Ariðhéruð eru vélar hagvaxtar, nýsköpunar og menningar, en eru einnig helstu orkulinda jarðar. Samkvæmt Alþjóðaorkuvæðastofnunin (IEA) [IEA] eru borgir sem taka tillit til um það bil tveggja þriðju hluta heildarorkunotkunar og yfir 70% orkutengdrar losunar gróðurhúsalofttegunda. Fyrir borgstjórana er þessi tvímenningar bæði mikil ábyrgð og markvisst tækifæri. Áhrif á orkuneyslu borganna eru ekki lengur mikilvæg fyrir umhverfislega orkuneyslu og er ekki lengur forsenda fyrir orkustöðu, almannaheilsu og langvarandi. Þessi grein veitir víðtækan leiðarvísi til tækni og tækniframfara og hjálpar til að breyta vistvænum gæðum og framhleypna.

Kröfur um borgarorku

Til að geta stjórnað orkunotkun borgarbúa verða stjórnir borgarinnar fyrst að skilja umfang og samsetningu eftirspurnar. Orkunotkun borga er drifin af þremur ríkjandi geirum: byggingum (framandi og viðskiptalega), samgöngum og iðnaði. Í mörgum borgum geta byggingar einar sér verið 40% til 60% af heildarorkuneyslu, aðallega vegna hitnunar, kæli, ljósa og tækja hlaðna. Flutning fylgir í kjölfarið í nánum, með einkabílum, almenningsflutningum og annálanetum sem leggja fram verulegan hlut. Industrial, á meðan oft er að finna í kringumhvolfum orku, og innviði.

Þéttni borgarbúa er í slíkum vanda. Mikil þéttni fólks og athafna veldur því að hámarksþörf eykst til dæmis í sumarhitabylgjum þegar loftgeymaspar, eða á fyrsta kvöldi þegar íbúðarhverfi og viðskiptaálag skarast. Umfang, sem hefur verið byggt fyrir áratugum án nútíma skilvirknisreglna, eykur úrgangs. Auk þess eykst aukin þéttbýlismyndun í þróunarlöndunum í milljónum nýrra orkuneytenda á ári. [3] Skýrsla um borgir [55% allra landa, tala sem gert er ráð fyrir að aukist um 68% af 2050. Án ágengrar orkueftirsóknar gæti hún aukist um 40% eða meira á næstu áratugum.

Borgarstjórar verða því að taka upp almenna skoðun. Í stað þess að tala við orkunotkun þarf að safna traustum gagnasöfnum, hagsmunaaðili og vera fús til að fjárfesta í langtímalausnum í skjótum lausnum. Það er mikilvægt fyrsta skrefið að skilja við grunnlínu: orkuskoðun, greina gagna og kortlagningarmynstur um hverfi og atvinnugreinar. Aðeins þá geta stjórnendur sett skýr mörk og gert ráðstafanir til að ná árangri.

Landamæri fyrir endurnýtingu á borgarorkunotkun

Eftirfarandi kaflar sýna hve áhrif það getur haft á borgarstjórnina og draga má upp dæmi úr framsæknum borgum um að halda áfram.

Snjallt hnit og stafrænt innra skipulag

Að gera rafkerfið upptækt er grunnur að orkustjórnunaráætlun. Hefðbundið net sem starfa á einni leið til að ná rafmagni frá miðlægum orkuverum til neytenda, með takmarkað sjónleysi inn í rauntímaskilyrði. Snjallar reitir, með andstæðum, nota stafræna skynjara, langt genginn innviði og samskipti á milli staða til að fylgjast með og stjórna orkuflæði. Borgarstjórar gera kleift að greina útlínur, jafnvægi, gagnsemi yfir netið og samþætta breytilega orkugjafa eins og sól og vinda án þess að trufla kerfið.

Til dæmis geta snjallir metrar sem sendar eru út um borg lagt fram upplýsingar um neyslu á heimilinu og viðskiptamörkum. Utilburðir geta notað þessar upplýsingar til að bjóða upp á tímatíma-nota landrýmingu, sem hvetur notendur til að breyta orkunotkun til að draga úr orkunotkun á heimili og viðskiptatíma, en sú þörf er að nota dýrari hámarksplöntur. Sjálfvirk orka getur sjálfkrafa endurskapað sig og bætt ábata þeirra. Í Barcelona er að finna snjallar aðgerðir til að byggja á borgarkerfi, sem eiga þátt í 20% minnkun orkuneyslu í opinberum byggingum og 30% lækkun vatns í notkun með samþættum skyntauganetum. Borgarstjórnendur ættu að rannsaka samstarf með til að vinna með framboði og tæknivinnu fyrir flugtækni, og hafa í för með því að hefja almenningslíf og verslun eins og í götuvinnu.

Alvarlegt er að netöryggi og gagnanotkun verði persónuleg. Eftir því sem netin verða tengd, verða þau viðkvæm fyrir tölvuárásum. Umsjónarmönnum verður að tryggja að öryggisreglur séu innbyggðar frá hönnunarstigi, ekki bætt við sem eftirsýnd. Auk þess byggir gegnsæar stefnur um gagnastjórnunar á almenningstrausti og hvetja til þátttöku í kröfum og svörunaráætlunum.

Að þola endurnýtanlegan orkunotkunarferil

Umbreyting frá jarðefnaeldsneyti til endurnýjanlegra orkugjafa er ein beinasta leiðin til að draga úr kolefnisfóðri og orkukostnaði borgarinnar. Sólarljósakerfi (PV) kerfi, vindmyllur, jarðhitadælur og lífmassabúnaður getur átt þátt í fjölbreyttri, seigri orkuframleiðslu. Margar borgir hafa sett fram metnaðarfull markmið fyrir til dæmis [[5LT:0] IRENA skýrslur [5. 5LT:1] sem yfir 100 borgir um allan heim geta nú fært í sig að minnsta kosti 70% af rafmagnsframleiðslu frá endurnýjanlegum efnum.

Borgarstjórar geta flýtt fyrir því að endurnýta sér í gegnum nokkur handföng. Fyrst getur bunline leyft og sótt um sólstöðvar á húsþökum og viðskiptaþökum. Í öðru lagi notað orkuframleiðslu til að afla sér endurnýjanlegrar orku í gegnum rafmagnskaupa sem eru í opinberum byggingum, skólum og götuljósum. Í þriðja lagi þróa sólgarða sem gera leigueigendum og lágmarkuðum heimilum kleift að njóta góðs af sólarorku án þess að setja upp plápli á eigin þökum. 4.4. gr. byggja eða eiga félaga við endurnýlegar byggingarframkvæmdir á undirliggjandi landi eins og á sólbrennslum, brúnum eða í bílastæðum.

Orkugeymslu er mikilvæg viðbót. Rafhlöður og önnur geymslutækni draga úr umframmagn endurnýjanlegrar orku og losa sig við hana við hámarksþörf, jafna innsetningu. Í Kaliforníu hafa borgir eins og San Diego verið paraðar stórum sólarstöðvum með rafhlöðukerfum til að ná yfir 50% endurnýjanlegri innsetningu á netinu. Umsjónarmenn ættu einnig að íhuga örþrif: staðfær net sem geta losað sig frá aðaltólinu og starfað óháð þeim á meðan á þeim stendur, orkunotkun og geymslu. Slík kerfi auka álagsþol í ljósi mikils veðurfars.

Byggt upp á sem bestan og djúpstæðan vanda

Húsin eru langlíf og mörg borgarkerfi munu enn standa í 2050. Uppbygging sem er notuð með orku- og orkuhvötum er því nauðsynleg. Uppbyggingar og rjóma í stórum stíl getur minnkað orkuframleiðslu bygginga um 30% til 50% með aðgerðum svo sem bættum innskotsskilum, háformlegum gluggum, LED lýsingu, breytilegum hraða og snjallum hitaeiningum. Fyrir nýjar byggingarframkvæmdir geta stjórnendur framfylgt traustar orkukóðar sem krefjast net- 0 eða nærri-net- 0. afkasta. Til dæmis hefur Shipive House-Stass staðli, verið samþykktar með góðum árangri í borgum eins og UGu og New York, hiting og upphleð um 90%.

Fincingg er enn hindrun, en nýsköpunarkerfi eru til. Eiginleiki og framkvæmdir í Connect Enerence (PACE) forrit leyfa húseigendum að fjármagna orkuframfarir með sérstöku mati á eignarreikningi sínum, endurgreiða yfir 15Δ20 ár. Grænir bankar, svo sem í Connecticut and New York, veita lága höfuðborg fyrir skilvirkni verkefnisverkefni. Stjórnendur borganna geta einnig sett fram stigamerki og ákvæði um að hægt sé að tilkynna stórar byggingar til að tilkynna um orkunotkun sína opinberlega, og skapa þrýsting fyrir endurbætur. Til dæmis hefur lög New Yorkborgar 84 haft áhrif á verulega skilvirkni síðan þær voru gerðar.

Fyrir utan tækniaðgerðir ættu borgir að fjárfesta í þróun vinnuafls: þjálfun verktaka á sviði orkurannsóknar, VAC í einkakjöri og sólaruppbyggingar að byggja störf á meðan staðan er byggð á áframhaldandi betrumbætur. Almennar aðgerðir til að gera endurbætur (PPP) geta sameinað verkefni í mörgum byggingum til að ná fram hagfræði og minnka kostnað á hverri einingu.

Endurnýting burgssamgöngur

Samgöngur eru oft stærsta uppspretta orkuneyslu og losunar í borgum, einkum á bifreiðaháðum svæðum.

Borgarstjórar geta haft áhrif á það: að breyta vegum sveitarflotans (bílabílum, lögreglubílum, strætisvagnum) í rafmagnsbíla, framkalla sýnilegar kröfur og byggja upp grunnkerfi sem eru í gangi fyrir opinbera og á vinnustað og bjóða fram hvatningu svo sem sérstakan aðgang að útgangar, minnkað bílagjald eða afgreiðslur fyrir EVR kaup. Fyrir stórfellda flutninga, flutninganeta er það mjög mikilvægt. Cities eins og Shenzhen, Kína, hafa fyllt út strætisvagna sína og dregið úr þeim. Á sama tíma dregur það úr miklum hávaða og mengun. Fjárfestir í léttri járnbrautarlest, útþenslu og hjólanotkunarforrit draga úr heildaraflsvinnu.

Mikilvægt er að vera tilbúin til aukinnar EVAUrnownseftirspurn. Snjallar grunntegundir sem gera áætlanir sem kosta á ekki-peaktíma eða þegarendurnýjunin er mikil, geta forðast ofhleðslu á netinu. Burðar- á-gæðatæknin gerir EVRÓP jafnvel kleift að losa rafhlöður aftur í netið á hámarkstímum, breyta bílum í orkulindir. Integration transport in transportereration with heild programming heildarorkuáætlun er nauðsynleg til að hámarka kosti og koma í veg fyrir að grunninn streð.

Gögn- keyrsla orkustýring

Internetið (IoT), gerviupplýsingar (Ioot function functions, AI) og háþróuð greiningartæki eru öflug tæki til að velja borgarorkukerfi. Með því að senda skynjara yfir byggingar, götuljós, vatnsdælur og flutningskerfi, geta borgarstjórar fylgst með orkunotkun í nálega raunverulegum tíma og greint óskilmerkilegar aðstæður sem voru áður ósýnilegar. Vélar læra reiknirit geta spáð fyrir um eftirspurn með mikilli nákvæmni, gert nauðsynlegar breytingar á hitun, kæli og lýsingu. Til dæmis getur snjallt götuljós dregið úr ljósum þegar engir gangandi vegfarendur eða farartæki eru til staðar, sparað upp að 60% orku í samanburði við hefðbundnar orkulindir.

Borgarstjórar ættu að fjárfesta í orkustjórnunarkerfi sem er oft kallað "stafrófur") sem safnar gögnum frá öllum vegum sveitarinnar. Þessi vettvangur getur notað eftirlíkingar til að prófa áhrif breytinga á stefnumálum, innviði eða aðgerðaáætlunar áður en þeir eru innleiddir. Opnar gagnastefnur geta gefið enn meiri kraft til að auka nýsköpunartækni og vísindamenn geta notað orkugögn í borgum til að þróa forrit og þjónustu sem hjálpa íbúum og fyrirtækjum að draga úr eigin neyslu. Athyglisvert dæmi er sameignarfélag á milli Amsterdam og Amsterdam stofnunarinnar fyrir frekari Metropoltan lausnir, sem notaðar eru til að búa til nákvæmt orkukort yfir borgarbúum, með því að hafa stjórn á forgangsforgangsgrunni.

Til að gera sér grein fyrir öllum hugsanlegum möguleikum gagnadrifsstjórnunar verða borgir að tryggja óframkvæmni milli mismunandi kerfa og heimilisfanga gagnaselja. Stöðluð samskiptareglur eins og Haystack semantic líkanið til að byggja gögn auðvelda samþættingu. Auk þess verður að búa til einkavernd, einkum þegar safnað er gögnum frá íbúðarbyggingum. Hreinsa nafnorðsaðgerðir og stefnu í hagvirkni halda almennings trausti.

Skipulegging og hegðun sambandsins breytist

Orkunotkun borga er að lokum samanlögð úr milljónum ákvarðana einstaks einstaklings, hvaða hitastig sé best til að setja hitamælinn, hvort hann skuli aka eða hjóla, sem tæki til kaupa og hvernig á að farga úrgangi.

Áhrifaríkar aðferðir eru meðal annars orkuvandamál í nágrannasamfélögum í samvinnu við að draga úr neyslu, verðlaun og almenn viðurkenning. Social normsing programs, þar sem orkunotkun þeirra er borin saman við nágrannana, hefur verið sýnt fram á að hún getur keyrt um 2% til 10% í slembiröðuðum samanburðarrannsóknum. Að veita skýrar, aðgerðargóðar viðbrögð með því að sýna heimilismennsku eða mánaðarlegar málefnaskýrslur hjálpa til við að sjá áhrif á atferli þeirra. Til dæmis þarf "Engy Benchmarking" áætlun Seattle um að tilkynna gögn og gefa ráðleggingar um einkaeignir, sem leiða til 5% meðallækkunar í orkunotkun á þremur árum.

Fjárhagslegar áherslur skipta einnig máli. Fyrir STAR tækin, frjálsar orkurannsóknir og niðurgreiddar veðurathugunar geta almennur kostnaður af skilvirkni. Fyrir þá sem koma ekki að óþörfum gestum, "ekkert gagn af" forritum sem setja upp LED perur og lítið flæði á enga hleðslu, gert það að verkum að þeir vinna fljótt á meðan þeir tala við málefni sem varða fjármál. Borgarstjórar eiga einnig að hafa áhrif á fyrirtæki og stofnanir, háskóla, hótel, gegnum "græn fyrirtæki" sem viðurkenna orkustefnu. Enging samfélagsins er ekki einvígð; það krefst viðvarandi útrýmingar vegna félagslegra sameigna, funda, stofnana, trúar og stofnana. Evrópusambandsins og sýna fram á grundvelli þess (t. g. minnkuð notkun lofts, orkunotkun, orkunotkun.)

Stefna og Financeg Verkunarháttur

Röng orkustjórnunaráætlun kallar á trausta stefnumiðil og áreiðanlega fjármagnsstrauma. Borgarstjórar geta komið á samspili stjórntækja, markaðsafkasta og almennings- einkaeigna til að ná fram orku- og orkuframleiðni. Helstu stefnur eru: orkunýjungarstaðlar (ESS) sem krefjast afkasta til að ná árlegum sparnaðarmarkmiðum; og til að byggja upp starfshæfniskröfur sem tryggja að núverandi byggingarkerfi nái fram að tímanum; og græjar sem stuðla að þéttri, blönduðri þróun til að draga úr samgönguorku.

Fincingg er oft það krefjandi verkefni að semja um grunngerð sem er oft það sem er lýst í þessari grein, að byggja upp retrónaráætlanir, ráðast undir grunngerð sem er oft í aðalumsóknarverkefni. Borgarstjórar geta leitað að grænum böndum, sem hafa orðið að stóru verkfæri til að fjármagna loftslags-vinsældarverkefni. Árið 2023 hefur hinn alþjóðlegi græna vettvangur náð yfir 500 milljörðum, með borgum eins og London, París og Tókíó meðal stærstu félaganna. Önnur fjáröflunartæki eru meðal annars endurgreiðslafé (þar sem spar eru sparnaðar frá orkuverkefnum í framtíðarverkefnum), samningar (þar sem orkuþjónusta tryggir og er greidd frá þeim) og veitur af þeim, og veiturum ríkisstjórnum á vegum innanlands eða stofnunar Evrópusambandsins eins og til að koma á vegum um allan heimil.

Borgarstjórar ættu einnig að rannsaka nýstárleg opinber sameignarfélög. Til dæmis gæti borg átt mök við einkafyrirtæki til að koma af stað snjallri götulýsingu án framlínukostnaðar, með fyrirtækið sem tekur upp fjárfestingu sína með hluta orkusparnaðar yfir samningstíma. Á sama hátt er hægt að gera við byggingarfyrirtæki að verkum að það sé ofar orkuleyfum í skiptum fyrir þéttleika kaupauka eða sem leyfir. Að vega skammtíma fjárhagslegum hugðarefnum með langtímaorkumarkmið er lykillinn að því að opna það höfuðborg sem þörf er á.

Að sigrast á algengum áskorunum

Jafnvel þegar bestu stefnurnar eru á vegi geta stjórnendur borgarmála tekið á sig ýmsar hindranir. Að samþætta innviði í innviði nýju tækninnar, víra og undirhópa getur þurft að skipta um stað áður en snjallir hlutar geta virkað sem skyldi. Fjárlög, pólitísk umsetning og samkeppnisverkefni (viðeigandi, almenningsöryggi, menntun) ýta oft orkuframleiðendum niður listann. Auk þess getur samhæfing á mörgum sviðum (starfsemi, samgöngur, skipulagning, fjármálastarfsemi) náð til að ná stjórn á sílómum og keppa.

Til að yfirstíga þessar áskoranir ættu framkvæmdastjórar að byrja á litlum, sýnilegum verkefnunum sem sýna árangur og uppbyggingu. "lágum ávaxta" nálgun sem beinist að mestum kostnaðarsamasta aðgerðum fyrst (t.d. umbreytingu á götuborði, uppbyggingu á nýrekna rás) , ,kveisa sem skilar skjótum vinningi og sparnaði sem fjármögnunarfé. Til að byggja upp einkaorkuskrifstofu eða verkefnaafl með víxlvænum heimildum hjálpar það að brjóta niður sílói. Á leið með samfélagsaðila og tryggja að hægt sé að kaupa úr völdum störfum með skýrum ávinningi (vinnu, sparpl.), heilsuvernd) getur verndað verkefni gegn pólitískum breytingum. Að lokum getur verið að grípa til utanaðkomandi aðstoðar frá vinnustofnunum stofnunum eins og Sustangis eða C40 samstarfsaraðilaðsmanna og bestu starfsaðferðir.

Slóðin áfram

Efnið sem gert er ráð fyrir hér er að safna orku í þéttbýli er ein mikilvægasta hindrunin sem til er á okkar tímum. Þær aðferðir, sem eru gefnar hér, endurnýjanlegar orkulindir, byggingarnýting, samgöngur, gagnarof, trúlofun samfélagsins og nýsköpunarmáttarkenndur, eru nákvæmari verkfærastjóri sem er fær um að velja borg. En tækni og stefna nægir ekki. Raunveruleg umbreyting þarfnast forystu: vilji til að setja metnaðarleg markmið, mæla framfarir og aðlögun sem nýsköpun.

Borgirnar, sem tekst að draga ekki aðeins úr orkukostnaði sínum og losun, verða samkeppnishæfari, heilbrigðari og þrautseigari. Íbúar munu njóta hreinnar lofts, lægri notanakostnaðar og traustari þjónustu. Fyrir borgarstjóra er sá tími kominn að starfa núna. Með því að samþætta orkustjórnun inn í allar hliðar skipulags og aðgerða, getum við byggt borgir sem dafna eftir takmörkum plánetunnar og bjóða upp á há lífsgæði fyrir komandi kynslóðir. Ferðin hefst með einu snjallu mælieining, einni byggingu, einni framkvæmd sem er haldin, einu samfélagi. Uppsöfnuðu áhrifin verða hins vegar gífurleg.