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能源解决方案

从化石燃料

消除我们的化石燃料的使用是一个令人钦佩的目标;我们如何做呢?

太阳能电池阵列可以满足一个家庭所有的能源需求。改的方法是一个社区的全电动房屋在马萨诸塞州玛莎葡萄园岛。房屋使用屋顶光伏模块生成的大部分(或者全部)居民每年的能源需求。
图片来源:南方山区的公司

有很多东西不喜欢化石燃料。最明显的是,燃烧的石油、天然气,丙烷,和煤炭释放大量的二氧化碳到大气中,它的热量通过温室效应。

化石燃料时创造了数亿年来植被积累在缺氧的条件下,不完全分解之前被困在地下。热量和压力逐渐有机物(及其存储碳)到各种富含碳的燃料。当我们燃烧这些燃料加热我们的家,发电,或我们的汽车,碳氢化合物与氧气反应,将存储的碳转化为二氧化碳,导致全球变暖。

但即使燃烧化石燃料没有导致释放二氧化碳,导致全球变暖的(只是一会儿,假设那些气候变化否认者是正确的),仍然会有很多理由不去燃烧这些燃料。

空气污染和军事干预

煤炭的开采,石油和天然气是极具破坏力的环境。从山巅移除的煤在西弗吉尼亚州的露天开采油砂在阿尔伯塔省,加拿大,最新的压裂方式,被认为是污染含水层从宾夕法尼亚州到北达科他州,化石燃料提取业务并不漂亮。

空气污染从燃烧这些燃料。天然气也没有那么糟糕(从全球变暖的角度来看除外),但煤炭燃烧产生大量的微粒排放和二氧化硫,造成酸雨,煤和石油燃烧释放一氧化氮和可能导致地面臭氧和烟雾生产。2010年的一份报告显示美国公共卫生协会,刚从汽车与空气污染相关的医疗成本相当于50 - 80美元每年在美国(多达60¢每加仑汽油消耗);其他的估计成本更高。

当我们购买化石燃料我们一般寄钱的社会支持大型企业和外国政府。这是钱,不呆在当地的经济。

然后与石油有问题需要多少成本来保护我们访问这个资源,从根本上讲,这就是带我们进入伊拉克。我们每周花费数十亿美元在中东,更不用说成千上万的美国士兵的生命已经失去了和无数的中东人的生活。

我们可以没有化石燃料吗?

如果我们接受,它将是一件好事要摆脱化石燃料,我们怎么做呢?它并不容易。现代美国社会是建立在一个廉价的化石燃料的基础。我们是巨大的和根深蒂固的依赖。消除依赖将是一项巨大的事业,但是,我相信,一个必要的。

虽然有很多方法可以解决这个挑战,我将集中在微尺度:作为个人,我们能做些什么来摆脱化石燃料。本周我将看我们的房子;下周,运输。

这里有一些策略:

1。使你的房子。极大地提高能效的你的房子,你可以减少加热负载到其他,non-fossil-fuel热源可以实际地满足这些需求。添加健壮的绝缘在构建新房子不是那么辛苦,可以至少在一定程度上抵消额外成本低成本与现有建筑供暖和空调系统,但这是一个巨大的挑战。

一个所谓的deep-energy改造可能花费100000美元或更多的一个典型。它涉及添加额外的绝缘内部或外部现有的绝缘外壳,升级到三层玻璃,R-5窗口,并显著air-tightening房子。

如果你不显著提高能效的你的家,你仍然可以让你自己从化石燃料,但这很困难。

2。转换non-fossil-fuel供热系统。木材热在一些地区可能是一个选项,但是如果每个人都开始与木材加热,空气污染会变得更糟,我们会很快耗尽森林。一般来说,我认为这是现实的选择只在农村地区和地区不容易的天气反演空气污染(大气条件陷阱山谷)。

颗粒炉灶和大颗粒锅炉也是一个选项——一个获得大量的地面在北欧和美国木球开始产生兴趣是由压缩锯末和其他木材废料(有时是整个树)成小颗粒,看起来就像兔子的食物。颗粒炉和锅炉比木材更清洁炉灶和老式木锅炉,由于颗粒燃烧小心的条件下提供空气,确保完全燃烧。

如果你加热负载足够低,可以考虑电热作为一种现实的选择。但对电热是一个负担得起的选择,热泵应该使用而不是标准吗电阻护壁板加热器。与电力热泵用于热从一个地方转移到另一个,比如从外面空气(空气源热泵)或地面(地源热泵或地热热泵)进入你的房子。每一个单位的电力热泵消耗,两到三个单位的热量(甚至更多)。我们可以把热泵是200%到300%有效,尽管它实际上不是一个测量的效率。

热泵,我非常喜欢新一代的空气源热泵,通常被称为minisplit热泵但更正确地称为多联机(variable-refrigerant-flow)热泵。这些都是由企业如三菱、大金、富士通。他们几乎以及地源热泵热泵和执行成本少很多,因为挖战壕或钻井不是必需的。

3所示。转换为可再生能源电力。精明的读者会注意到,仅仅从石油或天然气供暖系统切换到热泵不仅可以使我们从化石燃料的电力是由其他比煤或天然气发电厂。因为电网分布式的电子流过网格有多种来源,,目前全国约有一半的电力来自煤,其余多数由天然气、核能、水力发电。fossil-fuel-free最后两个选项,但在大多数地方电力可以认为来自混合能源,其中很大一部分来自化石燃料。

可以肯定的是,一个人的电力来自非矿物燃料资源你可以安装自己的可再生电力系统——太阳能发电和光伏发电(PV)通常是最实际的选择,或者你可以买电,被指定为来自可再生能源。我喜欢自己安装光伏系统的想法,这样你就可以跟踪你的生产和消费,确保你的消费是太阳能发电所抵消。各种税收优惠、奖励和光伏成本下降使这个选项在最近几年越来越可行。

采购的可再生电力公用事业公司只有一个选项如果公用事业公司可再生能源项目。BuldingGreen,我们公司支付约4¢/千瓦时电力通过牛电力项目佛蒙特州中部的公共服务公司;我和我的妻子在家做同样的事情。,更高的速度有利于支付养殖场沼气发电机已经建立在至少六个大的佛蒙特州的农场。

下周,我们将看看转向non-fossil-fuel运输的更具挑战性的问题。

亚历克斯的创始人是BuildingGreen公司。和执行主编环境建设新闻。他还合著BuildingGreenwindows上的特别报道就出来了。跟上阿历克斯的最新文章和沉思,你可以报名参加他的微博上

16条评论

  1. 专家成员
    Dana多赛特||# 1

    Minisplit效率
    Minisplit效率很大程度上取决于你的气候。美国气候区4更新/更好minisplits可以打地源热泵效率与季节平均mid-3s警察,但是在美国气候区5 2.5 - -2.8的季节性警察则更为现实。美国气候区6可能是一个难以击败平均为2.0(但这仍比1.0电阻加热。)

    西北的最终报告无管试点项目由BPA定于7月发布,但有很多已经在网上发表的结果,包括:

    http://www.neea.org/research/reports/e12 - 237 _combined.pdf

    见表33岁的p。50 (. pdf分页p63)的地图区域中列出
    那张桌子上可以找到p。8 (p。21 . pdf分页),所有地区
    除了威拉米特河和普吉特海湾在美国气候区5。

    美国气候区6甚至部分区5有时是15 f或更低和室外湿度足够高,以减少功能的输出mini-split为零(花大部分的时间在除霜模式),所以100%的备用容量需要安装在一些寒冷的气候。

    但如果房子是加热用足够的绝缘和紧身mini-split即使在冬天的平均温度,100%备份容量的大小与费用在设计条件负荷不是很贵。

    基于成本/收益通常是更便宜和更好的在改造建筑气候区4 & 5信封将设计条件下负载3吨,比把钱花在买mini-split地源热泵。补贴倾斜,广泛的经济虽然——一把锋利的铅笔需要确定哪些是更好的呼吁任何特定项目。

  2. 迈克Eliason||# 2

    亚历克斯,
    你可能会感兴趣的

    亚历克斯,

    你可能会有兴趣知道,有一个零碳被动式住宅建在戈尔韦附近,是在汉诺威φ会议。系统运动太阳能DHW用于空间供暖和生活热水,和增压超绝热国米季节性储能(是-水箱)。坦克被热之外的信封(由于水位),和因此蒙受了巨大的损失(如果我记得,~ 60%)。然而,它仍能提供72%的热能需求——一年看到一些最冷的温度在一代。我和主持人交谈之后,他相信,更好地解决坦克损失和利用热泵——他们应该几乎为零碳没有太阳能的利用率,甚至在恶劣的气候与10月长供暖季节(或者瑞典,他们的下一个项目正在进行中)。

  3. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 3

    对迈克Eliason
    迈克,
    如何实现“零碳没有利用光伏”?建筑依靠风力发电吗?我认为众议院电气照明、制冷,或许一个电视或电脑。

  4. 专家成员
    Dana多赛特||# 4

    听起来像PassiveHaus /零能源争论的开始
    让“几乎为零碳加热和冷却没有光伏”,这并不是度规的零能源的房子。

    操作的碳足迹的零能耗住宅仍大于零,并可能高于一些PassiveHouses。实际碳含量取决于来自当地的电网。即使在电力生产净,它并不总是完全取代的碳排放时,房子需要从电网。这不是一个简单的算术会计练习。

    但随着热泵,随着电网清洁,房子。mini-spit与年度加热警察主要的2.5 ~ 30%效率燃气电网相同的碳足迹与80%的天然气炉加热。但当风力和水力网格基本负载的一个重要份额,因为它将在5 - 10年内以利的住宅房屋的屋顶PV的图片将是夏季峰值负荷剃须肉汁在一个已经低碳水化合物饮食能量。

  5. 迈克Eliason||# 5

    马丁,
    你是对的,这是

    马丁,

    你是对的,这是每2016年奇怪的代码几乎为零碳的可持续住宅(英国)定义(当时报告编写,没有定义在爱尔兰),其中不包括插电负荷和其他一些我画的一个空白。零碳加热可能会是一个更好的词……

    也,我惊奇地发现人们在能源业务的数量不理解Dana引用关于NZEBs没有零碳足迹……

  6. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 6

    对迈克Eliason
    迈克,
    你是对的,当然,计算碳足迹是非常复杂的,我们都有一个。这就是为什么我一直是非常害怕这个词的“可持续”。

    典型的人建立一个新房子在美国投资数万美元——常常成千上万美元的材料。你不能做那么多购物无需离开一个混乱的碳足迹。

    也是如此,任何短时间回家(有或没有一个光伏阵列)碳足迹仅仅因为这取决于网格。网格的足迹确实是大而混乱。

  7. 用户- 965582||# 7

    亚历克斯,优秀的文章,但我想重新排序你的观点:
    # 3,# 1秒;# 2第三。这是为什么。

    我花了18年的一部分工作在提高能源效率和减少碳足迹的我的家。作为一个业余排名,我已经在书中几乎每一个错误,应该写一本关于这个问题!(“错误的事情在错误的秩序”,等等)。

    同时,然而,我有天然气和电力消耗降低70%,这两个来源的碳足迹的90%以上。这里有一些数据:

    年小卡千瓦时EII温室气体
    1993 e ~ 1300 ~ 6500 ~ 16.6 ~ 13.0
    1996 822 6950 11.6 9.5
    2001 661 8278 10.3 9.7
    2002 672 10809 11.4 11.6
    2004 323 12751 8.3 11.2
    2008 195 10588 6.1 8.9
    2009 164 9056 5.2 7.6
    2009 wp 164 9056 1.0
    2011 161 8548 5.0 0.9
    2012 e 150 7500 4.4 - 0.8

    从1994年到2008年,我工作在提高绝缘和机械效率和能够把我家的二氧化碳排放量从7.6 ~ 13公吨。由于公用事业管制在伊利诺斯州,我能够购买风力发电2009年,辉煌的发展,因为我们当地的效用产生80%的电力来自煤炭。注意,风力发电,我能够放弃碳足迹从7.6到1吨仅一年的时间。(我有一个地源热泵是一种“碳杀手锏”搭配时可再生能源)。

    州公民可以买风力发电,点在你的文章应该是# 3点# 1。另一个观点:我现在支付更少为火力发电风力发电比我从本地实用程序。

    注意:EII代表能源强度指数,在这种情况下是千瓦时/英尺/平方。每年的天然气和电力。

  8. 杰森孔雀||# 8

    亚历克斯大文章。窗口的热阻
    亚历克斯,谢谢你如此巨大的文章下车化石燃料。我最近建立了一个小(1000平方英尺)的全电动的房子,把3.6 kW的光伏屋顶上。我希望我有知道Intus windows优质和U-values在这样的一个合理的价格,类似于双窗格定价。他们有一个广泛的U-values满足和超过被动的房子标准(u - 0.12 - r - 8.33整个窗口)。我希望他们一直当我建造的房子。

    然而,我能够度过一个冬天的木材与舒适的温度从68 - 80年甚至10度外的临时工。我的电费每月20 - 50美元的一切。和今年夏天将CMP 8.91美元最低收费网格与家园。我将进入下一个冬天的盈余瓦,可以使用我的电加热器。

    我认为人们可以更加关注的一件事是建立更小。人们告诉我他们将要构建一个小房子,然后我问他们有多小?哦,2500平方英尺。它有一个完整的地下室吗?是的。(2500 + 1250 = 3750)这不是小在我的书中。我花了很多时间在欧洲,大多数人非常小的公寓或小房子,如果他们有一辆车真的,真的很小。在美国我们为什么需要这么大的房子?

    下周,你的文章你能解释老化的电池的普锐斯。我有一个(2004),我想知道需要做什么当我电池达到他们的预期寿命。谢谢

  9. 亚历克斯·威尔逊||# 9

    老龄混合动力电池
    杰森,
    谢谢你的评论。下周我将进入电池问题,但这是一个挑战。我们有一个1983本田思域混合动力车≈160 k英里,我希望电池坚持的时间足够长,让我们更多的选择(或经过验证的可靠性)插电式混合动力车。

  10. dickrussell||# 10

    风力发电:
    当客户集体“购买”比生产方面产生更风资源千瓦时吗?电力公司只是让一堆额外的钱也只提供电力从其他来源构成不同吗?

  11. 用户- 965582||# 11

    100%绿色认证推荐防止双倾斜。
    迪克,

    我购买可再生能源学分认证或推荐。这个系统可以防止双倾斜。Green-e认证推荐,只有一个终端用户每千瓦时的可再生能源生产。

    更重要的问题是这些。首先,现在风力发电与火力发电竞争成本,如果没有更便宜,并将明显便宜的最后十年,即使我们不需要煤支付医疗费用高,环境破坏。煤的能量持续下降而风力涡轮机效率更高,增加产能的因素,更好的选址和管理。

    第二,风开始限制在电力价格上涨,因为它几乎总是电力市场的“价格接受者”。当风电场电力过剩在现货市场出售,它可以击败其他的能源,因为风力发电的运营成本大约是1美分每千瓦小时。看到的:http://www.greentechmedia.com/articles/read/winds-future-ally-better-transmission/

    第三,我们甚至还没有开始开发我们最好的和最容易风力资源是五大湖和大西洋中部海湾水域。我要补充的,德国打算产生80%的电力来自可再生能源到2050年最大的份额来自风力发电场。

    总的来说,旧的格言“保存,保存,然后转向可再生能源”不再是有效的房主可以购买风力发电在电力市场的竞争力。

    即便如此,我一次又一次地听到这个过时的咒语。是时候为绿色建筑行业赶上电力市场的变化。

  12. GBA编辑器
    马丁Holladay||# 12

    对威廉劳
    威廉,
    我同意你的看法。你做一个精明的观点:“总的来说,旧的格言“保存,保存,然后转向可再生能源的不再是有效的房主可以购买风力发电在电力市场的竞争力。即便如此,我一次又一次地听到这个过时的咒语。”

    这一点也适用于屋顶光伏系统。这不再是事实,安装high-R墙系统(大量的墙绝缘)应该先于投资光伏。PV变得廉价,所以投资光伏通常可以产生更快的投资回报比一些信封的改进。

    我们都需要重新思考我们的假设,我们都需要做数学在我们投资。

  13. 用户- 1026531||# 13

    零,零碳回家
    我们最近完成了建设一个零和零碳在赫莫萨海滩。去http://www.greenideahouse.com如果你想了解更多的细节设计和施工。我们还提供国内旅游和一个类在密封crawlspce在不久的将来。随时给我发电子邮件与任何问题。

    韦斯

  14. 用户- 965582||# 14

    马丁,谢谢扩展我的论点。
    我强烈主张改造旧房屋最高的“正当”绝缘标准,在我自己的家里,试图消除每一个能源占用我能找到。然而,如果你想将家里的碳足迹,最快的,最简单的,经常最便宜的选择是(1)切换到风能或太阳能电力,然后转换为热泵热空气和水和空调。这个强大的组合——可再生能源与热泵——将收益率超过家庭减少了90%的碳排放。

    我计算7家Bloomington-Normal,表明,业主可以把家园以50%对75%的碳足迹(取决于therm-kWh比例)在短短一年的时间和省钱的过程中通过切换到风能。如上所述,风能从替代能源供应商(蓝星能源:0.058美元/千瓦时)现在比火力发电从当地购买便宜实用程序(阿莫林公司:0.063美元/千瓦时)。

    切换到可再生能源是显而易见的。我希望所有的好人们在绿色建筑顾问将开始强调这种新发展。你的文章在热泵水箱,亚历克斯·威尔逊的文章下面是非常令人振奋的发展。

  15. 用户- 1005777||# 15

    空气密封,热泵和“基本”的成本
    我们一直试图减少碳足迹的年。去年十月我们有三菱微型分离安装。事实是,它加热我们的房子没有热备份。我们有热泵设定在70 f(我们可以设定最低),我们把脚板可编程恒温器设定在61 f。他们都没来。最接近我们时夜间温度下降到-14,我们的卧室是在16 f。白天它恢复。内部单位是在客厅里,最低温度18 f。

  16. 亚历克斯·威尔逊||# 16

    室内的温度
    罗杰,
    你能澄清在室内的温度吗?你的意思是16和18摄氏度吗?

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