreddamento elettronici possono moderare il consumo di energia e migliorare il comfort delle persone nell’edificio.

Il corretto posizionamento di finestre e lucernari e l’uso di elementi architettonici che riflettono la luce in un edificio possono ridurre la necessità di illuminazione artificiale. Un maggiore utilizzo dell’illuminazione naturale e da lavoro è stato dimostrato da uno studio per aumentare la produttività nelle scuole e negli uffici. Le lampade fluorescenti compatte utilizzano due terzi di energia in meno e possono durare da 6 a 10 volte più a lungo delle lampadine a incandescenza. Le nuove luci fluorescenti producono una luce naturale, e nella maggior parte delle applicazioni sono economicamente convenienti, nonostante il loro costo iniziale più elevato, con periodi di recupero dell’ordine di pochi mesi. Le lampade a LED utilizzano solo il 10% circa dell’energia necessaria per una lampada a incandescenza.

Un’efficace progettazione di edifici a risparmio energetico può includere l’utilizzo di Passive Infra Reds (PIR) a basso costo per l’illuminazione di spegnimento quando le aree non sono occupate, come bagni, corridoi o persino aree di ufficio fuori dall’orario. Inoltre, i livelli di lux possono essere monitorati utilizzando sensori di luce diurna collegati allo schema di illuminazione dell’edificio per accendere / spegnere o attenuare l’illuminazione a livelli predefiniti per tenere conto della luce naturale e quindi ridurre i consumi. I sistemi di gestione degli edifici (BMS) collegano tutto ciò insieme in un unico computer centralizzato per controllare l’illuminazione dell’intero edificio e i requisiti di alimentazione.

In un’analisi che integra una simulazione bottom-up residenziale con un modello economico multisettoriale, è stato dimostrato che i guadagni di calore variabili causati dall’efficienza dell’isolamento e dell’aria condizionata possono avere effetti di spostamento del carico che non sono uniformi sul carico di elettricità. Lo studio ha inoltre evidenziato l’impatto di una maggiore efficienza delle famiglie sulle scelte di capacità di generazione di energia che sono fatte dal settore energetico.

La scelta della tecnologia di riscaldamento o raffreddamento degli spazi da utilizzare negli edifici può avere un impatto significativo sull’uso e l’efficienza energetica. Ad esempio, la sostituzione di un vecchio forno a gas naturale efficiente al 50% con una nuova efficienza del 95% ridurrà drasticamente il consumo di energia, le emissioni di carbonio e le bollette del gas naturale invernale. Le pompe di calore geotermiche possono essere ancora più efficienti dal punto di vista energetico e convenienti. Questi sistemi utilizzano pompe e compressori per spostare il fluido refrigerante attorno a un ciclo termodinamico al fine di “pompare” il calore contro il suo flusso naturale da caldo a freddo, allo scopo di trasferire calore in un edificio dal grande serbatoio termico contenuto nel terreno vicino. Il risultato finale è che le pompe di calore utilizzano in genere quattro volte meno energia elettrica per fornire una quantità equivalente di calore rispetto a un riscaldatore elettrico diretto. Un altro vantaggio di una pompa di calore geotermica è che può essere invertito in estate e funzionare per raffreddare l’aria trasferendo il calore dall’edificio al suolo. Lo svantaggio delle pompe di calore geotermiche è il loro elevato costo iniziale di capitale, ma in genere questo viene recuperato entro cinque-dieci anni a causa del minor consumo di energia.

I contatori intelligenti vengono lentamente adottati dal settore commerciale per evidenziare al personale e per scopi di monitoraggio interno l’utilizzo di energia dell’edificio in un formato presentabile dinamico. L’uso degli analizzatori della qualità dell’energia può essere introdotto in un edificio esistente per valutare l’utilizzo, la distorsione armonica, i picchi, i rigonfiamenti e le interruzioni tra gli altri per rendere l’edificio più efficiente dal punto di vista energetico. Spesso tali contatori comunicano utilizzando reti di sensori wireless.

Green Building XML (gbXML) è uno schema emergente, un sottoinsieme degli sforzi di Building Information Modeling, incentrato sulla progettazione e il funzionamento di edifici ecologici. gbXML è utilizzato come input in diversi motori di simulazione energetica. Ma con lo sviluppo della moderna tecnologia informatica, sul mercato sono disponibili numerosi strumenti di simulazione delle prestazioni degli edifici. Quando si sceglie quale strumento di simulazione utilizzare in un progetto, l’utente deve considerare l’accuratezza e l’affidabilità dello strumento, considerando le informazioni di costruzione a disposizione, che fungeranno da input per lo strumento. Yezioro, Dong e Leite hanno sviluppato un approccio di intelligenza artificiale per valutare i risultati della simulazione delle prestazioni degli edifici e hanno scoperto che strumenti di simulazione più dettagliati hanno le migliori prestazioni di simulazione in termini di riscaldamento e raffreddamento del consumo elettrico entro il 3% dell’errore assoluto medio.

Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) è un sistema di rating organizzato dal US Green Building Council (USGBC) per promuovere la responsabilità ambientale nella progettazione degli edifici. Attualmente offrono quattro livelli di certificazione per edifici esistenti (LEED-EBOM) e nuove costruzioni (LEED-NC) sulla base della conformità di un edificio ai seguenti criteri: siti sostenibili, efficienza idrica, energia e atmosfera, materiali e risorse, qualità dell’ambiente interno e innovazione nel design. Nel 2013, USGBC ha sviluppato la LEED Dynamic Plaque, uno strumento per tracciare le prestazioni dell’edificio rispetto alle metriche LEED e un potenziale percorso di ricertificazione. L’anno seguente, il consiglio ha collaborato con Honeywell per estrarre i dati sull’energia e sull’uso dell’acqua, nonché sulla qualità dell’aria interna da un BAS per aggiornare automaticamente la placca, fornendo una visione quasi in tempo reale delle prestazioni. L’ufficio dell’USGBC a Washington, DC, è uno dei primi edifici a presentare la placca dinamica LEED con aggiornamento dal vivo.

Un profondo retrofit energetico è un’analisi dell’intero edificio e un processo di costruzione che utilizza per ottenere risparmi energetici molto più grandi rispetto ai retrofit di energia convenzionali. I retrofit di energia profonda possono essere applicati a edifici residenziali e non residenziali (“commerciali”). Un retrofit energetico profondo di solito porta a risparmi energetici del 30 percento o più, forse distribuiti su diversi anni, e può migliorare significativamente il valore dell’edificio. L’Empire State Building ha subito un profondo processo di retrofit energetico che è stato completato nel 2013. Il team del progetto, composto da rappresentanti di Johnson Controls, Rocky Mountain Institute, Clinton Climate Initiative e Jones Lang LaSalle, avrà raggiunto una riduzione annua del consumo di energia di 38 % e $ 4,4 milioni. Ad esempio, le 6.500 finestre sono state rifatte in loco in superwindows che bloccano il calore ma passano la luce. I costi operativi dei condizionatori d’aria nei giorni caldi sono stati ridotti e questo ha risparmiato immediatamente $ 17 milioni del costo del capitale del progetto, in parte finanziando altri interventi di riqualificazione. Ricevendo una valutazione Gold Leadership in Energy and Environmental Design (LEED) nel settembre 2011, l’Empire State Building è il più alto edificio certificato LEED negli Stati Uniti. L’edificio della Contea di Indianapolis ha subito di recente un profondo processo di adeguamento energetico, che ha consentito di ridurre annualmente il consumo energetico del 46% e di risparmiare $ 750.000 all’anno.

I retrofit energetici, compresi quelli profondi e di altro tipo intrapresi in luoghi residenziali, commerciali o industriali, sono generalmente supportati da varie forme di finanziamento o incentivi. Gli incentivi includono sconti preconfezionati in cui l’acquirente / utente potrebbe non essere nemmeno a conoscenza del fatto che l’articolo utilizzato è stato abbuonato o “acquistato”. I buy down “Upstream” o “Midstream” sono comuni per prodotti di illuminazione efficienti. Altri sconti sono più espliciti e trasparenti per l’utente finale attraverso l’uso di applicazioni formali. Oltre ai rimborsi, che possono essere offerti attraverso programmi governativi o di utilità, i governi offrono talvolta incentivi fiscali per progetti di efficienza energetica. Alcune entità offrono servizi di abbuono e di pagamento e servizi di facilitazione che consentono ai clienti che utilizzano energia finale di attingere a programmi di sconti e incentivi.

Per valutare la solidità economica degli investimenti nell’efficienza energetica negli edifici, è possibile utilizzare l’analisi costo-efficacia o il CEA. Un calcolo CEA produrrà il valore dell’energia risparmiata, talvolta denominata negawatt, in $ / kWh. L’energia in un tale calcolo è virtuale nel senso che non è mai stata consumata, ma piuttosto risparmiata a causa di alcuni investimenti in efficienza energetica. Pertanto CEA consente di confrontare il prezzo dei negawatt con il prezzo dell’energia, come l’elettricità dalla rete o l’alternativa rinnovabile più economica. Il vantaggio dell’approccio CEA nei sistemi energetici è che evita la necessità di indovinare i futuri prezzi dell’energia ai fini del calcolo, eliminando così la principale fonte di incertezza nella valutazione degli investimenti in efficienza energetica.
Industria
Le industrie utilizzano una grande quantità di energia per alimentare una vasta gamma di processi di produzione e di estrazione delle risorse. Molti processi industriali richiedono grandi quantità di calore e di energia meccanica, la maggior parte dei quali viene fornita come gas naturale, combustibili petroliferi ed elettricità. Inoltre, alcune industrie generano carburante da prodotti di scarto che possono essere utilizzati per fornire energia aggiuntiva.

Poiché i processi industriali sono così diversi è impossibile descrivere la moltitudine di possibili opportunità di efficienza energetica nell’industria. Molti dipendono dalle tecnologie e dai processi specifici in uso in ogni stabilimento industriale. Esistono, tuttavia, una serie di processi e servizi energetici ampiamente utilizzati in molti settori.

Varie industrie generano vapore ed elettricità per un uso successivo all’interno delle loro strutture. Quando viene generata elettricità, il calore prodotto come sottoprodotto può essere catturato e utilizzato per il processo di vapore, riscaldamento o altri scopi industriali. La generazione convenzionale di energia elettrica è efficiente al 30% circa, mentre la produzione combinata di calore ed energia (detta anche cogenerazione) converte fino al 90 percento del combustibile in energia utilizzabile.

Caldaie e forni avanzati possono funzionare a temperature più elevate mentre bruciano meno carburante. Queste tecnologie sono più efficienti e producono meno inquinanti.

Oltre il 45 percento del carburante utilizzato dai produttori statunitensi viene bruciato per produrre vapore. La tipica struttura industriale può ridurre questo consumo energetico del 20 percento (secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti) isolando le linee di ritorno del vapore e della condensa, interrompendo le perdite di vapore e mantenendo le trappole di vapore.

I motori elettrici di solito funzionano a velocità costante, ma un azionamento a velocità variabile consente all’energia di produrre il motore in modo che corrisponda al carico richiesto. Ciò consente di ottenere risparmi energetici compresi tra il 3 e il 60 percento, a seconda di come viene utilizzato il motore. Le bobine del motore realizzate con materiali superconduttori possono anche ridurre le perdite di energia. I motori possono anche beneficiare dell’ottimizzazione della tensione.

L’industria utilizza un gran numero di pompe e compressori di tutte le forme e dimensioni e in un’ampia varietà di applicazioni. L’efficienza delle pompe e dei compressori dipende da molti fattori, ma spesso è possibile apportare miglioramenti implementando un migliore controllo dei processi e migliori pratiche di manutenzione. I compressori sono comunemente usati per fornire aria compressa che viene utilizzata per sabbiatura, verniciatura e altri utensili elettrici. Secondo il Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, l’ottimizzazione dei sistemi di aria compressa mediante l’installazione di variatori di velocità, insieme alla manutenzione preventiva per rilevare e riparare le perdite d’aria, può migliorare l’efficienza energetica dal 20 al 50 percento.

Trasporti

Vetture
L’efficienza energetica stimata per un’automobile è 280 Passenger-Mile / 106 Btu. Esistono diversi modi per migliorare l’efficienza energetica di un veicolo. L’uso dell’aerodinamica migliorata per ridurre al minimo la resistenza può aumentare l’efficienza del carburante del veicolo. La riduzione del peso del veicolo può anche migliorare il risparmio di carburante, motivo per cui i materiali compositi sono ampiamente utilizzati nei corpi delle auto.

Pneumatici più avanzati, con minor attrito tra pneumatico e strada e resistenza al rotolamento, possono risparmiare benzina. Il risparmio di carburante può essere migliorato fino al 3,3% mantenendo gli pneumatici gonfiati alla pressione corretta. La sostituzione di un filtro dell’aria intasato può migliorare il consumo di carburante delle automobili fino al 10 percento sui veicoli più vecchi. Sui veicoli più recenti (dagli anni ’80 in su) con motori a iniezione, controllati dal computer, un filtro dell’aria intasato non ha effetto sul mpg, ma la sua sostituzione può migliorare l’accelerazione del 6-11%.

I turbocompressori possono aumentare l’efficienza del carburante consentendo un motore di cilindrata più piccolo. Il “Motore dell’anno 2011” è un motore Fiat 500 equipaggiato con un turbocompressore MHI. “Rispetto a un motore 8v da 1,2 litri, il nuovo turbo da 85 CV ha il 23% di potenza in più e un indice di prestazioni migliore del 30%. Le prestazioni del bicilindrico non sono equivalenti a un motore 16v da 1,4 litri, ma al consumo di carburante è inferiore del 30%. ”

I veicoli a basso consumo possono raggiungere il doppio del consumo di carburante dell’automobile media. Design all’avanguardia, come il concetto di veicolo diesel Mercedes-Benz Bionic, hanno raggiunto un’efficienza del carburante pari a 84 miglia per gallone americano (2,8 L / 100 km, 101 mpg-imp), quattro volte l’attuale media automobilistica convenzionale.

La tendenza principale nell’efficienza automobilistica è l’aumento dei veicoli elettrici (tutti elettrici o ibridi elettrici). Gli ibridi, come la Toyota Prius, usano la frenata rigenerativa per recuperare l’energia che si dissiperebbe nelle normali auto; l’effetto è particolarmente pronunciato nella guida in città. Gli ibridi plug-in hanno anche una maggiore capacità della batteria, che consente di guidare per distanze limitate senza bruciare benzina; in questo caso, l’efficienza energetica è dettata da qualunque processo (come la combustione del carbone, l’energia idroelettrica o la fonte rinnovabile) ha creato il potere. I plug-in possono in genere guidare per circa 64 km di distanza puramente sull’elettricità senza ricaricare; se la batteria si scarica, un motore a gas entra in azione consentendo una gamma estesa. Infine, anche le auto completamente elettriche stanno crescendo in popolarità; la berlina Tesla Model S è l’unica vettura completamente elettrica ad alte prestazioni attualmente sul mercato.

illuminazione stradale
Le città di tutto il mondo illuminano milioni di strade con 300 milioni di luci. Alcune città stanno cercando di ridurre il consumo energetico della luce stradale spegnendo le luci durante le ore non di punta o passando alle lampade a LED. Non è chiaro se l’elevata efficienza luminosa dei LED porterà a reali riduzioni di energia, in quanto le città potrebbero finire per installare lampade o aree di illuminazione in più in modo più luminoso rispetto al passato.

aereo
Esistono diversi modi per ridurre il consumo di energia nel trasporto aereo, dalle modifiche agli aerei stessi, al modo in cui viene gestito il traffico aereo. Come nelle automobili, i turbocompressori sono un modo efficace per ridurre il consumo energetico; tuttavia, invece di consentire l’uso di un motore di cilindrata più piccola, i turbocompressori nelle turbine a getto funzionano comprimendo l’aria più sottile ad altitudini più elevate. Ciò consente al motore di funzionare come se fosse a pressioni del livello del mare, sfruttando al tempo stesso la ridotta resistenza aerodinamica sull’aeromobile ad altitudini più elevate.

I sistemi di gestione del traffico aereo sono un altro modo per aumentare l’efficienza non solo degli aerei, ma del settore aereo nel suo insieme. La nuova tecnologia consente un’automazione superiore di decollo, atterraggio e prevenzione delle collisioni, nonché all’interno degli aeroporti, da cose semplici come HVAC e illuminazione a compiti più complessi come sicurezza e scansione.

Carburanti alternativi
I carburanti alternativi, noti come combustibili non convenzionali o avanzati, sono tutti i materiali o le sostanze che possono essere utilizzati come combustibili, diversi dai combustibili convenzionali. Alcuni ben noti combustibili alternativi includono biodiesel, bioalcool (metanolo, etanolo, butanolo), elettricità immagazzinata chimicamente (batterie e pile a combustibile), idrogeno, metano non fossile, gas naturale non fossile, olio vegetale e altre fonti di biomassa.

Conservazione dell’energia
La conservazione dell’energia è più ampia dell’efficienza energetica includendo gli sforzi attivi per ridurre il consumo di energia, ad esempio attraverso il cambiamento del comportamento, oltre a utilizzare l’energia in modo più efficiente. Esempi di conservazione senza miglioramenti di efficienza sono il riscaldamento di una stanza in inverno, utilizzando meno l’auto, asciugando i vestiti all’aria invece di usare l’asciugatrice o abilitando le modalità di risparmio energetico su un computer. Come con altre definizioni, il confine tra uso efficiente dell’energia e conservazione dell’energia può essere confuso, ma entrambi sono importanti in termini ambientali ed economici. Questo è particolarmente vero quando le azioni sono dirette al risparmio di combustibili fossili. La conservazione dell’energia è una sfida che richiede che i programmi politici, lo sviluppo tecnologico e il cambiamento di comportamento vadano di pari passo. Molte organizzazioni di intermediazione energetica, ad esempio organizzazioni governative o non governative a livello locale, regionale o nazionale, stanno lavorando a programmi o progetti sovvenzionati con fondi pubblici per affrontare questa sfida. Gli psicologi si sono anche impegnati con la questione della conservazione dell’energia e hanno fornito linee guida per realizzare cambiamenti di comportamento per ridurre il consumo di energia tenendo conto di considerazioni tecnologiche e politiche.

Il National Renewable Energy Laboratory mantiene un elenco completo di app utili per l’efficienza energetica.

I gestori di proprietà commerciali che pianificano e gestiscono progetti di efficienza energetica utilizzano generalmente una piattaforma software per eseguire audit energetici e collaborare con gli appaltatori per comprendere la loro gamma completa di opzioni. La directory del software Dipartimento dell’energia (DOE) descrive il software EnergyActio, una piattaforma basata su cloud progettata per questo scopo.

Energia sostenibile
considerazioni di politica in considerazione.

Il National Renewable Energy Laboratory mantiene un elenco completo di app utili per l’efficienza energetica.

I gestori di proprietà commerciali che pianificano e gestiscono progetti di efficienza energetica utilizzano generalmente una piattaforma software per eseguire audit energetici e collaborare con gli appaltatori per comprendere la loro gamma completa di opzioni. La directory del software Dipartimento dell’energia (DOE) descrive il software EnergyActio, una piattaforma basata su cloud progettata per questo scopo.

Energia sostenibile
Articolo principale: Energia sostenibile
L’efficienza energetica e le energie rinnovabili sono i “due pilastri” di una politica energetica sostenibile. Entrambe le strategie devono essere sviluppate contemporaneamente per stabilizzare e ridurre le emissioni di biossido di carbonio. L’uso efficiente dell’energia è essenziale per rallentare la crescita della domanda di energia in modo che l’aumento dell’approvvigionamento di energia pulita possa ridurre in profondità l’uso di combustibili fossili. Se l’uso di energia cresce troppo rapidamente, lo sviluppo delle energie rinnovabili inseguirà un obiettivo che si allontana. Allo stesso modo, a meno che le forniture di energia pulita non siano online rapidamente, il rallentamento della crescita della domanda comincerà solo a ridurre le emissioni totali di carbonio; è anche necessaria una riduzione del contenuto di carbonio delle fonti energetiche. Un’economia energetica sostenibile richiede quindi importanti impegni sia per l’efficienza che per le energie rinnovabili.

Aziende come Lieef hanno iniziato a riferire metriche ESG per conto di società e fondi di investimento, nel tentativo di aumentare la trasparenza nello spazio che ad oggi è aumentato di importanza, ma non ha trovato uno strumento di misurazione unificato. Inoltre, la maggior parte delle aziende che segnalano la sostenibilità lo fanno su base “netta” e non riflettono le proprie emissioni di carbonio e separano le emissioni dalle loro attività che compensano tali emissioni, come l’acquisto di crediti rinnovabili e l’energia verde.

Effetto rimbalzo
Se la domanda di servizi energetici rimane costante, il miglioramento dell’efficienza energetica ridurrà il consumo di energia e le emissioni di carbonio. Tuttavia, molti miglioramenti dell’efficienza non riducono il consumo di energia dell’importo previsto dai modelli di ingegneria semplici. Questo perché rendono i servizi energetici più economici, e quindi il consumo di tali servizi aumenta. Ad esempio, poiché i veicoli a basso consumo di carburante rendono i viaggi più economici, i consumatori possono scegliere di guidare più lontano, compensando in tal modo parte dei potenziali risparmi energetici. Allo stesso modo, un’analisi storica approfondita dei miglioramenti dell’efficienza tecnologica ha dimostrato in modo conclusivo che i miglioramenti dell’efficienza energetica sono stati quasi sempre superati dalla crescita economica, determinando un aumento netto dell’uso delle risorse e dell’inquinamento associato. Questi sono esempi dell’effetto di rimbalzo diretto.

Le stime della dimensione dell’effetto rimbalzo vanno da circa il 5% al ​​40%. L’effetto di rimbalzo è probabilmente inferiore al 30% a livello di nucleo familiare e potrebbe essere più vicino al 10% per il trasporto. Un effetto di rimbalzo del 30% implica che i miglioramenti nell’efficienza energetica dovrebbero raggiungere il 70% della riduzione del consumo energetico progettata utilizzando modelli ingegneristici. L’effetto di rimbalzo può essere particolarmente ampio per l’illuminazione, perché in contrasto con attività come il trasporto non esiste effettivamente un limite massimo su quanta luce può essere considerata utile. In effetti, sembra che l’illuminazione abbia rappresentato circa lo 0,7% del PIL in molte società e centinaia di anni, implicando un effetto di rimbalzo del 100%.