地球を燃やさずに私たちを冷やす計画

エアコンは中国福州市のオフィスビルの壁に掛けられています。

今週初め、ハリケーンローラに襲われ たばかりのルイジアナ州とテキサス州の住民は、華氏109度(摂氏42.8度)の暑さ指数に耐えました。今週末、カリフォルニアは3週間で2度目の記録破りの熱波 を見ると予想されています。今週は米国だけです。気候危機が気温を上昇させるにつれて、世界のほぼすべての地域がより危険な熱波に直面しています。

これらの厳しい気温を乗り切るために、人々はますますエアコンを始動させています。これは、世界が温暖化し続けるにつれて続くと予想される傾向です。Climate Centralの最近の分析によると、米国で は2050年までにエアコンの使用量が59%増加する可能性があります。国際エネルギー機関(IEA)によると、世界的にはその間に需要は3倍になる予想されています。

空調の需要が高まるにつれ、技術を持続可能に する方法の問題はますます重要になります。一つの答えは、効率的で気候に優しい冷却を促進するために深刻な政策変更を追求することです。しかし、同様に重要なのは、現在利用可能なソリューションであるエアコンのクリーンアップ計画と並行して実装できる、冷却のための多くのローテク戦略にアクセスできることです。

現実には、エアコンは、コストがかかり、そもそも電気を利用できないために、まだ多くの人がアクセスできない場所で最も必要とされています。2018年の時点で、インドの人口のわずか10%がエアコンを使用しています。アフリカ、アジア、ラテンアメリカ、中東の世界で最も暑い地域(28億人が住む)では、人口の約8%だけがエアコンを所有しています。総じて、2019年の調査によると、熱関連のストレスに拍車をかける可能性のある温度を定期的に経験する発展途上国に住む18〜41億人が、冷却技術を利用できないことがわかりました。

「発展途上国では、空調は贅沢なアイテムです」と、2019年の研究の共著者であるイェール大学のエネルギーシステムの助教授であるナラシンハラーオは述べています。

エアコンへのアクセスは、賃金の上昇とともに増加するように設定されています。たとえばインドでは、IEAは、人口の45%が2050年までにエアコンを所有すると予測しています。しかし、それでも人口の大部分は極度の暑さに弱くなり、それまでに劇的に悪化すると予想されます。

世界の人口が暑さをしのぐのを助ける計画が世界に必要であることは明らかです。灼熱の温度は不快なだけでなく、熱射病に拍車をかけ、脳卒中やその他の健康危機の 事例を増やす可能性があります。米国では、極度の暑さが唯一最大の気象関連のキラーです。

しかし、残酷な皮肉は、大きな変化がなければ、世界のエアコンの使用を増やすことは、地球温暖化 劇的に増加させるでしょう。これは主に、エアコンに電力を供給する冷媒化学物質によるものです。ほとんどの冷却技術は、ハイドロフルオロカーボン(HFC)と呼ばれる温室効果ガスを排出します。これは、二酸化炭素の数千倍も気候を暖めます。

ハイドロフルオロオレフィン(HFO)、アンモニア、プロパンなど、HFCのより気候に優しい代替品が存在します。しかし、これらの代替案にも問題があります。HFOはHFCよりも気候への害が少ないですが、大気中で分解すると、環境に損傷を与える可能性のあるトリフルオロ酢酸と呼ばれる化合物を生成します。アンモニアとプロパンはどちらも漏れると有害であり、発火する傾向がありますが、これは明らかに良いことではありません。

「あなたは本当にあなたのエアコンを流れる冷媒は、あなたのバーベキューグリルを流れる燃料と同じになりたくない、」スタン・コックス、の著者言った私たちのクールを失うは:私たちのエアについて不快な真実は、世界の馴化にして仲間をランドインスティテュート

電気がどこから来るのかという問題もあります。これらの比較的クリーンな代替品を動力源とするエアコンでさえ、世界の大部分が化石燃料を動力源とするグリッド上で稼働します。最近の国連の報告 によると 2018年の世界のエネルギー需要の17%を空調と冷蔵が占めていました。

私たちの現在の電力構成に依存するより多くの空調は、気候にとって災害になるでしょう。これに対する最善の解決策は、汚れたエネルギーから完全に急速に移行することです。しかし、エネルギー需要が増えるほど、追いつくのは難しくなります。

エアコンからの電力需要を減らすための重要な方法は、技術をよりエネルギー効率の良いものにすることです。2018年、国際エネルギー機関(IEA)の現在販売され、平均エアコンが最も効率的なモデルとして多くのエネルギーとして二回以上使用していることを報告ノート。低所得世帯によく見られる最も効率の悪い技術は、さらに多くのエネルギーを使用するため、気候を温暖化し、高価になります。しかし、より効率的なテクノロジーに切り替えることは間違いなく良い考えですが、需要の高まりに追いつくのは難しいかもしれません。

「効率の改善は一般的に消費の増加に追いつくことができません」とコックスは言いました。「たとえば、1990年代半ばから2000年代半ばにかけて、使用中の米国の住宅用空調設備のエネルギー効率は28%向上しました。これは、かなり良好です。しかし、同じ期間に、住宅用エアコンによる総電力消費量は37%増加しました...より多くの世帯がエアコンを使用し、家が大きくなり、夏が暑くなったためです。」

エアコンのエネルギー需要を減らすためのもう1つの補完的な方法があります。それは、使用量を減らすことができるということです。

だからといって、人々が極度の暑さに耐えることを余儀なくされるべきだとか、それを必要とする人々に空調インフラを拡張すべきではないということではありません。地球の気温が上昇し続ける中、エアコンは重要で、時には命を救う熱からの解放を提供します。しかし、温室効果ガスの排出を促進することなく建物を涼しく保つためのローテクな方法もたくさんあります。

一つには、建物は冷却を念頭に置いて建設することができます。たとえば、断熱性の低い家は、はるかに多くの熱を取り入れ、居住者を高価で一定のエアコンの使用に依存させ、高額のエネルギー料金を請求し、炭素とHFCの汚染を増加させる傾向があります。米国では、最も断熱性の低い住宅は低所得者向けの住宅である傾向があります。

これらの地域に住む人々に強力な空調を提供するだけでなく、非効率的な建物を完全にオーバーホールすることができました。家の改修や耐候性は、派手な新しいエアコンほどセクシーではないかもしれませんが、そうすることで温度をより適切に調整できます。それはまた、エネルギー料金を下げながら、エアコンの必要性を減らすのに大いに役立つ可能性があります。包括的なプログラム でレイアウトのような公営住宅のためのグリーン・ニューディール も作成することができますだけで数十万人の雇用のを。

しかし、これは米国のための単なる解決策ではありません 。 Raoが共同執筆した2019年の論文によると、グローバルサウスの一部の地域では、人口の最大20%がスラムに住んでおり、スラムには断熱が不十分でエネルギー効率が悪い家がありがちです。 Raoは、たとえば、「換気の点で最悪の事態」である金属屋根の問題を強調しました。

金属とは異なり、レンガ、スレート、コンクリート、石などの一部の建設資材は、熱質量大きくなります。つまり、太陽が当たったときにすぐに暖まるのではなく、ゆっくりと熱を吸収して放出できるということです。夏の暑さの中で大きな石造りの教会を涼しく保つのはこの原則です。 冷気を閉じ込めるこれらまたは他の建築材料を使用して、世界中の人々に適切な住宅を提供する ことは、紙が「冷却ギャップ」と呼ぶものを埋めるために必要なステップです。

突風の冷却能力を最大化するように構造を設計することもできます。 たとえば、風の塔は、家の上の煙突のように構築して、建物の上をうねる涼しいそよ風を引き込むことができます。 これは、これらの塔の下に冷却池を配置す​​ることでさらに効果的にすることができます。これらのデザイン要素は未来的に聞こえるかもしれませんが、特に古代ペルシャでは、何千年もの間使用されてきました。

日陰を提供するために戦略的に植樹することも役割を果たすことができます。一つ2019年の研究では、その木のカバーが10度華氏(5.5℃)と同じくらいで近所の夏の昼間の温度を下げることができます示唆しました。屋上庭園を設置することで、同じ原理を屋根に適用できます。これにより、建物の温度変動を調整し、建物を外の冷気や熱気から隔離することができます。膨大な数の研究によると、緑地はメンタルヘルス にも多大な利益をもたらし、より多くの樹木被覆の冷却特性に強力な共同利益をもたらします。

これらの植物ベースの方法は、都市のヒートアイランド効果の一部として、コンクリートやその他の舗装された表面が高温でロックされる場所で 特に効果的である可能性があり ます 。これらの 地域は 、非効率的な住宅を扱う 低所得の有色人種によって不釣り合いに占められており、最も冷房を必要としている人々を助けるための複数の道があることを強調しています。

屋根は、太陽光線を反射するために明るい色塗る こともできます。これは、家の中の温度を下げるのに役立ちます。進歩は進行中であり、今年の夏に発表された研究では、98%の入射太陽光を反射できる新しい塗料のブレンドに焦点が当てられています。科学者たちは、トランジションレンズのサングラスのように、太陽が少ないと透明になり、太陽が多いと不透明になる、屋根用のフォトクロミック釉薬を開発しました

窓用の同様の釉薬も開発されています。スペクトル的に選択的な窓覆いは、日光を取り入れながら、太陽の赤外線を遮断します。

これらのローテク(およびフォトクロミック屋根や窓の場合は ハイテク)の 冷却方法は、意欲的な小さな家のYouTubeチャンネルの領域に属しているように聞こえるかもしれません。しかし 、それらのいくつかは実際にはシンガポールウィーンの公営住宅で使用されています。これらの戦略は、空調の必要性を完全に排除するものではなく、それでも、空調へのより公平なアクセスを推進する必要があります。しかし、気候のために、アクセスを拡大するにつれて、世界をテクノロジーへの依存度を下げる方法があります。

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