美国长期以来,与所有其他国家的总和相比,美国已经使用更多的能量来进行空调。但是,随着世界温暖地区的需求增加,预计全球空调能源消耗将继续急剧上升,并可能对气候变化产生重大影响。

世界正在变暖,收入正在上升,较小的家庭生活在较大的地方的较大房屋中。结果之一是空调的蓬勃发展市场 - 2011年的世界销售额比2010年增长了13%,预计未来几十年的增长将加速。

根据我的粗略估计,全世界的住宅,商业和工业空调每年至少消耗1万亿千瓦时的电力。仅美国的车辆空调每年使用7至100亿加仑汽油。并且在很大程度上要归功于温暖地区的需求,全世界可能会消耗冷却的能源到2050年可能会爆炸十倍,使气候变化不受欢迎。

与世界其他地区的总和相比,美国每年长期消耗的空调能量更多。实际上,我们使用更多的电力来进行冷却,比非洲的整个非洲大陆(十亿人口的家园)都用于所有目的。在1993年至2005年之间,夏季越来越热,房屋越来越大,美国的住宅空调消耗了能源加倍,到2010年,它又跃升了20%。我们的建筑物和车辆的气候影响是每年近20亿吨二氧化碳的气候影响。

然而,随着其他国家的领导,美国为世界冷却冠军的统治即将结束。而且,如果全球冷却的消费量增长,预计每年增加到10万亿千瓦时(等于当今全球全部电力供应的一半),则气候预测确实将是严峻的。

由于它非常依赖于高能冷却,因此美国并不是要呼吁其他国家以我们共同的气氛行使约束。但是,我们可以警告世界,如果它遵循我们的道路,那将要损失的东西,这意味着要清楚地表明我们自己在空调时代已经失去了什么。例如,随着热量暴露较小,我们的身体无法在生理上适应夏季状况,而我们发展了对冷却的心理依赖。社区的凝聚力也破裂了,因为在温暖的夏季夜晚曾经充满了人们混合的社区现在保持沉默 - 除了空调装置的呼喊之外。在冷藏模型模型上的半个世纪,使我们拥有房屋和办公室,其中自然通风通常是不可能的或无效的。结果是,在短暂而强烈的热浪中,可以挽救生命的相同冷却技术在其他时候有助于破坏我们的健康。

预计到2020年,中国将成为全球最大的空调电力用户。

在全球范围内辩论空调的收益和成本的时间窗口正在缩小 - 一旦一个国家沿着空调路径走,就很难改变路线。

China is already sprinting forward and is expected to surpass the United States as the world’s biggest user of electricity for air conditioning by 2020. Consider this: The number of U.S. homes equipped with air conditioning rose from 64 to 100 million between 1993 and 2009, whereas 50 million air-conditioning units were sold in China in 2010 alone. And it is projected that the number of air-conditioned vehicles in China will reach 100 million in 2015, having more than doubled in just five years.

随着中国,日本和韩国的空调饱和点,预计在2020年后世界中最大的需求增长将发生在其他地方,最突出的南亚和东南亚。印度将占主导 - 已经孟买市所有电力消耗的约40%用于空调。中东已经受到气候控制的严重,但预计增长也将继续下去。在15年内,沙特阿拉伯实际上可能消耗的石油超过出口,主要是由于空调。随着夏天的变暖,美国和墨西哥将继续增加他们对凉爽的大量消费。

在炎热的天气中,各国已经在努力跟上高峰电力需求。今年夏天,印度的短缺17吉瓦,在某些地区,住宅电力每天关闭16小时。中国在30至40吉瓦的情况下下跌,导致能源配给和工厂关闭。

在大多数国家,在房屋和企业中运行空调的大部分电力是由化石燃料(最突出的煤炭)产生的。相比之下,在凉爽的气候中,很大一部分的空间加热是通过直接燃烧的燃料(通常是天然气,其他气体或油)来完成的,所有燃料的碳排放量都比煤炭少一些。这与电力发电和传输所涉及的能量损失相同,意味着,在将热量从房屋中推出时,空调会引起更多的温室排放,而不是将相同数量的热量放入房屋时的炉子。

根据世界各地人口,收入和温度的预计升高,荷兰环境评估机构的莫纳·艾萨克(Morna Isaac)和德特尔夫·范·沃伦(Detlef van Vuuren)预测,在温暖的世界中,空调的排放增加将比加热的排放量下降更快;结果,供暖和冷却的温室结合影响将在2020年后不久开始上升,然后在本世纪末迅速射击。

制冷剂 - 在适当的温度下有效吸收和释放热量的液体是空调和制冷的关键,但是当释放到大气中时,它们也可能是严重的麻烦制造商。根据1989年的蒙特利尔协议,正在逐步淘汰损害平流层臭氧层的氯氟化碳(CFC)等制冷剂。但是,大多数臭氧友好型替代品都是CFCS的强大温室气体。

美国的体验几乎没有希望可再生能源能够满足越来越多的空调需求的份额。

在新一代制冷剂中,全球最突出的是称为Hydrofluorocarbons(HFCS)的化合物。它们的气候温暖潜力要比要替代的臭氧动力的化合物较小,但是它们仍然具有数百至数千倍的二氧化碳效力(在磅重的基础上,也就是说;二氧化碳是;二氧化碳是释放量大量释放,并具有更大的总影响。)空调的快速增长有可能淹没用HFC代替当前的冷藏剂的边际气候益处。

根据荷兰国家公共卫生与环境研究所及其同事的Guus Velders最近的预测,在现在至2050年之间积累了在大气中积累的制冷剂(越来越多的HFC)(主要来自制冷和空调)所有人类生成的二氧化碳排放量会增加增加的变暖,再增加14%至27%。因此,近年来已经看到了一项研究踩踏事件,以发现具有较轻温室潜力的制冷剂。基于易燃性,毒性,臭氧耗竭或其他问题,已经丢弃了几名有前途的候选人。在所有方面,其余的前景都不是理想的。

一个重要的考虑因素是效率。比目前使用的直接温室潜力较小的制冷剂,但其效率较低的冷藏剂(导致空调以相同量的冷却量消耗更多的能量)可能会产生更大的总气候影响。

艾萨克(Isaac)和范·沃伦(Van Vuuren)预测,即使对空调的需求对雷电的依次更有效的设备感到满意,到2050年,全球家庭冷却的全球用电消耗仍将上升八倍,这并不比在没有效率提高的情况下增加的十倍增长要好得多。在美国,效率的增长占据了类似的主导地位。从1993年到2005年,空调设备的能源效率提高了近30%,但是空调的家庭能源消耗增加了一倍。

希望可再生能源能够满足越来越多的空调需求,但是从美国的体验中汲取的灵感几乎没有灵感。Here, renewable electricity production from wind, solar, biomass, and geothermal sources could expand to five times its current production (an increase that the Environmental Protection Agency does not expect to be achieved until 2030) and still not cover the nation’s air-conditioning demand, let alone other needs. Today, worldwide renewable production is estimated at about 750 billion kilowatt hours, which, I estimate, covers about three-fourths of current global air-conditioning demand. The International Energy Agency predicts that到2050。但是,即使实现了这一目标,可再生能源仍然只能满足四分之三的空调需求。

当迈阿密这么多的迈阿密自由使用时,孟买的人们在没有空调的情况下就可以公平吗?

每个供应方选项都有自己的问题。通过扩大水力发电发电来赶上冷却需求的尝试导致了印度,中国,巴西和其他国家的数百万农村人民的严重生态破坏和流离失所。而且我们看到的暗示,空调的扩散将提供振兴和扩大核电的动机。上个月,面对公众的强烈反对,日本总理诺达诺达宣布,自2011年在福岛Daiichi核电站的海啸灾难以来,他的政府正在结束暂停的核能发电暂停。承认,日本西部两个反应堆重新开始的时机并非偶然。需要额外的功率来满足空调使用的夏季激增。

在考虑全球冷却需求时,出现了两个关键问题。当迈阿密这么多的迈阿密自由使用时,孟买的人们在没有空调的情况下就可以公平吗?如果没有,世界是否可以找到适应对所有人公平的温度且不取决于空调无法支持的增长的方法?

当前,在每个大陆都在进行开发低能环境方法的努力。中国,印度,埃及,伊朗,纳米比亚和其他国家的被动冷却项目结合了传统技术,例如风塔和蒸发,以及新设计的,对通风友好的建筑特征。太阳吸附空调可以执行魔术师的技巧,仅使用太阳的热量来冷却室内空气,但到目前为止,它的价格还不够,或者不适合家庭使用。同时,在印度和其他地方,仅通过从地下隧道抽出的空气来实现冷却。

但是,非冷冻的气候控制,尤其是在炎热的气候下,无法始终达到满足工业定义的舒适感;换句话说,它不会产生那种凉爽,干燥的空气,这会促使许多美国人在7月份的工作中穿毛衣。向自然冷却的转变将意味着依靠人类预期的能力适应可变条件。在热带地区的研究发现,例如办公室工作人员对自然通风和温度较高的温度非常满意,如果他们尚未受到空调的条件。

无论世界如何适应更热的星球 - 通用高效空调;更紧密的结构;全力追求可再生,水力发电或核能;或重建和改造整个社会以进行非冷冻冷却 - 金钱和物理资源的成本将是惊人的。决定最佳策略,很快将是至关重要的。