De nouvelles projections montrent que le changement climatique pourrait induire une augmentation de 5 % de la consommation énergétique moyenne d'un bâtiment commercial dans l'Indiana d'ici 2100, tout en réduisant la consommation d'énergie moyenne d'une maison résidentielle de 3,5 pour cent.

« Ceux-ci examinent des maisons résidentielles et des bâtiments commerciaux moyens « statistiquement représentatifs » dans l'Indiana, donc les effets du changement climatique sur la consommation d'énergie résidentielle et commerciale se situeront au-dessus et en dessous de ces projections estimées, " dit Roshanak Nateghi, professeur adjoint à l'École de génie industriel et de génie environnemental et environnemental de l'Université Purdue Génie écologique .

Étant donné que la plus grande partie de la demande d'énergie résidentielle dans l'Indiana est attribuée au chauffage, les futurs scénarios de réchauffement pourraient entraîner une réduction de la demande résidentielle pour les utilisations finales en raison de la baisse des besoins en chauffage des locaux et en chauffage de l'eau. Dans le secteur commercial, la demande globale d'énergie devrait augmenter dans les futurs scénarios de réchauffement. En effet, le refroidissement accru de l'espace requis pendant les mois chauds d'été dépassera probablement les besoins de chauffage réduits pendant les mois d'hiver plus tempérés.

« Une surprise pour nous a été que la demande baisse pour les ménages moyens statistiquement représentatifs du secteur résidentiel, " Nateghi a déclaré. " La raison principale est que l'utilisation de la climatisation ne représente que 2 pour cent de la consommation d'énergie pour les ménages résidentiels. En réalité, la majorité de la consommation d'énergie résidentielle est pour le chauffage, à environ 74%."

La majorité des modèles d'économie d'énergie existants ne tiennent pas compte de la variabilité et du changement climatiques.

"Donc, nous proposons un cadre multi-paradigmes pour aider à étendre les modèles d'économie d'énergie, comme un modèle bien connu appelé MARKAL, être en mesure de prendre en compte le changement climatique, " a déclaré Sayanti Mukherjee, un associé de recherche postdoctoral à la Division de l'ingénierie et de la gestion de la construction et un chercheur invité à l'École de génie industriel. "Pour illustrer l'applicabilité de notre cadre proposé, nous avons utilisé l'état de l'Indiana comme étude de cas."

Elle et Nateghi ont co-écrit un article sur la recherche publié en ligne le 20 novembre dans la revue PloS Un . Ils qualifient leur approche de cadre « multi-paradigme » car elle intègre différents types de techniques de modélisation.

L'étude a comparé les projections futures à la consommation d'énergie historique pour le refroidissement, chauffage et chauffe-eau pour les secteurs commercial et résidentiel de 1981 à 2013.

Deux séries de projections ont été calculées :l'une suppose un monde futur avec moins d'émissions de gaz à effet de serre que l'autre parce que des mesures plus agressives sont prises pour atténuer les émissions. L'analyse a conclu que dans les deux scénarios, d'ici l'an 2100, les effets du changement climatique à eux seuls entraîneront une augmentation de la consommation d'énergie d'un bâtiment commercial moyen dans l'Indiana de 5,1 % et 5,4 %, respectivement. La consommation d'énergie d'un ménage résidentiel moyen devrait diminuer de 3,5 % en moyenne dans les deux scénarios, car des températures plus élevées réduiront la consommation d'énergie pour le chauffage.

« La projection des tendances à long terme de la demande d'énergie est une entreprise de plus en plus complexe en raison des changements incertains émergents du climat, politique, l'environnement réglementaire, l'économie et la technologie, entre autres facteurs, " a déclaré Mukherjee.

Les changements projetés s'ajoutent aux changements attendus de la consommation d'énergie causés par divers facteurs tels que les changements dans les tarifs d'électricité, politique démographique et énergétique.

Les travaux ont été menés dans le cadre du projet Indiana Climate Change Impacts Assessment (IN CCIA), dirigé par le Purdue Climate Change Research Center dans le Discovery Park de l'université. L'IN CCIA est un effort multidisciplinaire visant à fournir des services accessibles, la science du climat crédible aux résidents de l'Indiana, permettant une meilleure compréhension des risques liés au changement climatique qui soutiendra une planification plus efficace. Une autre équipe travaillant sur l'évaluation a fourni des données critiques sur le changement climatique, « réduire l'échelle » des modèles climatiques généraux pour se concentrer sur l'Indiana. Les résultats feront partie de l'évaluation des impacts du changement climatique dans l'Indiana coordonnée par le centre et qui sera publiée l'année prochaine.

Étant un importateur d'électricité des États voisins et du Canada, L'Indiana est vulnérable aux pénuries d'approvisionnement en cas de modification de la demande d'utilisation finale pour des raisons telles que la variabilité et le changement climatiques. L'État occupe le deuxième rang en termes de consommation de charbon dans le secteur de l'énergie.

"Modifier les modes de consommation d'énergie, donc, aura des implications importantes pour l'environnement, " a déclaré Nateghi.

Les chercheurs ont utilisé un bayésien, algorithme basé sur un "arbre de décision d'ensemble" pour développer des modèles prédictifs.

Pour le secteur résidentiel, les résultats révèlent que la future demande énergétique médiane dans le scénario à faibles émissions devrait être de 278,5 billions d'unités thermiques britanniques (Btu), une diminution de 3,5 % par rapport à la médiane historique, et peut aller de 243,7 à 323,2 billions de Btu. Dans le scénario d'émissions plus élevées, la demande résidentielle médiane devrait être de 278,7 billions de Btu, également une diminution de 3,5 % par rapport à la médiane historique, et pourrait varier entre 243,0 et 276,9 billions de Btu.

La demande dans le secteur commercial sera en moyenne sensiblement plus élevée que les valeurs moyennes historiques dans les deux scénarios d'émissions. Plus précisement, dans le scénario à faibles émissions, la demande moyenne sera d'environ 179,9 billions de Btu, une augmentation de 5,1 % par rapport à la médiane historique, et il pourrait se situer entre 147,8 et 214,1 billions de Btu. De la même manière, dans le scénario à émissions élevées, la demande commerciale médiane projetée sera d'environ 180,5 billions de Btu, une augmentation de 5,4 % par rapport à la médiane historique et pourrait se situer entre 146,4 et 211,4 billions de Btu dans un scénario futur incertain.

L'augmentation prévue est due à une plus grande utilisation de l'énergie de refroidissement par le secteur commercial, par rapport au secteur résidentiel, et des températures diurnes projetées plus élevées.

« Il convient de noter que si notre cadre proposé tient compte de la variation de la demande due au changement climatique, il ne tient pas compte de l'intensité et de la fréquence potentiellement plus élevées des extrêmes climatiques tels que les tempêtes de verglas et les tornades dans le cadre du changement climatique, " Nateghi a déclaré. " Des travaux futurs sont nécessaires pour étendre notre paradigme afin de tenir compte également de ces extrêmes météorologiques et climatiques qui pourraient devenir beaucoup plus intenses et fréquents avec le changement climatique, et auront des impacts significatifs sur notre secteur de l'énergie à l'avenir. »

Les projections pourraient sous-estimer l'influence potentielle du changement climatique car elles sont basées uniquement sur l'augmentation attendue de la température, pas d'humidité relative.

Dans les travaux futurs, les chercheurs utiliseront un modèle "dynamiquement réduit" plus sophistiqué du Centre de recherche sur le changement climatique pour prédire avec plus de précision les impacts du changement climatique sur la consommation d'énergie.

Les chercheurs étendent également leurs travaux pour préparer des projections dans d'autres États énergivores des États-Unis.