高温来袭,瑞士面临”制冷挑战”
一个地区的建筑风格与当地的气候密切相关。不同地区的温度、降水、光照和风向直接决定了传统与现代建筑的形态、材料及结构特征。瑞士房屋和城市的设计意图原本在于对抗冬季的严寒。然而,如今夏季的酷暑却成为紧迫话题。
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夏季变得越来越炎热,不仅导致空调的使用率大幅上升,用于制冷的能耗亦随之增加。这种现状将对瑞士的电力系统造成怎样的影响?
瑞士拥有一套高效严谨的整体御寒系统:一方面,几乎所有的境内建筑都配备了供暖系统;另一方面,在功能上,瑞士的房屋设计旨在对寒冷月份的日照进行最大限度的利用。
然而,由于气候变暖,瑞士的冬季变得越来越温和,而夏季热浪的发生频率和强度也在不断增加。事实上,瑞士是全球气温上升速度最快的国家之一。与英国一样,瑞士极端高温天数的相对增幅最为显著。
随着气温的升高,空调的使用也正在瑞士境内迅速普及。今年夏天,瑞士便携式空调和风扇的销量均创下了历史新高。
制冷技术不仅能提升舒适度,还能显著减少与高温天气相关的死亡案例。然而,空调的大规模普及不仅会大大增加电力系统的负荷,还会加剧城市热岛效应,同时导致温室气体排放量的上升。
卢塞恩应用科学与艺术大学(HSLU)建筑技术与能源研究所的教授兼联合主任乌尔斯-彼得·门蒂(Urs-Peter Menti)向瑞士资讯swissinfo.ch表示:“眼下,对于建筑领域和电力系统而言,制冷正在成为一项日益严峻的挑战。”
这一趋势并不局限于瑞士。全球范围内,用于室内制冷的电力需求正在以极其强劲的势头攀升。在欧盟境内,用于制冷的电力消耗于2018年至2024年间翻了整整一番。在美国、亚洲和中东地区,制冷能耗也呈现出了显著的增长趋势。
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瑞士便携式空调市场迎来爆发式增长
据估计,瑞士每十户家庭中,安装了固定式空调(亦即分体式空调)的尚且不到一户。部分州的相关法规限制以及高昂的安装成本促使便携式空调得以普及。
便携式空调的平均售价仅为452瑞郎,使用起来也相当方便,是一种简单有效的夏季热浪应对方案。今年六月,瑞士电商平台Galaxus的便携式空调销量较去年同期增长了38%。
不过,这类移动式空调的制冷效果较差,且耗电量相对较高。一台功率为一千瓦的便携式空调耗电量大约相当于十台冰箱的总和。
与此同时,可逆式热泵正逐渐成为另一种备受欢迎的空调替代方案。这些具备双向功能的冷暖一体化设备利用电力将热量从一处转移到另一处,如今在新建或翻新的建筑物中已得到了广泛的应用。这类热泵可以一边在冬季为室内供暖,一边在夏季为房屋制冷。
除了消耗能源外,和固定式与便携式空调设备一样,可逆式热泵中也含有制冷剂。这些制冷剂一旦被释放到大气中,便会引发温室效应,并导致气候危机进一步加剧。
日益攀升的制冷能耗
据瑞士联邦能源局(BFE)统计,瑞士用于夏季制冷(空调、风扇及其它技术设备)的用电需求几乎等同于冬季供暖的用电需求。2024年,制冷耗电量占总用电量的10.9%,而供暖用电量则占10.5%。
由于这组数据仅涉及到电力这一能源,在进行对比时,我们应抱有谨慎的态度。严格说来,制冷几乎完全依赖电力,而供暖则依赖多种能源,其中也包括燃油和天然气。因此,若将所有的能源载体纳入综合考量,室内供暖仍然是家庭能源消耗中占比最大的部分。
尽管如此,制冷耗能的上升趋势依旧非常明显。2000年至2024年间,瑞士用于室内供暖的能耗显著下降,降幅达到了19.5%。而在同一时间段里,用于室内制冷的能耗则有所上升,增幅为14.3%。
据瑞士联邦材料测试与研究实验室(Empa)的研究人员评估,在气候急剧变暖、人口快速增长以及空调设备广泛普及的极端情况下,预计到2050年,瑞士家庭用户用于制冷和供暖的热能消耗量或将持平。
空调消耗了全球10%的电力
据国际能源署(IEA)透露,目前,民用住宅与商业建筑物的制冷是全球范围内增长速度最快的能源消耗领域。
2000年至2022年间,全球用于室内空间制冷的电力需求增长了一倍多。当下,这一需求已高达2900太瓦时左右,约占全球总耗电量的10%。在气候较为炎热的国家,这一比例在夏季甚至可能超过50%。
截至2035年,全球范围内,与制冷相关的电力消耗预计还将额外增加1600太瓦时,相当于目前日本和韩国两国的年用电量总和。
预计,印度、中国、东南亚以及中东各国将是增幅最大的地区。这些地区的共同特点是:人口稠密,气候炎热,且经济发展势头十分强劲。除了全球变暖之外,当地人民的收入增长也进一步推动了用电需求,而有能力购买空调设备的人也越来越多。
专家建议将空调温度在白天设置成25℃至26℃之间,可达到体感舒适的效果,而夜间睡眠可将温度升至27℃至28℃。
如果室内潮湿且初始温度较高,可以先开启制冷模式,待房间温度下降后,再改为除湿模式,这样既能省电又能达到除湿制冷的效果。
此外,“空调+风扇”的组合方式可以让屋内的空气流动起来,促进冷气循环,降低体感温度。
专家同时提醒,应尽量避免频繁开关空调,因为重启空调的耗电量相当于持续运行20至30分钟。
资料来源:央视网
作为全球范围内变暖最快的大洲,欧洲的气温上升速度高达世界平均水平的两倍。1990年至2025年间,欧洲冷却度日(Cooling Degree Days,CDD,衡量欧洲各地因天气炎热而产生的建筑空调制冷需求的能源和气候指标)的增幅巨大,足足增长了115%。冷却度日是每天平均温度与基准温度的正差值累加值,是一项用于估算空调使用需求及制冷所需能源的技术指标。
根据瑞士2025年气候情景(Klima CH2025)的预测,在全球温度上升3℃的情况下,作为瑞士最炎热的城市之一,日内瓦的冷却度日年数值可能将飙升至一倍以上。
用可逆式热泵代替便携式空调
在大多数地方,放弃为建筑物采取降温措施无疑是不切实际的。苏黎世联邦理工学院的气候学家雷托·克努蒂(Reto Knutti)指出,高温是一种常被低估的健康风险。在最近的一次采访中,这位专家表示,为了减少和高温天气相关的死亡案例,“我们还必须有针对性地使用制冷设备。”在他看来,学校和养老院这些地方都有必要配备空调。
乌尔斯-彼得·门蒂表示,虽然空调设备正在日益普及,瑞士的年度电力需求却在以一种相对温和的方式增长,而“真正的挑战实际上来源于夏季用电高峰的能耗攀升。”
目前,空调设备制造的温室气体排放约占全球总排放量的3%。值得庆幸的是,制冷需求最为旺盛的阶段往往与光伏发电量的峰值时期相吻合。对此,门蒂解释道:“只要设计合理,我们的能源系统有望大规模地利用可再生能源来满足制冷需求。”
据瑞士联邦材料测试与研究实验室的罗宾·穆奇勒(Robin Mutschler)介绍,与地下季节性储热系统相结合的热泵可确保实现高效率的制冷。如果电力来自于低碳排的可再生能源,热泵在运行过程中产生的温室气体排放量便能被有效控制在极低的范围之内。
穆奇勒认为,随着传统的化石燃料供暖系统逐步被这些更为环保的技术取代,便携式空调将在很大程度上变得多余,并将遭到市场的淘汰。根据瑞士联邦统计局(BFS)提供的数据,2024年,瑞士民用住宅建筑安装热泵的比例达到了23%以上,是2000年的五倍之多。
房屋建造的新思路
乌尔斯-彼得·门蒂认为,新一代建筑在设计时必须将当下的气候现实纳入考量。这位专家表示:“几十年来,瑞士的建筑物不断得到优化,其核心设计理念在于降低室内供暖的需求。今天,让房屋建筑更好地适应气候变化理应成为同等重要的设计目标。”
然而,这并不意味着有必要安装更多的制冷设备。恰恰相反,被动式降温才是我们应当优先考虑的解决方案。百叶窗和窗帘等外部遮阳设施能有效阻止热量进入室内,而粘土这类具有高热惰性的建筑材料则能减缓室内温度的攀升。此外,在房屋周围设置遮荫区域、减少建筑物的玻璃面积以及保持良好的通风皆有助于提升夏季的舒适度。
国际能源署表示,采取适当的隔热措施和安装室外遮阳装置有助于降低建筑物多达80%的制冷需求。 从前,瑞士的房屋和城市均是为了抵御冬日的严寒而建,如今,这里的人们却必须学会与高温酷热共存。此外,降温制冷究竟会成为一道新的气候难题,还是会成为解决方案的一环,则取决于未来几年里瑞士在建筑设计和能源系统规划方面作出的具体决策。
(编辑:Gabe Bullard,编译自意大利语:Aiken Jun/gj)
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