Il consumo di energia negli edifici, dal riscaldamento e raffreddamento della casa al mantenimento delle luci in ufficio, è responsabile di oltre un terzo di tutte le emissioni di anidride carbonica (CO2) negli Stati Uniti. Ridurre le emissioni di CO2 degli edifici dell'80% entro il 2050 contribuirebbe quindi in modo significativo alla lotta ai cambiamenti climatici. Un nuovo modello sviluppato dai ricercatori di due laboratori nazionali statunitensi suggerisce che il raggiungimento di questo obiettivo richiederà l'installazione di tecnologie edilizie ad alta efficienza energetica, nuovi approcci operativi, ed elettrificazione dei sistemi edilizi che consumano direttamente combustibili fossili, parallelamente all'aumento della quota di elettricità prodotta da fonti energetiche rinnovabili. Il loro lavoro appare il 15 agosto sulla rivista Joule .

"Gli edifici sono una leva sostanziale per cercare di ridurre le emissioni nazionali totali di CO2 poiché sono responsabili del 36% di tutte le emissioni legate all'energia negli Stati Uniti, "dice Jared Langevin, ricercatore presso il Lawrence Berkeley National Laboratory e autore principale dello studio. "Poiché il settore delle costruzioni utilizza l'energia in molti modi ed è responsabile di una quota così ampia della domanda di elettricità, gli edifici possono aiutare ad accelerare l'integrazione economica di fonti di elettricità pulita oltre a contribuire a riduzioni dirette delle emissioni attraverso un minor consumo di energia."

Per stimare l'entità delle possibili riduzioni delle emissioni di CO2 dal settore edilizio statunitense nell'arco di diversi decenni, i ricercatori hanno preso in considerazione tre tipi di misure di efficienza:tecnologie con prestazioni energetiche più elevate rispetto alle alternative tipiche, come finestre dinamiche e tenuta d'aria delle pareti, strategie di rilevamento e controllo che migliorano l'efficienza delle operazioni edilizie, e la conversione di impianti di riscaldamento a combustibile e di acqua calda in sistemi comparabili che possono funzionare con l'elettricità. Hanno anche considerato come l'incorporazione parallela di fonti di energia rinnovabile nella rete elettrica sposterebbe le stime di riduzione delle emissioni da ciascuna misura di efficienza dell'edificio e dal settore degli edifici nel suo insieme.

"Mentre le emissioni di CO2 degli edifici sono piuttosto sensibili all'intensità dei gas serra della fornitura di energia elettrica, le misure che migliorino l'efficienza della domanda energetica degli edifici devono essere parte della soluzione, " Afferma Langevin. "Avvicinarsi all'obiettivo di riduzione delle emissioni dell'80% richiede riduzioni simultanee della domanda energetica degli edifici, elettrificazione di questa domanda, e una penetrazione sostanziale delle fonti rinnovabili di elettricità:quasi la metà della produzione annua di elettricità entro il 2050. Inoltre, gli edifici possono supportare l'integrazione economica delle fonti rinnovabili variabili offrendo flessibilità nei loro modelli operativi in ​​risposta alle esigenze della rete elettrica."

Esame dei risultati per misure di efficienza specifiche, i ricercatori hanno identificato due strade particolarmente promettenti per ridurre le emissioni. Il primo riguarda il retrofit a risparmio energetico e l'ammodernamento delle pareti, finestre, tetti, e isolamento - il cosiddetto "involucro" dell'edificio - approcci che possono anche aumentare il comfort abitativo e lavorativo per gli occupanti dell'edificio. Il secondo si concentra su un software intelligente in grado di ottimizzare quando, dove, e in che misura il riscaldamento degli edifici ad alta intensità energetica, raffreddamento, illuminazione, e servizi di ventilazione dovrebbero essere forniti.

I ricercatori sottolineano che la realizzazione di queste strategie e dei vantaggi in termini di emissioni è subordinata all'azione complementare dei responsabili delle politiche, produttori e venditori, professionisti dei servizi edili, e consumatori. "Norme e incentivi che supportano la vendita di prodotti più efficienti, opzioni tecnologiche a minore intensità di carbonio, ricerca e sviluppo in fase iniziale che guidano le innovazioni nelle prestazioni tecnologiche, marketing aggressivo di quelle tecnologie una volta sviluppate, formazione per appaltatori locali incaricati dell'installazione della tecnologia, e la volontà dei consumatori di prendere in considerazione l'acquisto di nuove opzioni sul mercato sono tutti necessari per raggiungere l'obiettivo di riduzione delle emissioni dell'80% entro il 2050, "dice Langevin.

Per promuovere la trasparenza e la ripetibilità della loro analisi, i ricercatori hanno pubblicato le loro misure di efficienza e i dati sui risultati, tutto generato utilizzando Scout, un modello che viene aggiornato annualmente per riflettere i cambiamenti chiave nel consumo energetico dell'edificio e nei paesaggi di fornitura di energia elettrica. "Non vediamo l'ora di rivedere periodicamente questa analisi per rivalutare dove si collocano le emissioni del settore edilizio rispetto all'obiettivo 2050, sia in scenari normali che in scenari più ottimistici di adozione di tecnologie efficienti e fornitura di energia elettrica rinnovabile, "dice Langevin.