In den letzten Jahrzehnten wurde in verschiedenen Sektoren, darunter Gebäude, Industrie und Verkehr, ein höherer Energiebedarf festgestellt, der zu einem deutlichen Anstieg des weltweiten Energieverbrauchs führte. In diesem Zusammenhang stellen Bevölkerungswachstum und globale Erwärmung ein zusätzliches Hindernis für die Deckung des zukünftigen Energiebedarfs und die Deckung des Energiebedarfs weltweit dar.
In den letzten zwanzig Jahren war die Kühlung der am schnellsten steigende Energieverbrauch in städtischen Gebieten, was auf einen deutlichen Anstieg des Besitzes von Kühlgeräten zurückzuführen ist, vor allem in weiter entwickelten Ländern.
Andererseits liegen die meisten der größten städtischen Zentren der Welt in Schwellenländern, darunter Indien, Südostasien und Afrika, in denen es normalerweise warme bis heiße Wetterbedingungen gibt. Darüber hinaus gibt es in vielen tropischen Ländern relativ wenige Haushalte, die mit Klimaanlagen ausgestattet sind, was auf ein ungenutztes Potenzial für einen künftigen Anstieg des Energieverbrauchs hinweist.
Aus diesen Gründen ist es wichtig, den globalen Trend des Kühlbedarfs zu charakterisieren und abzuschätzen, um den Energiesektor von der Energieerzeugung bis zu seinem Verbrauch zu verstehen, zu analysieren und zu modellieren.
Ein kürzlich veröffentlichter Artikel in Kommunikation Erde und Umwelt von Forschern der CMCC Foundation und der Internationalen Energieagentur (IEA) stellt einen ersten Versuch dar, abzuschätzen, wie ein sich erwärmendes Klima den Energiebedarf für Kühlung auf Länderebene weltweit steigern kann.
Kühlgradtage stellen einen Indikator dafür dar, wie stark und wie lange die Außenlufttemperatur über einem bestimmten Schwellenwert liegt, und werden daher als wirksame Messgröße zur Schätzung des Energiebedarfs für die Innenkühlung verwendet.
Aus früheren Studien ist bekannt, dass die Kühlgradtage (CDD) weltweit im Durchschnitt zunehmen, ihr relativer Beitrag zum Energiebedarf jedoch im Weltraum nicht einheitlich ist.
„In diese Studie haben wir drei Hauptneuheitselemente im Vergleich zur früheren Literatur auf diesem Gebiet einbezogen“, sagte Enrico Scoccimarro von der Abteilung für Klimasimulationen und -vorhersage (CSP) am CMCC und Erstautor des Papiers. „Um die Abkühlungsgradtage abzuschätzen, haben wir zunächst die gefühlte Temperatur anstelle der absoluten Temperatur berücksichtigt, um das vom menschlichen Körper empfundene Abkühlungsbedürfnis besser auszudrücken.“
Die gefühlte Temperatur berücksichtigt die Luftfeuchtigkeit, die das durch extreme Hitze verursachte körperliche Unbehagen verschlimmert, und stellt somit eine erweiterte und vollständigere Information über den erwarteten Anstieg des Energiebedarfs für die Kühlung dar. „Darüber hinaus haben wir beobachtet, dass große Gebiete, in denen typischerweise hohe Temperaturen herrschen, wie etwa Wüstengebiete, tatsächlich kaum besiedelt sind und daher keinen wesentlichen Einfluss auf den Gesamtanstieg des Energiebedarfs haben. Deshalb haben wir auch einen Bevölkerungsgewichtungsfaktor eingeführt.“
Die dritte Neuheit, die in diesem Artikel vorgestellt wird, ist das Konzept der zeitlichen Häufung extremer Ereignisse. „Aus energetischer Sicht macht es einen großen Unterschied, innerhalb kurzer Zeit mehrere Spitzen des Energiebedarfs zu haben oder hin und wieder einen Spitzenwert zu haben“, sagte Scoccimarro. „Die Energieversorgung erfordert eine große Speicherung. Wenn es zu einer Reihe von Extremereignissen kommt, die an mehreren aufeinanderfolgenden Tagen große Energiemengen erfordern, steht möglicherweise nicht genügend Energie direkt zur Verfügung, muss aber gespeichert werden. Aus diesem Grund ist es wichtig, eine Zukunft zu haben, wo.“ Ereignisse sind tendenziell stärker gehäuft, was einen höheren Bedarf an Energiespeicherung bedeutet.“
Diese Schätzungen basieren auf einem Datensatz energiebezogener Klimaindikatoren, der dank einer Zusammenarbeit zwischen der CMCC Foundation und der Internationalen Energieagentur (IEA) erstellt und verfügbar gemacht wurde.
„Der IEA und CMCC Weather for Energy Tracker ist eine neue offene Plattform, die wetterbezogene Daten präsentiert, die nützlich sind, um den Energiesektor zu verstehen, zu analysieren und zu modellieren, von der Erzeugung bis zur sektorübergreifenden Nutzung“, erklärte Roberta Quadrelli, Leiterin der IEA-Sektion für Datenindikatoren für Energiewende und Autorin des Papiers „Die Daten sind auf Landes- und subnationaler Ebene verfügbar, mit einer täglichen und monatlichen Auflösung von 1979 bis zum letzten verfügbaren Monat, und einschließlich monatlicher Klimatologien und Anomalien auf der Grundlage einer ERA5-Reanalyse.“
„Wir haben vergangene Daten analysiert, zwei Jahrzehnte verglichen und für viele Länder eine Verschiebung in der Größenordnung dieser Indikatoren beobachtet“, sagte Scoccimarro. „Im Allgemeinen haben wir einen allgemeinen starken Anstieg sowohl beim Auftreten als auch bei der Dauer von Clustern festgestellt, was auf einen potenziellen Anstieg des Kühlbedarfs hindeutet und anhaltende Stressbedingungen für Menschen und Energieversorger hervorruft.“
Wenn man die Faktoren Luftfeuchtigkeit und Bevölkerungsgewicht berücksichtigt, zeichnen sich einige Länder durch einen steigenden Kühlbedarf aus, beispielsweise Indien, Kambodscha, Thailand und Vietnam.
Generell zeigt das Papier einen starken Anstieg der Anzahl und Häufung extrem heißer Tage in den meisten der betrachteten Länder, die die Bevölkerung stark beeinträchtigen und die Energieversorgungs- und Speicherkapazitäten der Länder gefährden.
„Ziel dieser Studie ist es, Hinweise für weitere Analysen und Anwendungen zu geben“, sagte Scoccimarro. „Es wird hoffentlich als struktureller Rahmen für lokale Verwaltungen oder politische Entscheidungsträger oder für zukünftige Forschung dienen.“
Mehr Informationen:
Enrico Scoccimarro et al.: Der Energiebedarf für die Kühlung auf Landesebene ist in den letzten zwei Jahrzehnten gestiegen. Kommunikation Erde und Umwelt (2023). DOI: 10.1038/s43247-023-00878-3
Bereitgestellt von der CMCC Foundation – Euro-Mediterranean Centre on Climate Change